JP4653680B2 - データ伝送装置およびデータ伝送システム - Google Patents

Description

本発明は、データ伝送装置およびデータ伝送システムに関し、特に、２地点間を伝送速度が異なるデータをデジタル無線回線で伝送するデータ伝送装置およびデータ伝送システムに関するものである。

近年、加入者無線アクセスシステム（ＦＷＡ：Fixed Wireless Access）が実用化されている。このシステムは、例えば、図８に示すようにＡ無線装置８０１とＢ無線装置８０２とがアンテナ８０３および８０４を介して相互に無線回線で通信するように構成されている。そして、Ａ無線装置８０１およびＢ無線装置８０２は、それぞれ公衆回線網やインターネットのような伝送路８０５および８０６に接続され、伝送路８０５および８０６にそれぞれ接続されている加入者端末装置（図示せず。）間、あるいはＬＡＮ（Local Area Network）などの加入者ネットワークに接続し、通信できるように構成されたシステムである。

このような構成のデータ伝送システムは、離れた２地点、例えば、離島に位置する加入者との通信サービスや、山村地域の加入者との通信サービスに利用されている。このような無線回線によるデータ伝送は、コストの高い海底ケーブルのような敷設や長い伝送路の敷設なしに加入者との通信サービスができるため良く利用されている。なお、図８に示すＡ無線装置８０１およびＢ無線装置８０２は、それぞれ送受信機能を有していることはいうまでもない。

而して、図８に示されるようなデータ伝送システムは、定められた一定速度のデータ伝送が行われるか、あるいは、適応変調を用いたデータ伝送システムが行われているのみである。ここで、適応変調を用いたデータ伝送システムについて簡単に説明する。適応変調を用いたデータ伝送システムは、無線回線（無線区間）の状態、例えば、降雨による電波の減衰、フェージングあるいはマルチパスによる伝送品質の低下等が生じるので、通信品質にあわせて伝送方式を変える、所謂、変調方式を切り替える適応変調方式が用いられている。そして、この適応変調方式は、伝送方式を変えることで伝送速度が無線区間の状態により変化するため、例えば、イーサネット（Ethernet：登録商標）等のようにデータがバースト的に発生する信号（伝送速度可変信号）を伝送するのには適している。しかし、シリアル信号伝送等のように伝送速度が固定（一定速度）されたデータ伝送、例えば、Ｇ．７０３信号（例えば、非特許文献１参照、デジタル高速通信のインターフェースを定めた規格）のようにデータ伝送速度が一定のデータの伝送（一般にシリアル信号伝送という。）、例えば、伝送速度が６４Ｋｂｐｓ、１．５４４Ｍｂｐｓあるいは６．３１２Ｍｂｐｓ等のような一定の伝送速度による伝送には、この適応変調方式を採用してもその効果が薄い。

また、所定の変調方式で、その変調方式の最高伝送速度で通信している場合、この最高伝送速度がシリアル信号伝送以上の速度で通信するため、無関係なデータ（例えば、０のデータ）を送受信することになり、伝送帯域が無駄になる。また、適応変調方式は、伝送容量が変化するので、シリアル信号伝送を行った場合、適応変調の最低伝送速度しか帯域が保証されないため、シリアル信号伝送の伝送速度が適応変調の最低伝送速度より大きい場合、シリアル信号伝送の伝送帯域が保証されない。また、適応変調を採用した無線回線でイーサネット信号伝送のようにバースト的に発生する信号とシリアル信号伝送を複合化した伝送は、未だ実用化されてはおらず、異なる伝送速度のデータを無線回線で伝送できるデータ伝送装置およびデータ伝送システムの実現が望まれている。

ＩＴＵ Telecommunication Standardization Sector （ＩＴＵ―Ｔ） 国際電気通信連合電気通信標準化部門

シリアル信号伝送の帯域を保証し、また、適応変調を採用した無線回線で異なる伝送速度のデータを伝送できるデータ伝送装置およびデータ伝送システムの実現が望まれている。

本発明の目的は、異なる伝送速度のデータを無線回線で伝送できるデータ伝送装置およびデータ伝送システムを提供することである。

本発明の他の目的は、適応変調方式のデータ伝送でシリアル信号伝送の帯域を保証できるデータ伝送装置およびデータ伝送システムを提供することである。

本発明の更に他の目的は、適応変調方式のデータ伝送でシリアル信号伝送の帯域を保証し、残りの帯域にバースト的に発生する信号を割り当てるデータ伝送装置およびデータ伝送システムを提供することである。

本発明のデータ伝送装置は、伝送速度可変のデータ信号が入力される少なくとも１つの第１の入出力端子と、伝送速度一定のデータ信号が入力される少なくとも１つの第２の入出力端子と、上記第１の入出力端子および上記第２の入出力端子からのデータ信号が入力される入出力信号処理部と、上記入出力信号処理部の出力を変調する変調部と上記変調部を制御する第１の制御部と、上記変調部の出力を無線回線で送信する送信部を有し、上記入出力信号処理部は、上記第１の入出力端子からのデータ信号を書込む第１の送信バッファメモリと、上記第２の入出力端子からのデータ信号を書込む第２の送信バッファメモリと、上記第１の送信バッファメモリと上記第２の送信バッファメモリから所定の読出し速度で切替えて読み出す第１のセレクタを備え、上記第１のセレクタの切替を上記第１の制御部により制御するように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、上記制御部で制御される上記第１のセレクタは、上記変調部で変調されるデータ信号の伝送容量の内、上記第２の送信バッファメモリから読み出されるデータ信号については、伝送速度一定の信号に対応する伝送容量を割り当て、上記変調部で変調されるデータ信号の伝送容量の内、残りの伝送容量を上記第１の送信バッファメモリから読み出されるデータ信号の伝送に割当てるように切替え動作するように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、上記変調部は、上記無線回線の伝送状態に応じて変調方式が切替えられる変調部であり、上記変調方式の切替えに基づいて上記セレクタの動作も切替えられるように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、上記第１の送信バッファメモリおよび上記第２の送信バッファメモリからそれぞれ読み出されるデータ信号に、上記第１の送信バッファメモリおよび上記第２の送信バッファメモリから読み出されたデータであることを示す情報を添付するように構成される。

