JP6693831B2 - Receiver, spatial transmission system, reception control method, and reception control program - Google Patents

Receiver, spatial transmission system, reception control method, and reception control program Download PDF

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Description

本発明は、変調波を大気中で伝播させることにより信号を伝送する技術に関する。   The present invention relates to a technique for transmitting a signal by propagating a modulated wave in the atmosphere.

通信の高速化、大容量化に伴い、無線アクセスネットワークの大容量化が求められている。無線アクセスネットワークの大容量化の方法として光空間伝送システムが注目されている。   With the increase in communication speed and the increase in capacity, it is required to increase the capacity of wireless access networks. An optical space transmission system is drawing attention as a method for increasing the capacity of a wireless access network.

光空間伝送システムでは、例えば、送信装置が、電気信号をレーザダイオード等を用いて電気光変換した光信号を大気中へ出力する。そして、受信装置が、受信した光信号をフォトダイオード等を用いて光電気変換する。   In the optical free space transmission system, for example, a transmitter outputs an optical signal obtained by electro-optical conversion of an electric signal using a laser diode or the like into the atmosphere. Then, the receiving device photoelectrically converts the received optical signal using a photodiode or the like.

光空間伝送技術の一例が、特許文献1に開示されている。特許文献1の光空間伝送装置は、送信機と、受信機と、伝送障害判定装置とを含む。送信機は、光信号を自由空間へ送出する。受信機は、送信機の送出した光信号を自由空間から受信する。伝送障害判定装置は、自由空間における光空間伝送で生じる伝送障害の要因を判定する。伝送障害判定装置は、低下要因判定手段と、警報手段とを含む。低下要因判定手段は、受信機での受光レベルが基準レベルを下回ったとき、受光レベルの低下率と、その後の一定期間が経過するまでに受光レベルが所定の復帰レベル以上に回復するか否かを監視し、その結果に基づいて、受光レベルの低下要因を判定する。また、低下要因判定手段は、所定の監視期間内に受光レベルが一定以上の変動幅で上下に所定回数以上変動したとき、天候に起因して受光レベルが低下したと判定する。警報手段は、受信機での受光レベルが基準レベルを下回った後の一定期間内に受光レベルが復帰レベル以上に回復しなかったとき警報を発する。   An example of the optical space transmission technology is disclosed in Patent Document 1. The optical space transmission device of Patent Document 1 includes a transmitter, a receiver, and a transmission failure determination device. The transmitter sends the optical signal to free space. The receiver receives the optical signal transmitted by the transmitter from the free space. The transmission failure determination device determines a cause of a transmission failure that occurs in optical space transmission in free space. The transmission failure determination device includes a deterioration factor determination means and an alarm means. When the light receiving level at the receiver falls below the reference level, the decrease factor determining means determines whether the light receiving level is reduced to a predetermined recovery level or not by the decrease rate of the light receiving level and a certain period thereafter. Is monitored, and the cause of the decrease in the received light level is determined based on the result. Further, the reduction factor determination means determines that the light reception level has decreased due to the weather when the light reception level fluctuates up and down a predetermined number of times or more within a predetermined fluctuation period within a predetermined monitoring period. The alarm means issues an alarm when the light reception level at the receiver has not recovered to the return level or higher within a certain period after the light reception level falls below the reference level.

上記構成の結果、特許文献1の光空間伝送装置は、受光レベルの低下要因を詳細に判定し、接続断に至るような場合には低下要因を短時間で判定し、接続断に至る前に必要な警報だけを発する。   As a result of the above configuration, the optical space transmission device of Patent Document 1 makes a detailed determination of a factor causing a decrease in the light-receiving level, and when a disconnection occurs, determines the factor causing a decrease in a short time before the disconnection. Issue only the necessary alerts.

空間伝送システムでは、受信する信号のレベルが通信距離に応じて異なるために、最小受信レベルから最大受信レベルまでの幅広い受信レベル範囲において、低ノイズ且つ低歪で信号が増幅される必要がある。そのため、空間伝送システムでは、自動利得制御(AGC:Automatic Gain Control)機能が用いられることが一般的である。AGC機能は、入力信号のレベルに応じて増幅の利得を自動調節する機能である。   In the spatial transmission system, since the level of the received signal varies depending on the communication distance, it is necessary to amplify the signal with low noise and low distortion in a wide receiving level range from the minimum receiving level to the maximum receiving level. Therefore, in a spatial transmission system, an automatic gain control (AGC: Automatic Gain Control) function is generally used. The AGC function is a function for automatically adjusting the gain of amplification according to the level of the input signal.

AGC機能を有する空間伝送技術の一例が、特許文献2に開示されている。特許文献2の受信装置は、利得制御部と、制御部とを含む。利得制御部は、極性が同じ信号として異なる伝送路を介して送信された第1のパイロット信号と、極性が互いに反対の信号として異なる伝送路を介して送信された第2のパイロット信号とを含む信号の電力を調整する。制御部は、データの伝送方式がMISO(Multiple Input Single Output)であるかSISO(Single Input Single Output)であるかに応じて、利得制御部による利得の追従特性を制御する。   Patent Document 2 discloses an example of a spatial transmission technique having an AGC function. The receiving device of Patent Document 2 includes a gain control unit and a control unit. The gain control unit includes a first pilot signal transmitted as a signal having the same polarity through different transmission paths, and a second pilot signal transmitted as a signal having opposite polarities through different transmission paths. Adjust the signal power. The control unit controls the gain tracking characteristic of the gain control unit according to whether the data transmission method is MISO (Multiple Input Single Output) or SISO (Single Input Single Output).

上記構成の結果、特許文献2の受信装置は、データ伝送がMISOで行われることによって電力の偏りが現れる場合であっても、電力の偏りに追従しないようにゲインを制御する。   As a result of the above configuration, the receiving device of Patent Document 2 controls the gain so as not to follow the bias of the power even when the bias of the power appears due to the data transmission performed by MISO.

