JP4417175B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

この発明は、冗長構成された無線処理部を無瞬断切り替えする無線通信装置に関するものである。

従来の無線通信装置では、基準信号に基づいて所定の周波数を発生する基準信号切替え装置として、冗長構成された２台の基準信号発振器から発生される基準信号のうちの一方を選択する切り替えスイッチと、その切り替えスイッチに接続された第１の分周器と、その第１の分周器に接続された遮断スイッチと、その遮断スイッチに接続され、第２の分周器を含み、選択された基準信号に基づいて所定の周波数を発生する位相同期ループと、その切り替えスイッチにより選択された基準信号の停止を検出する停止検出器と、その基準信号の停止の検出に応じてスイッチおよび分周器を制御する制御部とを備えたものがある。
動作としては、制御部は、停止検出器により基準信号の停止が検出されれば、遮断スイッチをオフして位相同期ループの出力を固定にすると共に、切り替えスイッチを切り替えて、新たな基準信号発振器から発生される基準信号を入力する。また、第１および第２の分周器をリセットしてから遮断スイッチをオンして位相同期ループの動作を再開する。
これにより、第１および第２の分周器が同時に動作を開始するため、位相同期ループの入力側において基準信号側およびフィードバックループ側の位相がほとんど一致している状態から位相比較の再開を可能にすることで、基準信号切り替え時の位相および周波数の変動を低減することができる（例えば、特許文献１参照）。

特開平３−２７６２０号公報

従来の無線通信装置は以上のように構成されているので、基準信号の切り替え時の位相および周波数の変動を若干低減することができるものの、基準信号の切り替え時の位相および周波数の変動は残ってしまう。
よって、従来の基準信号切替え装置を、搬送波生成用の位相同期ループの基準信号の切り替えに適用した場合、搬送波生成用の位相同期ループによる過渡応答により、搬送波周波数が変動してしまう。これを受信する対向局の復調器では、受信波の搬送波周波数を捕捉する搬送波再生回路がその搬送波周波数の変動によって正確に捕捉できない間、受信信号を精度良く復調することができず、したがって、復調される受信信号に誤りが発生するなどの課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、現用系の切り替え時に、送信波の搬送周波数が変動することなく、対向局における受信信号の誤りを防止する無線通信装置を得ることを目的とする。

この発明に係る無線通信装置は、予備系の位相同期ループにおいて、当該位相同期ループから生成される搬送波が現用系の位相同期ループから生成される搬送波に従属するように周波数同期させ、制御部において、現用系の無線処理部の切り替え時に、新たに現用系に指定した無線処理部から送信波が選択出力されるように切り替えてから一定時間経過後に、予備系および現用系の位相同期ループの周波数同期の主従関係を切り替えるようにし、位相同期ループは、周波数同期回路および電圧制御発振器を備え、周波数同期回路は、制御部により予備系に指定された場合に、現用系の位相同期ループにより生成された搬送波と自系の位相同期ループにより生成された搬送波との周波数差に応じた制御電圧を電圧制御発振器に出力し、制御部により予備系から現用系に切り替えられた場合に、その時点の周波数差を保持すると共に、その周波数差に応じた制御電圧から電圧制御発振器の中心周波数に応じた制御電圧へと一定時間掛けて変化させて電圧制御発振器に出力するようにしたものである。

この発明によれば、予備系の位相同期ループから生成される搬送波を、現用系の位相同期ループから生成される搬送波に従属するように周波数同期させるので、現用系および予備系に関わらず、全ての位相同期ループから生成される搬送波は周波数同期しており、現用系の無線処理部の切り替え時に、送信波の搬送周波数が変動することはない。また、新たな現用系から送信波が出力されるように切り替えてから一定時間経過後に、位相同期ループの周波数同期の主従関係を切り替えるので、その位相同期ループの周波数同期の主従関係を切り替える時に生じる搬送周波数の変動が送信されること無く、対向局における受信信号の誤りを防止することができる。さらに、現用系および予備系の切り替えが繰り返し実施された場合でも、現用系動作時の電圧制御発振器の制御電圧を常に中心周波数に合わせることができる効果がある。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による無線通信装置を示すブロック図であり、図において、無線処理部１，２は、それぞれ同一に構成されたもので、搬送波を送信信号により変調して、常時、送信波を生成するものである。切り替えスイッチ３は、無線処理部１，２のうちの現用系に指定された無線処理部から生成される送信波を選択出力し、アンテナ４は、その選択された送信波を送信するものである。
制御部５は、無線処理部１，２のうちの一方の無線処理部を現用系に指定すると共に他方の無線処理部を予備系に指定し、現用系に指定された無線処理部から生成される送信波が選択出力されるように切り替えスイッチ３に送信波切り替え信号６を出力する。また、送信波切り替え信号６を出力してから一定時間経過後に、搬送波生成における周波数同期の主従関係が切り替わるように無線処理部１，２に搬送波切り替え信号７を出力するものである。