また、本発明のデータ伝送装置において、更に、無線回線で送られてくるデータ信号を受信する受信部と、上記受信部の出力を復調する復調部と、上記復調部を制御する第２の制御部と、上記復調部の出力が供給される上記入出力信号処理部を有し、上記入出力信号処理部は、更に、第２のセレクタと、上記第２のセレクタの出力を書込む第１の受信バッファメモリと第２の受信バッファメモリを有し、上記第２のセレクタは、上記第２の制御部の制御に基づいて上記復調部の出力を切替えて上記第１の受信バッファメモリと第２の受信バッファメモリにそれぞれ書込み、上記第１の受信バッファメモリと第２の受信バッファメモリに書込まれたデータ信号を上記第１の入出力端子と上記第２の入出力端子にそれぞれ出力するように構成される。

更に、本発明は、第１の無線装置と、第２の無線装置を有し、上記第１と上記第２の無線装置が無線回線を介して通信するデータ伝送システムにおいて、上記第１の無線装置は、伝送速度可変のデータ信号が入力される少なくとも１つの第１の入出力端子と、伝送速度一定のデータ信号が入力される少なくとも１つの第２の入出力端子と、上記第１の入出力端子および上記第２の入出力端子からのデータ信号が入力される入出力信号処理部と、上記入出力信号処理部の出力を変調する変調部と上記変調部を制御する第１の制御部と、上記変調部の出力を無線回線で送信する送信部を有し、上記入出力信号処理部は、上記第１の入出力端子からのデータ信号を書込む第１の送信バッファメモリと、上記第２の入出力端子からのデータ信号を書込む第２の送信バッファメモリと、上記第１の送信バッファメモリと上記第２の送信バッファメモリとから所定の読出し速度で切替えて読み出す第１のセレクタを備え、上記第１のセレクタの切替を上記第１の制御部により制御すると共に、上記第２の無線装置は、上記送信部からのデータ信号を受信するように構成される。

また、本発明のデータ伝送システムにおいて、上記第１の無線装置は、更に、上記第２の無線装置から送られてくるデータ信号を受信する受信部と、上記受信部の出力を復調する復調部と、上記復調部を制御する第２の制御部と、上記復調部の出力を供給される上記入出力信号処理部を有し、上記入出力信号処理部は、更に、第２のセレクタと、上記第２のセレクタの出力を書込む第１の受信バッファメモリと第２の受信バッファメモリを有し、上記第２のセレクタは、上記第２の制御部の制御に基づいて上記復調部の出力を切替えて上記第１の受信バッファメモリと上記第２の受信バッファメモリにそれぞれ書込み、上記第１の受信バッファメモリと上記第２の受信バッファメモリに書込まれたデータ信号を上記第１の入出力端子と上記第２の入出力端子にそれぞれ出力するように構成される。

以上説明したように本発明によれば、無線回線で異なる伝送速度のデータを伝送できるデータ伝送装置およびデータ伝送システムが実現できる。また、適応変調方式における無線通信システムで伝送速度が変化する回線と伝送速度が固定の回線を複合化することで、効率的な伝送が可能となり、システムに組み込む場合の適応範囲が広く、また、無線通信システム構築における回線の選択が容易になる。更に、シリアル信号伝送の帯域を保証できるデータ伝送装置およびデータ伝送システムが実現できる。

以下、本発明の一実施例について図面を用いて説明する。図７は、本発明の一実施例の概略構成を示す図である。図７において、Ａ無線装置７０１とＢ無線装置７０２とがアンテナ７０３および７０４を介して相互に無線回線で通信するように構成されている。そして、Ａ無線装置７０１は、例えば、公衆回線網やインターネットのような伝送路７０５および７０６とそれぞれ接続されている。本実施例では、伝送路７０５は、例えば、イーサネットのようなデータがバースト的に発生する信号（以下、伝送速度可変信号と称する。）を伝送する伝送路であり、伝送路７０６は、例えば、Ｇ．７０３のようにデータの伝送速度が一定な信号（一般にシリアル伝送と呼ばれており、以下、伝送速度一定信号と称する。）を伝送する伝送路である。

同様に、Ｂ無線装置７０２は、例えば、公衆回線網やインターネットのような伝送路７０７および７０８とそれぞれ接続されている。本実施例では、伝送路７０７は、例えば、イーサネットのようなデータがバースト的に発生する信号（以下、伝送速度可変信号と称する。）を伝送する伝送路であり、伝送路７０８は、例えば、Ｇ．７０３のようにデータの伝送速度が一定な信号（一般にシリアル伝送と呼ばれており、以下、伝送速度一定信号と称する。）を伝送する伝送路である。

