JP6003386B2 - 無線通信装置及び無線フレーム生成方法並びに通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信技術、より具体的には、適応変調方式と冗長構成を組み合せた無線通信技術に関する。

適応変調方式は、複数の符号化変調方式を利用できるようにしておき、電波状況によって最適な方式を選択する方式である。具体的には、例えば、無線伝搬路の状態が良くない場合には多値数の小さな変調方式で通信を行い、無線伝搬路の状態が良好な場合には多値数の大きな変調方式で通信を行う。この技術は、固定マイクロ波無線通信装置や移動体通信の無線基地局装置等で広く採用されている。

適応変調方式の通信システムに対して、様々な視点からの技術が提案されている。
例えば、特許文献１には、変調方式の判定に際して、無線伝搬路の状態変化に対して高精度かつ追従性の良い方法が開示されている。

また、適応変調方式では、受信機は、受信信号から無線伝搬路の状態を推定して変調方式を判定した後に、判定した変調方式を示す情報を対向局の送信機にフィードバックする。対向局の送信機にフィードバックされるこの情報を、以下「転送用変調方式情報」という。

なお、送信機は、送信する際に、受信機側での復調のために、自身が用いた変調方式を示す情報（以下「自方向変調方式情報」という）も送信信号に多重する。また、以下の説明において、単に「変調方式情報」をいうときに、自方向変調方式情報と転送用変調方式情報の両方を意味する。

適応変調方式の信頼性を確保するためには、無線区間における変調方式情報の誤り率を限りなく０に近付け、受信機で判定した変調方式情報を無線伝搬路で誤ることなく受信機から対向局の送信機と、対向局の送信機から受信機へ順次伝送する必要がある。無線伝搬路状態の悪化に対する変調方式情報の耐性を改善する技術については、例えば特許文献２に開示された手法や、誤り訂正を施す手法など、従来から種々検討されている。

これらの手法は、変調方式情報に対して、データ信号（ペイロード）よりも大きな冗長度の誤り訂正符号を付加したり、データ信号よりも変調多値数を小さくして伝送する等の対策によるものである。従って、通常、変調方式情報は、無線区間において、フェージング等の回線障害に対する耐力がデータ信号よりも強くなっている。

また、無線通信の分野において、無線区間の回線障害が生じても通信品質を維持するために、主回線と予備回線の２つの無線回線により送受信を行う冗長構成の通信システムが用いられている。このような通信システムにおいて、送信機は、主回線と予備回線に同一の信号を送出する。受信機は、主回線と予備回線を介して受信した信号に対して夫々ＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｖｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）値計算を行う等によって受信品質を推定し、推定した受信品質が良い回線のデータ信号を選択する。このような冗長構成と適応変調方式を組み合わせた無線通信システムは、例えば特許文献３に開示されている。

特開２００９−６５４０１号公報 特表２００８−５３６３７８号公報 国際公開第２００８／０２０４８６号

前述したように、適応変調方式の信頼性を確保するために、変調方式情報はデータ信号よりも無線区間の回線障害に対する耐力が強い。また、上述した冗長構成の通信システムでは、主回線と予備回線に同様の信号が送出される。そのため、冗長構成と適応変調方式を組み合わせた無線通信システムでは、変調方式情報にとっては、互いに独立した２本の無線伝搬路により夫々伝送されると看做してもよい。

これでは、変調方式情報の伝送に無駄が生じ、貴重な資源である無線伝送帯域の利用効率が低下してしまう恐れがある。

本発明の１つの態様は、第１の無線回線と第２の無線回線を介して送受信が行われる冗長構成の通信システムにおける適応変調方式の無線通信装置である、該無線通信装置は、判定変調方式選択部と、無線フレーム多重回路を備える。

判定変調方式選択部は、前記第１の無線回線を介して対向局の無線通信装置から受信した受信信号の受信品質に基づいて判定した変調方式と、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置から受信した受信信号の受信品質に基づいて判定した変調方式とのいずれか一方を選択し、選択した変調方式を示す情報を、前記対向局の無線通信装置へフィードバックする転送用変調方式情報として生成する。

無線フレーム多重回路は、前記対向局の無線通信装置に送信するデータが含まれ、前記第１の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置に送出する第１の無線フレームと、前記データが含まれ、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置に送出する第２の無線フレームを生成する。

該無線フレーム生成回路は、前記第１の無線フレームと前記第２の無線フレームの変調方式を示す自方向変調方式情報と、前記転送用変調方式情報とを前記第１の無線フレームと前記第２の無線フレームに多重する際に、該２つの変調方式情報の少なくとも一方の分割を行い、分割された前記変調方式情報の片方を前記第１の無線フレームに多重し、他方を前記第２の無線フレームに多重する。

本発明にかかる技術によれば、無線伝搬路が冗長に構成された、適応変調方式の無線通信システムに対して、無線伝送帯域の利用効率を高めることができる。

本発明の実施の形態にかかる無線通信システムを示す図である。 図１に示す無線通信システムにおける無線通信装置を示す図である。 図２に示す無線通信装置で使用される２つの無線フレームフォーマットを示す図である。 図２に示す無線通信装置の送信回路における無線フレーム多重回路により冗長誤り訂正符号化された変調方式情報のフォーマットを示す図である。 図２に示す無線通信装置の送信回路における無線フレーム多重回路による冗長誤り訂正符号化の例を示す図である。 図２に示す無線通信装置の送信回路における無線フレーム多重回路による無線フレームフォーマットの選択を示すフローチャートである。 図６のステップＳ１０４における変調方式情報の分割を説明するための図である。 図２に示す無線通信装置の送信回路における受信変調方式検出部と送信変調方式検出部の動作を示すフローチャートである。 図８のステップＳ１３０における変調方式情報の組立てを説明するための図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

また、上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅ ｓｔｏｒａｇｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

図１は、本発明の実施の形態にかかる無線通信システム１０を示す。無線通信システム１０は、複数（図示の例では２つ）の無線通信装置１００を備え、各無線通信装置１００の間の無線伝送路が冗長に構成されている。図示のように、無線通信装置１００の間において、主回線となる無線伝送路Ａと、予備回線となる無線伝送路Ｂが形成されている。

図２は、無線通信システム１０における無線通信装置１００を示す。無線通信装置１００は、適応変調方式のものであり、送信回路２００と受信回路３００を備える。

送信回路２００は、無線フレーム多重回路２１０、主回線ＴＸ（送信）ベースバンド処理回路（図中「主回線ＴＸＢＢ処理回路」で表記している）２２０、主回線変調回路２３０、送信用の予備回線ＴＸベースバンド処理回路（図中「予備回線ＴＸＢＢ処理回路」で表記している）２４０、予備回線変調回路２５０を備える。

受信回路３００は、主回線復調回路３１０、主回線ＲＸ（受信）ベースバンド処理回路（図中「主回線ＲＸＢＢ処理回路」で表記している）３２０、主回線変調方式制御回路３３０、予備回線復調回路３４０、予備回線ＲＸベースバンド処理回路（図中「予備回線ＲＸＢＢ処理回路」で表記している）３５０、予備回線変調方式制御回路３６０、回線切替部４１０、受信変調方式検出部４２０、送信変調方式検出部４３０、判定変調方式選択部４４０、無線フレーム抽出回路４５０を備える。