無線処理部１，２において、周波数同期回路１１，２１は、自系が現用系に指定された場合に、後段の電圧制御発振器の中心周波数に応じた制御電圧を発生し、自系が予備系に指定された場合に、自系の後段の電圧制御発振器から発生された搬送波周波数が現用系の電圧制御発振器から発生された搬送波周波数に従属するように周波数同期させるような制御電圧を発生するものである。電圧制御発振器１２，２２は、その制御電圧に応じた搬送波周波数を発振するものである。なお、周波数同期回路１１，２１および電圧制御発振器１２，２２により、冗長構成された位相同期ループを構成する。
中間周波発振器１３，２３、高周波発振器１４，２４は、それぞれ電圧制御発振器１２，２２から発生された搬送波に基づいて中間周波および高周波の搬送波を発生するものである。変調器１５，２５は、それぞれ生成された中間周波を送信信号により変調し、ミキサ１６，２６は、中間周波の変調波を高周波に周波数変換し、アンプ１７，２７は、高周波の変調波を増幅して、送信波を生成するものである。なお、中間周波発振器１３，２３、高周波発振器１４，２４、変調器１５，２５およびアンプ１７，２７により、冗長構成された変調回路を構成する。

次に動作について説明する。
先ず、制御部５により、無線処理部１を現用系に、無線処理部２を予備系に指定する場合、制御部５から切り替えスイッチ３に送信波切り替え信号６を発生し、切り替えスイッチ３は、その送信波切り替え信号６に応じて無線処理部１からの送信波を選択出力するように切り替える。
また、制御部５から周波数同期回路１１，２１に搬送波切り替え信号７を発生し、周波数同期回路１１を現用系（主）とし、周波数同期回路２１を予備系（従）とした搬送波生成における周波数同期の主従関係が指定される。
この場合、周波数同期回路１１は、自系が現用系に指定されているので、後段の電圧制御発振器１２においてその中心周波数が発振されるような制御電圧を発生し、電圧制御発振器１２からはその中心周波数が発振される。また、周波数同期回路２１は、自系が予備系に指定されているので、自系の後段の電圧制御発振器２２から発生された搬送波周波数と現用系の電圧制御発振器１２から発生された搬送波周波数とを比較し、自系の電圧制御発振器２２から発生された搬送波周波数が現用系の電圧制御発振器１２から発生された搬送波周波数に従属して周波数同期させるような制御電圧を発生する。よって、電圧制御発振器２２からは、現用系の電圧制御発振器１２と周波数同期した搬送波周波数が発生される。
現用系および予備系の無線処理部１，２において、中間周波発振器１３，２３、高周波発振器１４，２４は、それぞれ電圧制御発振器１２，２２から発生された搬送波に基づいて中間周波および高周波の搬送波を発生し、変調器１５，２５は、それぞれ生成された中間周波を送信信号により変調し、ミキサ１６，２６は、中間周波の変調波を高周波に周波数変換し、アンプ１７，２７は、高周波の変調波を増幅して、送信波を生成する。無線処理部１および無線処理部２は、同一に構成され、無線処理部１の搬送波に無線処理部２の搬送波が周波数同期しており、変調する送信信号も同一であることから、無線処理部１および無線処理部２からは、同一の送信波が出力される。
切り替えスイッチ３では、現用系の無線処理部１からの送信波のみ選択出力し、アンテナ４は、その送信波を送信する。

