JP6099879B2 - 無線伝送装置 - Google Patents

Description

本発明は、送信電力を制御する送信電力制御機能と、変調方式を切り替える適応変調制御機能とを備える無線伝送装置に関する。

無線通信システムにおける信号伝送品質は、伝送路の状況に依存する。適応変調制御（ＡＣＭ：Adaptive Coding and Modulation）は、伝送路の状況に応じて変調方式を切り替える制御技術である。このＡＣＭ制御では、伝送路の状況が良好な場合には、多値数の多い変調方式に切り替えることで伝送効率を向上させ、伝送路の状況が悪い場合には、多値数の少ない変調方式に切り替えることで伝送エラーを回避することができる。なお、変調方式（ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、３２ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等）としては、基準となるＢＥＲ（Bit Error Rate）を満足し、且つ、最大伝送効率が得られる変調方式が選択される。

一方、変調方式が変わると、Ｃ／Ｎ（Carrier to Noises Ratio）、受信電界強度、等化誤差電力等の回線品質情報が変化する。従って、基準となるＢＥＲを満足させるためには、変調方式に対応して送信電力を制御する送信電力制御（ＡＴＰＣ：Automatic Transmission Power Control）を行う必要がある。また、このＡＴＰＣ制御を行う場合、他の無線回線との電波干渉の低減を目的として、必要最低限の送信電力による送受信を行う必要がある。

これらのＡＣＭ制御及びＡＴＰＣ制御を組み合わせた先行技術として、特許文献１に開示された無線伝送装置がある。この無線伝送装置は、対向局の送信電力に余裕がある場合、自局の受信電力が変調方式切替閾値を下回っても回復可能と判断し、変調方式の切り替えを抑制する。これにより、変調方式が頻繁に切り替わることによる回線の瞬断を回避することが可能となる。

また、特許文献２に開示された無線通信装置は、受信電力が変調方式切替閾値まで低下したときには、多値数の少ない変調方式に直ちに切り替える。一方、受信電力が回復したときには、変調方式をそのままとして、送信電力を段階的に引き下げ、受信電力が安定していることを確認してから、変調方式を切り替える。これにより、特許文献１と同様に、変調方式が頻繁に切り替わることによる回線の瞬断を回避することが可能となる。

特開２００９−１７７４５９号公報 特許第４８２９９６５号公報

しかしながら、特許文献１、２のいずれの場合も、対向局の受信状態に係る情報を受信してから、ＡＣＭ制御又はＡＴＰＣ制御による切り替えが行われるまでの時間的な遅れを考慮し、余裕を持たせた制御を行っている。従って、例えば、伝送路の状況が回復した場合であっても、直ちに伝送効率の高い変調方式に切り替えることができないという問題がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、瞬断を抑制し、歪のない高品質な伝送データの送受信を効率的に行うことのできる無線伝送装置を提供することを目的とする。

本発明に係る無線伝送装置は、対向局に送信する無線信号の送信電力と前記対向局で受信される前記無線信号の受信電力との差に基づき、変調方式に応じて前記送信電力を制御する送信電力制御部と、前記差に基づき、前記変調方式の制御領域を選択する変調方式制御領域選択部と、伝送路の状況と変調方式を切り替えるための閾値とに基づき、変調方式制御領域選択部で選択された前記制御領域から前記変調方式を選択し、選択した前記変調方式により前記送信する無線信号を変調する適応変調制御部と、を備えることを特徴とする。

前記無線伝送装置において、前記送信電力制御部は、前記差に応じて設定される前記送信電力の上限値を保持する上限値保持部を備え、前記上限値に基づいて前記送信電力を制御することを特徴とする。

前記無線伝送装置において、前記無線信号を前記対向局に送信する送信回路を備え、前記送信回路は、前記変調方式により変調された中間信号の送信電力を制御する第１アッテネータと、前記中間信号から変換された無線信号の送信電力を制御する第２アッテネータと、を備え、前記送信電力制御部は、前記第１アッテネータ又は前記第２アッテネータの少なくとも一方を制御することを特徴とする。

前記無線伝送装置において、前記変調方式制御領域選択部は、前記受信電力が増加したとき、前記送信電力が徐々に減少するように前記制御領域から前記変調方式を選択することを特徴とする。

本発明の無線伝送装置では、対向局に送信する送信電力と対向局の受信電力との差に基づく変調方式に応じた送信電力で伝送を行う。また、変調方式は、前記差に基づく制御領域から、伝送路の状況に応じた変調方式を設定して変調を行う。この場合、変調方式に応じた適切な送信電力が確保されるため、瞬断の発生が抑制されるとともに、歪のない高品質な伝送データの送受信を効率的行うことができる。