送信回路２００において、無線フレーム多重回路２１０は、イーサネット（登録商標）／ＰＤＨ（Ｐｌｅｓｉｏｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）／ＳＤＨ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｉｅｒａｒｃｈｙ）等の通信網より入力された入力データ信号２０２から、主回線ＴＸベースバンド処理回路２２０に出力する主回線ＴＸデータ信号２１２（第１の無線フレーム）と、予備回線ＴＸベースバンド処理回路２４０に出力する予備回線ＴＸデータ信号２１６（第２の無線フレーム）を生成するものであり、入力データ信号２０２に対して、後に詳細に説明する送信変調方式検出部４３０からの自方向変調方式情報４３２に対応した無線フレームフォーマットへの信号多重を行う。

自方向変調方式情報４３２は、無線通信装置１００が自局から対向局の無線通信装置へ送信する際に使用する変調方式を示す情報である。無線フレーム多重回路２１０は、該自方向変調方式情報４３２を無線フレームフォーマットへの多重に際して、該自方向変調方式情報４３２を２つに分割し、片方を主回線ＴＸデータ信号２１２の無線フレームフォーマット上に多重し、他方を予備回線ＴＸデータ信号２１６の無線フレームフォーマット上に多重する。

また、無線フレーム多重回路２１０は、後に詳細に説明する判定変調方式選択部４４０からの転送用変調方式情報４４２も２つに分割し、それぞれを主回線ＴＸデータ信号２１２と予備回線ＴＸデータ信号２１６の無線フレームフォーマット上に多重する。

また、無線フレーム多重回路２１０は、後に詳細に説明する回線切替部４１０からのＲＸ主回線品質劣化情報４１１とＲＸ予備回線品質劣化情報４１２を、主回線ＴＸデータ信号２１２と予備回線ＴＸデータ信号２１６の両方の無線フレームフォーマット上に多重する。ＲＸ主回線品質劣化情報４１１とＲＸ予備回線品質劣化情報４１２は、主回線と予備回線の品質の劣化の程度を夫々示すものであり、受信回路３００の時に詳細に説明する。

なお、無線フレーム多重回路２１０は、ＴＸ主回線品質劣化情報４１３とＴＸ予備回線品質劣化情報４１４をチェックして、送信方向の主回線と予備回線のうちどちらか一方の回線で品質劣化が発生したと判断した場合は、転送用変調方式情報４４２と自方向変調方式情報４３２の分割を停止する。

無線フレーム多重回路２１０は、上述した多重処理を施した後、主回線ＴＸデータ信号２１２を主回線ＴＸベースバンド処理回路２２０に、予備回線ＴＸデータ信号２１６を予備回線ＴＸベースバンド処理回路２４０に送出する。

また、無線フレーム多重回路２１０は、自方向変調方式情報４３２を主回線ベースバンド処理用送信変調方式情報２１４と予備回線ベースバンド処理用送信変調方式情報２１８として、主回線ＴＸベースバンド処理回路２２０と予備回線ＴＸベースバンド処理回路２４０に夫々出力する。

主回線ＴＸベースバンド処理回路２２０は、無線フレーム多重回路２１０より入力された主回線ＴＸデータ信号２１２に対して、スクランブル、誤り訂正符号化処理を行い、主回線ＴＸベースバンド信号２２２を得て主回線変調回路２３０に送出する。この際、主回線ＴＸベースバンド処理回路２２０は、主回線変調用送信変調方式情報２２４も主回線変調回路２３０に送出する。

同様に、予備回線ＴＸベースバンド処理回路２４０は、無線フレーム多重回路２１０より入力された予備回線ＴＸデータ信号２１６に対して、スクランブル、誤り訂正符号化処理を行い、予備回線ＴＸベースバンド信号２４２を得て予備回線変調回路２５０に送出する。この際、主回線ＴＸベースバンド処理回路２４０は、予備回線変調用送信変調方式情報２４４も予備回線変調回路２５０に送出する。

主回線変調回路２３０は、主回線ＴＸベースバンド処理回路２２０からの主回線変調用送信変調方式情報２２４が示す変調方式に基づいて、主回線ＴＸベースバンド処理回路２２０から入力された主回線ＴＸベースバンド信号２２２に対して、波形整形、非線形歪補正等を含む変調処理を行い、主回線送信変調信号ＳＡを無線伝送路へ送出する。

同様に、予備回線変調回路２５０は、予備回線ＴＸベースバンド処理回路２４０からの予備回線変調用送信変調方式情報２４４が示す変調方式に基づいて、予備回線ＴＸベースバンド処理回路２４０から入力された予備回線ＴＸベースバンド信号２４２に対して、波形整形、非線形歪補正等を含む変調処理を行い、予備回線送信変調信号ＳＢを無線伝送路へ送出する。

次に、受信回路３００を説明する。
主回線復調回路３１０は、無線伝送路から入力された主回線の受信信号（主回線受信変調信号ＲＡ）対して波形整形、波形等化、キャリア同期確立等を含む復調処理を行い、主回線ＲＸベースバンド信号３１２を得て主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０に送出する。なお、主回線復調回路３１０による復調処理は、受信変調方式検出部４２０から入力された主回線復調用受信変調方式情報４２２が示す変調方式に基づいてなされる。

主回線復調回路３１０は、さらに、変調方式判定を行う指標となる、主回線の受信品質を示す情報（主回線受信品質値）３１４を主回線変調方式制御回路３３０へ送出する。

主回線受信品質値３１４は、主回線と予備回線の選択を判定する指標にも用いられるため、回線切替部４１０にも通知される。

同様に、予備回線復調回路３４０は、無線伝送路から入力された予備回線の受信信号（予備回線受信変調信号ＲＢ）に対して波形整形、波形等化、キャリア同期確立等を含む復調処理を行い、予備回線ＲＸベースバンド信号３４２を予備回線ＲＸベースバンド処理回路３５０に送出する。なお、予備回線復調回路３４０による復調処理は、受信変調方式検出部４２０から入力された予備回線復調用受信変調方式情報４２４が示す変調方式に基づいてなされる。

予備回線復調回路３４０は、さらに、変調方式判定を行う指標となる、予備回線の受信品質を示す情報（受信品質値３４４）を予備回線変調方式制御回路３６０へ送出する。

予備回線受信品質値３４４は、主回線と予備回線の選択を判定する指標にも用いられるため、回線切替部４１０にも通知される。

主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０は、受信変調方式検出部４２０から通知された、受信回路３００で使用する受信変調方式情報である主回線ベースバンド処理用受信変調方式情報４２１を受信し、主回線復調回路３１０から入力された主回線ＲＸベースバンド信号３１２に対してフレーム同期確立を行った後、誤り訂正復号化処理、デスクランブル処理を行い、主回線ＲＸデータ信号３２２を得て回線切替部４１０に送出する。

同様に、予備回線ＲＸベースバンド処理回路３５０は、受信変調方式検出部４２０から通知された、受信回路３００で使用する受信変調方式情報である予備回線ベースバンド処理用受信変調方式情報４２３を受信し、予備回線復調回路３４０から入力された予備回線ＲＸベースバンド信号３４２に対してフレーム同期確立を行った後、誤り訂正復号化処理、デスクランブル処理を行い、予備回線ＲＸデータ信号３５２を得て回線切替部４１０に送出する。