次に、現用系に障害が発生したり保守等により、現用系の無線処理部１の切り替えが必要になり、制御部５により、現用系の無線処理部１を予備系に、無線処理部２を現用系に指定する場合、制御部５から切り替えスイッチ３に送信波切り替え信号６を発生し、切り替えスイッチ３は、その送信波切り替え信号６に応じて無線処理部２からの送信波を選択出力するように切り替える。
上述したように、無線処理部１および無線処理部２は、同一に構成され、無線処理部１の搬送波に無線処理部２の搬送波が周波数同期しており、変調する送信信号も同一であることから、無線処理部１および無線処理部２からは、同一の送信波が出力され、したがって、切り替えスイッチ３による現用系の切り替え時に、送信波に周波数変動が生じることはない。
また、制御部５から送信波切り替え信号６を出力してから一定時間経過後に、制御部５から周波数同期回路１１，２１に搬送波切り替え信号７を発生し、周波数同期回路１１を予備系（従）とし、周波数同期回路２１を現用系（主）とした搬送波生成における周波数同期の主従関係が指定される。
この場合、周波数同期回路２１は、自系が現用系に指定されているので、後段の電圧制御発振器２２においてその中心周波数が発振されるような制御電圧を発生し、電圧制御発振器２２からはその中心周波数が発振される。また、周波数同期回路１１は、自系が予備系に指定されているので、自系の後段の電圧制御発振器１２から発生された搬送波周波数と現用系の電圧制御発振器２２から発生された搬送波周波数とを比較し、自系の電圧制御発振器１２から発生された搬送波周波数が現用系の電圧制御発振器２２から発生された搬送波周波数に従属して周波数同期させるような制御電圧を発生する。よって、電圧制御発振器１２からは、現用系の電圧制御発振器２２と周波数同期した搬送波周波数が発生される。
さらに、現用系および予備系の無線処理部１，２において、現用系の電圧制御発振器２２と周波数同期した搬送波周波数で、同一の送信波が出力される。

なお、制御部５から切り替えスイッチ３に送信波切り替え信号６を出力してから一定時間経過後に、制御部５から周波数同期回路１１，２１に搬送波切り替え信号７を発生したが、この一定時間を、対向局の搬送波再生回路の時定数の４〜２０倍程度（特に１０倍程度が最適）とすれば、対向局の搬送波再生回路の搬送波の再生に掛かる収束時間が一般に時定数の４倍以上であり、また、時定数の２０倍を超えると処理時間が長過ぎて不都合であることから、対向局の搬送波の再生に掛かる処理時間を満たすと共に、冗長構成としての機能を最大限に満たすことができる。

以上のように、この実施の形態１によれば、予備系の無線処理部から生成される搬送波を、現用系の無線処理部から生成される搬送波に従属するように周波数同期させるので、現用系および予備系に関わらず、全ての無線処理部から生成される搬送波は周波数同期しており、現用系の無線処理部の切り替え時に、送信波の搬送周波数が変動することはない。また、切り替えスイッチ３を切り替えてから一定時間経過後に、無線処理部の周波数同期の主従関係を切り替えるので、その無線処理部の周波数同期の主従関係を切り替える時に生じる搬送周波数の変動が送信されること無く、対向局の搬送波再生回路において受信波の搬送波周波数を容易に捕捉することができ、対向局における受信信号の誤りを防止することができる。
なお、上記実施の形態１では、２個の無線処理部の構成で示したが、無線処理部は２個以上であっても良く、同様な効果が得られる。

実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による無線通信装置を示すブロック図であり、図において、無線処理部１〜Ｎ（Ｎは２以上の任意の自然数）は、それぞれ同一に構成されたもので、搬送波を送信信号により変調して、常時、送信波を生成するものである。切り替えスイッチ４０は、無線処理部１〜Ｎのうちの現用系に指定されたＭ個（ＭはＮ以下の任意の自然数）の無線処理部から生成される送信波を選択出力し、アンテナ４１〜４Ｍは、それら選択された送信波をそれぞれ送信するものである。
制御部４２は、無線処理部１〜ＮのうちのＭ個の無線処理部を現用系に指定すると共に他の無線処理部を予備系に指定し、現用系に指定された無線処理部から生成される送信波が選択出力されるように切り替えスイッチ４０に送信波切り替え信号６を出力する。また、送信波切り替え信号６を出力してから一定時間経過後に、現用系に指定したＭ個の無線処理部のうちのいずれか１つの無線処理部の位相同期ループから生成される搬送波を主系に指定する搬送波切り替え信号７を無線処理部１〜Ｎに出力すると共に、その主系に指定された搬送波のみが選択される選択信号８を無線処理部１〜Ｎに出力するものである。
無線処理部１〜Ｎにおいて、選択回路５０〜５２は、他系の全ての搬送波が入力され、制御部４２からの選択信号８に応じて主系に指定された搬送波のみが選択されるものである。
なお、無線処理部Ｎにおける周波数同期回路３１、電圧制御発振器３２、中間周波発振器３３、高周波発振器３４、変調器３５、ミキサ３６、アンプ３７は、無線処理部１，２の対応するものと同等のものである。その他の構成については、図１と同等である。

