JP4735830B2 - 無線通信装置及びそれを用いたレーダ波検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信においてデータの送受信を行う無線通信装置及びそれを用いたレーダ波検出方法に関する。

近年、通信を行うためにケーブル敷設の煩雑さを回避した無線通信が急速に普及してきている。

この無線通信においては、レーダ波の送信パルスと自システムで使用される自局から送信される送信電波とが同一の周波数帯域にて使用される場合がある。このようにレーダ波と周波数帯域を共用する無線通信システムにおいては、レーダ波が使用しているチャネルと同一のチャネルを使用することによりレーダシステムの運用を妨げてしまう。これを回避するために、無線通信システムの運用前及び運用開始後にレーダ波の存在を常時監視し、レーダ波の存在を検知した場合には、速やかに自システムの運用チャネルを他のチャネルへ移動する必要がある。

しかし、レーダ波が自システムの信号波と重なるタイミングを予測あるいは検出するのは困難であり、また、レーダ波と自システムの信号波とが重なるとレーダ波の検出ができなくなり、それによりレーダ波の検出精度が低下してしまう。特に、無通信時間が少ない無線通信システムにおいては、レーダ波と自システムの信号波とが重なる確率が高くなるため、レーダ波の検出精度を向上させる方法が求められている。

しかし、一般的に自システムの信号波と重なったレーダ波を精度良く検出するのは困難である。そのため、常時信号を送受信しているシステムや、装置の最大転送速度に近いスループットで通信が行われているシステムにおいては、レーダ波と自システムの信号波とが重なる確率が非常に高く、レーダ波を精度良く検出するのは容易ではない。

また、レーダ波の検出精度を向上させるため、自システムの信号波にレーダ波が重ならないように無通信時間を設定することが考えられるが、仮に、常時同じタイミングで無通信時間を設定した場合、システムの通信効率の低下を招き、また、無通信時間の周期とレーダ波の周期とが近い場合には、レーダ波を検出できない可能性が高い。

そこで、レーダ波の送信パルスが受信される受信手段を設け、受信手段にてレーダ波の送信パルスが受信された場合、受信されたレーダ波の発生周期に基づいてレーダ波の受信時間を予測し、予測された時間には自局からの電波の送信を中止する方法が考えられている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２８５３０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法においては、レーダ波の送信パルスが受信される受信手段、受信されたレーダ波の発生周期を計測する計測手段、及び計測されたレーダ波の発生周期からレーダ波の受信時間を予測する制御手段といった新たな手段を設けなければならないという問題点がある。

本発明は、上述したような従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたものであって、通信効率をほとんど低下させることなく、通信中にレーダ波の検出を容易に行うことができる無線通信装置及びそれを用いたレーダ波検出方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
端末との間において無線によって通信を行う無線通信装置であって、
無線上にて発生した所定のエラーのエラー数が予め設定された閾値よりも多いかどうかを判断し、前記エラー数が予め設定された閾値よりも多いと判断された場合、任意の端末との通信を中止し、該端末との通信を行うために割り当てられた時間にてレーダ波の検出を行い、前記レーダ波が検出されなかった場合、前記通信を中止した端末との通信を行うために割り当てられた時間以外の時間における端末との通信を中止し、該時間にて再度レーダ波の検出を行う。

また、前記無線通信装置における受信電力が予め設定された閾値よりも大きいかどうかを判断し、前記エラー数が予め設定された閾値よりも多いと判断され、且つ、前記受信電力が予め設定された閾値よりも大きいと判断された場合、任意の端末との通信を中止し、該端末との通信を行うために割り当てられた時間にてレーダ波の検出を行うことを特徴とする。

また、端末との間において無線によって通信を行う無線通信装置を用いたレーダ波検出方法であって、
無線上にて発生した所定のエラーのエラー数が予め設定された閾値よりも多いかどうかを判断する処理と、
前記エラー数が予め設定された閾値よりも多いと判断された場合、任意の端末との通信を中止する処理と、
該端末との通信を行うために割り当てられた時間にてレーダ波の検出を行う処理と、
前記レーダ波が検出されなかった場合、前記通信を中止した端末との通信を行うために割り当てられた時間以外の時間における端末との通信を中止する処理と、
該時間にて再度レーダ波の検出を行う処理とを有する。

また、前記無線通信装置における受信電力が予め設定された閾値よりも大きいかどうかを判断する処理と、
前記エラー数が予め設定された閾値よりも多いと判断され、且つ、前記受信電力が予め設定された閾値よりも大きいと判断された場合、任意の端末との通信を中止する処理と、
該端末との通信を行うために割り当てられた時間にてレーダ波の検出を行う処理とを有することを特徴とする。