本発明の無線伝送装置が適用される実施形態である無線伝送システムの構成ブロック図である。 変調回路、送信回路及びＡＴＰＣ制御部の詳細な構成ブロック図である。 ＡＣＭ・ＡＴＰＣ制御回路に設定される閾値テーブルの説明図である。 図４Ａは、閾値テーブルにおける変調方式制御領域の選択テーブルの説明図、図４Ｂは、閾値テーブルにおける送信電力リミッタの説明図である。 本実施形態の無線伝送装置の制御フローチャートである。 図５に示す制御フローチャートにおけるＡＴＰＣ／ＡＣＭ制御のフローチャートである。 図５に示す制御フローチャートにおけるＡＴＰＣ／ＡＣＭ制御のフローチャートである。 無線伝送装置間で送受信される無線フレームの説明図である。 図９Ａは、変調方式制御領域の選択テーブルの閾値を固定した場合に選択される変調方式の説明図、図９Ｂは、変調方式制御領域の選択テーブルの閾値を切り替えた場合に選択される変調方式の説明図である。 対向局ＲＳＳＩが急激に増加した場合における変調方式制御領域の選択の説明図である。 図１１Ａは、変調方式を切り替えるためのＡＣＭ閾値の説明図、図１１Ｂは、対向局推定Ｃ／Ｎと、切り替えられる変調方式との関係説明図である。 図１２Ａは、送信電力を制御するアッテネータをミキサーの前段にのみ接続した場合のＣ／Ｎ劣化の説明図、図１２Ｂは、送信電力を制御するアッテネータをミキサーの後段にのみ接続した場合の非線形歪の説明図である。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、２つのアッテネータを用いたＡＴＰＣ制御の説明図である。 ミキサーの前段に接続されるアッテネータによるＣ／Ｎ劣化を回避する回路構成の説明図である。 図２に示すＡＴＰＣ制御部の他の構成ブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の無線伝送装置が適用される実施形態である無線伝送システム１０の構成ブロック図である。

＜無線伝送装置の構成＞
無線伝送システム１０は、無線伝送装置１２及び１４が相互に伝送データを無線で送受信するシステムである。無線伝送装置１２及び１４は、同一の構成であるため、以下、無線伝送装置１２についてのみ説明する。なお、無線伝送装置１２を自局、無線伝送装置１４を対向局とする。

無線伝送装置１２は、データ生成部１６、変調回路１８、送信回路２０、共用器２２、受信回路２４、復調回路２６、データ抽出部２８及びＡＣＭ・ＡＴＰＣ制御回路３０を備える。ＡＣＭ・ＡＴＰＣ制御回路３０は、ＡＴＰＣ制御部３２（送信電力制御部）、変調方式制御領域選択部３４及びＡＣＭ制御部３６（適応変調制御部）を有する。

データ生成部１６は、無線フレーム（図８）を生成する回路である。データ生成部１６は、任意の伝送データと、無線フレームのオーバヘッドに記録される自局ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）と、自局Ｃ／Ｎとから無線フレームを生成する。また、データ生成部１６は、生成した無線フレームを変調回路１８に送信する制御タイミング信号を、ＡＴＰＣ制御部３２、変調方式制御領域選択部３４及びＡＣＭ制御部３６に供給する。

変調回路１８は、ＡＣＭ制御部３６により設定された変調方式に従って無線フレームを変調し、中間信号に変換する。

送信回路２０は、中間信号を無線周波数（ＲＦ）の無線信号に変換するとともに、ＡＴＰＣ制御部３２により設定された送信電力に従い、無線信号の送信電力を調整する。

共用器２２は、無線信号を無線伝送装置１４に送信する一方、無線伝送装置１４からの無線信号を受信する。

受信回路２４は、共用器２２により受信した無線信号を中間周波数（ＩＦ）の中間信号に変換して復調回路２６に供給するとともに、受信した無線信号の自局ＲＳＳＩをデータ生成部１６に供給する。

復調回路２６は、中間信号を無線伝送装置１４の変調方式に基づいて復調し、データ抽出部２８に供給するとともに、中間信号の自局Ｃ／Ｎをデータ生成部１６に供給する。

データ抽出部２８は、復調された中間信号の無線フレームから、伝送データ、対向局ＲＳＳＩ及び対向局推定Ｃ／Ｎを抽出する。

ＡＴＰＣ制御部３２は、データ生成部１６から供給されるタイミング制御信号と、データ抽出部２８から供給される対向局ＲＳＳＩ（受信電力）と、ＡＣＭ制御部３６で決定された変調方式に係る情報（変調方式情報）とに基づき、無線フレームの送信電力を制御する送信電力制御信号を生成し、送信回路２０に供給する。