回線切替部４１０は、主回線受信品質値３１４及び予備回線受信品質値３４４を受信し、主回線と予備回線の受信品質を判定する。そし、主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０から入力された主回線ＲＸデータ信号３２２と、予備回線ＲＸベースバンド処理回路３５０から入力された予備回線ＲＸデータ信号３５２のうち、受信品質が良いと判定されたほうの信号を選択して、無線フレーム抽出回路４５０に出力すると共に、回線の選択結果（主回線か予備回線か）を示す信号を回線選択信号４１６として、受信変調方式検出部４２０、送信変調方式検出部４３０に通知する。回線切替部４１０により選択され無線フレーム抽出回路４５０に出力される信号を、以下「選択後ＲＸデータ信号」（４１５）という。

また、回線切替部４１０は、主回線受信品質値３１４と予備回線受信品質値３４４から各回線の無線伝搬路の状態を推定し、推定の結果を夫々ＲＸ主回線品質劣化情報４１１とＲＸ予備回線品質劣化情報４１２として無線フレーム多重回路２１０に送出する。

さらに、回線切替部４１０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２の無線フレームフォーマット上から抽出した、対向局無線通信装置で判定した主回線と予備回線の品質情報であるＴＸ主回線品質劣化情報４１３とＴＸ予備回線品質劣化情報４１４も無線フレーム多重回路２１０へ通知する。

無線フレーム抽出回路４５０は、選択後ＲＸデータ信号４１５と無線フレーム抽出用受信変調方式情報４２５を受信し、イーサネット／ＰＤＨ／ＳＤＨ等の各種データ信号を抽出した後、出力データ信号４５２を各々の通信網に送出する。

主回線変調方式制御回路３３０は、主回線受信品質値３１４に基づいて判定した変調方式情報を主回線判定変調方式情報３３２として、判定変調方式選択部４４０に送出する。

同様に、予備回線変調方式制御回路３６０は、予備回線受信品質値３４４に基づいて判定した変調方式情報を予備回線判定変調方式情報３６２として、判定変調方式選択部４４０に送出する。

受信変調方式検出部４２０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２と回線選択信号４１６を受信し、受信回路３００で使用する受信変調方式情報を抽出する。受信変調方式検出部４２０は、抽出した受信変調方式情報を主回線ベースバンド処理用受信変調方式情報４２１、主回線復調用受信変調方式情報４２２、予備回線ベースバンド処理用受信変調方式情報４２３、予備回線復調用受信変調方式情報４２４、無線フレーム抽出用受信変調方式情報４２５として、夫々、主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０、主回線復調回路３１０、予備回線ＲＸベースバンド処理回路３５０、予備回線復調回路３４０、無線フレーム抽出回路４５０に通知する。

これらの５つの変調方式情報は、すべて同一の受信変調方式情報であるが、送信タイミングが異なる。受信変調方式検出部４２０による受信変調方式情報の抽出は、後に詳細に説明する。

送信変調方式検出部４３０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２と回線選択信号４１６を受信し、送信回路２００で使用する送信変調方式情報（対向局の無線通信装置の受信回路で使用する変調方式情報）を生成する。送信変調方式検出部４３０は、生成した送信変調方式情報を自方向変調方式情報４３２として自局無線通信装置１００の送信回路２００に送出する。送信変調方式検出部４３０による送信変調方式情報の生成は、後に詳細に説明する。

判定変調方式選択部４４０は、主回線判定変調方式情報３３２と予備回線判定変調方式情報３６２を受信し、該２つの判定変調方式情報のうちの一方を選択して転送用変調方式情報４４２として送信回路２００に送出する。判定変調方式選択部４４０による判定変調方式情報の選択は、後に詳細に説明する。

本実施の形態にかかる無線通信システム１０において、無線通信装置１００は、２つの無線フレームフォーマットのいずれか一方を使用する。図３を参照して、該２つの無線フレームフォーマットを説明する。

図３に示すように、無線通信装置１００が使用する第１の無線フレームフォーマット５００は、適応変調方式の無線通信装置が通常使用される無線フレームフォーマットと同様であり、オーバーヘッド領域５１０とペイロード領域５２０を有する。

オーバーヘッド領域５１０は、無線フレームの先頭の領域であり、フレーム同期確立や変調方式制御に必要な情報となるフレームパターン情報５１１、無線回線品質情報５１２、自方向変調方式情報５１３、転送用変調方式情報５１４が格納されている。

フレームパターン情報５１１は、主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０及び予備回線ＲＸベースバンド処理回路３５０にてフレーム同期を確立するための固定データパターンである。

無線回線品質情報５１２は、主回線品質劣化情報５１２Ａ、予備回線品質劣化情報５１２Ｂ、ＲＸ主回線品質劣化情報５１２Ｃ、ＲＸ予備回線品質劣化情報５１２Ｄを含む。

無線回線品質情報５１２のこれらの情報のうちに、ＲＸ主回線品質劣化情報５１２Ｃは、回線切替部４１０により無線フレーム多重回路２１０に送信されるＲＸ主回線品質劣化情報４１１であり、ＲＸ予備回線品質劣化情報５１２Ｄは、回線切替部４１０により無線フレーム多重回路２１０に送信されるＲＸ予備回線品質劣化情報４１２である。主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂについては、後に詳細に説明する。

なお、オーバーヘッド領域５１０に格納される各パターンやデータ長、及び多重の順序は、無線通信装置１００の使用する環境に応じて任意に決定できる。

ペイロード領域５２０は、オーバーヘッド領域５１０に続く領域であり、主として伝送されるデータ信号（ペイロード５２１）が多重される。

無線通信装置１００が使用する第２の無線フレームフォーマット６００も、オーバーヘッド領域６１０とペイロード領域６２０を有する。

第２の無線フレームフォーマット６００は、変調方式情報（自方向変調方式情報及び転送用変調方式情報）を２分割して主回線と予備回線で夫々伝送する場合に採用されるフォーマットである。図示のように、第２の無線フレームフォーマット６００では、自方向変調方式情報６１３が第１の無線フレームフォーマット５００における自方向変調方式情報５１３より量が少なく、転送用変調方式情報６１４も、第１の無線フレームフォーマット５００における転送用変調方式情報５１４より量が少ない。なお、図３に示す第２の無線フレームフォーマット６００は、変調方式情報を２等分にして主回線と予備回線で夫々伝送する場合の例であり、自方向変調方式情報６１３と転送用変調方式情報６１４は、夫々自方向変調方式情報５１３と転送用変調方式情報５１４の半分であるが、変調方式情報の分割は、必ずしも等分割とは限らない。

第２の無線フレームフォーマット６００の場合、自方向変調方式情報６１３と転送用変調方式情報６１４の領域が夫々自方向変調方式情報５１３と転送用変調方式情報５１４の半分であるため、空いた領域をペイロード領域６２０に割り当てることができる。そのため、ペイロード５２１より量の多いペイロード６２１を伝送することができ、無線伝送帯域の利用効率を高めることができる。

図３に示す２つの無線フレームフォーマットは、無線通信装置１００において切り替えて使用される。この切替えの制御に関しては、以下、無線通信装置１００の詳細動作と共に説明する。