特開2004−172741号公報JP, 2004-172741, A 特開2012−191431号公報JP 2012-191431 A

特許文献1の光空間伝送装置では、低下要因判定手段は、所定の監視期間内に受光レベルが一定以上の変動幅で上下に所定回数以上変動したとき、天候に起因して受光レベルが低下したと判定する。しかしながら、例えば、天候として降水を想定した場合には、受光レベルの変動幅や変動回数は、降水量、水滴の種類や大きさ、霧や雲の発生の有無、風向の変化、風速等、多数の要因に依存すると考えられ、様々な要因の組み合わせの下で一定の変動幅及び所定回数を決定することは困難である。従って、特許文献1の光空間伝送装置には、降水の検出精度が低いという問題がある。   In the optical space transmission device of Patent Document 1, the lowering factor determination unit lowers the light receiving level due to the weather when the light receiving level fluctuates up and down a predetermined number of times within a predetermined monitoring period with a fluctuation width of a certain value or more. To determine. However, for example, when precipitation is assumed as the weather, the fluctuation range and the number of fluctuations of the received light level are large, such as precipitation amount, type and size of water droplets, presence or absence of fog or cloud, change of wind direction, wind speed, etc. It is considered that it depends on the factor of, and it is difficult to determine the constant fluctuation range and the predetermined number of times under the combination of various factors. Therefore, the optical space transmission device of Patent Document 1 has a problem that precipitation detection accuracy is low.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、受信装置における受信レベルの一過性でない低下が発生した場合に故障の発生を示す故障信号を出力する一方、大気状態の変動に伴って受信レベルの一過性な低下が発生した場合に故障信号の出力を高精度に抑制することを主たる目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and outputs a failure signal indicating the occurrence of a failure when a non-transient reduction of the reception level in the receiving device occurs, while accompanying a change in atmospheric conditions. The main purpose is to suppress the output of a failure signal with high accuracy when a temporary decrease in the reception level occurs.

本発明の一態様において、受信装置は、変調波を送信する送信部を備える送信装置により送信された変調波が大気を伝播されてきた変調波を受信し、受信した変調波を、受信した変調波の受信レベルを示す電気信号に変換して出力する受信手段と、受信手段により出力された電気信号の時系列に基づいて受信レベルの低下を検出し、電気信号の時系列に基づいて受信レベルの変動周波数成分を導出し、受信レベルと変動周波数成分とに基づいて、検出した受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定し、受信レベルの低下が一過性でないと推定された場合に、故障を示す故障信号を出力し、受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、故障信号の出力を抑止する監視手段とを備える。   In one embodiment of the present invention, a receiving device receives a modulated wave transmitted by a transmitting device including a transmitting portion that transmits a modulated wave, the modulated wave being propagated in the atmosphere, and the received modulated wave, the received modulated wave. Receiving means for converting to an electric signal indicating the reception level of the wave and outputting the electric signal, and detecting a decrease in the receiving level based on the time series of the electric signal output by the receiving means, and receiving level based on the time series of the electric signal The fluctuation frequency component of is derived, and based on the reception level and the fluctuation frequency component, it is estimated whether or not the decrease in the detected reception level is transient, and it is estimated that the decrease in the reception level is not transient. In this case, a monitoring unit that outputs a failure signal indicating a failure and that suppresses the output of the failure signal when the decrease in the reception level is estimated to be transient.

本発明の一態様において、空間伝送システムは、変調波を送信する送信部を備える送信装置と、送信装置により送信された変調波が大気を伝播されてきた変調波を受信する受信装置とを備える空間伝送システムであって、受信装置は、大気を伝播されてきた変調波を受信し、受信した変調波を、受信した変調波の受信レベルを示す電気信号に変換して出力する受信手段と、受信手段により出力された電気信号の時系列に基づいて受信レベルの低下を検出し、電気信号の時系列に基づいて受信レベルの変動周波数成分を導出し、受信レベルと変動周波数成分とに基づいて、検出した受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定し、受信レベルの低下が一過性でないと推定された場合に、故障を示す故障信号を出力し、受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、故障信号の出力を抑止する監視手段とを備える。   In one aspect of the present invention, a spatial transmission system includes a transmitter including a transmitter that transmits a modulated wave, and a receiver that receives the modulated wave transmitted by the transmitter in the atmosphere. In the space transmission system, the receiving device receives the modulated wave propagated through the atmosphere, the received modulated wave, a receiving means for converting and outputting to an electrical signal indicating the reception level of the received modulated wave, Detecting a decrease in the reception level based on the time series of the electric signal output by the receiving means, deriving a fluctuation frequency component of the reception level based on the time series of the electric signal, based on the reception level and the fluctuation frequency component , It is estimated whether the decrease in the detected reception level is transient, and if the decrease in the reception level is not transient, a failure signal indicating a failure is output and the decrease in the reception level is detected. Passing If it is estimated to be, and a monitoring means for inhibiting the output of the fault signal.

本発明の一態様において、受信制御方法は、大気を伝播されてきた変調波を受信し、受信した変調波を、受信した変調波の受信レベルを示す電気信号に変換して出力することと、出力された電気信号の時系列に基づいて受信レベルの低下を検出し、電気信号の時系列に基づいて受信レベルの変動周波数成分を導出し、受信レベルと変動周波数成分とに基づいて、検出した受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定し、受信レベルの低下が一過性でないと推定された場合に、故障を示す故障信号を出力し、受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、故障信号の出力を抑止することとを行う。   In one aspect of the present invention, a reception control method receives a modulated wave that has propagated through the atmosphere, converts the received modulated wave into an electric signal indicating a reception level of the received modulated wave, and outputs the electric signal. A decrease in the reception level is detected based on the time series of the output electric signal, a fluctuation frequency component of the reception level is derived based on the time series of the electric signal, and it is detected based on the reception level and the fluctuation frequency component. It is estimated whether the decrease in reception level is transient, and if it is estimated that the decrease in reception level is not transient, a failure signal indicating a failure is output and the decrease in reception level is transient. If it is estimated that the output of the failure signal is suppressed.