次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、１個の現用系の無線処理部からなる無線通信装置について説明したが、この実施の形態２では、複数個の現用系の無線処理部からなる無線通信装置について説明する。
先ず、制御部４２により、無線処理部１，２を現用系に、無線処理部Ｎを予備系に指定する場合、制御部４２から切り替えスイッチ４０に送信波切り替え信号６を発生し、切り替えスイッチ４０は、その送信波切り替え信号６に応じて無線処理部１，２からの送信波を選択出力するように切り替える。
また、制御部４２から周波数同期回路１１，２１，３１に搬送波切り替え信号７を発生し、現用系に指定した周波数同期回路１１，２１のうちの周波数同期回路１１を主系とし、周波数同期回路２１，３１を従系とした搬送波生成における周波数同期の主従関係が指定される。さらに、制御部４２から選択回路５０〜５２にその主系に指定された搬送波のみが選択される選択信号８が無線処理部１〜Ｎに出力される。
この場合、周波数同期回路１１は、自系が主系に指定されているので、後段の電圧制御発振器１２においてその中心周波数が発振されるような制御電圧を発生し、電圧制御発振器１２からはその中心周波数が発振される。また、周波数同期回路２１，３１は、自系が従系に指定されているので、自系の後段の電圧制御発振器２２，３２から発生された搬送波周波数と、選択信号８に応じて選択回路５１，５２により選択された主系の電圧制御発振器１２から発生された搬送波周波数とを比較し、自系の電圧制御発振器２２，３２から発生された搬送波周波数が主系の電圧制御発振器１２から発生された搬送波周波数に従属して周波数同期させるような制御電圧を発生する。よって、電圧制御発振器２２，３２からは、主系の電圧制御発振器１２と周波数同期した搬送波周波数が発生される。
さらに、現用系および予備系の無線処理部１〜Ｎにおいて、主系の電圧制御発振器１２と周波数同期した搬送波周波数で、同一の送信波が出力される。
切り替えスイッチ４０では、現用系の無線処理部１，２からの送信波のみ選択出力し、アンテナ４１〜４Ｍは、その送信波を送信する。

次に、現用系に障害が発生したり保守等により、現用系の無線処理部１の切り替えが必要になり、制御部４２により、現用系の無線処理部１を予備系に、無線処理部２，Ｎを現用系に指定する場合、制御部４２から切り替えスイッチ４０に送信波切り替え信号６を発生し、切り替えスイッチ４０は、その送信波切り替え信号６に応じて無線処理部２，Ｎからの送信波を選択出力するように切り替える。
上述したように、無線処理部１〜Ｎは、同一に構成され、無線処理部１の搬送波に無線処理部２，Ｎの搬送波が周波数同期しており、現用／予備系では変調する送信信号も同一であることから、同一の送信波が出力され、したがって、切り替えスイッチ４０による現用系の切り替え時に、送信波に周波数変動が生じることはない。
また、制御部４２から送信波切り替え信号６を出力してから一定時間経過後に、制御部４２から周波数同期回路１１，２１，３１に搬送波切り替え信号７を発生し、周波数同期回路１１，３１を従系とし、現用系に指定した周波数同期回路２１，３１のうちの周波数同期回路２１を主系とした搬送波生成における周波数同期の主従関係が指定される。さらに、制御部４２から選択回路５０〜５２にその主系に指定された搬送波のみが選択される選択信号８が無線処理部１〜Ｎに出力される。
この場合、周波数同期回路２１は、自系が主系に指定されているので、後段の電圧制御発振器２２においてその中心周波数が発振されるような制御電圧を発生し、電圧制御発振器２２からはその中心周波数が発振される。また、周波数同期回路１１，３１は、自系が従系に指定されているので、自系の後段の電圧制御発振器１２，３２から発生された搬送波周波数と主系の電圧制御発振器２２から発生された搬送波周波数とを比較し、自系の電圧制御発振器１２，３２から発生された搬送波周波数が主系の電圧制御発振器２２から発生された搬送波周波数に従属するように周波数同期させるような制御電圧を発生する。よって、電圧制御発振器１２，３２からは、主系の電圧制御発振器２２と周波数同期した搬送波周波数が発生される。
さらに、現用系および予備系の無線処理部１〜Ｎにおいて、主系の電圧制御発振器２２と周波数同期した搬送波周波数で、同一の送信波が出力される。