無線フレーム多重回路２１０は、イーサネット／ＰＤＨ／ＳＤＨ等の通信網より入力された入力データ信号２０２を図３に示す第１の無線フレームフォーマット５００上のペイロード領域５２０、もしくは図３に示す第２の無線フレームフォーマット６００上のペイロード領域６２０へ多重し、受信側（対向局の無線通信装置）でフレーム同期確立を行うためのフレームパターン情報５１１をオーバーヘッド領域５１０もしくは６１０へ多重する。

さらに、無線フレーム多重回路２１０は、自方向変調方式情報４３２と転送用変調方式情報４４２に対して、無線伝搬路の状態が悪化した場合の耐力を強めるために、図４に示すように、ｍビットの変調方式情報を（ｍ＋ｎ）ビットに冗長し誤り訂正符号化を行う。

転送用変調方式情報４４２は、無線通信装置１００の主回線変調方式制御回路３３０と予備回線変調方式制御回路３６０が判定した変調方式のうちの、判定変調方式選択部４４０により選択した変調方式を示す情報であり、対向局の無線通信装置の送信回路へ転送されるものである。

自方向変調方式情報４３２は、対向局の無線通信装置で判定及び選択した変調方式情報をフィードバックした情報であり、自局の無線通信装置１００から対向局無線通信装置への通信に対する変復調処理に用いられる変調方式情報である。

無線フレーム多重回路２１０は、第１の無線フレームフォーマット５００の場合には、誤り訂正符号化を施した転送用変調方式情報４４２と自方向変調方式情報４３２をそれぞれ自方向変調方式情報５１３と転送用変調方式情報５１４としてオーバーヘッド領域５１０へ多重する、

一方、第２の無線フレームフォーマット６００の場合には、無線フレーム多重回路２１０は、誤り訂正符号化を施した転送用変調方式情報４４２の一部（ここでは半分）を主回線用の無線フレームのオーバーヘッド領域６１０に多重し、別の一部（半分）を予備回線用の無線フレームのオーバーヘッド領域６１０に多重する。同様に、誤り訂正符号化を施した自方向変調方式情報４３２についても、その一部（ここでは半分）をを主回線用の無線フレームのオーバーヘッド領域６１０に多重し、別の一部（半分）を予備回線用の無線フレームのオーバーヘッド領域６１０に多重する。

変調方式情報に対する誤り訂正符号化の方式は、適用される装置に応じて任意に決定できるが、本実施の形態では、第２の無線フレームフォーマット６００の場合に１つの無線フレームにおける変調方式情報の情報量が少ないこと、回路規模を極力小さくしたいこと、そして変調方式の切り替え時間を極力短くしたいことから、誤り訂正符号化／復号が比較的簡単かつ短時間で行えるハミング符号を採用する。

例えば、図５に示すように、適用変調方式の変調モードとして、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）／１６ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）／３２ＱＡＭ／６４ＱＡＭ／１２８ＱＡＭ／２５６ＱＡＭ／５１２ＱＡＭ／１０２４ＱＡＭの８種類を用いる場合、転送用変調方式情報４４２及び自方向変調方式情報４３２は３ビットで表現され、誤り訂正符号化を施した変調方式情報は３１ビットで表現される。

さらに、無線フレーム多重回路２１０は、回線切替部４１０から通知されたＴＸ主回線品質劣化情報４１３とＴＸ予備回線品質劣化情報４１４を各々主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂとして第１の無線フレームフォーマット５００のオーバーヘッド領域５１０または第２の無線フレームフォーマット６００のオーバーヘッド領域６１０へ多重する。

無線フレーム多重回路２１０は、下記のように、第１の無線フレームフォーマット５００と第２の無線フレームフォーマット６００のいずれを採用するかを判断する。

まず、無線フレーム多重回路２１０は、回線切替部４１０からＴＸ主回線品質劣化情報４１３とＴＸ予備回線品質劣化情報４１４を受信する。ＴＸ主回線品質劣化情報４１３は、自局の無線通信装置１００から対向局の無線通信装置へ通信する方向の主回線について無線伝送品質が「劣化した」ことを示す信号であり、対向局の無線通信装置の回線切替部で判定されやものである。ＴＸ予備回線品質劣化情報４１４は、自局の無線通信装置１００から対向局無線通信装置へ通信する方向の予備回線について無線伝送品質が「劣化した」ことを示す信号であり、対向局の無線通信装置の回線切替部で判定されたものである。この「劣化した」を判断する手法については、後に、回線切替部４１０の説明で詳細に記述する。

なお、ＴＸ主回線品質劣化情報４１３とＴＸ予備回線品質劣化情報４１４は、無線回線品質が「劣化した」もしくは「正常」のどちらか一方の状態を示す２値の情報である。

図６は、無線フレーム多重回路２１０による無線フレームフォーマットの選択を示すフローチャートである。図示のように、ＴＸ主回線品質劣化情報４１３とＴＸ予備回線品質劣化情報４１４のいずれか一方が「劣化した」という状態を示す場合（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、無線フレーム多重回路２１０は、第１の無線フレームフォーマット５００を採用する（Ｓ１０２）。この場合、無線フレーム多重回路２１０は、従来と同様に、誤り訂正符号化を施した自方向変調方式情報４３２と転送用変調方式情報４４２を分割せずに、そのまま自方向変調方式情報５１３と転送用変調方式情報５１４として、主回線ＴＸベースバンド処理回路２２０に送出する主回線ＴＸデータ信号２１２と、予備回線ＴＸベースバンド処理回路２４０に送出する予備回線ＴＸデータ信号２１６のオーバーヘッド領域５１０に多重する。つまり、この場合、主回線ＴＸデータ信号２１２と予備回線ＴＸデータ信号２１６には、同様の自方向変調方式情報４３２と転送用変調方式情報４４２が含まれている。

一方、ＴＸ主回線品質劣化情報４１３とＴＸ予備回線品質劣化情報４１４のいずれも「正常」を示す場合（Ｓ１００：Ｎｏ）、無線フレーム多重回路２１０は、第２の無線フレームフォーマット６００を採用する（Ｓ１０４）。この場合、無線フレーム多重回路２１０は、自方向変調方式情報４３２を２分割し、片方を自方向変調方式情報６１３として主回線ＴＸデータ信号２１２のオーバーヘッド領域６１０に多重し、他方を自方向変調方式情報６１３として予備回線ＴＸデータ信号２１６のオーバーヘッド領域６１０に多重する。同様に、無線フレーム多重回路２１０は、転送用変調方式情報４４２を２分割し、片方を転送用変調方式情報６１４として主回線ＴＸデータ信号２１２のオーバーヘッド領域６１０に多重し、他方を転送用変調方式情報６１４として予備回線ＴＸデータ信号２１６のオーバーヘッド領域６１０に多重する。

図７を参照して、図６におけるステップＳ１０４における分割処理を詳細に説明する。
図７に示すように、無線フレーム多重回路２１０は、自方向変調方式情報４３２（ｗ ｂｉｔｓ）を自方向変調方式情報４３２−Ａ（ｐ ｂｉｔｓ）（ｐ≧１）と、自方向変調方式情報４３２−Ｂ（ｑ ｂｉｔｓ）（ｑ≧１）に分割する。自方向変調方式情報４３２−Ａは、自方向変調方式情報６１３として主回線ＴＸデータ信号２１２のオーバーヘッド領域６１０に多重され、自方向変調方式情報４３２−Ｂは、自方向変調方式情報６１３として予備回線ＴＸデータ信号２１６のオーバーヘッド領域６１０に多重される。