本発明の一態様において、受信制御プログラム又は、係る受信制御プログラムが格納された記録媒体は、変調波を送信する送信部を備える送信装置により送信された変調波が大気を伝播されてきた変調波を受信し、受信した変調波を、受信した変調波の受信レベルを示す電気信号に変換して出力する受信処理と、出力された電気信号の時系列に基づいて受信レベルの低下を検出し、電気信号の時系列に基づいて受信レベルの変動周波数成分を導出し、受信レベルと変動周波数成分とに基づいて、検出した受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定し、受信レベルの低下が一過性でないと推定された場合に、故障を示す故障信号を出力し、受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、故障信号の出力を抑止する監視処理とをコンピュータに実行させる。   In one embodiment of the present invention, a reception control program or a recording medium in which the reception control program is stored is a modulation wave in which a modulation wave transmitted by a transmission device including a transmission unit that transmits a modulation wave is propagated in the atmosphere. Receiving the received modulated wave, converting the received modulated wave into an electric signal indicating the received level of the received modulated wave and outputting the electric signal, and detecting a decrease in the received level based on the time series of the output electric signal, The fluctuation frequency component of the reception level is derived based on the time series of the electric signal, and based on the reception level and the fluctuation frequency component, it is estimated whether the decrease in the detected reception level is transient or not, and the reception level If it is estimated that the decrease in the signal level is not transient, a failure signal indicating a failure is output, and if the decrease in the reception level is estimated to be transient, a monitoring process is performed to suppress the output of the failure signal. The con To be executed by the Yuta.

本発明によれば、受信装置における受信レベルの一過性でない低下が発生した場合に故障の発生を示す故障信号を出力する一方、大気状態の変動に伴って受信レベルの一過性な低下が発生した場合に故障信号の出力を高精度に抑制することができるという効果がある。   According to the present invention, when a non-transient decrease in the reception level occurs in the receiving device, a failure signal indicating the occurrence of a failure is output, while a transient decrease in the reception level occurs due to a change in atmospheric conditions. There is an effect that the output of the failure signal can be suppressed with high accuracy when it occurs.

本発明の第1の実施形態における空間伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the space transmission system in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態における監視部、AC結合部、及び自動利得制御部の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the monitoring part in the 1st Embodiment of this invention, an AC coupling part, and an automatic gain control part. 本発明の第1の実施形態における受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the receiver in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態における空間伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the space transmission system in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態における空間伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the space transmission system in the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の各実施形態における受信装置を実現可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the hardware constitutions which can implement | achieve the receiving apparatus in each embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、すべての図面において、同等な構成要素には同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
(第1の実施形態)
本実施形態における構成について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are designated by the same reference numerals, and the description will not be repeated.
(First embodiment)
The configuration of this embodiment will be described.

図1は、本発明の第1の実施形態における空間伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of a space transmission system according to the first embodiment of the present invention.

空間伝送システム500は、送信装置100と、受信装置200とを含む。送信装置100は、電気信号を電気光変換した光信号を大気中へ出力する。受信装置200は、大気中から受信した光信号を電気信号に変換する。   The spatial transmission system 500 includes a transmitting device 100 and a receiving device 200. The transmitter 100 outputs an optical signal obtained by converting an electric signal into an electric light into the atmosphere. The receiving device 200 converts an optical signal received from the atmosphere into an electric signal.

送信装置100は、光変調ドライバ110と、レーザダイオード120とを含む。   The transmitter 100 includes a light modulation driver 110 and a laser diode 120.

光変調ドライバ110は、送信データを用いて送信すべき電気信号を変調する。   The optical modulation driver 110 modulates an electric signal to be transmitted using transmission data.

レーザダイオード120は、変調された電気信号を光信号に変換して、光信号を大気中へ出力する。   The laser diode 120 converts the modulated electric signal into an optical signal and outputs the optical signal to the atmosphere.

受信装置200は、フォトダイオード210と、光電圧変換部220と、増幅器230と、高速アナログデジタル変換部240と、監視部250と、トランスインピーダンス増幅器260と、AC結合部270と、自動利得制御部280とを含む。   The receiving device 200 includes a photodiode 210, a photovoltage converter 220, an amplifier 230, a high-speed analog-digital converter 240, a monitor 250, a transimpedance amplifier 260, an AC coupler 270, and an automatic gain controller. 280 and.

フォトダイオード210は、大気中から受信した光信号を電流に変換する。   The photodiode 210 converts an optical signal received from the atmosphere into a current.

光電圧変換部220は、フォトダイオード210により出力された電流を電圧に変換する。   The photovoltage converter 220 converts the current output by the photodiode 210 into a voltage.

増幅器230は、光電圧変換部220により出力された電圧を増幅する。   The amplifier 230 amplifies the voltage output by the photovoltage converter 220.

高速アナログデジタル変換部240は、増幅器230により増幅された電圧を所定の間隔でサンプリングし、デジタル化する。高速アナログデジタル変換部240により出力されたデジタル信号は、フォトダイオード210により受信された光信号の受信レベルの時系列を表す。   The high-speed analog-to-digital converter 240 samples the voltage amplified by the amplifier 230 at predetermined intervals and digitizes it. The digital signal output by the high-speed analog-digital converter 240 represents a time series of the reception level of the optical signal received by the photodiode 210.