変調方式制御領域選択部３４は、タイミング制御信号と、対向局ＲＳＳＩと、ＡＴＰＣ制御部３２で設定された送信電力とに基づき、選択可能な変調方式制御領域に係る情報をＡＣＭ制御部３６に供給する。

ＡＣＭ制御部３６は、タイミング制御信号と、データ抽出部２８から供給される対向局推定Ｃ／Ｎ（伝送路の状況に係る情報）とに基づき、変調方式制御領域から変調方式を選択して設定し、変調方式切替信号として変調回路１８に供給する。

図２は、変調回路１８、送信回路２０及びＡＴＰＣ制御部３２の詳細な構成ブロック図である。

変調回路１８は、無線フレームを変調データに変換する変換部（ＭＯＤ）３８と、変調データをアナログデータに変換するＤ／Ａ変換器４０と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）４２と、直交変調器（ＱＭＯＤ）４４とを備える。ＭＯＤ３８は、ＡＣＭ制御部３６から供給される変調方式切替信号に基づき、無線フレームを変調データに変換する。ＱＭＯＤ４４は、変調データを中間周波数（ＩＦ）の中間信号に変調する。

送信回路２０は、中間信号の送信電力を調整するアッテネータ（ＶＡＴＴ−ＩＦ）４６（第１アッテネータ）と、中間信号を無線周波数（ＲＦ）の無線信号に変換するミキサー４８と、無線信号の送信電力を調整するアッテネータ（ＶＡＴＴ−ＲＦ）５０（第２アッテネータ）と、無線信号を増幅するパワーアンプ（ＰＡ）５２とを備える。

ＡＴＰＣ制御部３２は、ＶＡＴＴ−ＩＦ４６及びＶＡＴＴ−ＲＦ５０を制御する制御データを保持するＡＴＰＣテーブル５４と、送信回路２０のＰＡ５２から出力される無線信号を検波する検波器（ＤＥＴ）５６と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５８と、比較器（ＣＯＭＰ）６０と、Ｄ／Ａ変換器６２、６４と、温度検出器６６とを備える。ＡＴＰＣテーブル５４のＲＦ制御信号は、対向局ＲＳＳＩ及び変調方式切替信号に従い、Ｄ／Ａ変換器６２を介してＶＡＴＴ−ＲＦ５０に供給される。また、ＤＥＴ５６により検波された無線信号は、ＬＰＦ５８を介してＣＯＭＰ６０に供給され、ＡＴＰＣテーブル５４からＤ／Ａ変換器６４介して供給されたＩＦ制御信号と比較され、その比較結果に基づいてＶＡＴＴ−ＩＦ４６を制御する。温度検出器６６は、ＲＦ制御信号及びＩＦ制御信号の温度補正を行うための温度情報を取得する。

＜閾値テーブル＞
次に、図３に示すＡＣＭ・ＡＴＰＣ制御回路３０に設定される閾値テーブルについて説明する。図４Ａは、閾値テーブルにおける変調方式制御領域の説明図、図４Ｂは、閾値テーブル（上限値保持部）における送信電力リミッタ（上限値）の説明図である。

無線伝送装置１４に送信される無線信号の送信電力ＴＸpと対向局ＲＳＳＩとの差をＬｏｓｓと定義する（Ｌｏｓｓ＝ＴＸp−ＲＳＳＩ）。選択可能な変調方式の範囲（変調方式制御領域）は、所定の閾値ａ１〜ａ６で決まるＬｏｓｓ範囲に従って設定される。図４Ａの変調方式制御領域は、Ｌｏｓｓ≦ａ１であれば、伝送路の状況が良好であるため、ＱＰＳＫ〜５１２ＱＡＭの全ての変調方式を選択できることを示している。この場合の対向局ＲＳＳＩの下限値は、ＭｉｎＲＳＳＩ（５１２ＱＡＭ）である。同様に、ａ１＜Ｌｏｓｓ≦ａ２であれば、ＱＰＳＫ〜２５６ＱＡＭの範囲の変調方式を選択できることを示している。

また、送信電力ＴＸpが高いと、信号に歪が発生し、多値の変調方式では、正しく信号を送受信できなくなる。従って、送信電力ＴＸpには、Ｌｏｓｓに応じた上限値である送信電力リミッタが設定される。例えば、Ｌｏｓｓ≦ａ１の場合、多値数の最も大きい変調方式である５１２ＱＡＭを選択可能である。しかしながら、５１２ＱＡＭが選択された場合の信号の歪を回避するため、送信電力ＴＸpの上限は、ＭａｘＴＸ（５１２ＱＡＭ）に制限される（図４Ｂ）。

