JP5487146B2 - Digital microwave radio transmission apparatus and signal transmission method - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、例えばディジタル多値変調方式を採用するディジタルマイクロ波無線送信装置とその信号送信方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a digital microwave radio transmission apparatus that employs, for example, a digital multilevel modulation method and a signal transmission method thereof.
ダムの水位などを遠隔地から観測するための監視制御情報を監視センターとの間で伝送する中継伝送装置の一つとして、ディジタルマイクロ波無線通信システムが用いられている。この種の中継伝送装置においては監視制御情報であるリアルタイムのビデオデータや水位の観測値などの生のデータ、および観測装置のリモコンデータを含む信号(主信号と称する)に加え、中継伝送装置の保守運用に係わる音声打ち合わせ、リモコン制御などの用途に用いられる信号(補助信号と称する)が中継無線リンクにより伝送される。補助信号はベースバンドでは数KHzオーダのアナログ信号であり、無線中継用リンクの例えば6.5GHz帯/7.5GHz帯(M/Nバンド)の一部に設けられる専用チャネル(サービスチャネル(Service Channel : SC)と称する)で伝送される。 A digital microwave radio communication system is used as one of relay transmission apparatuses that transmit monitoring control information for observing the water level of a dam from a remote location to and from a monitoring center. In this type of relay transmission device, in addition to raw data such as real-time video data and water level observation values that are monitoring control information, and a signal (referred to as a main signal) including remote control data of the observation device, the relay transmission device A signal (referred to as an auxiliary signal) used for applications such as voice meetings related to maintenance operation and remote control is transmitted through the relay radio link. The auxiliary signal is an analog signal in the order of several KHz in the baseband, and is a dedicated channel (Service Channel (Service Channel) provided in a part of, for example, the 6.5 GHz band / 7.5 GHz band (M / N band) of the wireless relay link. : SC)).
サービスチャネルは主信号に多重される。その多重方式には、大別して補助信号をディジタル符号化して主信号系に多重(挿入)する符号化多重方式と、主信号の搬送波に補助信号により浅くFM(Frequency Modulation)変調を施して伝送するFM変調方式との二つがある。このうちFM変調方式は符号化多重方式に比べて送信スペクトラムの帯域幅を拡大せずに補助信号を伝送できるというメリットがある。 The service channel is multiplexed onto the main signal. The multiplexing system is roughly divided into an encoding multiplexing system in which auxiliary signals are digitally encoded and multiplexed (inserted) into the main signal system, and a carrier wave of the main signal is subjected to FM (Frequency Modulation) modulation shallowly by the auxiliary signal and transmitted. There are two types of FM modulation. Among these, the FM modulation method has an advantage that the auxiliary signal can be transmitted without expanding the bandwidth of the transmission spectrum as compared with the coding multiplexing method.
補助信号をFM変調方式で主信号に多重する従来のシステムにおいて、送信装置における変調部分はアナログ回路で構成されていた。このため回路規模が大きくなりがちであった。また補助信号は送信装置に入力されてからFM変調回路に至るまでに、ディジタルの主信号系とは別個の配線系統で伝送されていた。このためセクション間のインタフェース回路(バッファなど)やケーブルが複数の系統にわたって必要になり、このことによってもますます回路規模が大きくなる。
目的は、規模の縮小を図ったディジタルマイクロ波無線送信装置および信号送信方法を提供することにある。
In the conventional system that multiplexes the auxiliary signal with the main signal by the FM modulation method, the modulation part in the transmission apparatus is composed of an analog circuit. For this reason, the circuit scale tends to be large. Also, the auxiliary signal is transmitted through a wiring system separate from the digital main signal system from the time when it is input to the transmission device to the time of the FM modulation circuit. For this reason, interface circuits (buffers, etc.) and cables between sections are required across a plurality of systems, and this also increases the circuit scale.
An object of the present invention is to provide a digital microwave radio transmission apparatus and a signal transmission method that are reduced in scale.