監視部250は、高速アナログデジタル変換部240により出力されたデジタル信号に基づいて、フォトダイオード210により受信された光信号の受信レベルを監視する。受信レベルが低下した場合には、監視部250は、光信号の受信レベルを表す時系列に基づいて、受信レベルの変動における高周波側の周波数成分の大きさ(以下、「変動周波数成分」と称す)を導出し、受信レベルと変動周波数成分とに基づいて、受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定する。例えば、送信装置100と受信装置200との間で光信号の光軸ずれが発生した場合には、光信号の受信レベルの低下は一過性ではない。この場合には、光信号の受信レベルは低下するが、受信レベルの変動頻度はほとんど増加しない。あるいは、例えば、降水が発生した場合には、光信号の受信レベルの低下は一過性である。この場合には、光信号の受信レベルは光軸ずれが発生した場合と同様に低下し得るが、降水量等の経時変化に起因して受信レベルの変動頻度は光軸ずれが発生した場合に比べて顕著に増加する。そこで、監視部250は、例えば、光信号の受信レベルが所定の閾値以下に低下し、且つ変動周波数成分が別の所定の閾値以上である場合に、受信レベルの低下が一過性であると推定する。   The monitoring unit 250 monitors the reception level of the optical signal received by the photodiode 210 based on the digital signal output by the high-speed analog-digital conversion unit 240. When the reception level decreases, the monitoring unit 250 determines the magnitude of the frequency component on the high frequency side in the fluctuation of the reception level (hereinafter, referred to as “variation frequency component”) based on the time series representing the reception level of the optical signal. ) Is derived, and whether or not the decrease in the reception level is transient is estimated based on the reception level and the fluctuating frequency component. For example, when the optical axis shift of the optical signal occurs between the transmitting device 100 and the receiving device 200, the decrease in the receiving level of the optical signal is not transient. In this case, the reception level of the optical signal decreases, but the frequency of fluctuations in the reception level hardly increases. Alternatively, for example, when precipitation occurs, the decrease in the reception level of the optical signal is transient. In this case, the reception level of the optical signal may decrease as in the case where the optical axis shift occurs, but the frequency of the change in the reception level due to the change with time of precipitation etc. Compared with the above, it is significantly increased. Therefore, the monitoring unit 250 determines that the decrease in the reception level is transient when, for example, the reception level of the optical signal decreases below a predetermined threshold and the fluctuation frequency component exceeds a predetermined threshold. presume.

受信レベルの低下が一過性でないと推定された場合には、監視部250は、空間伝送システム500の故障を示す故障信号を出力する。一方、受信レベルの低下が一過性であると推定された場合には、監視部250は、故障信号の出力を抑止し、「AC結合時定数」(後述)及び「AGC時定数」(後述)を減少させる。なお、後者の場合には、監視部250は、空間伝送システム500における受信レベルの一過性な低下を示す信号を出力してもよい。   When it is estimated that the decrease in the reception level is not transient, the monitoring unit 250 outputs a failure signal indicating a failure of the spatial transmission system 500. On the other hand, when it is estimated that the decrease in the reception level is transient, the monitoring unit 250 suppresses the output of the failure signal, and the “AC coupling time constant” (described later) and the “AGC time constant” (described later). ) Decrease. In the latter case, the monitoring unit 250 may output a signal indicating a temporary decrease in the reception level in the spatial transmission system 500.

トランスインピーダンス増幅器260は、フォトダイオード210から出力された電流信号を電圧信号に変換すると共に、増幅する。   The transimpedance amplifier 260 converts the current signal output from the photodiode 210 into a voltage signal and amplifies the voltage signal.

AC結合部270は、変更可能なAC結合時定数を保持する。AC結合部270は、監視部250により制御される。   The AC coupling unit 270 holds a changeable AC coupling time constant. The AC coupling unit 270 is controlled by the monitoring unit 250.

自動利得制御部280は、変更可能なAGC時定数を保持する。自動利得制御部280は、監視部250により制御される。   The automatic gain control unit 280 holds a changeable AGC time constant. The automatic gain controller 280 is controlled by the monitor 250.

つまり、トランスインピーダンス増幅器260は、入力に対する出力の追従特性が、AC結合部270により保持されるAC結合時定数と、自動利得制御部280により保持されるAGC時定数とに依存する増幅器とみなすことができる。   That is, the transimpedance amplifier 260 can be regarded as an amplifier in which the output follow-up characteristic with respect to the input depends on the AC coupling time constant held by the AC coupling unit 270 and the AGC time constant held by the automatic gain control unit 280. You can

AC結合時定数及びAC結合時定数について説明する。   The AC coupling time constant and the AC coupling time constant will be described.

一般的に、空間伝送システムは、光ファイバを用いた伝送システムに比べて、大気中の粒子による散乱又は吸収の変動、大気の温度分布の変動、電磁波の伝搬パスの変動等の影響を受けやすい。   In general, a space transmission system is more susceptible to fluctuations in scattering or absorption due to particles in the atmosphere, fluctuations in the temperature distribution of the atmosphere, fluctuations in the propagation path of electromagnetic waves, etc., as compared with transmission systems using optical fibers. ..

空間伝送システムは、これらの変動に起因する電磁波の受信レベルの変動に対処可能であることが望ましい。そこで、空間伝送システムでは、例えば、送信側で電磁波のビーム径を小さくすることや、受信側における最小受信レベルに対して十分なマージンを確保するように送信側における電磁波の出力を高めることが行われる。これらの対策により、空間伝送システムにおいて、電磁波の受信レベルの低下に伴う回線断が抑制される。   It is desirable that the spatial transmission system be able to cope with variations in the reception level of electromagnetic waves caused by these variations. Therefore, in a space transmission system, for example, it is possible to reduce the beam diameter of the electromagnetic wave on the transmitting side and increase the output of the electromagnetic wave on the transmitting side so as to secure a sufficient margin with respect to the minimum receiving level on the receiving side. Be seen. By these measures, in the space transmission system, the disconnection of the line due to the decrease of the reception level of the electromagnetic wave is suppressed.

しかしながら、上述の対策では、降水(霧、降雨、降雪)時に、受信装置は、受信装置における受信レベルが最小受信レベル以下にまで減衰したことを、故障発生と誤認するという問題がある。   However, the above-mentioned measures have a problem that the reception device mistakenly recognizes that the reception level of the reception device is attenuated to the minimum reception level or less when the precipitation (fog, rainfall, snowfall) occurs as a failure.

降水時には、大気中の水粒子による散乱又は吸収に起因して、受信レベルにおける、高周波数の変動周波数成分が増加する。そのため、受信レベルにおける、高周波数の変動周波数成分に基づいて、受信レベルの低下が降水に伴う一過性なものであるか否かを、高精度に推定することが可能である。   During precipitation, high frequency fluctuating frequency components at the reception level increase due to scattering or absorption by water particles in the atmosphere. Therefore, it is possible to highly accurately estimate whether or not the decrease in the reception level is transient due to precipitation, based on the high-frequency fluctuation frequency component in the reception level.