＜無線伝送装置の制御＞
次に、以上のように構成される無線伝送装置１２の制御につき、図５〜図７に示すフローチャートに従って説明する。図５は、本実施形態の無線伝送装置１２の制御フローチャートである。図６及び図７は、図５に示す制御フローチャートにおけるＡＴＰＣ／ＡＣＭ制御のフローチャートである。

無線伝送装置１２が起動されると、ＡＣＭ制御部３６は、多値数が最も少ない変調方式であるＱＰＳＫを選択する変調方式切替信号を変調回路１８のＭＯＤ３８に供給する。また、ＡＴＰＣ制御部３２は、規定値の送信電力ＴＸpの無線信号が送信されるように、ＱＰＳＫの変調方式に対応した制御データをＡＴＰＣテーブル５４から読み出す。この制御データは、Ｄ／Ａ変換器６２、６４によりアナログデータに変換され、ＩＦ制御信号及びＲＦ制御信号として、送信回路２０のＶＡＴＴ−ＩＦ４６及びＶＡＴＴ−ＲＦ５０に供給される（ステップＳ１、ＱＰＳＫモード／ＭＴＰＣ動作）。

データ生成部１６は、伝送データと、受信回路２４から供給される自局ＲＳＳＩと、復調回路２６から供給される自局Ｃ／Ｎとから、図８に示す無線フレームを生成する。なお、無線フレームには、プリアンブルに記録される同期パターンのデータと、オーバヘッドに記録される自局ＲＳＳＩ及び自局Ｃ／Ｎのデータと、任意の伝送データとが含まれる。

変調回路１８は、ＭＯＤ３８において、ＡＣＭ制御部３６から供給される変調方式切替信号に基づき、無線フレームをＱＰＳＫの変調データに変換する。変換された変調データは、Ｄ／Ａ変換器４０によりアナログ信号に変換され、ＬＰＦ４２を介してＱＭＯＤ４４に供給されて中間信号に変調された後、送信回路２０に供給される。送信回路２０は、中間信号の送信電力ＴＸpが規定値となるように、ＶＡＴＴ−ＩＦ４６及びＶＡＴＴ−ＲＦ５０を制御する。送信電力ＴＸpが規定値に制御された中間信号は、ミキサー４８で搬送波が重畳されて無線信号に変換された後、ＰＡ５２により増幅され、共用器２２を介して無線伝送装置１４に送信される。なお、ＶＡＴＴ−ＩＦ４６及びＶＡＴＴ−ＲＦ５０による送信電力ＴＸpの制御については、後述する。

一方、無線伝送装置１２は、受信回路２４が共用器２２を介して無線伝送装置１４からの無線信号を受信すると、無線信号のフレーム同期を確認する。同期がとれない場合（ステップＳ２、ＮＯ）、ＡＣＭ・ＡＴＰＣ制御回路３０は、ＱＰＳＫの変調方式及び規定値の送信電力ＴＸpによる送信制御を継続する（ステップＳ１）。

一方、無線信号のフレーム同期がとれた場合（ステップＳ２、ＹＥＳ）、受信回路２４は、受信した無線信号を中間信号に変換して復調回路２６に供給する。復調回路２６は、中間信号を無線伝送装置１４が設定した変調方式に基づいて復調し、データ抽出部２８に供給する。データ抽出部２８は、復調された無線フレームから伝送データを抽出するとともに、対向局ＲＳＳＩ及び対向局推定Ｃ／Ｎを抽出し、ＡＣＭ・ＡＴＰＣ制御回路３０に供給する。ＡＣＭ・ＡＴＰＣ制御回路３０は、供給された対向局ＲＳＳＩ及び対向局推定Ｃ／Ｎに基づき、ＡＴＰＣ制御及びＡＣＭ制御を開始する（ステップＳ３）。この制御の詳細については、後述する。

受信回路２４は、無線信号のフレーム同期を常時監視し、フレーム同期が外れると（ステップＳ４、ＮＯ）、ＱＰＳＫの変調方式及び規定値の送信電力ＴＸpによる送信制御とすることで、無線信号の確実な送信状態を確保する（ステップＳ５）。

＜ＡＴＰＣ／ＡＣＭ制御＞
次に、図６及び図７のフローチャートに従い、ステップＳ３におけるＡＴＰＣ／ＡＣＭ制御の詳細について説明する。なお、以下のＡＴＰＣ／ＡＣＭ制御は、無線伝送装置１２の制御周期を基準として行われる。