以上のように、この実施の形態２によれば、複数個の現用系の無線処理部からなる無線通信装置においても、現用系の無線処理部の切り替え時に、送信波の搬送周波数が変動することなく、また、その無線処理部の周波数同期の主従関係を切り替える時に生じる搬送周波数の変動が送信されること無く、対向局における受信信号の誤りを防止することができる。

実施の形態３．
図３はこの発明の実施の形態３による無線通信装置を示すブロック図であり、図において、切り替えスイッチ６０は、送信波切り替え信号６に応じて無線処理部１，２のうちの現用系に指定された無線処理部から生成される受信信号を選択出力するものである。
制御部５は、現用系に指定した無線処理部から生成される受信信号が選択出力されるように切り替えスイッチ６０に送信波切り替え信号６を出力するものである。
また、無線処理部１，２において、アンプ６１，６４は、受信波を増幅し、ミキサ６２，６５は、高周波の変調波を中間周波に周波数変換し、復調器６３，６６は、それぞれ生成された中間周波の変調波を復調し、受信信号を生成するものである。なお、アンプ６１，６４、ミキサ６２，６５および復調器６３，６６により、冗長構成された復調回路を構成する。その他の構成については、図１と同等である。

次に動作について説明する。
上記実施の形態１では、送信系のみの無線処理部からなる無線通信装置について説明したが、この実施の形態３では、送信系および受信系の無線処理部からなる無線通信装置について説明する。
先ず、制御部５により、無線処理部１を現用系に、無線処理部２を予備系に指定する場合、制御部５から切り替えスイッチ６０に送信波切り替え信号６を発生し、切り替えスイッチ６０は、その送信波切り替え信号６に応じて無線処理部１からの受信信号を選択出力するように切り替える。
また、制御部５からの搬送波切り替え信号７の発生により、電圧制御発振器２２からは、現用系の電圧制御発振器１２と周波数同期した搬送波周波数が発生される。
現用系および予備系の無線処理部１，２において、中間周波発振器１３，２３、高周波発振器１４，２４は、それぞれ電圧制御発振器１２，２２から発生された搬送波に基づいて中間周波および高周波の搬送波を発生し、アンプ６１，６４は、それぞれ受信波を増幅し、ミキサ６２，６５は、高周波の変調波をそれぞれ中間周波に周波数変換し、復調器６３，６６は、それぞれ生成された中間周波の変調波を復調し、それぞれ受信信号を生成する。無線処理部１および無線処理部２は、同一に構成され、無線処理部１の搬送波に無線処理部２の搬送波が周波数同期しており、復調する受信波も同一であることから、無線処理部１および無線処理部２からは、同一の受信信号が出力される。
切り替えスイッチ６０では、現用系の無線処理部１からの受信信号のみ選択出力する。

次に、制御部５により、現用系の無線処理部１を予備系に、無線処理部２を現用系に指定する場合、制御部５から切り替えスイッチ６０に送信波切り替え信号６を発生し、切り替えスイッチ６０は、その送信波切り替え信号６に応じて無線処理部２からの受信信号を選択出力するように切り替える。
上述したように、無線処理部１および無線処理部２は、同一に構成され、無線処理部１の搬送波に無線処理部２の搬送波が周波数同期しており、復調する受信波も同一であることから、無線処理部１および無線処理部２からは、同一の受信信号が出力され、したがって、切り替えスイッチ６０による現用系の切り替え時に、受信信号に変動が生じることはない。
また、制御部５から送信波切り替え信号６を出力してから一定時間経過後に、制御部５から周波数同期回路１１，２１に搬送波切り替え信号７を発生し、周波数同期回路１１を予備系（従）とし、周波数同期回路２１を現用系（主）とした搬送波生成における周波数同期の主従関係が指定されれば、電圧制御発振器１２からは、現用系の電圧制御発振器２２と周波数同期した搬送波周波数が発生される。
さらに、現用系および予備系の無線処理部１，２において、現用系の電圧制御発振器２２と周波数同期した搬送波周波数で、同一の受信波が復調される。