また、上述の対策では、降水時に、受信装置は、降水に伴う受信レベルの変動に追従できず、回線断を発生させるという問題がある。   In addition, the above-mentioned measures have a problem that the receiving device cannot follow the fluctuation of the receiving level due to the precipitation during the rain and the line is disconnected.

一般的に、受信装置において、入力に対する出力の追従特性を決めるパラメータは2つあり、1つは低域遮断特性に関する時定数で、もう1つはAGC機能に関する時定数である。   Generally, in a receiving device, there are two parameters that determine the output follow-up characteristic with respect to the input, one is a time constant related to the low-frequency cutoff characteristic, and the other is a time constant related to the AGC function.

低域遮断特性は、トランスインピーダンス増幅器(TIA:Trans-impedance Amplifier)とAGC回路との間の交流(AC:Alternating Current)結合によって形成されるハイパスフィルタの特性を含む。トランスインピーダンス増幅器は、電流を電圧に変換する増幅器である。トランスインピーダンス増幅器は、例えば、フォトダイオード等の出力側に接続される。AGC回路は、例えば、トランスインピーダンス増幅器の出力側に接続される。   The low-frequency cutoff characteristic includes the characteristic of a high-pass filter formed by alternating current (AC) coupling between a transimpedance amplifier (TIA) and an AGC circuit. A transimpedance amplifier is an amplifier that converts current into voltage. The transimpedance amplifier is connected to the output side of, for example, a photodiode. The AGC circuit is connected to the output side of the transimpedance amplifier, for example.

低域遮断特性に関する時定数は、上述のハイパスフィルタにおける低域遮断周波数を規定する時定数(AC結合時定数)である。AC結合時定数は、「同符号連続耐力」特性と「レベル変動耐力」特性とを決定する時定数である。同符号連続耐力とレベル変動耐力とは、トレードオフの関係にある。即ち、AC結合時定数が小さいほど、同符号連続耐力は向上するが、高周波数におけるレベル変動耐力は低下する。逆に、AC結合時定数が大きいほど、高周波数におけるレベル変動耐力は向上するが、同符号連続耐力は低下する。   The time constant related to the low-frequency cutoff characteristic is a time constant (AC coupling time constant) that defines the low-frequency cutoff frequency in the above-described high-pass filter. The AC coupling time constant is a time constant that determines the “homologous continuous proof strength” characteristic and the “level fluctuation proof strength” characteristic. The homo-code continuity proof strength and the level fluctuation proof strength are in a trade-off relationship. That is, the smaller the AC coupling time constant, the higher the homo-code continuity proof strength, but the lower the level fluctuation proof strength at high frequencies. Conversely, as the AC coupling time constant increases, the level fluctuation resistance at high frequencies improves, but the homo-code continuity resistance decreases.

AGC機能に関する時定数は、上述のAGC回路における遮断周波数を規定する時定数(AGC時定数)である。AGC回路において、バースト信号に瞬時に応答するためには、比較的小さいAGC時定数が必要である。一方、AGC回路において、連続信号において低いビット誤り率(BER:Bit Error Rate)を実現するためには、比較的大きいAGC時定数が必要である。つまり、バースト信号に対する応答性と連続信号における低いビット誤り率とは、トレードオフの関係にある。   The time constant related to the AGC function is a time constant (AGC time constant) that defines the cutoff frequency in the above AGC circuit. In the AGC circuit, a relatively small AGC time constant is required for instantaneous response to the burst signal. On the other hand, in the AGC circuit, a relatively large AGC time constant is required to realize a low bit error rate (BER) in a continuous signal. That is, there is a trade-off relationship between the response to the burst signal and the low bit error rate in the continuous signal.

以上説明したように、空間伝送システムでは、大気の状態に応じて、AC結合時定数とAGC時定数とが最適化されることが望ましい。そこで、本実施形態の空間伝送システム500では、AC結合部270において、AC結合時定数が変更可能になっている。また、本実施形態の空間伝送システム500では、自動利得制御部280において、AGC時定数が変更可能になっている。   As described above, in the space transmission system, it is desirable that the AC coupling time constant and the AGC time constant are optimized according to the state of the atmosphere. Therefore, in the spatial transmission system 500 of the present embodiment, the AC coupling time constant can be changed in the AC coupling section 270. Further, in the spatial transmission system 500 of the present embodiment, the automatic gain control unit 280 can change the AGC time constant.

図2は、本発明の第1の実施形態における監視部、AC結合部、自動利得制御部の構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configurations of the monitoring unit, the AC coupling unit, and the automatic gain control unit according to the first embodiment of the present invention.

監視部250は、変動周波数監視部251と、時定数判定部252と、変動レベル監視部253と、変更要否判定部254と、時定数選択判定部255とを含む。   The monitoring unit 250 includes a fluctuation frequency monitoring unit 251, a time constant determination unit 252, a fluctuation level monitoring unit 253, a change necessity determination unit 254, and a time constant selection determination unit 255.

変動周波数監視部251は、光信号の受信レベルの変動における変動周波数成分を監視する。具体的には、例えば、変動周波数監視部251は、光信号の受信レベルの時系列を、所定の時間間隔で所定の時間分だけ収集する。そして、変動周波数監視部251は、高速フーリエ変換を用いて、収集した受信レベルの時系列から、所定の周波数範囲における変動周波数成分を導出する。尚、降水時には、降水量等の経時変化に起因して、変動周波数成分が増加する。   The fluctuating frequency monitoring unit 251 monitors the fluctuating frequency component in the fluctuation of the reception level of the optical signal. Specifically, for example, the fluctuating frequency monitoring unit 251 collects the time series of the reception level of the optical signal for a predetermined time at predetermined time intervals. Then, the fluctuating frequency monitoring unit 251 derives the fluctuating frequency component in the predetermined frequency range from the collected reception level time series using the fast Fourier transform. In addition, at the time of precipitation, the fluctuating frequency component increases due to the change with time of the precipitation amount and the like.