＜送信電力ＴＸpの設定＞
ＡＴＰＣ制御部３２は、対向局ＲＳＳＩを受信したか否かを判定する（ステップＳ１１）。対向局ＲＳＳＩを受信できない場合には（ステップＳ１１、ＮＯ）、送信電力ＴＸｐを現在の状態に保持する（ステップＳ１４）。

対向局ＲＳＳＩが受信できると（ステップＳ１１、ＹＥＳ）、送信電力ＴＸpが上限値の制限された送信電力リミッタの領域（図４Ｂ）にあるか否かを判定する（ステップＳ１２）。送信電力リミッタの領域でない場合（ステップＳ１２、ＮＯ）、すなわち、送信電力ＴＸpと対向局ＲＳＳＩとの差であるＬｏｓｓの値が図３の範囲Ａにある場合、ＡＴＰＣ制御部３２は、対向局ＲＳＳＩが一定になるように、送信電力ＴＸpを設定する。

すなわち、ＡＴＰＣ制御部３２は、対向局ＲＳＳＩと一定値であるＡＴＰＣ閾値とを比較し（ステップＳ１３）、対向局ＲＳＳＩ＝ＡＴＰＣ閾値であれば、送信電力ＴＸpを現在の状態に保持する（ステップＳ１４）。また、対向局ＲＳＳＩ＞ＡＴＰＣ閾値であれば、送信電力ＴＸpを減少させる（ステップＳ１５）。さらに、対向局ＲＳＳＩ＜ＡＴＰＣ閾値であれば、送信電力ＴＸpを増加させる（ステップＳ１６）。

また、ステップＳ１２において、送信電力ＴＸpが送信電力リミッタ領域であると判定された場合（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、ＡＴＰＣ制御部３２は、対向局ＲＳＳＩと、送信電力ＴＸpを切り替える閾値であるＭｉｎＲＳＳＩ（ＱＰＳＫ）〜ＭｉｎＲＳＳＩ（５１２ＱＡＭ）（図３）とを比較する（ステップＳ１７）。対向局ＲＳＳＩ＝ＭｉｎＲＳＳＩ（設定されている変調方式）であれば、送信電力ＴＸpを今の状態に保持する（ステップＳ１４）。また、対向局ＲＳＳＩ＞ＭｉｎＲＳＳＩ（設定されている変調方式）であれば、送信電力ＴＸpを減少させる（ステップＳ１５）。さらに、対向局ＲＳＳＩ＜ＭｉｎＲＳＳＩ（設定されている変調方式）であれば、送信電力ＴＸpを増加させる（ステップＳ１６）。

この場合、送信電力ＴＸpは、送信電力リミッタを上限値として設定されるため、後述する送信回路２０のＰＡ５２により送信電力ＴＸpが増幅された際、非線形歪の発生を回避することができる。なお、ステップＳ１４〜Ｓ１６で設定した送信電力ＴＸpの制御は、後述するステップＳ２１、Ｓ２３又はＳ２６で行われる。

＜変調方式の設定＞
次に、変調方式制御領域選択部３４は、対向局推定Ｃ／Ｎを受信したか否かを判定する（ステップＳ１８）。対向局推定Ｃ／Ｎを受信できない場合には（ステップＳ１８、ＮＯ）、ステップＳ１５又はＳ１６で設定した送信電力ＴＸpの制御を行う（ステップＳ２１）。また、変調方式は、現在の変調方式を保持する（ステップＳ２２）。

対向局推定Ｃ／Ｎが受信できると（ステップＳ１８、ＹＥＳ）、次のようにして変調方式制御領域を選択する（ステップＳ１９）。

変調方式制御領域選択部３４は、基本的には、Ｌｏｓｓ（＝送信電力ＴＸp−対向局ＲＳＳＩ）の値から、図４Ａの選択テーブルの閾値ａ１〜ａ６を用いて選択可能な変調方式の領域を求める。

図９Ａは、変調方式制御領域の選択テーブル（図４Ａ）の閾値ａ１を固定した場合に選択される変調方式の説明図である。伝送損失の変動に伴って対向局ＲＳＳＩが変動し、例えば、Ｌｏｓｓの値が閾値ａ１の近傍で変動すると、選択テーブルにより選択される変調方式の範囲は、ＱＰＳＫ〜５１２ＱＡＭと、ＱＰＳＫ〜２５６ＱＡＭとの間で頻繁に切り替わることになる。この場合、変調方式が頻繁に切り替わると、無線信号の送受信状態が不安定となり、瞬断や伝送エラーの発生するおそれがある。