上記のように構成された本発明においては、無線上にて発生した所定のエラーのエラー数が予め設定された閾値よりも多いかどうかが判断され、エラー数が予め設定された閾値よりも多いと判断された場合、任意の端末との通信が中止され、当該端末との通信を行うために割り当てられた時間にてレーダ波の検出が行われる。

このため、レーダ波が存在するかどうかを予測するための特別な手段を設ける必要は無く、また、レーダ波が存在しないと予測される場合は、端末との間における通信効率を全く低下させることがない。

以上説明したように本発明においては、無線上にて発生した所定のエラーのエラー数が予め設定された閾値よりも多いかどうかを判断し、エラー数が予め設定された閾値よりも多いと判断された場合、任意の端末との通信を中止し、当該端末との通信を行うために割り当てられた時間にてレーダ波の検出を行う構成としたため、通信効率をほとんど低下させることなく、通信中にレーダ波の検出を容易に行うことができる。

以下に、本発明の実施に形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の無線通信装置の実施の一形態を示す図である。

図１に示した無線通信装置１００は、アナログ復調部１０１と、Ａ／Ｄコンバータ１０２と、デジタル処理部１０３とから構成されている。アナログ復調部１０１は、端末（不図示）から送信されて受信された受信信号であるアナログ信号の周波数をＲＦ周波数帯からアナログベースバンド周波数へ変換する。Ａ／Ｄコンバータ１０２は、アナログベースバンド周波数へ周波数変換された受信信号をデジタルベースバンド信号へ変換する。デジタル処理部１０３は、デジタルベースバンド信号を処理する。

さらに、デジタル処理部１０３は、デジタル復調部１３１と、電力算出部１３２と、受信制御部１３３と、レーダ波検出部１３４とから構成されている。デジタル復調部１３１は、Ａ／Ｄコンバータ１０２から出力されたデジタルベースバンド信号をデジタル復調し、同期確立エラーや誤り訂正エラー等のエラーを検出する。電力算出部１３２は、無線通信装置１００にて受信された受信信号の受信電力を算出する。受信制御部１３３は、デジタル復調部１３１におけるデジタル復調及びレーダ波検出部１３４の動作タイミングの制御を行う。レーダ波検出部１３４は、無線通信装置１００にて受信された受信信号の中からレーダ波を検出し、レーダ波が検出された場合、上位装置（不図示）へレーダ波を検出した旨を上位通知信号１１１として出力する。

以上説明した無線通信装置１００の構成要素は、無線通信システムにおける無線基地局（不図示）の中の１つのブロックとして設けられたものであっても良いし、無線基地局とは別個に並列に設けられた１つの独立した装置を構成するものであっても良い。

以下に、図１に示した無線通信装置１００を用いたレーダ波検出方法について説明する。ここでは、図１に示した無線通信装置１００の構成要素が無線基地局の中の１つのブロックとして設けられた場合を例に挙げて説明する。また、図１に示した無線通信装置１００にて送受信される信号は、短い時間間隔に分割されたスロットにデータを乗せて通信を行う一般的なＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）方式の無線通信システムに適用される信号形態を例に挙げて説明する。

図２は、図１に示した無線通信装置１００を用いたレーダ波検出方法を説明するためのフローチャートであり、また、図３は、図１に示した無線通信装置１００にて送受信される信号の内容を示す図である。

図１に示した無線通信装置１００にて送受信される信号は図３（Ａ）に示すように、先頭にデータの先頭等を示す制御信号が設けられ、その後に続く複数のスロットに送受信されるデータが小分けにされて予め設定された位置に乗せられている。各タイムスロットには、無線基地局から端末Ａ〜Ｅへの下りデータ及び端末Ａ〜Ｅから無線基地局への上りデータが、それぞれ割り当てられる。これにより、双方向且つ複数の端末との通信が実現されている。ここでは、図３（Ａ）に示すように、空きのスロットが無い状態、つまり無通信時間がほとんど無い高負荷状態にあるものとする。また、各スロットの間には、それぞれのスロット間でお互いの干渉を防止するためのガードタイムと呼ばれる無通信時間が設けられている。このガードタイムは、各スロットに比べて時間的に非常に短い。

まず、端末から送信されてアナログ復調部１０１にて受信された受信信号であるアナログ信号がＲＦ周波数帯からアナログベースバンド周波数へ周波数変換され、Ａ／Ｄコンバータ１０２へ出力される。そして、Ａ／Ｄコンバータ部１０２に入力された受信信号は、デジタルベースバンド信号へ変換され、デジタル処理部１０３へ出力される。

デジタル処理部１０３へ出力された受信信号は、デジタル復調部１３１及び電力算出部１３２に入力される。

デジタル復調部１３１に入力された受信信号は、受信信号にエラーが発生しているかどうかが検出される。ここで、検出されるエラーとは前述したように、同期確立エラーや誤り訂正エラー等の通信品質を判断する一般的なエラーであり、本発明のために特別に設けられたものではない。また、それらのエラー要因の中で、このレーダ波検出に用いるエラー要因は任意に選択できる。