次に、図７で示されるＡ無線装置７０１およびＢ無線装置７０２について、図１を用いて説明する。なお、Ａ無線装置７０１およびＢ無線装置７０２は、同様な構成であるので、ここでは、Ａ無線装置７０１を代表して説明するが、Ｂ無線装置７０２も同様であるので説明は省略する。図１において、１０１は、伝送速度可変信号が供給される入出力端子（第１の入出力端子という。）であり、例えば、図７の伝送路７０５に接続されている。１０２は、伝送速度一定信号が供給される入出力端子（第２の入出力端子という。）であり、例えば、図７の伝送路７０６に接続されている。１０３は、入出力信号処理部、１０４は、変復調部である。１０５は、送信ＩＦ部であり、変復調部１０４からの信号を、例えば、中間周波数１３０ＭＨｚに変換し、送信高周波部１０６に供給する。送信高周波部１０６では、信号を増幅し、例えば、１８ＧＨｚ帯の無線キャリアに変換し、共用器１０９を介してアンテナ１１０からＢ無線装置７０２に送信する。

一方、Ｂ無線装置７０２からの信号は、アンテナ１１０、共用器１０９を介して受信高周波部１０８に供給される。受信高周波部１０８では、アンテナ１１０からの受信信号を増幅し、例えば、中間周波数２９０ＭＨｚに変換し、受信ＩＦ部１０７に供給する。受信ＩＦ部１０７では、ベースバンド信号に変換し、変復調部１０４に供給する。

入出力信号処理部１０３は、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１２１、１２２、伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ（First In First Out））１２３−１（第１の送信バッファメモリという。）、伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−２（第２の送信バッファメモリという。）、伝送速度可変信号用受信バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）１２４−１（第１の受信バッファメモリという。）、伝送速度一定信号用受信バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）１２４−２（第２の受信バッファメモリという。）およびセレクタ１２５（第１のセレクタという。）、１２６（第２のセレクタという。）で構成されている。また、変復調部１０４は、制御部１３１、１３４、変調部１３２および復調部１３３で構成され、１３５および１３６は、記憶部である。

次に、図１で示されるデータ伝送装置の動作について説明する。まず、変復調部１０４の適応変調方式について説明する。先に説明したように適応変調を用いたデータ伝送システムは、例えば、図７に示すようにＡ無線装置７０１とＢ無線装置７０２との間の無線回線（無線区間）において、例えば、降雨による電波の減衰、フェージングあるいはマルチパスによる伝送品質の低下等が生じるので、通信品質にあわせて伝送方式を変える、所謂、変調方式を切り替える適応変調方式が用いられている。以下、これについて説明する。入出力信号処理部１０３からの送信データは、変調部１３２で所定の変調方式で変調され、送信ＩＦ部１０５に供給される。この変調部１３２での変調方式には、例えば、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）、ＱＰＳＫ（Quadri Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭ等の変調方式が知られている。そして、この変調部１３２での変調方式は、例えば、受信側での受信感度に応じて制御部１３１が変調部１３２を制御してＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等の変調方式を適宜自動的に切替えるように構成されている。具体的には、例えば、記憶部１３５に表１に示すような受信電界強度テーブルが記憶されている。

表１は、変調方式に対する最低受信電界強度を示すテーブルである。例えば、Ｂ無線装置７０２からの信号がアンテナ１１０で受信され、その信号が共用器１０９を介して受信高周波部１０８に供給される。この時、受信高周波部１０８で受信電界強度を測定し、その強度信号Ｓ１が制御部１３４に入力され、同様に制御部１３１にも供給される。この受信電界強度が、例えば、伝送路の雨の影響やフェージングあるいはマルチパス等の影響で、所定の受信電界強度以下、例えば、表１に示す１６ＱＡＭの変調方式で送信している場合に、受信電界強度が−６０ｄＢｍ以下になる場合がある。このような場合、受信される信号が正しく復調されない可能性があるので、受信される信号が正しく復調されるために変調方式を変更する必要がある。

従って、制御部１３１は、記憶部１３５に記憶されている表１に示される受信電界強度テーブルを参照し、例えば、表１に示すＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等の変調方式の内、例えば、ＱＰＳＫ変調方式に変更する。ＱＰＳＫ変調方式では、最低受信電界強度は、−７０ｄＢｍであるので、受信電界強度が−６０ｄＢｍの信号は、十分受信ができ、正しく信号再生される。更に、受信電界強度が低下すると、ＢＰＳＫ変調方式に変更する。このように制御部１３１は、伝送路の雨の影響やフェージングあるいはマルチパス等の影響で、所定の受信電界強度以下になると自動的に変調方式を切替えて常に最適な変調方式でデータ伝送するようになされている。なお、上記実施例では、受信電界強度に基づいて変調方式を切替える適応変調方式について説明したが、受信電界強度に限らず、受信信号のＢＥＲ（Bit Error Rate）や等化誤差信号を用いることも行われており、これらを用いることもできることはいうまでもない。一方、復調部１３３では、変調部１３２における変調方式が制御部１３１から制御部１３４に送信されるので、該当する変調信号に対して復調動作が行われ、復調信号が入出力信号処理部１０３に供給される。

次に、入出力信号処理部１０３の動作について説明する。まず、入出力端子１０１には、伝送速度可変信号が供給され、入出力端子１０２には、伝送速度一定信号が供給されることを説明した。入出力端子１０１に供給された伝送速度可変信号は、入出力Ｉ／Ｆ１２１を介して伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−１に所定の書き込み速度で順次書込まれ、所定の読出し速度で順次読み出され、セレクタ１２５に供給される。また、入出力端子１０２に供給された伝送速度一定信号は、入出力Ｉ／Ｆ１２２を介して伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−２に所定の書き込み速度で順次書込まれ、所定の読出し速度で順次読み出され、セレクタ１２５に供給される。この伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−１および伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−２の動作を図２を用いて説明する。