これに対して、図９Ｂは、変調方式制御領域の選択テーブルの閾値ａ１を閾値ａ１′に切り替えた場合に選択される変調方式の説明図である。例えば、Ｌｏｓｓの値が閾値ａ１を越えたとき、閾値ａ１よりも小さい閾値ａ１′に切り替える。これにより、閾値ａ１の近傍で変調方式が頻繁に切り替わる事態を回避することができる。また、Ｌｏｓｓの値が閾値ａ１′を越えたときには、閾値ａ１′を閾値ａ１に戻すことにより、変調方式の安定化を図ることができる。他の閾値ａ２〜ａ６についても同様である。

図１０は、対向局ＲＳＳＩが急激に増加した場合における変調方式制御領域の選択の説明図である。

対向局ＲＳＳＩが急激に増加したとき、それに追従させて送信電力ＴＸpを急激に減少させると、受信系のＢＥＲが劣化し、伝送エラーの発生するおそれがある。そこで、対向局ＲＳＳＩが急激に増加した場合、送信電力ＴＸpが徐々に減少するように設定する。例えば、対向局ＲＳＳＩが急激に増加したときの送信電力ＴＸpは、ＭａｘＴＸｐ（ＱＰＳＫ）からＭａｘＴＸｐ（５１２ＱＡＭ）まで徐々に減少するように設定する。そして、変調方式は、図４Ｂの送信電力リミッタで決まるＬｏｓｓの範囲から選択する。このようにして変調方式制御領域を選択することにより、対向局ＲＳＳＩが急激に増加した後、急激に減少するようなことがあっても、多値の変調方式が選択できない状態であるため、伝送エラーの発生が効果的に抑制される。

次に、ＡＣＭ制御部３６は、対向局推定Ｃ／ＮとＡＣＭ閾値とを比較し、ステップＳ１９で選択された変調方式制御領域から変調方式を決定する（ステップＳ２０）。

図１１Ａは、変調方式を切り替えるためのＡＣＭ閾値の説明図、図１１Ｂは、対向局推定Ｃ／Ｎと、切り替えられる変調方式との関係説明図である。

前回の制御周期で取得した対向局推定Ｃ／Ｎに対して、次回の制御周期で取得した対向局推定Ｃ／Ｎが増加している場合（Ｃ１点からＣ２点）、変調方式は、ステップＳ１９で選択された変調方式制御領域の範囲において、図１１Ａの上段のＡＣＭ閾値（＋）に従って決定する。例えば、前回取得した対向局推定Ｃ／Ｎが１９（ｄＢ）（Ｃ１点）であり、そのときに設定されていた変調方式がＱＰＳＫであったとする。次回取得した対向局推定Ｃ／Ｎが２７（ｄＢ）（Ｃ２点）に増加した場合、上段のＡＣＭ閾値（＋）の２６．５（ｄＢ）と比較し、変調方式は、６４ＱＡＭに決定される。但し、多値数の増加する変調方式を選択する場合には、一気に６４ＱＡＭとするのではなく、制御周期毎に多値数が１つずつ増加するように変調方式を切り替える。変調方式をこのようにして切り替えることにより、多値数の大きい変調方式に切り替えた直後に、対向局推定Ｃ／Ｎが大きく減少した際の瞬断や伝送エラーを回避することができる。

また、対向局推定Ｃ／Ｎが減少する場合には、変調方式は、図１１Ａの下段のＡＣＭ閾値（−）に従って決定する。この場合、下段の各ＡＣＭ閾値（−）は、同一の変調方式の切り替えを判定する上段の各ＡＣＭ閾値（＋）よりも小さい値に設定されている。例えば、前回取得した対向局推定Ｃ／Ｎが２８（ｄＢ）（Ｃ３点）であり、そのときに設定されていた変調方式が６４ＱＡＭであったとする。次回取得した対向局推定Ｃ／Ｎが２２（ｄＢ）（Ｃ４点）に減少した場合、下段のＡＣＭ閾値（−）の２２（ｄＢ）と比較し、変調方式は、１６ＱＡＭに決定される。この場合、変調方式は、直ちに１６ＱＡＭに切り替える。なお、多値数の少ない変調方式に切り替わるため、瞬断や伝送エラーが発生するおそれはない。

変調方式の切り替えが必要ない場合には、送信電力ＴＸpの制御のみが行われる（ステップＳ２１）。また、多値数が増加する変調方式に切り替える場合には、送信電力ＴＸpを制御した後（ステップＳ２３）、変調方式の切り替えが行われる（ステップＳ２４）。送信電力ＴＸpを先に減少させることにより、多値数が増加する変調方式に切り替えた際の伝送信号の歪を回避することができる。また、多値数が減少する変調方式に切り替える場合には、変調方式を切り替えた後（ステップＳ２５）、送信電力ＴＸpの制御が行われる（ステップＳ２６）。送信電力ＴＸpを制御する前に、多値数が減少する変調方式に切り替えることにより、伝送信号の歪を回避することができる。