実施形態によれば、ディジタルマイクロ波無線送信装置は、インタフェース部と、アナログ/ディジタル変換部と、多重部と、伝送部と、分離部と、FM変調部と、ディジタル変調部と、送信部とを具備する。インタフェース部は、ディジタルの主信号とアナログの補助信号とを取り込む。アナログ/ディジタル変換部は、補助信号をディジタル化する。多重部は、主信号と補助信号とをディジタル領域で多重して多重信号を生成する。伝送部は、多重信号を伝送する。分離部は、伝送部を介して伝送された多重信号から主信号と補助信号とを分離する。FM変調部は、分離された主信号を分離された補助信号に基づいてディジタル領域でFM(Frequency Modulation)変調して変調信号を生成する。ディジタル変調部は、変調信号をディジタル変調して送信信号を生成する。送信部は、送信信号を無線送信する。 According to the embodiment, the digital microwave radio transmission apparatus includes an interface unit, an analog / digital conversion unit, a multiplexing unit, a transmission unit, a separation unit, an FM modulation unit, a digital modulation unit, a transmission unit, It comprises. The interface unit takes in the digital main signal and the analog auxiliary signal. The analog / digital conversion unit digitizes the auxiliary signal. The multiplexing unit multiplexes the main signal and the auxiliary signal in the digital domain to generate a multiplexed signal. The transmission unit transmits multiple signals. The separation unit separates the main signal and the auxiliary signal from the multiplexed signal transmitted through the transmission unit. The FM modulation unit generates a modulation signal by performing FM (Frequency Modulation) modulation in the digital domain based on the separated auxiliary signal. The digital modulation unit digitally modulates the modulation signal to generate a transmission signal. The transmission unit wirelessly transmits a transmission signal.
[第1の実施形態]
図1は、第1の実施形態に係わるディジタルマイクロ波無線送信装置を示す機能ブロック図である。図1において、図示しない情報処理装置や撮影機材などから出力されたディジタルの主信号はインタフェース部10によりインタフェース処理されて装置内部に取り込まれ、TDM(Time Division Multiplexing)部30に入力される。アナログの補助信号もインタフェース部10によるインタフェース処理を経て装置内部に取り込まれ、アナログ/ディジタル変換器(A/D)20によりディジタルデータ化されてTDM部30に入力される。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a functional block diagram showing a digital microwave radio transmission apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, a digital main signal output from an information processing device or photographing equipment (not shown) is interface-processed by the
TDM部30は補助信号を主信号にディジタル領域で挿入し、すなわち主信号と補助信号とをディジタル多重し、図2に示すような多重信号フレームフォーマットを持つベースバンド(B/B)の時分割多重信号を生成する。この時分割多重信号は装置内部の伝送ケーブル40を介して変調部50に伝送される。
The
時分割多重信号は、変調部50においてQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)などの方式でディジタル変調されるとともに、基準発振器60からの第1ローカル信号L1により例えば、140MHz帯のIF(Intermediate Frequency)信号にアップコンバートされる。このIF信号はディジタル/アナログ(D/A)変換器70によりアナログ信号に変換されたのち、乗算器80により基準発振器60からの第2ローカル信号L2によって例えば6GHz帯のRF(Radio Frequency)信号にさらにアップコンバートされる。このRF信号は電力増幅器90で送信電力にまで増幅されたのち、アンテナ100を介して無線送信される。
The time division multiplexed signal is digitally modulated by the
図3は、比較のため既存のディジタル送信装置を示す図である。図3においてはディジタルの主信号のみが主信号変調部150において例えば、QPSK方式でディジタル変調され、更に140MHzのIF信号にアップコンバートされる。このIFディジタル変調信号は基準発振器60からの第2ローカル信号によって乗算器80で送信帯域のRF周波数にまでアップコンバートされる。
FIG. 3 is a diagram showing an existing digital transmitter for comparison. In FIG. 3, only the digital main signal is digitally modulated by the main
一方、アナログの補助信号はVCO(電圧制御発振器)160によって±10KHzの範囲で遷移する信号に変換されてからFM多重変調部170に入力され、RFのディジタル変調信号と乗算される。これにより更にFM変調のかかった送信信号が生成され、この送信信号は電力増幅器90で送信電力にまで増幅されたのち、アンテナ100を介して無線送信される。
このような従来の構成においては、インタフェース部10から変調処理系に至るまでに主信号のための伝送系と、補助信号のための伝送系とを必要とする。よって装置内部のケーブルの引き回しが煩雑になり、ノイズの増加する原因にもなり得る。
On the other hand, the analog auxiliary signal is converted by the VCO (Voltage Controlled Oscillator) 160 into a signal that transitions in a range of ± 10 KHz, and then input to the FM
Such a conventional configuration requires a transmission system for the main signal and a transmission system for the auxiliary signal from the
これに対し第1の実施形態では、主信号と補助信号とをディジタル多重して装置内部を伝送するようにしているので、配線の引き回しに要するスペースを縮小することができ、ひいては装置の省サイズ化を促すことが可能になる。さらには、耐ノイズ性能を向上させることも可能になる。これらのことから、規模の縮小を図ったディジタルマイクロ波無線送信装置および信号送信方法を提供することが可能となる。 On the other hand, in the first embodiment, the main signal and the auxiliary signal are digitally multiplexed and transmitted inside the apparatus, so that the space required for routing the wiring can be reduced, and thus the size of the apparatus can be reduced. It becomes possible to promote the conversion. Furthermore, noise resistance can be improved. Therefore, it is possible to provide a digital microwave radio transmission apparatus and a signal transmission method that are reduced in scale.