時定数判定部252は、変動周波数成分に基づいて、AC結合時定数及びAGC時定数(以下、単に「時定数」とも称す)の変更要否を判断し、変更が必要な場合には最適な時定数を選択する。   The time constant determination unit 252 determines whether or not to change the AC coupling time constant and the AGC time constant (hereinafter, also simply referred to as “time constant”) based on the fluctuating frequency component, and is optimal when the change is necessary. Select a time constant.

変動レベル監視部253は、光信号の受信レベルの絶対値(以下、「変動レベル」と称す)を監視する。   The fluctuation level monitoring unit 253 monitors the absolute value of the reception level of the optical signal (hereinafter, referred to as “variation level”).

変更要否判定部254は、変動レベルに基づいて、受信装置200の最小受信レベルに対するマージンを確認し、時定数の変更要否を判断する。   The change necessity determination unit 254 confirms the margin with respect to the minimum reception level of the receiving device 200 based on the variation level, and determines whether the time constant needs to be changed.

時定数選択判定部255は、時定数判定部252及び変更要否判定部254による判定結果に基づいて、時定数を決定する。   The time constant selection determination unit 255 determines the time constant based on the determination results by the time constant determination unit 252 and the change necessity determination unit 254.

AC結合部270は、複数のAC結合時定数271、AC結合時定数272、・・・、AC結合時定数27N(Nは2以上の自然数)を保持可能である。   The AC coupling unit 270 can hold a plurality of AC coupling time constants 271, AC coupling time constants 272, ..., AC coupling time constants 27N (N is a natural number of 2 or more).

自動利得制御部280は、複数のAGC時定数281、AGC時定数282、・・・、AGC時定数28M(Mは2以上の自然数)を保持可能である。   The automatic gain control unit 280 can hold a plurality of AGC time constants 281, AGC time constants 282, ..., AGC time constants 28M (M is a natural number of 2 or more).

本実施形態における動作について説明する。   The operation of this embodiment will be described.

図3は、本発明の第1の実施形態における受信装置の動作の一例を示すフローチャートである。具体的には、図3は、監視部250の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図3に示すフローチャート及び以下の説明は一例であり、適宜求める処理に応じて、処理順等を入れ替えたり、処理を戻したり、又は処理を繰り返したりしてもよい。   FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the receiving device according to the first embodiment of the present invention. Specifically, FIG. 3 is a flowchart showing an example of the operation of the monitoring unit 250. Note that the flowchart shown in FIG. 3 and the following description are examples, and the order of processing, the processing may be returned, or the processing may be repeated depending on the processing to be appropriately obtained.

まず、監視部250は、大気を伝播されてきた光信号を、フォトダイオード210、光電圧変換部220、増幅器230、及び高速アナログデジタル変換部240により受信した光信号の受信レベルを監視する(ステップS110)。   First, the monitoring unit 250 monitors the reception level of the optical signal received by the photodiode 210, the photovoltage conversion unit 220, the amplifier 230, and the high-speed analog-to-digital conversion unit 240 with respect to the optical signal propagated in the atmosphere (step). S110).

次に、監視部250は、受信した光信号の受信レベルの時系列に基づいて、受信レベルの低下を検出する(ステップS120)。受信レベルの低下が検出されない場合(ステップS120:No)には、受信装置200は、ステップS110の処理へ戻る。受信レベルの低下が検出された場合(ステップS120:Yes)には、受信装置200は、ステップS130の処理へ進む。   Next, the monitoring unit 250 detects a decrease in the reception level based on the time series of the reception level of the received optical signal (step S120). When the decrease in the reception level is not detected (step S120: No), the reception device 200 returns to the process of step S110. When a decrease in the reception level is detected (step S120: Yes), the reception device 200 proceeds to the process of step S130.

続いて、監視部250は、受信レベルの時系列に基づいて、受信レベルの変動周波数成分を導出する(ステップS130)。   Subsequently, the monitoring unit 250 derives the variable frequency component of the reception level based on the time series of the reception level (step S130).

続いて、監視部250は、受信レベルと変動周波数成分とに基づいて、検出した受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定する(ステップS140)。受信レベルの低下が一過性でない場合(ステップS140:No)には、監視部250は、故障信号を出力して(ステップS150)、処理を終了する。受信レベルの低下が一過性である場合(ステップS140:Yes)には、監視部250は、AC結合部270及び自動利得制御部280における時定数を減少させて(ステップS160)、処理を終了する。   Subsequently, the monitoring unit 250 estimates whether or not the detected decrease in the reception level is transient based on the reception level and the fluctuating frequency component (step S140). When the decrease in the reception level is not transient (step S140: No), the monitoring unit 250 outputs a failure signal (step S150) and ends the process. When the decrease in the reception level is transient (step S140: Yes), the monitoring unit 250 reduces the time constants in the AC coupling unit 270 and the automatic gain control unit 280 (step S160), and the process ends. To do.

以上説明したように、本実施形態の空間伝送システム500では、監視部250は、受信レベルと変動周波数成分とに基づいて、検出した受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定する。降水時には受信レベルにおける高周波数の変動周波数成分が増加するので、受信レベルの低下が降水に伴う一過性なものであるか否かを、高精度に推定することが可能である。そして、監視部250は、受信レベルの低下が一過性でない場合には、故障信号を出力する。一方、監視部250は、降水時等の、受信レベルの低下が一過性である場合には、故障信号を出力しない。従って、本実施形態の空間伝送システム500には、受信装置における受信レベルの一過性でない低下が発生した場合に故障の発生を示す故障信号を出力する一方、大気状態の変動に伴って受信レベルの一過性な低下が発生した場合に故障信号の出力を高精度に抑制することができるという効果がある。   As described above, in the spatial transmission system 500 of the present embodiment, the monitoring unit 250 estimates whether or not the detected decrease in the reception level is transient based on the reception level and the fluctuating frequency component. .. Since high-frequency fluctuation frequency components in the reception level increase during precipitation, it is possible to highly accurately estimate whether or not the decrease in reception level is transient due to precipitation. Then, the monitoring unit 250 outputs a failure signal when the decrease in the reception level is not transient. On the other hand, the monitoring unit 250 does not output the failure signal when the decrease in the reception level is transient, such as during rainfall. Therefore, the spatial transmission system 500 of the present embodiment outputs a failure signal indicating the occurrence of a failure when the reception level of the receiving device is not transiently decreased, while the reception level is changed according to the change in atmospheric conditions. The effect of being able to suppress the output of the failure signal with high accuracy when a temporary decrease occurs