以上のように、この実施の形態３によれば、送信系のみならず受信系を有する無線通信装置においても、現用系の無線処理部の切り替え時に、送信波の搬送周波数および受信波の復調用の搬送周波数が変動することはなく、また、無線処理部の周波数同期の主従関係を切り替える時に生じる搬送周波数の変動が送信されたり、選択出力される受信信号の復調に用いられること無く、対向局への送信波における送信信号の誤りや自局の受信波における受信信号の誤りを防止することができる。
なお、上記実施の形態３では、２個の無線処理部の構成で示したが、無線処理部は２個以上であっても良く、同様な効果が得られる。

実施の形態４．
図４はこの発明の実施の形態４による無線通信装置の位相同期ループを示すブロック図であり、図において、分周回路７１は、自系の電圧制御発振器１２により生成された搬送波８４を分周し、分周回路７２は、他系の電圧制御発振器２２により生成された搬送波７０を分周するものである。周波数比較回路７３は、分周回路７１，７２から出力される周波数を比較して両者の周波数差を出力し、平均化処理回路７４は、その周波数差を平均化し、ホールド回路７５は、搬送波切り替え信号７が自系を予備系から現用系に切り替えた場合に、その平均化した周波数差を保持するものである。中心周波数制御固定値７６は、電圧制御発振器１２の中心周波数となる制御電圧がＤ／Ａ変換器８２から出力されるような固定値が設定されたものであり、減算器７７は、中心周波数制御固定値７６からホールド回路７５に保持された周波数差を減算するものである。タイマ７８は、一定時間を掛けて、減算器７７からの減算値を（０）から段階的に変化させて出力するものであり、固定値７９は、固定値（０）が設定され、選択回路８０は、搬送波切り替え信号７が自系を予備系と指定している場合に固定値７９を選択し、搬送波切り替え信号７が自系を予備系から現用系に切り替えた場合にタイマ７８を選択するものである。加算器８１は、ホールド回路７５の出力値に選択回路８０の出力値を加算し、Ｄ／Ａ変換器８２は、入力されるデジタルの周波数制御データをアナログに変換し、ローパスフィルタ８３は、Ｄ／Ａ変換器８２から出力されたアナログ信号を平滑化し、電圧制御発振器１２に制御電圧として出力するものである。その他の構成については、図１と同等である。

次に動作について説明する。
この実施の形態４では、周波数同期回路１１および電圧制御発振器１２からなる位相同期ループの動作の詳細について説明する。
まず、自系が予備系に指定された場合には、自系および他系の電圧制御発振器により生成された搬送波８４，７０を分周回路７１，７２により分周した周波数を周波数比較回路７３により比較して両者の周波数差を出力し、平均化処理回路７４では、その周波数差を平均化する。搬送波切り替え信号７が予備系を指定していることから、ホールド回路７５では、そのまま平均化された周波数差を出力し、選択回路８０は、固定値７９の（０）を選択し、加算器８１では、ホールド回路７５の平均化された周波数差に固定値７９の（０）を加算し、Ｄ／Ａ変換器８２およびローパスフィルタ８３を介して、電圧制御発振器１２に制御電圧として出力する。これにより、電圧制御発振器１２から発生される搬送波８４は、他系の搬送波７０に周波数同期したものとなる。

次に、自系が予備系から現用系に切り替わった場合、予備系から現用系に切り替わる直前の平均化された周波数差をホールド回路７５で保持し、減算器７７では、中心周波数制御固定値７６からホールド回路７５に保持された周波数差を減算し、タイマ７８では、１デジットステップで、一定時間を掛けて、減算器７７からの減算値を（０）から段階的に出力する。選択回路８０では、タイマ７８の出力を選択し、加算器８１で再びホールド回路７５に保持された周波数差を加算することにより、電圧制御発振器１２の制御電圧を、その周波数差に応じた制御電圧から電圧制御発振器１２の中心周波数に応じた制御電圧へと一定時間掛けて変化させて電圧制御発振器１２に出力することができる。