[第2の実施形態]
図4、図5は、第2の実施形態に係わるディジタルマイクロ波無線送信装置を示す機能ブロック図である。図4において図1と共通する部分には同じ符合を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。図4において、TDM部30から出力されたベースバンドの時分割多重信号は、伝送部110を介して分離部120に伝送される。分離部120は時分割多重信号から補助信号(補助信号Aと表記する)と主信号(主信号Bと表記する)とを再度、分離する。
[Second Embodiment]
4 and 5 are functional block diagrams showing a digital microwave radio transmission apparatus according to the second embodiment. 4, parts common to FIG. 1 are given the same reference numerals, and only different parts will be described here. In FIG. 4, the baseband time division multiplexed signal output from the
図5は、図4に示される部分に続くディジタルマイクロ波無線送信装置を示す機能ブロック図である。図5には分離部120以降の機能ブロックが示される。図5において補助信号AはI/Q変換回路131に入力され、主信号BはI/Q変換回路132に入力され、それぞれ個別に直交変調される。生成されたI信号、Q信号は乗算器140において互いに複素乗算され、ベースバンド(B/B)のFM変調信号が出力される。
FIG. 5 is a functional block diagram showing a digital microwave radio transmission apparatus following the portion shown in FIG. FIG. 5 shows functional blocks after the
このFM変調信号は、変調部50においてQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)などの方式で変調されるとともに、基準発振器60からの第1ローカル信号により例えば、140MHz帯のIF(Intermediate Frequency)信号にアップコンバートされる。このIF信号はディジタル/アナログ(D/A)変換器70によりアナログ信号に変換されたのち、乗算器80で基準発振器60からの第2ローカル信号と乗算されて例えば、6GHz帯のRF(Radio Frequency)信号にさらにアップコンバートされる。このRF信号は電力増幅器90で送信電力にまで増幅されたのち、アンテナ100を介して送信される。
This FM modulation signal is modulated by a
第2の実施形態では、主信号と補助信号とをディジタル多重して装置内部を伝送したのち再度分離し、それぞれI/Q変換を施したのちFM変調回路(乗算器140など)に入力する。FM変調回路は、ベースバンド帯(I,Q)でのディジタル演算により主信号に対して補助信号によるFM変調を施す。このFM変調信号をさらにディジタル変調して無線送信するようにしている。 In the second embodiment, the main signal and the auxiliary signal are digitally multiplexed, transmitted inside the apparatus, separated again, and after being subjected to I / Q conversion, input to an FM modulation circuit (such as the multiplier 140). The FM modulation circuit performs FM modulation with the auxiliary signal on the main signal by digital calculation in the baseband (I, Q). This FM modulation signal is further digitally modulated and transmitted by radio.