そして、検出されたエラー要因及びエラー発生数がデジタル復調部１３１から受信制御部１３３へ出力される。デジタル復調部１３１から出力されたエラー要因及びエラー発生数が受信制御部１３３に入力されると、入力されたエラー要因がレーダ波検出に用いるものであるかどうかが判断される。入力されたエラー要因がレーダ波検出に用いるものではないと判断された場合、所定のエラー処理が行われる。入力されたエラー要因がレーダ波検出に用いるものであると判断された場合は、入力されたエラー発生数が急激に増加しているかどうかが受信制御部１３３にて判断される（ステップＳ１）。ここで、検出されたエラー発生数が急激に増加しているかどうかを判断する基準は、判定閾値を予め設定しておき、検出されたエラー発生数が予め設定された時間単位でその閾値を超えたかどうかによって判断するものであれば良い。

一方、電力算出部１３２においては、入力された受信信号について受信電力の算出が常時行われている。電力算出部１３２にて算出された受信電力値は、受信制御部１３３へ出力される。

ステップＳ１にて入力されたエラー発生数が急激に増加していると判断された場合、受信制御部１３３に入力された受信電力値が予め設定された判定閾値を超えているかどうかが判断される（ステップＳ２）。

受信制御部１３３に入力された受信電力値が予め設定された判定閾値を超えていると判断された場合、受信制御部１３３にて無通信スロットが設定される（ステップＳ３）。

なお、ステップＳ１の処理と、ステップＳ２の処理との順序が逆であっても良い。つまり、受信制御部１３３にて入力された受信電力値が予め設定された判定閾値を超えているかどうかが判断され、判定閾値を超えていると判断された場合、入力されたエラー発生数が急激に増加しているかどうかが判断され、エラー発生数が急激に増加していると判断された場合、無通信スロットが設定されるといった順序であっても良い。

ステップＳ３の無通信スロットが設定される処理とは、エラー発生数の急激な増加と受信電力の判定閾値超えとにより、レーダ波が存在すると判断されるため、レーダ波を検出するために、図３（Ｂ）に示すように、任意のスロットが無通信状態に設定される処理である。また、この処理が開始されるとき、レーダ波検出タイマが起動する。

図３（Ｂ）は、基地局から端末Ｃへの下り信号のスロットが無通信スロットに設定された場合を示す。図３（Ｂ）に示すように、基地局から端末Ｃへの下り信号を送信するためのスロットでの送信が停止される。

そして、無通信スロットに設定された端末Ｃへ無通信スロットに設定された旨が制御信号により受信制御部１３３によって通知される（ステップＳ４）。

その後、設定された無通信スロットの時間になると、基地局は受信状態となり、レーダ波検出部１３４は受信制御部１３３からレーダ波を検出するように指示される。

レーダ波の検出を指示されたレーダ波検出部１３４にて、受信信号の中にレーダ波があるかどうかが判断される（ステップＳ５）。

受信信号の中にレーダ波が検出された場合、上位通知信号１１１によって上位層へ通知され（ステップＳ６）、上位層にてレーダ波回避処理が行われる（ステップＳ７）。ステップＳ５のレーダ波の検出処理及びステップＳ７のレーダ波回避処理については、従来の処理と同様の処理であるため、ここでは説明しない。

受信信号の中にレーダ波が検出されない場合、その旨がレーダ波検出部１３４から受信制御部１３３へ通知され、ステップＳ３の無線スロットの設定と同時に起動したレーダ波検出タイマがタイムアウトしたかどうかが受信制御部１３３によって判断される（ステップＳ８）。なお、レーダ波検出タイマのタイムアウト値は、予め設定されたものである。

レーダ波検出タイマがタイムアウトしていないと判断された場合、図３（Ｃ）に示すように無通信スロットの再設定が受信制御部１３３にて行われる（ステップＳ９）。

図３（Ｃ）は、基地局から端末Ｅへの下り信号のスロット及び端末Ａから基地局への上り信号のスロットが無通信スロットに設定された場合を示す。図３（Ｃ）に示すように、基地局から端末Ｅへの下り信号を送信するためのスロット及び端末Ａから基地局への上り信号を送信するためのスロットでの送信が停止される。そして、ステップＳ４の処理が行われる。

このように、無通信スロットのタイミングを周期的に設けるのではなく、ランダムに設けることにより、無通信時間の周期とレーダ波の周期とが近いという理由でレーダ波の検出に失敗する確率を低下させることができる。また、逐次タイミングを再設定するステップＳ９の処理が繰り返されることにより、１スロットではなく連続的に数スロットが無通信時間として設定されることで、レーダ波の検出確率を高めることができる。