なお、タイマ７８から１デジットステップで一定時間を掛けて減算器７７からの減算値を（０）から段階的に出力したが、この一定時間を、対向局の搬送波再生回路の時定数の４〜２０倍程度（特に１０倍程度が最適）とすれば、対向局の搬送波再生回路の搬送波の再生に掛かる収束時間が一般に時定数の４倍以上であり、また、時定数の２０倍を超えると処理時間が長過ぎて不都合であることから、対向局の搬送波の再生に掛かる処理時間を満たすと共に、冗長構成としての機能を最大限に満たすことができる。

以上のように、この実施の形態４によれば、仮に、現用系動作時の電圧制御発振器の制御電圧を中心周波数に合わせなかった場合では、現用系および予備系の切り替えによる予備系の現用系への追従の誤差がプラス側にしか発生しなかった時に、予備系の現用系への追従の度にプラス側に周波数が増加し、制御不可能になってしまう。しかしながら、この実施の形態４によれば、現用系および予備系の切り替えが繰り返し実施された場合でも、現用系動作時の電圧制御発振器の制御電圧を常に中心周波数に合わせることができ、上記課題を回避することができる。

実施の形態５．
図５はこの発明の実施の形態５による無線通信装置の位相同期ループを示すブロック図であり、図において、クロック断検出回路（搬送波停止検出回路）９１は、他系の搬送波７０の停止を検出するものであり、オア回路９２は、搬送波切り替え信号７が自系を現用系と指定した場合、およびクロック断検出回路９１の他系の搬送波７０の停止を検出した場合の論理和を演算し、ホールド回路７５および選択回路８０に出力するものである。その他の構成については、図４と同等である。

次に動作について説明する。
この実施の形態５では、クロック断検出回路９１により、他系の搬送波７０の停止を検出し、他系の搬送波７０の停止が検出された場合でも、自系を現用系として制御し、現用系動作時の電圧制御発振器の制御電圧を常に中心周波数に合わせる。

以上のように、この実施の形態５によれば、他系の搬送波７０の停止が検出された場合でも、現用系動作時の電圧制御発振器の制御電圧を常に中心周波数に合わせることができる。

この発明の実施の形態１による無線通信装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態２による無線通信装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態３による無線通信装置を示すブロック図である。 この発明の実施の形態４による無線通信装置の位相同期ループを示すブロック図である。 この発明の実施の形態５による無線通信装置の位相同期ループを示すブロック図である。

符号の説明

１，２，Ｎ 無線処理部、３，４０，６０ 切り替えスイッチ、４，４１〜４Ｍ アンテナ、５，４２ 制御部、６ 送信波切り替え信号、７ 搬送波切り替え信号、１１，２１，３１ 周波数同期回路、１２，２２，３２ 電圧制御発振器、１３，２３，３３ 中間周波発振器、１４，２４，３４ 高周波発振器、１５，２５，３５ 変調器、１６，２６，３６，６２，６５ ミキサ、１７，２７，３７，６１，６４ アンプ、５０〜５２ 選択回路、６３，６６ 復調器、７０，８４ 搬送波、７１，７２ 分周回路、７３ 周波数比較回路、７４ 平均化処理回路、７５ ホールド回路、７６ 中心周波数制御固定値、７７ 減算器、７８ タイマ、７９ 固定値、８０ 選択回路、８２ Ｄ／Ａ変換器、８３ ローパスフィルタ、９１ クロック断検出回路（搬送波停止検出回路）、９２ オア回路。

Claims (5)