このように、FM変調処理をディジタル領域で実施しているので、回路の殆どの部分をディジタル化することが可能になり、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)を用いて集積化を促すことができる。これにより第1の実施形態での効果に加えて送信装置の更なる小型化を促進することが可能になる。 As described above, since the FM modulation processing is performed in the digital domain, most of the circuit can be digitized. For example, integration can be promoted by using an FPGA (Field Programmable Gate Array). . As a result, in addition to the effects of the first embodiment, further downsizing of the transmission device can be promoted.
また、装置内で多重した主信号と補助信号とを再度分離したうえでFM変調するようにしているので、ディジタル変調の対象となる信号のビットレートを低下させることができ、よって第1の実施形態での効果に加えて送信信号の帯域の広がりを抑えることが可能になる。従って無線区間において利用可能な伝送帯域が限られているような状況下では大きなメリットを得ることができる。 In addition, since the main signal and the auxiliary signal multiplexed in the apparatus are separated again and subjected to FM modulation, the bit rate of the signal to be digitally modulated can be reduced, and therefore the first implementation. In addition to the effect of the form, it is possible to suppress the spread of the band of the transmission signal. Therefore, a great merit can be obtained in a situation where the available transmission band is limited in the wireless section.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…インタフェース部、20…アナログ/ディジタル変換器、30…TDM部、40…伝送ケーブル、50…変調部、60…基準発振器、70…ディジタル/アナログ変換器、80…乗算器、90…電力増幅器、100…アンテナ、110…伝送部、120…分離部、131,132…I/Q変換回路、140…乗算器、150…主信号変調部、160…VCO(電圧制御発振器)、170…FM多重変調部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記補助信号をディジタル化するアナログ/ディジタル変換部と、
前記主信号と前記ディジタル化された補助信号とをディジタル領域で多重して多重信号を生成する多重部と、
前記多重信号を伝送する伝送部と、
前記伝送部を介して伝送された多重信号から前記主信号と前記補助信号とを分離する分離部と、
前記分離された主信号を前記分離された補助信号に基づいてディジタル領域でFM(Frequency Modulation)変調して変調信号を生成するFM変調部と、
前記変調信号をディジタル変調して送信信号を生成するディジタル変調部と、
前記送信信号を無線送信する送信部とを具備する、ディジタルマイクロ波無線送信装置。 An interface unit for capturing a digital main signal and an analog auxiliary signal;
An analog / digital converter for digitizing the auxiliary signal;
A multiplexing unit that multiplexes the main signal and the digitized auxiliary signal in a digital domain to generate a multiplexed signal;
A transmission unit for transmitting the multiplexed signal;
A separation unit for separating the main signal and the auxiliary signal from the multiplexed signal transmitted through the transmission unit;
An FM modulation unit that generates a modulation signal by performing FM (Frequency Modulation) modulation on the separated main signal in the digital domain based on the separated auxiliary signal;
A digital modulator that digitally modulates the modulated signal to generate a transmission signal;
A digital microwave radio transmission apparatus comprising: a transmission unit that wirelessly transmits the transmission signal.
ディジタルの主信号とアナログの補助信号とをインタフェース処理し、
前記補助信号をディジタル化し、
前記主信号と前記ディジタル化された補助信号とをディジタル領域で多重して多重信号を生成し、
前記ディジタルマイクロ波無線送信装置の内部で前記多重信号を伝送し、
前記伝送された多重信号から前記主信号と前記補助信号とを分離し、
前記分離された主信号を前記分離された補助信号に基づいてディジタル領域でFM(Frequency Modulation)変調して変調信号を生成し、
前記変調信号をディジタル変調して送信信号を生成し、
前記送信信号を無線送信する、信号送信方法。 A signal transmission method in a digital microwave radio transmission apparatus, comprising:
Interfacing digital main signal and analog auxiliary signal,
Digitize the auxiliary signal;
Multiplexing the main signal and the digitized auxiliary signal in the digital domain to generate a multiplexed signal;
Transmitting the multiplexed signal inside the digital microwave radio transmitter;
Separating the main signal and the auxiliary signal from the transmitted multiplexed signal;
The separated main signal is subjected to FM (Frequency Modulation) modulation in the digital domain based on the separated auxiliary signal to generate a modulated signal;
Digitally modulating the modulated signal to generate a transmission signal;
A signal transmission method for wirelessly transmitting the transmission signal.
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