図２（Ａ）は、例えば、入出力端子１０１に供給されるバースト的に発生するＩＰパッケト信号を表している。即ち、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、・・・は、送信されるデータを表し、Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、・・・は、パケット番号等を付加されたヘッダー部を表している。図２（Ｂ）は、Ｔｘ−ＦＩＦＯ１２３−１に書込まれるデータを表している。即ち、入出力Ｉ／Ｆ１２１から供給されるバースト的ＩＰパッケト信号は、図２（Ｂ）に示すように伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−１に所定の速度で順次書込まれる。ここで、所定の書込み速度とは、例えば、入出力端子１０１に接続される伝送路、例えば、ＬＡＮ伝送路の伝送速度が１０Ｍｂｐｓとすると、伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−１には、１０Ｍｂｐｓの速度で書込まれる。

同様に、図２（Ｄ）は、例えば、入力端子１０２に供給される伝送速度一定信号、例えば、Ｇ．７０３のデータを表しており、Ｆ１、Ｆ２、・・・は、例えば、伝送フレームを示している。図２（Ｅ）は、Ｔｘ−ＦＩＦＯ１２３−２に書込まれるデータを表している。即ち、入出力Ｉ／Ｆ１２２から供給される伝送速度一定信号、Ｇ．７０３のデータは、図２（Ｅ）に示すように伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−２に所定の速度で順次書込まれる。ここで、所定の書込み速度とは、例えば、入出力端子１０２に接続される伝送路を伝送するＧ．７０３の伝送速度が６．３Ｍｂｐｓとすると、伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−２には、６．３Ｍｂｐｓの速度で書込まれる。

次に、伝送速度可変信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−１に書込まれたデータと伝送速度一定信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−２に書込まれたデータは、セレクタ１２５で適宜選択的に読み出され、後述するヘッダー情報が付加され、変復調部１０４の変調部１３２に供給される。これについて、図３および図４を用いて説明する。まず、セレクタ１２５の動作は、変調部１３２を制御する制御部１３１で制御されている。そして、伝送速度可変信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−１に書込まれたデータを読み出す場合、図３（Ａ）に示すように、Ｔｘ−ＦＩＦＯ１２３−１から読み出したデータにＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−１のデータであることを示す、例えば、ヘッダー情報４ビットの最初のビットに“０”を付加する。この場合の読み出されたデータにヘッダー情報を付加したデータ列を図２（Ｃ）に示す。ここで、ＩＰパケットは、ＩＰパケット毎にＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−１からセレクタ１２５に読み出され、また、ＩＰパケットのヘッダー情報Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、・・・もデータＤ１、Ｄ２、Ｄ３、・・・に添付されて同時に読み出される。そして、ＩＰパケットのヘッダー情報には、ＩＰパケットのデータ長の情報も付加されているので、バースト的なＩＰパケットもセレクタ１２５でパケット単位で選択され、読み出すことができる。なお、読出し期間ｔ１は、後述するように無線回線の伝送速度に依存する。なお、読出し速度が書込み速度より遅い場合、即ち、無線回線のデータ伝送速度が入出力端子１０１に供給されるデータの伝送速度より遅い場合は、Ｔｘ−ＦＩＦＯ１２３−１に書込まれるデータが上書きされることになるが、バースト的なＩＰパッケト信号は、信号欠落が許容されており、万一、欠落したデータが必要な場合には、再送要求で再度送信されるようになされている。

一方、伝送速度一定信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−２に書込まれたデータを読み出す場合、図３（Ｂ）に示すように、Ｔｘ−ＦＩＦＯ１２３−２から読み出したデータにＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−２のデータであることを示す、例えば、ヘッダー情報４ビットの最初のビットに“１”を付加する。この場合の読み出されたデータにヘッダー情報を付加したデータ列を図２（Ｆ）に示す。なお、読出し期間ｔ２は、例えば、入出力端子１０２に接続される伝送路を伝送するＧ７０３の伝送速度が６．３Ｍｂｐｓとすると、伝送速度一定信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−２から６．３Ｍｂｐｓの速度か、それより早い読出し速度で読み出される。これは、伝送速度一定信号は、信号が欠落すると再生ができないため、伝送速度を保証する必要があるためである。なお、上記実施例で読み出す周期ｔ１とｔ２は、同じでも良いが、異なるようにすることもできる。

セレクタ１２５の動作について更に詳細に説明する。先に説明したようにセレクタ１２５は、伝送速度可変信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−１からのデータと伝送速度一定信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−２からのデータとを適宜選択的に読み出し、複合データを作成する。これについて表２および図４を用いて説明する。

表２は、変調方式と伝送容量を示したものである。本実施例では、例えば、６４ＱＡＭ変調方式では、１００Ｍｂｐｓの伝送容量と定めている。そして、伝送速度一定信号、例えば、Ｇ．７０３信号の伝送速度を６．３Ｍｂｐｓとした場合、１００Ｍｂｐｓの伝送容量の内、６．３％は、Ｇ．７０３信号のデータ６．３Ｍｂｐｓの伝送に割当て、１００Ｍｂｐｓの伝送容量の内、残りの９３．７％は、伝送速度可変信号、即ち、バースト的なＩＰパッケト信号に割当てられることを示している。同様に、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫには、それぞれ６０Ｍｂｐｓ、３０Ｍｂｐｓ、１５Ｍｂｐｓの伝送容量を定め、伝送速度一定信号、例えば、Ｇ．７０３信号の伝送速度を６．３Ｍｂｐｓとした場合、それぞれ１０．５％、２１．０％、４２．０％を割り当て、残りをそれぞれ伝送速度可変信号に割当てることを示している。なお、これら数値は、システム構成や、使用状況に応じて適宜変更されることはいうまでもない。