また、ステップＳ８にてレーダ波検出タイマがタイムアウトしたと判断された場合、つまり、レーダ波検出タイマがタイムアウトするまでにレーダ波検出部１３４によってレーダ信号が検出されない場合、レーダ波検出処理は終了する（ステップＳ１０）。

図４は、判定閾値を超える場合の単位時間当たりのエラー発生数と時間との関係を示す図であり、また、図５は、判定閾値を超える場合の受信電力と時間との関係を示す図である。

図４に示すように、受信制御部１３３にて、単位時間当たりのエラー発生数が常時監視されており、予め設定された判定閾値を超えたかどうかが判断されている。エラー発生数が破線で示した判定閾値を超えたと判断された場合、図５に示すように、受信電力の判定処理が行われる。電力算出部１３２で常時行われている受信電力算出の結果の受信電力値が、予め設定された判定閾値を超えたと受信制御部１３３にて判断された場合、無通信スロットを設けるレーダ波検出処理が開始される。

図４及び図５に示したそれぞれの判定閾値は、任意に設定することが可能である。したがって、特性が固定された検出処理ではなく、その地域に応じた検出処理、その時間に応じた検出処理、あるいはその時点までの過去の状況に応じた検出処理が行われる。それにより、他の要因により元々エラー発生数が多い地域において、レーダ波が存在しないにもかかわらず不用意にレーダ波検出処理が行われて通信効率の低下が生じてしまうことを防ぐことができる。

このように、レーダ波を検出するための無通信スロットを常時設けるのではなく、エラー発生数や受信電力値により、レーダ波が存在すると予測される場合のみ、レーダ波を検出するための無通信スロットを設けるため、システムの通信効率をほとんど低下させることなく、レーダ波の検出精度を向上させることができる。

また、エラー発生数については、検出される複数のエラー要因のうちレーダ波検出処理に用いられるエラー要因を任意に設定できるため、純粋なエラーとレーダ波の干渉によるエラーとを分別し、レーダ波検出精度の向上が可能となる。

本発明の無線通信装置の実施の一形態を示す図である。 図１に示した無線通信装置を用いたレーダ波検出方法を説明するためのフローチャートである。 図１に示した無線通信装置にて送受信される信号の内容を示す図である。 判定閾値を超える場合の単位時間当たりのエラー発生数と時間との関係を示す図である。 判定閾値を超える場合の受信電力と時間との関係を示す図である。

符号の説明

１００ 無線通信装置
１０１ アナログ復調部
１０２ Ａ／Ｄコンバータ
１０３ デジタル処理部
１１１ 上位通知信号
１３１ デジタル復調部
１３２ 電力算出部
１３３ 受信制御部
１３４ レーダ波検出部

Claims (4)

1. 端末との間において無線によって通信を行う無線通信装置であって、
   無線上にて発生した所定のエラーのエラー数が予め設定された閾値よりも多いかどうかを判断し、前記エラー数が予め設定された閾値よりも多いと判断された場合、任意の端末との通信を中止し、該端末との通信を行うために割り当てられた時間にてレーダ波の検出を行い、前記レーダ波が検出されなかった場合、前記通信を中止した端末との通信を行うために割り当てられた時間以外の時間における端末との通信を中止し、該時間にて再度レーダ波の検出を行う無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記無線通信装置における受信電力が予め設定された閾値よりも大きいかどうかを判断し、前記エラー数が予め設定された閾値よりも多いと判断され、且つ、前記受信電力が予め設定された閾値よりも大きいと判断された場合、任意の端末との通信を中止し、該端末との通信を行うために割り当てられた時間にてレーダ波の検出を行うことを特徴とする無線通信装置。
3. 端末との間において無線によって通信を行う無線通信装置を用いたレーダ波検出方法であって、
   無線上にて発生した所定のエラーのエラー数が予め設定された閾値よりも多いかどうかを判断する処理と、
   前記エラー数が予め設定された閾値よりも多いと判断された場合、任意の端末との通信を中止する処理と、
   該端末との通信を行うために割り当てられた時間にてレーダ波の検出を行う処理と、
   前記レーダ波が検出されなかった場合、前記通信を中止した端末との通信を行うために割り当てられた時間以外の時間における端末との通信を中止する処理と、
   該時間にて再度レーダ波の検出を行う処理とを有するレーダ波検出方法。
4. 請求項３に記載のレーダ波検出方法において、
   前記無線通信装置における受信電力が予め設定された閾値よりも大きいかどうかを判断する処理と、
   前記エラー数が予め設定された閾値よりも多いと判断され、且つ、前記受信電力が予め設定された閾値よりも大きいと判断された場合、任意の端末との通信を中止する処理と、
   該端末との通信を行うために割り当てられた時間にてレーダ波の検出を行う処理とを有することを特徴とするレーダ波検出方法。

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