また、無線フレーム多重回路２１０は、転送用変調方式情報４４２（ｗ ｂｉｔｓ）を転送用変調方式情報４４２−Ａ（ｐ ｂｉｔｓ）（ｐ≧１）と転送用変調方式情報４４２−Ｂ（ｑ ｂｉｔｓ）（ｑ≧１）に分割する。転送用変調方式情報４４２−Ａは、転送用変調方式情報６１４としてを主回線ＴＸデータ信号２１２のオーバーヘッド領域６１０に多重され、転送用変調方式情報４４２−Ｂは、転送用変調方式情報６１４として予備回線ＴＸデータ信号２１６のオーバーヘッド領域６１０に多重される。

ここで、３つのパラメータｗ、ｐ、ｑの値は「ｗ＝ｐ＋ｑ」の関係を満たせば無線通信装置の使用環境によって任意に決定することができる。また、自方向変調方式情報４３２と転送用変調方式情報４４２間で、同一のｗと同一のｑを用いなくてもよい。

さらに、この場合、無線フレーム多重回路２１０は、入力データ信号２０２から抽出したデータ信号を主回線ＴＸデータ信号２１２と予備回線ＴＸデータ信号２１６に多重する際に、上記２つの変調方式情報を分割して主回線ＴＸデータ信号２１２と予備回線ＴＸデータ信号２１６に夫々多重することにより空いた領域（ペイロード領域６２０がペイロード領域５２０より多くなった部分）もペイロード領域として使用し、上記データ信号を該領域にも多重する。なお、該データ信号については、２つの変調方式情報のような分割をせず、主回線ＴＸデータ信号２１２と予備回線ＴＸデータ信号２１６のペイロード領域６２０に同一の信号を多重する。

主回線ＴＸベースバンド処理回路２２０は、主回線ＴＸデータ信号２１２に対してスクランブル処理や誤り訂正符号化処理等の無線ディジタル信号処理を施して主回線ベースバンド信号２２２を得て変調回路２３０へ送出する。

図３に示すように、主回線ＴＸデータ信号２１２のペイロード領域（５２０または６２０）における列数ｍは変調方式によって異なるため、無線ディジタル信号処理を行うために変調方式情報が必要である。該変調方式情報に対応する主回線ベースバンド処理用送信変調方式情報２１４は、主回線ベースバンド信号２２２とのフレーム位相を揃える処理が施された後主回線変調用送信変調方式情報２２４として主回線変調回路２３０に送出される。予備回線ＴＸベースバンド処理回路２４０は、予備回線ＴＸデータ信号２１６と予備回線ベースバンド処理用送信変調方式情報２１８に対して主回線ＴＸベースバンド処理回路２２０と同様の処理を行い、予備回線ベースバンド信号２４２と予備回線変調用送信変調方式情報２４４を予備回線変調回路２５０に送出する。

主回線変調回路２３０は、主回線変調用送信変調方式情報２２４から本回路で使用する変調方式を判断し、ＴＸベースバンド処理回路２２０から入力された主回線ベースバンド信号２２２に対して、上記変調方式に対応したマッピング処理、波形整形、非線形歪補正、中間周波数への変調処理、さらに、高周波数帯への周波数変換、電力増幅を施した後、アンテナから無線伝搬路へ主回線送信変調信号ＳＡを送出する。

予備回線変調回路２５０は、予備回線ＴＸベースバンド処理回路２４０から入力された予備回線ベースバンド信号２４２と予備回線変調用送信変調方式情報２４４に対して主回線変調回路２３０と同様の処理を行い、アンテナから無線伝搬路へ予備回線送信変調信号ＳＢを送出する。

次いで、受信回路３００の各機能ブロックを詳細に説明する。
主回線復調回路３１０は、無線伝搬路を通過しアンテナより受信された主回線受信変調信号ＲＡに対して、電力増幅、中間周波数帯への周波数変換を施した後、ベースバンド帯への復調処理、波形整形、波形等化、キャリア同期確立、デマッピング処理を行い、主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０へ主回線ＲＸベースバンド信号３１２を送出する。

また、主回線復調回路３１０は、受信変調方式検出部４２０から入力された主回線復調用受信変調方式情報４２２から復調処理に用いる変調方式を決定する。そして、主回線復調回路３１０は、受信変調信号ＲＡから無線伝搬路の状態を推定するための品質情報を計算し、主回線受信品質値３１４として主回線変調方式制御回路３３０と回線切替部４１０に送出する。主回線受信品質値３１４としては、例えば、搬送波対雑音比（ＣＮＲ：Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）や受信レベル等が該当する。

予備回線復調回路３４０は、無線伝搬路を通過しアンテナより受信された予備回線受信変調信号ＲＢと予備回線復調用受信変調方式情報４２４に対して、主回線復調回路３１０と同様の処理を行い、予備回線ＲＸベースバンド処理回路３５０に予備回線ＲＸベースバンド信号３４２を送出する。

同様に、予備回線復調回路３４０は、受信変調信号ＲＢから無線伝搬路の状態を推定するための品質情報を計算し、予備回線受信品質値３４４を予備回線変調方式制御回路３６０と回線切替部４１０に送出する。

主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０は、主回線復調回路３１０から入力された主回線ＲＸベースバンド信号３１２のフレームパターン情報５１１を抽出し、既知のフレームパターンとの照合を行い、所定の回数連続して該既知のフレームパターンに一致した場合にフレーム同期確立と判定する。なお、フレーム同期又は非同期と判定するフレームパターンの照合回数は、無線通信装置を使用する環境に応じて任意に設定できる。

フレーム同期確立後、主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０は、主回線ＲＸベースバンド信号３１２に対して誤り訂正復号処理やデスクランブル処理等の無線ディジタル信号処理を施し、主回線ＲＸデータ信号３２２を回線切替部４１０に送出する。

ここで、主回線ＲＸベースバンド信号３１２におけるペイロード領域５２０／６２０のアサインは変調方式によって異なるため、上記無線ディジタル信号処理を行うために主回線ベースバンド処理用受信変調方式情報４２１が必要である。

予備回線ＲＸベースバンド処理回路３５０は、予備回線ＲＸベースバンド信号３４２に対して主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０と同様の処理を行い、予備回線ＲＸデータ信号３５２を回線切替部４１０に通知する。予備回線ベースバンド処理用受信変調方式情報４２３は、主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０と同様の理由で予備回線ＲＸベースバンド処理回路３５０に入力される。

回線切替部４１０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２のうち、受信品質の良い信号を選択して選択後ＲＸデータ信号４１５を無線フレーム抽出回路４５０に通知する。

また、回線切替部４１０は、主回線復調回路３１０より主回線受信品質値３１４を受信し、予備回線復調回路３４０より予備回線受信品質値３４４を受信する。該主回線受信品質値３１４と予備回線受信品質値３４４は、回線選択の判断に使用される。例えば、受信品質レベルに閾値を設けて、主回線受信品質値３１４の値が該閾値を下回った場合には、受信品質が劣化したと判断し選択する回線を主回線から予備回線に切り替える。