図４（Ａ）は、例えば、表２に示す６４ＱＡＭ変調方式、１００Ｍｂｐｓの伝送容量で伝送した場合を模式的に示している。図４（Ａ）において、４０１は、図２（Ｃ）の読み出し期間ｔ１に読み出された伝送速度可変信号を示し、４０２は、図２（Ｆ）の読み出し期間ｔ２に読み出された伝送速度一定信号を示している。そして、４０３は、変復調部１０４の変調部１３２で所定の伝送フォーマットに変換される、例えば、１つのフレーム構成を示している。即ち、本発明では、伝送速度可変信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−１からのデータと伝送速度一定信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−２からのデータとを交互に読出し、複合データとして伝送される。例えば、１つのフレーム構成４０３を１m secとし、その中に１０００Ｋビット配列して伝送するとすると、伝送速度一定信号であるＧ．７０３信号の６．３Ｍｂｐｓを伝送するには、１０００Ｋビット中、６３Ｋビット（６．３％相当分）に伝送速度一定信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−２から読み出されたデータを割当て、１０００Ｋビット中、残りの９３７Ｋビット（９３．７％相当分）には、伝送速度可変信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−１から読み出されたデータを割当てる。従って、セレクタ１２５は、制御部１３１により制御され、Ｔｘ−ＦＩＦＯ１２３−１からのデータとＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−２からのデータとを高速に切替えて、変調部１３２に供給する。変調部１３２では、複合データ４０３を６４ＱＡＭ変調して送信ＩＦ部１０５に供給する。

而して、上記のようにして６４ＱＡＭ変調方式で、伝送速度一定信号と伝送速度可変信号を伝送していた状態で、降雨等により受信電界強度が変化した場合、変復調部１０４の制御部１３１がこの変化を検出する。そして、表１に示す最低受信電界強度に基づいて変調部１３２の変調方式をＢＰＳＫに変更した場合、このデータ伝送装置が伝送できる伝送容量は、表２に基づいて１５Ｍｂｐｓに設定されている。この場合、伝送速度一定信号、例えば、Ｇ．７０３信号の６．３Ｍｂｐｓを伝送するには、４２．０％の伝送容量が必要になり、残りの５８．０％の伝送容量で、伝送速度可変信号を伝送する必要がある。従って、制御部１３１は、セレクタ１２５の切替え動作を図４（Ｂ）に示すように変更する。

図４（Ｂ）において、１つのフレーム構成４０４を１m secとし、その中に１５０Ｋビット配列して伝送するとすると、伝送速度一定信号であるＧ．７０３信号の６．３Ｍｂｐｓを伝送するには、１５０Ｋビット中、６３Ｋビット（４２．０％相当分）に伝送速度一定信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−２からのデータを割り当て、１５０Ｋビット中、残りの８７Ｋビット（５８．０％相当分）には、伝送速度可変信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−１からのデータを割当てるようにセレクタ１２５を制御する。従って、セレクタ１２５は、制御部１３１により制御され、Ｔｘ−ＦＩＦＯ１２３−１からのデータとＴｘ−ＦＩＦＯ１２３−２からのデータとを高速に切替えて、変調部１３２に供給する。変調部１３２では、複合データ４０３（または４０４）を６４ＱＡＭ変調（またはＢＰＳＫ変調）して送信ＩＦ部１０５に供給する。以降の動作は、前述の通りである。

次に、受信の場合について説明する。図７で説明したようにＢ無線装置７０２からも伝送路７０７および７０８からの複合データがＡ無線装置７０１に送信されている。従って、アンテナ１１０からの複合データは、共用器１０９、受信高周波部１０８、受信ＩＦ部１０７を介して復調部１３３に供給される。復調部１３３では、例えば、６４ＱＡＭ変調方式で送られてきた信号は、制御部１３４で適宜復調される。この復調部出力を図９（Ａ）に示す１つのフレーム構成９０３で示す。このフレーム構成９０３は、例えば、図４（Ａ）のフレーム構成４０３に示すものと同様な構成である。但し、データ等は全く異なっている。この１つのフレーム構成９０３は、セレクタ１２６で、それぞれ選択的に切替えられ、伝送速度可変信号９０１および伝送速度一定信号９０２に分離される。なお、この信号を図３（Ｃ）および図３（Ｄ）に示す。

図３（Ｃ）は、Ｒｘ−ＦＩＦＯ１２４−１に書込むデータであることを示す、例えば、ヘッダー情報４ビットの最初のビットが“０”であるので、これを読取り、制御部１３４は、このデータをＲｘ−ＦＩＦＯ１２４−１に書込む。この時のセレクタ１２６出力を図９（Ｃ）に示す。即ち、Ｒｘ−ＦＩＦＯ１２４−１に書込む時には、ヘッダー情報の“００００”は、取り除かれ、データ９０４で示すように元のＩＰパケットのヘッダー情報ｈ１とデータｄ１が書込まれる。また、図３（Ｄ）は、Ｒｘ−ＦＩＦＯ１２４−２に書込むデータであることを示す、例えば、ヘッダー情報４ビットの最初のビットが“１”であるので、これを読取り、制御部１３４は、このデータをＲｘ−ＦＩＦＯ１２４−２に書込む。この時のセレクタ１２６出力を図９（Ｃ）に示す。即ち、Ｒｘ−ＦＩＦＯ１２４−２に書込む時には、ヘッダー情報の“１０００”は、取り除かれ、データ９０５で示すように元のデータｆ１が書込まれる。なお、書込み速度は、復調部１３３の復調速度、この場合、例えば、６４ＱＡＭの伝送速度に対応する速度で書込まれる。

伝送速度可変信号用受信バッファメモリＲｘ−ＦＩＦＯ１２４−１に書込まれたデータは、入出力端子１０１に接続される伝送路の伝送速度に対応した速度で読み出され、入出力Ｉ／Ｆ１２１を介して入出力端子１０１に出力される。また、伝送速度一定信号用受信バッファメモリＲｘ−ＦＩＦＯ１２４−２に書込まれた、データは、入出力端子１０２に接続される伝送路の伝送速度に対応した速度で読み出され、入出力Ｉ／Ｆ１２２を介して入出力端子１０２に出力される。