1. 搬送波を生成する位相同期ループ、およびその生成された搬送波を送信信号により変調して送信波を生成する変調回路からなる複数の無線処理部と、
   上記複数の無線処理部のうちのいずれか１つの無線処理部を現用系に指定すると共に他の無線処理部を予備系に指定し、現用系に指定された無線処理部から生成される送信波を選択出力する制御部とを備え、
   上記予備系の位相同期ループは、当該位相同期ループから生成される搬送波が上記現用系の位相同期ループから生成される搬送波に従属するように周波数同期させ、
   上記制御部は、現用系の無線処理部の切り替え時に、新たに現用系に指定した無線処理部から送信波が選択出力されるように切り替えてから一定時間経過後に、上記予備系および上記現用系の位相同期ループの周波数同期の主従関係を切り替え、
   上記位相同期ループは、周波数同期回路および電圧制御発振器を備え、
   上記周波数同期回路は、上記制御部により予備系に指定された場合に、現用系の位相同期ループにより生成された搬送波と自系の位相同期ループにより生成された搬送波との周波数差に応じた制御電圧を上記電圧制御発振器に出力し、上記制御部により予備系から現用系に切り替えられた場合に、その時点の周波数差を保持すると共に、その周波数差に応じた制御電圧から上記電圧制御発振器の中心周波数に応じた制御電圧へと一定時間掛けて変化させて上記電圧制御発振器に出力することを特徴とする無線通信装置。
2. 搬送波を生成する位相同期ループ、およびその生成された搬送波を送信信号により変調して送信波を生成する変調回路からなるＮ個（Ｎは２以上の任意の自然数）の無線処理部と、
   上記Ｎ個の無線処理部のうちのＭ個（ＭはＮ以下の任意の自然数）の無線処理部を現用系に指定すると共に他の無線処理部を予備系に指定し、現用系に指定された無線処理部から生成される送信波を選択出力すると共に現用系に指定した無線処理部のうちのいずれか１つの無線処理部の位相同期ループから生成される搬送波を主系に指定する制御部とを備え、
   上記主系を除く上記Ｎ−１個の位相同期ループは、当該位相同期ループから生成される搬送波が上記主系の位相同期ループから生成される搬送波に従属するように周波数同期させ、
   上記制御部は、現用系の無線処理部の切り替え時に、新たに現用系に指定した無線処理部から送信波が選択出力されるように切り替えてから一定時間経過後に、上記主系および上記Ｎ−１個の位相同期ループの周波数同期の主従関係を切り替え、
   上記位相同期ループは、周波数同期回路および電圧制御発振器を備え、
   上記周波数同期回路は、上記制御部により予備系に指定された場合に、上記主系の位相同期ループにより生成された搬送波と自系の位相同期ループにより生成された搬送波との周波数差に応じた制御電圧を上記電圧制御発振器に出力し、上記制御部により予備系から現用系に切り替えられた場合に、その時点の周波数差を保持すると共に、その周波数差に応じた制御電圧から上記電圧制御発振器の中心周波数に応じた制御電圧へと一定時間掛けて変化させて上記電圧制御発振器に出力することを特徴とする無線通信装置。
3. 搬送波を生成する位相同期ループ、その生成された搬送波を送信信号により変調して送信波を生成する変調回路、および受信波をその生成された搬送波に基づいて復調して受信信号を生成する復調回路からなる複数の無線処理部と、
   上記複数の無線処理部のうちのいずれか１つの無線処理部を現用系に指定すると共に他の無線処理部を予備系に指定し、現用系に指定された無線処理部から生成される送信波および受信信号を選択出力する制御部とを備え、
   上記予備系の位相同期ループは、当該位相同期ループから生成される搬送波が上記現用系の位相同期ループから生成される搬送波に従属するように周波数同期させ、
   上記制御部は、現用系の無線処理部の切り替え時に、新たに現用系に指定した無線処理部から送信波および受信信号が選択出力されるように切り替えてから一定時間経過後に、上記予備系および上記現用系の位相同期ループの周波数同期の主従関係を切り替え、
   上記位相同期ループは、周波数同期回路および電圧制御発振器を備え、
   上記周波数同期回路は、上記制御部により予備系に指定された場合に、現用系の位相同期ループにより生成された搬送波と自系の位相同期ループにより生成された搬送波との周波数差に応じた制御電圧を上記電圧制御発振器に出力し、上記制御部により予備系から現用系に切り替えられた場合に、その時点の周波数差を保持すると共に、その周波数差に応じた制御電圧から上記電圧制御発振器の中心周波数に応じた制御電圧へと一定時間掛けて変化させて上記電圧制御発振器に出力することを特徴とする無線通信装置。
4. 周波数同期回路は、他系の位相同期ループにより生成される搬送波の停止を検出する搬送波停止検出回路を備え、
   上記搬送波停止検出回路により他系の搬送波の停止が検出された場合に、その時点の周波数差を保持すると共に、その周波数差に応じた制御電圧から電圧制御発振器の中心周波数に応じた制御電圧へと一定時間掛けて変化させて電圧制御発振器に出力することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の無線通信装置。
5. 一定時間は、対向局の搬送波再生回路の時定数の４〜２０倍程度であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の無線通信装置。

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