主回線と予備回線の切り替えは無瞬断で行う必要があるため、回線切替のための上記閾値は、無線区間で通信エラーが発生しないレベル（例えば、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）換算で１０のマイナス１２乗程度）に設定する必要がある。

回線切替部４１０は、主回線受信品質値３１４と予備回線受信品質値３４４に基づき主回線及び予備回線が「劣化した」か「正常」かを判断し、判断結果を夫々ＲＸ主回線品質劣化情報４１１と及びＲＸ予備回線品質劣化情報４１２として無線フレーム多重回路２１０に送出する。

「劣化した」の判断基準は無線通信装置を使用する環境に応じて任意に決定することが出来るが、無線区間で極力通信エラーが発生しないレベルが良い。例えば、ＢＥＲ換算で１０のマイナス１０乗程度のレベルで受信品質が「劣化した」と判断する方が良い。「劣化した」もしくは「正常」の情報は、対向局の無線通信装置において、ＴＸ主回線品質劣化情報４１３及びＴＸ予備回線品質劣化情報４１４として、無線フレーム多重回路２１０が変調方式情報の分割を実施する／しないの判断基準に用いられる。従って、通信エラーが発生した時点の受信品質を「劣化した」と判断すると、冗長構成本来の目的である回線障害に対する受信品質劣化を防ぐ効果が弱くなる。例えば、最低多値数（ＱＰＳＫ）で伝送している場合に、主回線のＢＥＲは０、予備回線のＢＥＲは１０のマイナス５乗の無線伝搬環境において、変調方式情報の分割を実施すると、主回線側でペイロード信号の無線伝送が正常に行われているにも関わらず、変調方式情報が誤ることがあるので、結果としてペイロード信号が正しく受信出来ない状況が発生してしまう。

また、回線切替部４１０は、回線の選択結果を回線選択信号４１６として受信変調方式検出部４２０及び送信変調方式検出部４３０に送出する。

無線フレーム抽出回路４５０は、受信変調方式検出部４２０より受信した無線フレーム抽出用受信変調方式情報４２５から選択後ＲＸデータ信号４１５のペイロード領域５２０／６２０に多重されているイーサネット／ＰＤＨ／ＳＤＨ等データ信号の多重位置を判断し、データ信号抽出した後に各種通信フォーマット上に多重して出力データ信号４５２を各々の通信網に送出する。

無線フレーム抽出回路４５０は、選択後ＲＸデータ信号４１５が第１の無線フレームフォーマット５００と第２の無線フレームフォーマット６００のいずれの無線フレームフォーマットであるかという判断を、無線フレームフォーマット上の無線回線品質情報５１２から主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂを抽出し中身を確認することで行う。

具体的には、主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂの両方が「正常」を示す場合、無線フレーム抽出回路４５０は、選択後ＲＸデータ信号４１５が第２の無線フレームフォーマット６００（変調方式情報が分割されている）に従っていると判断する。

一方、主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂの少なくとも一方が「劣化した」を示していた場合、無線フレーム抽出回路４５０は、選択後ＲＸデータ信号４１５が第１の無線フレームフォーマット５００（変調方式情報が分割されていない）に従っていると判断する。なお、無線回線品質情報５１２は第１の無線フレームフォーマット５００と第２の無線フレームフォーマット６００いずれにおいても同じ位置にアサインされている。ここで、主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂは、対向局の無線通信装置の無線フレーム多重回路２１０で受信したＴＸ主回線品質劣化情報４１３とＴＸ予備回線品質劣化情報４１４のことを示す。

主回線変調方式制御回路３３０は、主回線復調回路３１０から入力された主回線受信品質値３１４に基づいて変調方式を決定し、主回線判定変調方式情報３３２として判定変調方式選択部４４０に送出する。

予備回線変調方式制御回路３６０は、予備回線復調回路３４０から入力された予備回線受信品質値３４４に基づいて変調方式を決定し、予備回線判定変調方式情報３６２として判定変調方式選択部４４０に送出する。

ここで、変調方式の判定や適用する区間は図３に示すフレームを単位として行う。上記判定及び適用区間となるフレーム数は、無線通信装置の使用する環境に応じて任意に設定できる。変調方式の判定方法としては、例えば特許文献１等により提案されている既存の方法を用いることが出来る。

受信変調方式検出部４２０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２と回線選択信号４１６を受信し、回線選択信号４１６が「主回線選択」を示す場合は主回線ＲＸデータ信号３２２の無線フレームフォーマット上における無線回線品質情報５１２から主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂを抽出する。一方、回線選択信号４１６が「予備回線選択」を示す場合には、受信変調方式検出部４２０は、予備回線ＲＸデータ信号３５２の無線回線品質情報５１２から主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂを抽出する。

図８は、受信変調方式検出部４２０と送信変調方式検出部４３０の動作を示すフローチャートである。

主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂのいずれか一方が「劣化した」を示し、回線選択信号４１６が「主回線選択」を示す場合に（Ｓ１１０：Ｙｅｓ、Ｓ１１２：主回線）、受信変調方式検出部４２０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２が第１の無線フレームフォーマット５００に従っていると判断すると共に、主回線ＲＸデータ信号３２２から、対向局の無線通信装置の自方向変調方式情報５１３を抽出する（Ｓ１２０）。ここで抽出された自方向変調方式情報５１３は、受信変調方式情報となる。

主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂのいずれか一方が「劣化した」を示し、回線選択信号４１６が「予備回線選択」を示す場合にも（Ｓ１１０：Ｙｅｓ、Ｓ１１２：予備回線）、受信変調方式検出部４２０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２が第１の無線フレームフォーマット５００に従っていると判断する。この場合、受信変調方式検出部４２０は、予備回線ＲＸデータ信号３５２から、対向局の無線通信装置の自方向変調方式情報５１３を抽出する（Ｓ１１４）。ここで抽出された自方向変調方式情報５１３は、受信変調方式情報となる。

一方、主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂが共に「正常」を示す場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）、受信変調方式検出部４２０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２が第２の無線フレームフォーマット６００に従っていると判断し、主回線ＲＸデータ信号３２２から、対向局の無線通信装置の自方向変調方式情報６１３（自方向変調方式情報４３２−Ａ（ｐ ｂｉｔｓ）に該当する）を、予備回線ＲＸデータ信号３５２から、対向局の無線通信装置の自方向変調方式情報６１３（自方向変調方式情報４３２−Ｂ（ｑ ｂｉｔｓ）に該当する）を抽出すると共に、図９の上部に示すように、自方向変調方式情報４３２−Ａと自方向変調方式情報４３２−Ｂを組立て、受信変調方式情報（ｗ=ｐ+ｑ ｂｉｔｓ）を得る（Ｓ１３０）。

さらに、ステップＳ１１４、またはステップＳ１２０、またはステップＳ１３０で抽出した自方向変調方式情報５１３／６１３が、対向局の無線通信装置の無線フレーム多重回路２１０にてハミング符号による冗長化が施されているため、受信変調方式検出部４２０は、適応変調方式に用いる全変調モードの符号パターンをテーブルとして持っておき、該テーブル内の符号パターンと自方向変調方式情報５１３／６１３から抽出した符号パターンとを比較して、符号間距離が最も小さなパターンが示す値を受信変調方式情報であると判断する。