以上説明したように本発明では、異なる伝送速度のデータを無線回線で伝送することが可能となり、また、変調方式が変更された場合も自動的に伝送速度が切替えられ。また、伝送速度一定信号（シリアル信号伝送）は、伝送帯域が保証され、信頼性の高いデータ伝送装置およびデータ伝送システムを実現できる特徴がある。

図５は、本発明の他の一実施例の概略構成のブロック図を示す。図５において、５０１は、入出力端子であり、この入出力端子５０１には、入出力端子１０１とは、異なる伝送速度可変信号、例えば、バースト的なＩＰパケット信号が供給される。５０２は、入出力端子であり、この入出力端子５０２には、入出力端子１０２とは、異なる伝送速度一定信号、例えば、Ｇ．７０３信号が供給される。５０３、５０４は、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）であり、５０５−１は、伝送速度可変信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯであり、５０５−２は、伝送速度一定信号用送信バッファメモリＴｘ−ＦＩＦＯである。また、５０６−１は、伝送速度可変信号用受信バッファメモリＲｘ−ＦＩＦＯであり、５０６−２は、伝送速度一定信号用受信バッファメモリＲｘ−ＦＩＦＯである。５０７、５０８は、セレクタであり、それぞれ制御部１３１、１３４で制御されている。なお、図１と同じものには同じ符号が付されている。

この動作について説明する。入出力端子１０１および５０１には、異なる伝送速度可変信号、例えば、バースト的なＩＰパケット信号が供給され、入出力Ｉ／Ｆ１２１および５０３を介してそれぞれ伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−１およびに伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）５０５−１に所定の書込み速度で順次書込まれ、セレクタ５０７によって所定の読出し速度で順次読み出される。また、入出力端子１０２および５０２に供給された異なる伝送速度一定信号は、入出力Ｉ／Ｆ１２２および５０４を介して伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−２および伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）５０５−２に所定の書込み速度で順次書込まれ、セレクタ５０７によって所定の読出し速度で順次読み出される。この伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−１、伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）５０５−１、伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−２および伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）５０５−２の動作は、先に図２で説明した内容と類似している。異なる点は、入力データが図２では、２種類のデータであるのに対して図５では、４種類のデータが入力される点である。この４種類のデータを順次セレクタで適宜選択切替し、それぞれにヘッダー情報を添付して変調部に供給する。

この４種類のデータを順次セレクタ５０７で適宜選択切替によって読み出し、それぞれにヘッダー情報を添付したデータを図６に示す。図６（Ａ）は、伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−１から読み出されたデータを示し、伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−１からのデータであることを示す４ビットのヘッダー情報“０００１”が付されている。ここで、先頭の１ビット“０”は、伝送速度可変信号であることを示す情報であり、残りの３ビット“００１”は、伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−１からのデータであることを示している。

同様に、図６（Ｂ）は、伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）５０５−１から読み出されてたデータを示し、伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）５０５−１からのデータであることを示す４ビットのヘッダー情報“００１０”が付されている。ここで、先頭の１ビット“０”は、伝送速度可変信号であることを示す情報であり、残りの３ビット“０１０”は、伝送速度可変信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）５０５−１からのデータであることを示している。

同様に、図６（Ｃ）は、伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−２から読み出されてたデータを示し、伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−２からのデータであることを示す４ビットのヘッダー情報“１０１１”が付されている。ここで、先頭の１ビット“１”は、伝送速度一定信号であることを示す情報であり、残りの３ビット“０１１”は、伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−２からのデータであることを示している。

同様に、図６（Ｄ）は、伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）５０５−２から読み出されてたデータを示し、伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）５０５−２からのデータであることを示す４ビットのヘッダー情報“１１００”が付されている。ここで、先頭の１ビット“１”は、伝送速度一定信号であることを示す情報であり、残りの３ビット“１００”は、伝送速度一定信号用送信バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）５０５−２からのデータであることを示している。

さて、上述した各バッファメモリ（Ｔｘ−ＦＩＦＯ）１２３−１、５０５−１、１２３−２および５０５−２から読み出され、それぞれのヘッダー情報を付されたデータは、セレクタ５０７でそれぞれ選択切替えによって図４に示される動作と同様にして複合データに変換され、変調部１３２に供給される。これについて表３を用いて説明する。

表３は、変調方式と伝送容量を示したものである。例えば、６４ＱＡＭ変調方式では、１００Ｍｂｐｓの伝送容量と定めている。そして、伝送速度一定信号、例えば、Ｇ．７０３信号の伝送速度を６．３Ｍｂｐｓとした場合、図５で示す入出力端子１０２および入出力端子５０２にそれぞれ伝送速度６．３Ｍｂｐｓの信号が供給される場合とすると、１００Ｍｂｐｓの伝送容量の内、１２．６％は、Ｇ．７０３信号のデータ６．３×２Ｍｂｐｓの伝送に割当て、１００Ｍｂｐｓの伝送容量の内、残り８７．４％は、伝送速度可変信号、即ち、入力端子１０１および入出力端子５０１に供給されるバースト的なＩＰパッケト信号に割当てられる。