また、本実施形態の空間伝送システム500では、監視部250は、受信レベルと変動周波数成分とに基づいて、検出した受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定する。そして、監視部250は、降水時等の、受信レベルの低下が一過性である場合には、AC結合部270及び自動利得制御部280における時定数を減少させる。AC結合部270及び自動利得制御部280における時定数を減少させることにより、出力される電気信号の歪が減少するので、降水時におけるビット誤りの発生は抑制される。従って、本実施形態の空間伝送システム500には、大気状態の変動に伴って受信レベルの一過性な低下が発生した場合に、ビット誤りの発生を抑制することができるという効果がある。
(第2の実施形態)
次に、本発明の第1の実施形態を基本とする、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態では、自動利得制御部の出力信号における妥当性検証結果が、監視部にフィードバックされる。
Further, in the spatial transmission system 500 of the present embodiment, the monitoring unit 250 estimates whether or not the detected decrease in the reception level is transient based on the reception level and the fluctuating frequency component. Then, the monitoring unit 250 reduces the time constant in the AC coupling unit 270 and the automatic gain control unit 280 when the decrease in the reception level is transient, such as during rainfall. By reducing the time constants in the AC coupling unit 270 and the automatic gain control unit 280, the distortion of the output electric signal is reduced, so that the occurrence of bit errors during precipitation is suppressed. Therefore, the space transmission system 500 of the present embodiment has an effect of suppressing the occurrence of a bit error when the reception level is temporarily reduced due to the change in atmospheric conditions.
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention based on the first embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the validity verification result in the output signal of the automatic gain control unit is fed back to the monitoring unit.

図4は、本発明の第2の実施形態における空間伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の空間伝送システム506は、送信装置100(図4では不図示)と、受信装置300とを含む。   FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the space transmission system according to the second embodiment of the present invention. The spatial transmission system 506 of this embodiment includes a transmitter 100 (not shown in FIG. 4) and a receiver 300.

受信装置300は、第1の実施形態における構成要素に加えて、クロック抽出回路310と、増幅器320と、高速アナログデジタル変換部330と、妥当性検証部340とを含む。但し、受信装置300では、第1の実施形態における監視部250が、監視部256に置き換えられている。また、受信装置300では、第1の実施形態における自動利得制御部280が、自動利得制御部286に置き換えられている。   The reception device 300 includes a clock extraction circuit 310, an amplifier 320, a high-speed analog-to-digital conversion unit 330, and a validity verification unit 340 in addition to the components of the first embodiment. However, in the receiving device 300, the monitoring unit 250 in the first embodiment is replaced with the monitoring unit 256. Further, in the receiving device 300, the automatic gain control unit 280 in the first embodiment is replaced with the automatic gain control unit 286.

自動利得制御部286の出力は、正極性信号と負極性信号とを用いてバランス伝送される。また、自動利得制御部286の出力のうち片側の信号(図4における“(+)”側の信号)が、分圧抵抗を用いて分岐される。以下、分岐された信号を「分岐信号」と称す。自動利得制御部286におけるその他の構成は、第1の実施形態における自動利得制御部280の構成と同じである。   The output of the automatic gain control unit 286 is balanced-transmitted using the positive polarity signal and the negative polarity signal. A signal on one side (a signal on the “(+)” side in FIG. 4) of the output of the automatic gain control unit 286 is branched by using a voltage dividing resistor. Hereinafter, the branched signal will be referred to as a “branch signal”. The other configuration of the automatic gain control unit 286 is the same as the configuration of the automatic gain control unit 280 in the first embodiment.

増幅器320は、分岐信号の電圧を増幅する。   The amplifier 320 amplifies the voltage of the branch signal.

高速アナログデジタル変換部330は、増幅器320により増幅された分岐信号の電圧を、所定の間隔でサンプリングすることにより、デジタル化する。   The high-speed analog-digital conversion unit 330 digitizes the voltage of the branch signal amplified by the amplifier 320 by sampling at a predetermined interval.

監視部256は、高速アナログデジタル変換部330により出力されたデジタル信号に基づいて、自動利得制御部286により出力された信号の状態を監視する。   The monitoring unit 256 monitors the state of the signal output by the automatic gain control unit 286 based on the digital signal output by the high speed analog-digital conversion unit 330.

クロック抽出回路310は、自動利得制御部286の出力から、受信クロックを抽出する。尚、分圧抵抗の抵抗値と、クロック抽出回路310の終端抵抗成分との比に従って、分圧比が決定される。そこで、受信データへの影響を低減するために、分圧抵抗の抵抗値は、クロック抽出回路310の終端抵抗成分の1/10程度であることが望ましい。   The clock extraction circuit 310 extracts the reception clock from the output of the automatic gain control unit 286. The voltage division ratio is determined according to the ratio between the resistance value of the voltage dividing resistor and the termination resistance component of the clock extraction circuit 310. Therefore, in order to reduce the influence on the received data, the resistance value of the voltage dividing resistor is preferably about 1/10 of the termination resistance component of the clock extraction circuit 310.

妥当性検証部340は、分岐信号の妥当性の検証を行う。具体的には、妥当性検証部340は、AC結合時定数又はAGC時定数の選択が妥当であるか否かを、分岐信号のデューティ比や歪み等を計測することにより検証し、検証結果を出力する。   The validity verification unit 340 verifies the validity of the branch signal. Specifically, the validity verification unit 340 verifies whether or not the selection of the AC coupling time constant or the AGC time constant is appropriate by measuring the duty ratio, the distortion, etc. of the branch signal, and the verification result is obtained. Output.