＜ＡＣＭ制御＞
次に、ステップＳ２４又はＳ２５における変調方式の切り替えについて説明する。

ＡＣＭ制御部３６は、ステップＳ２０で決定された変調方式に基づく変調方式切替信号を変調回路１８のＭＯＤ３８に供給する。ＭＯＤ３８は、データ生成部１６から供給された無線フレームの変調データを、変調方式に従った中間信号に変換し、送信回路２０に供給する。

＜ＡＴＰＣ制御＞
次に、ステップＳ２３又はＳ２５における送信電力ＴＸpの制御について説明する。

送信回路２０は、ミキサー４８の前段にＶＡＴＴ−ＩＦ４６を接続し、ミキサー４８の後段にＶＡＴＴ−ＲＦ５０を接続して構成されている（図２）。図１２Ａは、送信電力ＴＸpを制御するＶＡＴＴ−ＩＦ４６をミキサー４８の前段にのみ接続した場合のＣ／Ｎ劣化の説明図、図１２Ｂは、送信電力を制御するＶＡＴＴ−ＲＦ５０をミキサー４８の後段にのみ接続した場合の非線形歪の説明図である。

図１２Ａの構成では、ＶＡＴＴ−ＩＦ４６を制御して、ＰＡ５２の出力である送信電力ＴＸpを、最大値のＭａｘＴＸｐから最小値のＭｉｎＴＸｐまで減少させる場合、ＮＦ（Noise Figure）の悪いミキサー４８の影響により、ハッチングで示す範囲でＣ／Ｎが劣化するおそれがある。

また、図１２Ｂの構成では、ＮＦの悪いミキサー４８の後段にＮＦの良いアンプ６８を介してＶＡＴＴ−ＲＦ５０を接続することにより、ミキサー４８によるＣ／Ｎの劣化を回避することができる。しかしながら、ＶＡＴＴ−ＲＦ５０による送信電力ＴＸpの制御範囲が大きいため、アンプ６８の非線形歪の影響により、ハッチングで示す範囲で送信電力ＴＸpに非線形歪の発生するおそれがある。

これに対して、ミキサー４８の前後にＶＡＴＴ−ＩＦ４６及びＶＡＴＴ−ＲＦ５０を接続し、それぞれを変調方式及び送信電力ＴＸpに応じて制御することにより、上記の課題を解決することができる。

図１３Ａ及び図１３Ｂは、２つのＶＡＴＴ−ＩＦ４６及びＶＡＴＴ−ＲＦ５０を用いた送信電力ＴＸpの制御の説明図である。

図１３Ａは、変調方式としてＱＰＳＫが選択されている場合において、送信電力ＴＸpを、ＭａｘＴＸｐ（ＱＰＳＫ）から、変調方式が２５６ＱＡＭの場合のＭａｘＴＸｐ（２５６ＱＡＭ）にａ（ｄＢ）だけ減少させる制御を行う場合を示す。ＶＡＴＴ−ＲＦ５０は、ＭａｘＴＸｐ（ＱＰＳＫ）を基準送信電力として、送信電力ＴＸpをａ（ｄＢ）だけ減少させる。この場合、変調方式がＱＰＳＫであるため、ミキサー４８の前段のＶＡＴＴ−ＩＦ４６による制御が０（ｄＢ）であっても、ＶＡＴＴ−ＲＦ５０の入力における送信電力ＴＸpの非線形歪の影響は無視できる。

図１３Ｂは、変調方式として２５６ＱＡＭが選択されている場合である。この場合、ＭａｘＴＸｐ（ＱＰＳＫ）よりも小さいＭａｘＴＸｐ（２５６ＱＡＭ）が基準送信電力であり、ＶＡＴＴ−ＲＦ５０による送信電力ＴＸpの制御を０（ｄＢ）に設定する。ＶＡＴＴ−ＩＦ４６は、図２に示すように、ＰＡ５２の出力をＤＥＴ５６で検波した検波信号を利用してループ制御されるため、ＱＭＯＤ４４からの中間信号をａ（ｄＢ）だけ減少させる。従って、ＶＡＴＴ−ＲＦ５０には、ミキサー４８から線形性の保持された無線信号が供給されることになる。