最後に、受信変調方式検出部４２０は、ステップＳ１１４、またはステップＳ１２０、またはステップＳ１３０で得た受信変調方式情報を主回線復調回路３１０、主回線ＲＸベースバンド処理回路３２０、予備回線復調回路３４０、主回線ＲＸベースバンド処理回路３５０、無線フレーム抽出回路４５０に送出するために、各送出先モジュールから本モジュールまでの主信号遅延量分だけ位相調整を行った後で、該５つの回路に対して夫々主回線復調用受信変調方式情報４２２、主回線ベースバンド処理用受信変調方式情報４２１、予備回線復調用受信変調方式情報４２４、予備回線ベースバンド処理用受信変調方式情報４２３、無線フレーム抽出用受信変調方式情報４２５を送出する。

送信変調方式検出部４３０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２と回線選択信号４１６を受信し、前記回線選択信号４１６が「主回線選択」を示していた場合は主回線ＲＸデータ信号３２２の無線フレームフォーマット上における無線回線品質情報５１２から主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂを抽出し、回線選択信号４１６が「予備回線選択」を示していた場合は予備回線ＲＸデータ信号３５２の無線回線品質情報５１２から主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂを抽出する。

図８に示すように、主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂのいずれか一方が「劣化した」を示し、回線選択信号４１６が「主回線選択」を示す場合に（Ｓ１１０：Ｙｅｓ、Ｓ１１２：主回線）、送信変調方式検出部４３０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２が第１の無線フレームフォーマット５００に従っていると判断すると共に、主回線ＲＸデータ信号３２２から、対向局の無線通信装置の転送用変調方式情報５１４を抽出する（Ｓ１２０）。ここで抽出された転送用変調方式情報５１４は、送信変調方式情報となる。

主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂのいずれか一方が「劣化した」を示し、回線選択信号４１６が「予備回線選択」を示す場合にも（Ｓ１１０：Ｙｅｓ、Ｓ１１２：予備回線）、送信変調方式検出部４３０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２が第１の無線フレームフォーマット５００に従っていると判断する。この場合、送信変調方式検出部４３０は、予備回線ＲＸデータ信号３５２かた、対向局の無線通信装置のの転送用変調方式情報５１４を抽出する（Ｓ１１４）。ここで抽出された転送用変調方式情報５１４は、送信変調方式情報となる。

一方、主回線品質劣化情報５１２Ａと予備回線品質劣化情報５１２Ｂが共に「正常」を示す場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）、送信変調方式検出部４３０は、主回線ＲＸデータ信号３２２と予備回線ＲＸデータ信号３５２が第２の無線フレームフォーマット６００に従っていると判断し、主回線ＲＸデータ信号３２２から、対向局の無線通信装置の転送用変調方式情報６１４（転送用変調方式情報４４２−Ａ（ｐ ｂｉｔｓ）に該当する）を、予備回線ＲＸデータ信号３５２から、対向局の無線通信装置の転送用変調方式情報６１４（転送用変調方式情報４４２−Ｂ（ｑ ｂｉｔｓ）に該当する）を抽出すると共に、図９の下部に示すように、転送用変調方式情報４４２−Ａと転送用変調方式情報４４２−Ｂを組立て、送信変調方式情報（ｗ=ｐ+ｑ ｂｉｔｓ）を得る（Ｓ１３０）。

さらに、ステップＳ１１４、またはステップＳ１２０、またはステップＳ１３０で抽出した転送用変調方式情報５１４／６１４が、対向局の無線通信装置の無線フレーム多重回路２１０にてハミング符号による冗長化が施されているため、送信変調方式検出部４３０は、適応変調方式に用いる全変調モードの符号パターンをテーブルとして持っておき、該テーブル内の符号パターンと転送用変調方式情報５１４／６１４から抽出した符号パターンとを比較して、符号間距離が最も小さなパターンが示す値を送信変調方式情報であると判断する。

最後に、送信変調方式検出部４３０は、ステップＳ１１４、またはステップＳ１２０、またはステップＳ１３０で得た送信変調方式情報を自方向変調方式情報４３２として無線フレーム多重回路２１０に送出する。

判定変調方式選択部４４０は、主回線変調方式制御回路３３０から主回線判定変調方式情報３３２を受信し、予備回線変調方式制御回路３６０から予備回線判定変調方式情報３６２を受信し、該２つの変調方式情報のうちの変調多値数の小さい方を選択して、転送用変調方式情報４４２として無線フレーム多重回路２１０に送出する。変調多値数の小さい方を選択する理由は、冗長構成が回線障害を救うために設けられたシステムであり、変調多値数の小さな変調方式の方が回線劣化に対する耐力が強いためである。

なお、適応変調に使用する変調方式の多値数や種類は、無線通信装置の用途や無線伝搬環境に応じて決定される。

このように、本実施の形態の無線通信システム１０において、各無線通信装置１００は、自方向変調方式情報を２分割にし、片方を主回線の無線フレームに多重し、他方を予備回線の無線フレームに多重する。こうすることにより、夫々の無線フレームにおけるオーバーヘッド領域を小さくできるため、より大きくの無線伝送帯域をペイロード領域に割り当てることができ、無線伝送帯域の利用効率を改善することが出来る。

また、各無線通信装置１００は、対向局の無線通信装置にフィードバックする転送用変調方式情報も２分割し、片方を主回線の無線フレームに多重し、他方を予備回線の無線フレームに多重することにより、無線伝送帯域の利用効率を一層高めることが出来る。

また、各無線通信装置１００は、主回線と予備回線の受信品質劣化を検出する機能を備え、主回線と予備回線のいずれ一方に受信品質の劣化を検出した際に、自方向変調方式情報／転送用変調方式情報の分割を停止し、従来方式と同様に両方の回線に同一の変調方式情報を伝送することで、無線品質が劣化した場合でも適応変調方式の信頼度を維持できる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述した各実施の形態に対してさまざまな変更、増減、組合せを行ってもよい。これらの変更、増減、組合せが行われた変形例も本発明の範囲にあることは、当業者に理解されるところである。