同様に、１６ＱＡＭ、ＱＰＳＫおよびＢＰＳＫは、それぞれ６０Ｍｂｐｓ、３０Ｍｂｐｓ、１５Ｍｂｐｓの伝送容量を設定し、伝送速度一定信号、例えば、Ｇ．７０３信号の伝送速度を６．３Ｍｂｐｓとした場合、入出力端子１０２および入出力端子５０２に供給される伝送速度一定信号に対して、それぞれ２１．０％、４２．０％、８４．０％を割り当て、残りを入出力端子１０１および入出力端子５０１に供給される伝送速度可変信号に割当てるようにする。このように入出力端子１０２および入出力端子５０２に供給される伝送速度一定信号に対して伝送帯域を保証し、残りの帯域に伝送速度可変信号に割当てるようにすることで、伝送速度一定信号と伝送速度可変信号の複合信号を無線回線で伝送することが可能となる。なお、本実施例では、入出力端子１０２および５０２に供給されるデータ信号は、説明を簡単にするために入出力端子１０２と５０２に伝送速度が同じＧ．７０３信号を供給するとして説明したが、一般的には、入出力端子１０２と５０２には異なる伝送速度で、それぞれ伝送速度一定信号が供給される。また、表３に示される数値もシステム構成や、使用状況に応じて適宜変更されることはいうまでもない。

而して、変調部１３２で所定の変調方式で変調された複合データは、送信ＩＦ部、例えば、中間周波数１３０ＭＨｚに変換し、送信高周波部１０６に供給される。送信高周波部１０６では、信号を増幅し、例えば、１８ＧＨｚの無線キャリアに変換し、共用器１０９を介してアンテナ１１０からＢ無線装置７０２に送信する。

一方、Ｂ無線装置７０２からの信号は、アンテナ１１０、共用器１０９を介して受信高周波部１０８に供給される。受信高周波部１０８では、アンテナ１１０からの受信信号を増幅し、例えば、中間周波数２９０ＭＨｚに変換し、受信ＩＦ部１０７に供給する。受信ＩＦ部１０７では、ベースバンド信号に変換し、変復調部１０４に供給する。変復調部１０４の復調部１３３では、適宜復調され、セレクタ５０８に供給される。セレクタ５０８では、複合されたデータからそれぞれデータを分離し、各バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）１２４−１、５０６−１、１２４−２および５０６−２に分離されたデータを書込む。これについて図６を用いて説明する。

図６（Ｅ）は、セレクタ５０８で複合データから分離された受信データを示す。即ち、ヘッダー情報４ビットの情報の内、先頭の１ビット“０”は、伝送速度可変信号を表し、残り３ビット“００１”は、伝送速度可変信号用受信バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）１２４−１への書込みデータであることを示すので、このデータは、所定の速度で伝送速度可変信号用受信バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）１２４−１に書込まれる。なお、この時の書込み速度は、復調されるデータの速度に対応して制御部１３４で制御される。また、書込まれたデータは、所定の速度で読み出され、入力Ｉ／Ｆ１２１を介して入出力端子１０１から伝送路に送出される。なお、読出し速度は、入出力端子１０１に接続される伝送路の伝送速度に対応する速度である。

同様に、図６（Ｆ）は、セレクタ５０８で複合データから分離された受信データを示す。即ち、ヘッダー情報４ビットの情報の内、先頭の１ビット“０”は、伝送速度可変信号を表し、残り３ビット“０１０”は、伝送速度可変信号用受信バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）５０６−１への書込みデータであることを示すので、このデータは、所定の速度で伝送速度可変信号用受信バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）５０６−１に書込まれる。書込まれたデータは、所定の速度で読み出され、入力Ｉ／Ｆ５０３を介して入出力端子５０１から伝送路に送出される。

また、図６（Ｇ）は、セレクタ５０８で複合データから分離された受信データを示す。即ち、ヘッダー情報４ビットの情報の内、先頭の１ビット“１”は、伝送速度一定信号を表し、残り３ビット“０１１”は、伝送速度一定信号用受信バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）１２４−２への書込みデータであることを示すので、このデータは、所定の速度で伝送速度一定信号用受信バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）１２４−２に書込まれる。書込まれたデータは、所定の速度で読み出され、入力Ｉ／Ｆ１２２を介して入出力端子１０２から伝送路に送出される。

同様に、図６（Ｈ）は、セレクタ５０８で複合データから分離された受信データを示す。即ち、ヘッダー情報４ビットの情報の内、先頭の１ビット“１”は、伝送速度一定信号を表し、残り３ビット“１００”は、伝送速度一定信号用受信バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）５０６−２への書込みデータであることを示すので、このデータは、所定の速度で伝送速度一定信号用受信バッファメモリ（Ｒｘ−ＦＩＦＯ）５０６−２に書込まれる。書込まれたデータは、所定の速度で読み出され、入力Ｉ／Ｆ５０４を介して入出力端子５０２から伝送路に送出される。

以上、詳細に説明したように複数の伝送路からのデータを複合し、無線回線で送信でき、また、伝送路の伝送特性に応じて変調方式も自動的に切替えられるデータ伝送装置およびデータ伝送システムが実現できる。また、複数の伝送路からのデータを複合して伝送する場合も、シリアルデータ伝送のように伝送速度一定のデータは、データ帯域を保証する伝送方法を採用しているので、データが欠落することもない。なお、上記実施例では、図１の実施例で示す２入出力の場合、あるいは、図５の実施例で示す４入出力の場合について説明したが、これらに限定されるものではなく、３入出力、５入出力あるいはそれ以上の入出力端子を有する場合についても実施できることはいうまでもない。更に、伝送速度一定のデータが１入出力、伝送速度可変のデータが２入出力、あるいは、伝送速度一定のデータが２入出力、伝送速度可変のデータが１出力というように種々の組み合わせが可能である。これらの組み合わせは、送信、受信バッファメモリの数の変更と、制御部１３１および１３４の制御によりセレクタ１２５（あるいは５０７）および１２６（あるいは５０８）の動作を適宜変更することで容易に実現することができる。