このように、ＡＴＰＣテーブル５４を用い、選択された変調方式に応じて設定したＩＦ制御信号をＶＡＴＴ−ＩＦ４６に供給するとともに、ＲＦ制御信号をＶＡＴＴ−ＲＦ５０に供給することにより、非線形歪の影響のない良好な送信電力ＴＸpを得ることができる。

なお、ＶＡＴＴ−ＩＦ４６によるＣ／Ｎ劣化は、送信回路２０を図１４に示すように構成することにより、回避することができる。

図１４は、ミキサー４８の前段に接続されるＶＡＴＴ−ＩＦ４６によるＣ／Ｎ劣化を回避する回路構成の説明図である。ハッチングで示す領域は、ＶＡＴＴ−ＩＦ４６によるＣ／Ｎ劣化領域である。図１２Ａに示すように、ミキサー４８の前段のＶＡＴＴ−ＩＦ４６により中間信号の電力を減少させる制御を行うと、ＮＦ特性の悪いミキサー４８によるＣ／Ｎ劣化が懸念される。図１４に示すように、ミキサー４８の後段にアンプ７０を接続し、アンプ７０によって無線信号を増幅させた後、後段のＶＡＴＴ−ＲＦ５０に入力させることにより、ＶＡＴＴ−ＩＦ４６によるＣ／Ｎの劣化を回避することができる。

＜ＡＴＰＣ制御部の他の構成＞
図１５は、図２に示すＡＴＰＣ制御部３２の他の構成ブロック図である。図２に示すＡＴＰＣ制御部３２は、ＰＡ５２の出力をＶＡＴＴ−ＩＦ４６にループさせることにより、ＶＡＴＴ−ＲＦ５０により送信電力ＴＸpを粗調整する一方、ＶＡＴＴ−ＩＦ４６で送信電力ＴＸpのレベル調整を行っている。これに対して、図１５に示すＡＴＰＣ制御部３２ａは、ＶＡＴＴ−ＩＦ４６及びＶＡＴＴ−ＲＦ５０を個別に制御するように構成したものである。ＡＴＰＣテーブル５４から各ＶＡＴＴ−ＩＦ４６及びＶＡＴＴ−ＲＦ５０に供給される制御信号を調整することにより、ＡＴＰＣ制御部３２と同様にして、送信電力ＴＸpを制御することができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが可能である。

１０…無線伝送システム
１２、１４…無線伝送装置
１６…データ生成部
１８…変調回路
２０…送信回路
２２…共用器
２４…受信回路
２６…復調回路
２８…データ抽出部
３０…ＡＣＭ・ＡＴＰＣ制御回路
３２、３２ａ…ＡＴＰＣ制御部
３４…変調方式制御領域選択部
３６…ＡＣＭ制御部
３８…ＭＯＤ
４０、６２、６４…Ｄ／Ａ変換器
４２、５８…ＬＰＦ
４４…ＱＭＯＤ
４６…ＶＡＴＴ−ＩＦ
４８…ミキサー
５０…ＶＡＴＴ−ＲＦ
５２…ＰＡ
５４…ＡＴＰＣテーブル
５６…ＤＥＴ
６０…ＣＯＭＰ
６６…温度検出器
７０…アンプ

Claims (4)

1. 対向局に送信する無線信号の送信電力と前記対向局で受信される前記無線信号の受信電力との差に基づき、変調方式に応じて前記送信電力を制御する送信電力制御部と、
   前記差に基づき、前記変調方式の制御領域を選択する変調方式制御領域選択部と、
   伝送路の状況と変調方式を切り替えるための閾値とに基づき、変調方式制御領域選択部で選択された前記制御領域から前記変調方式を選択し、選択した前記変調方式により前記送信する無線信号を変調する適応変調制御部と、
   を備えることを特徴とする無線伝送装置。
2. 請求項１記載の無線伝送装置において、
   前記送信電力制御部は、前記差に応じて設定される前記送信電力の上限値を保持する上限値保持部を備え、前記上限値に基づいて前記送信電力を制御することを特徴とする無線伝送装置。
3. 請求項１又は２記載の無線伝送装置において、
   前記無線信号を前記対向局に送信する送信回路を備え、
   前記送信回路は、
   前記変調方式により変調された中間信号の送信電力を制御する第１アッテネータと、
   前記中間信号から変換された無線信号の送信電力を制御する第２アッテネータと、
   を備え、前記送信電力制御部は、前記第１アッテネータ又は前記第２アッテネータの少なくとも一方を制御することを特徴とする無線伝送装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線伝送装置において、
   前記変調方式制御領域選択部は、前記受信電力が増加したとき、前記送信電力が徐々に減少するように前記制御領域から前記変調方式を選択することを特徴とする無線伝送装置。

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