本発明にかかる技術は、例えば、固定に設置された無線アクセス装置や、移動体の無線基地局などに適用可能である。

１０ 無線通信システム
１００ 無線通信装置
２００ 送信回路
２０２ 入力データ信号
２１０ 無線フレーム多重回路
２１２ 主回線ＴＸデータ信号
２１４ 主回線ベースバンド処理用送信変調方式情報
２１６ 予備回線ＴＸデータ信号
２１８ 予備回線ベースバンド処理用送信変調方式情報
２２０ 主回線ＴＸベースバンド処理回路
２２２ 主回線ＴＸベースバンド信号
２２４ 主回線変調用送信変調方式情報
２３０ 主回線変調回路
２４０ 予備回線ＴＸベースバンド処理回路
２４２ 予備回線ＴＸベースバンド信号
２４４ 予備回線変調用送信変調方式情報
２５０ 予備回線変調回路
３００ 受信回路
３１０ 主回線復調回路
３１２ 主回線ＲＸベースバンド信号
３１４ 主回線受信品質値
３２０ 主回線ＲＸベースバンド処理回路
３２２ 主回線ＲＸデータ信号
３３０ 主回線変調方式制御回路
３３２ 主回線判定変調方式情報
３４０ 予備回線復調回路
３４２ 予備回線ＲＸベースバンド信号
３４４ 予備回線受信品質値
３５０ 予備回線ＲＸベースバンド処理回路
３５２ 予備回線ＲＸデータ信号
３６０ 予備回線変調方式制御回路
３６２ 予備回線判定変調方式情報
４１０ 回線切替部
４１１ ＲＸ主回線品質劣化情報
４１２ ＲＸ予備回線品質劣化情報
４１３ ＴＸ主回線品質劣化情報
４１４ ＴＸ予備回線品質劣化情報
４１５ 選択後ＲＸデータ信号
４１６ 回線選択信号
４２０ 受信変調方式検出部
４２１ 主回線ベースバンド処理用受信変調方式情報
４２２ 主回線復調用受信変調方式情報
４２３ 予備回線ベースバンド処理用受信変調方式情報
４２４ 予備回線復調用受信変調方式情報
４２５ 無線フレーム抽出用受信変調方式情報
４３０ 送信変調方式検出部
４３２ 自方向変調方式情報
４４０ 判定変調方式選択部
４４２ 転送用変調方式情報
４５０ 無線フレーム抽出回路
４５２ 出力データ信号
５００ 第１の無線フレームフォーマット
５１０ オーバーヘッド領域
５１１ フレームパターン情報
５１２ 無線回線品質情報
５１２Ａ 主回線品質劣化情報
５１２Ｂ 予備回線品質劣化情報
５１２Ｃ ＲＸ主回線品質劣化情報
５１２Ｄ ＲＸ予備回線品質劣化情報
５１３ 自方向変調方式情報
５１４ 転送用変調方式情報
５２０ ペイロード領域
５２１ ペイロード
６００ 第２の無線フレームフォーマット
６１０ オーバーヘッド領域
６１３ 自方向変調方式情報
６１４ 転送用変調方式情報
６２０ ペイロード領域
６２１ ペイロード
ＲＡ 主回線受信変調信号
ＲＢ 予備回線受信変調信号
ＳＡ 主回線送信変調信号
ＳＢ 予備回線送信変調信号

Claims (7)

1. 第１の無線回線と第２の無線回線を介して送受信が行われる冗長構成の通信システムにおける適応変調方式の無線通信装置であって、
   前記第１の無線回線を介して対向局の無線通信装置から受信した受信信号の受信品質に基づいて判定した変調方式と、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置から受信した受信信号の受信品質に基づいて判定した変調方式とのいずれか一方を選択し、選択した変調方式を示す情報を、前記対向局の無線通信装置へフィードバックする転送用変調方式情報として生成する判定変調方式選択部と、
   前記対向局の無線通信装置に送信するデータが含まれ、前記第１の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置に送出する第１の無線フレームと、前記データが含まれ、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置に送出する第２の無線フレームを生成する無線フレーム生成回路とを有し、
   前記無線フレーム生成回路は、
   前記第１の無線フレームと前記第２の無線フレームの変調方式を示す自方向変調方式情報と、前記転送用変調方式情報とを前記第１の無線フレームと前記第２の無線フレームに多重する際に、該２つの変調方式情報の少なくとも一方の分割を行い、
   分割された前記変調方式情報の片方を前記第１の無線フレームに多重し、他方を前記第２の無線フレームに多重することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記無線フレーム生成回路は、
   前記第１の無線回線を介して対向局の無線通信装置が受信した受信信号の受信品質と、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置が受信した受信信号の受信品質のいずれ一方が所定の閾値以下であるときに、前記自方向変調方式情報と前記転送用変調方式情報のいずれも分割せずに前記第１の無線フレームと前記第２の無線フレームに多重することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記判定変調方式選択部は、
   前記第１の無線回線を介して対向局の無線通信装置から受信した受信信号の受信品質に基づいて判定した変調方式と、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置から受信した受信信号の受信品質に基づいて判定した変調方式のうちの、変調多値数の小さい方を選択することを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
4. 第１の無線回線と第２の無線回線を介して送受信が行われる冗長構成の通信システムにおける適応変調方式の無線通信装置の無線フレーム生成方法であって、
   前記第１の無線回線を介して対向局の無線通信装置から受信した受信信号の受信品質に基づいて判定した変調方式と、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置から受信した受信信号の受信品質に基づいて判定した変調方式とのいずれか一方を選択し、選択した変調方式を示す情報を、前記対向局の無線通信装置へフィードバックする転送用変調方式情報として生成し、
   前記対向局の無線通信装置に送信するデータが含まれ、前記第１の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置に送出する第１の無線フレームと、前記データが含まれ、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置に送出する第２の無線フレームを生成する際に、前記第１の無線フレームと前記第２の無線フレームの変調方式を示す自方向変調方式情報と、前記転送用変調方式情報の少なくとも一方の分割を行い、分割された前記変調方式情報の片方を前記第１の無線フレームに多重し、他方を前記第２の無線フレームに多重することを特徴とする無線フレーム生成方法。
5. 前記第１の無線回線を介して対向局の無線通信装置が受信した受信信号の受信品質と、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置が受信した受信信号の受信品質のいずれ一方が所定の閾値以下であるときに、前記自方向変調方式情報と前記転送用変調方式情報のいずれも分割せずに前記第１の無線フレームと前記第２の無線フレームに多重することを特徴とする請求項４に記載の無線フレーム生成方法。
6. 第１の無線通信装置と第２の無線通信装置が第１の無線回線と第２の無線回線を介して送受信が行われる冗長構成の通信システムにおいて、
   前記第１の無線通信装置と第２の無線通信装置は、
   適応変調方式のものであり、
   前記第１の無線回線を介して対向局の無線通信装置から受信した受信信号の受信品質に基づいて判定した変調方式と、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置から受信した受信信号の受信品質に基づいて判定した変調方式とのいずれか一方を選択し、選択した変調方式を示す情報を、前記対向局の無線通信装置へフィードバックする転送用変調方式情報として生成する判定変調方式選択部と、
   前記対向局の無線通信装置に送信するデータが含まれ、前記第１の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置に送出する第１の無線フレームと、前記データが含まれ、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置に送出する第２の無線フレームを生成する無線フレーム生成回路とを有し、
   前記無線フレーム生成回路は、
   前記第１の無線フレームと前記第２の無線フレームの変調方式を示す自方向変調方式情報と、前記転送用変調方式情報とを前記第１の無線フレームと前記第２の無線フレームに多重する際に、該２つの変調方式情報の少なくとも一方の分割を行い、
   分割された前記変調方式情報の片方を前記第１の無線フレームに多重し、他方を前記第２の無線フレームに多重することを特徴とする無線通信システム。
7. 前記無線フレーム生成回路は、
   前記第１の無線回線を介して対向局の無線通信装置が受信した受信信号の受信品質と、前記第２の無線回線を介して前記対向局の無線通信装置が受信した受信信号の受信品質のいずれ一方が所定の閾値以下であるときに、前記自方向変調方式情報と前記転送用変調方式情報のいずれも分割せずに前記第１の無線フレームと前記第２の無線フレームに多重することを特徴とする請求項６に記載の無線通信システム。

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