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は、ここに記載されたデータ伝送装置およびデータ伝送システムの実施例に限定されるものではなく、上記以外のデータ伝送装置およびデータ伝送システムに広く適応することが出来ることは、言うまでも無い。

本発明の一実施例の概略構成のブロック図を示す。 本発明の一実施例の動作を説明するための図である。 本発明の一実施例の信号フォーマットを説明するための図である。 本発明の一実施例の複合データの作成を模式的に説明するための図である。 本発明の他の一実施例の概略構成のブロック図を示す。 本発明の他の一実施例の信号フォーマットを説明するための図である。 本発明のデータ伝送システムの一実施例を説明するための図である。 従来のデータ伝送システムの一例を説明するための図である。 本発明の一実施例の複合データの復元を模式的に説明するための図である。

符号の説明

１０１、１０２、５０１、５０２：入出力端子、１０３、５００：入出力信号処理部、１０４：変復調部、１０５：送信ＩＦ部、１０６：送信高周波部、１０７：受信ＩＦ部、１０８：受信高周波部、１０９：共用器、１１０、７０３、７０４、８０３、８０４：アンテナ、１２１、１２２：入出力Ｉ／Ｆ、１２３、５０５：送信バッファメモリ、１２４、５０６：受信バッファメモリ、１２５、１２６、５０７、５０８：セレクタ、１３１、１３４：制御部、１３２：変調部、１３３：復調部、１３５、１３６：記憶部、７０１、８０１：Ａ無線装置、７０２、８０２：Ｂ無線装置、７０５、７０６、７０７、７０８、８０５、８０６：伝送路。

Claims (5)

1. 適応変調方式により変調方式を切替えてデータ伝送を行うデータ伝送装置であって、
   伝送速度可変のデータ信号が入力される少なくとも１つの第１の入出力端子と、
   伝送速度一定のデータ信号が入力される少なくとも１つの第２の入出力端子と、
   上記第１の入出力端子からのデータ信号を書込む第１の送信バッファメモリと、
   上記第２の入出力端子からのデータ信号を書込む第２の送信バッファメモリと、
   上記第１の送信バッファメモリのデータと上記第２の送信バッファメモリのデータを切替えて読み出して複合データを作成する第１のセレクタと、
   通信品質に応じて変調方式を変更して、上記第１のセレクタから出力された上記複合データを変調する変調部と、
   上記変調部の出力を無線回線で送信する送信部と、
   上記変調部の変調方式に対応した伝送容量と上記伝送速度一定のデータ信号の伝送速度とに応じて、上記変調部の変調方式が変更されても上記第２の送信バッファメモリのデータの伝送速度が一定となるように上記第１のセレクタの切替えを制御する第１の制御部とを備えたことを特徴とするデータ伝送装置。
2. 請求項１記載のデータ伝送装置において、上記第１のセレクタは、上記第１の送信バッファメモリおよび上記第２の送信バッファメモリからそれぞれデータを読み出し、上記第１の送信バッファメモリおよび上記第２の送信バッファメモリから上記読み出されたデータであることを示すヘッダー情報を添付することを特徴とするデータ伝送装置。
3. 請求項１または請求項２記載のデータ伝送装置において、更に、無線回線で送られてくるデータ信号を受信する受信部と、上記受信部の出力を復調する復調部と、上記復調部を制御する第２の制御部と、上記復調部の出力が供給される上記入出力信号処理部を有し、上記入出力信号処理部は、更に、第２のセレクタと、上記第２のセレクタの出力を書込む第１の受信バッファメモリと第２の受信バッファメモリを有し、上記第２のセレクタは、上記第２の制御部の制御に基づいて上記復調部の出力を切替えて上記第１の受信バッファメモリと上記第２の受信バッファメモリにそれぞれ書込み、上記第１の受信バッファメモリと上記第２の受信バッファメモリに書込まれたデータ信号を上記第１の入出力端子と上記第２の入出力端子にそれぞれ出力することを特徴とするデータ伝送装置。
4. 第１の無線装置と、第２の無線装置を有し、上記第１と上記第２の無線装置が無線回線を介して適応変調方式により変調方式を切替えて通信するデータ伝送システムにおいて、
   上記第１の無線装置は、
   伝送速度可変のデータ信号が入力される少なくとも１つの第１の入出力端子と、
   伝送速度一定のデータ信号が入力される少なくとも１つの第２の入出力端子と、
   上記第１の入出力端子からのデータ信号を書込む第１の送信バッファメモリと、
   上記第２の入出力端子からのデータ信号を書込む第２の送信バッファメモリと、
   上記第１の送信バッファメモリのデータと上記第２の送信バッファメモリのデータとを切替えて読み出して複合データを作成する第１のセレクタと、
   通信品質に応じて変調方式を変更して、上記第１のセレクタから出力された上記複合データを変調する変調部と、
   上記変調部の出力を無線回線で送信する送信部と、
   上記変調部の変調方式に対応した伝送容量と上記伝送速度一定のデータの伝送速度とに応じて、上記変調部の変調方式が変更されても上記第２の送信バッファメモリのデータの伝送速度が一定となるように上記第１のセレクタの切替えを制御する第１の制御部とを備えると共に、
   上記第２の無線装置は、上記送信部からのデータ信号を受信することを特徴とするデータ伝送システム。
5. 請求項４記載のデータ伝送システムにおいて、上記第１の無線装置の上記第１のセレクタは、上記第１の送信バッファメモリおよび上記第２の送信バッファメモリからそれぞれ読み出したデータに、上記第１の送信バッファメモリおよび上記第２の送信バッファメモリから読み出されたデータであることを示すヘッダー情報を添付することを特徴とするデータ伝送システム。

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