監視部256は、妥当性検証部340による検証結果に基づいて、AC結合時定数又はAGC時定数を最適化する。監視部256におけるその他の構成は、第1の実施形態における監視部250の構成と同じである。   The monitoring unit 256 optimizes the AC coupling time constant or the AGC time constant based on the verification result by the validity verification unit 340. The other configuration of the monitoring unit 256 is the same as the configuration of the monitoring unit 250 in the first embodiment.

本実施形態におけるその他の構成は、第1の実施形態における構成と同じである。   Other configurations in this embodiment are the same as the configurations in the first embodiment.

以上説明したように、本実施形態の空間伝送システム506は、自動利得制御部286の出力信号における妥当性検証結果が、監視部256にフィードバックされることを除いて、本発明の第1の実施形態の空間伝送システム500と同じである。従って、本実施形態の空間伝送システム506は、本発明の第1の実施形態の空間伝送システム500と同じ効果を有する。   As described above, the spatial transmission system 506 of this embodiment is the first embodiment of the present invention except that the validity verification result in the output signal of the automatic gain control unit 286 is fed back to the monitoring unit 256. It is the same as that of the spatial transmission system 500. Therefore, the spatial transmission system 506 of this embodiment has the same effect as the spatial transmission system 500 of the first embodiment of the present invention.

また、本実施形態の空間伝送システム506では、自動利得制御部286の出力信号における妥当性検証結果が、監視部256にフィードバックされる。従って、本実施形態の空間伝送システム506には、受信装置300が、時定数が最適化された電気信号を出力できるという効果がある。
(第3の実施形態)
次に、本発明の第1乃至2の実施形態の基本である、本発明の第3の実施形態について説明する。
Further, in the spatial transmission system 506 of the present embodiment, the validity verification result in the output signal of the automatic gain control unit 286 is fed back to the monitoring unit 256. Therefore, the spatial transmission system 506 of the present embodiment has an effect that the receiving device 300 can output an electric signal with an optimized time constant.
(Third Embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention, which is the basis of the first and second embodiments of the present invention, will be described.

図5は、本発明の第3の実施形態における空間伝送システムの構成の一例を示すブロック図である。本実施形態の空間伝送システム509は、送信装置109と、受信装置209とを含む。   FIG. 5: is a block diagram which shows an example of a structure of the space transmission system in the 3rd Embodiment of this invention. The spatial transmission system 509 of this embodiment includes a transmitter 109 and a receiver 209.

送信装置109は、送信部119を含む。   The transmission device 109 includes a transmission unit 119.

送信部119は、変調波を大気中へ送信する。変調波は、大気中を伝播する、直進性を有する波である。変調波は、例えば、光、短波長の電磁波、音波である。   The transmitter 119 transmits the modulated wave into the atmosphere. The modulated wave is a wave that propagates in the atmosphere and has straightness. The modulated wave is, for example, light, an electromagnetic wave having a short wavelength, or a sound wave.

受信装置209は、受信部229と、監視部259とを含む。   The receiving device 209 includes a receiving unit 229 and a monitoring unit 259.

受信部229は、送信装置109により送信された変調波が大気を伝播されてきた変調波を受信し、受信した変調波を、受信した変調波の受信レベルを示す電気信号に変換して出力する。   The reception unit 229 receives the modulation wave transmitted from the transmission device 109 and propagated in the atmosphere, converts the received modulation wave into an electric signal indicating the reception level of the received modulation wave, and outputs the electric signal. ..

監視部259は、受信部229により出力された電気信号の時系列に基づいて、受信レベルの低下を検出する。   The monitoring unit 259 detects a decrease in the reception level based on the time series of the electric signal output by the receiving unit 229.

そして、監視部259は、電気信号の時系列に基づいて、受信レベルの変動周波数成分を導出する。   Then, the monitoring unit 259 derives the fluctuating frequency component of the reception level based on the time series of the electric signal.

そして、監視部259は、受信レベルと変動周波数成分とに基づいて、検出した受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定する。   Then, the monitoring unit 259 estimates whether or not the detected decrease in the reception level is transient based on the reception level and the fluctuating frequency component.

そして、受信レベルの低下が一過性でないと推定された場合に、監視部259は、空間伝送システム509の故障を示す故障信号を出力する。   Then, when it is estimated that the decrease in the reception level is not transient, the monitoring unit 259 outputs a failure signal indicating a failure of the spatial transmission system 509.

一方、受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、監視部259は、故障信号の出力を抑止する。   On the other hand, when it is estimated that the decrease in the reception level is transient, the monitoring unit 259 suppresses the output of the failure signal.

以上説明したように、本実施形態の空間伝送システム509では、監視部259は、受信レベルと変動周波数成分とに基づいて、検出した受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定する。降水時には受信レベルにおける高周波数の変動周波数成分が増加するので、受信レベルの低下が降水に伴う一過性なものであるか否かを、高精度に推定することが可能である。そして、監視部259は、受信レベルの低下が一過性でない場合には、故障信号を出力する。一方、監視部259は、降水時等の、受信レベルの低下が一過性である場合には、故障信号を出力しない。従って、本実施形態の空間伝送システム509には、受信装置における受信レベルの一過性でない低下が発生した場合に故障の発生を示す故障信号を出力する一方、大気状態の変動に伴って受信レベルの一過性な低下が発生した場合に故障信号の出力を高精度に抑制することができるという効果がある。   As described above, in the spatial transmission system 509 of the present embodiment, the monitoring unit 259 estimates whether or not the detected decrease in the reception level is transient based on the reception level and the fluctuating frequency component. .. Since high-frequency fluctuation frequency components in the reception level increase during precipitation, it is possible to highly accurately estimate whether or not the decrease in reception level is transient due to precipitation. Then, the monitoring unit 259 outputs a failure signal when the decrease in the reception level is not transient. On the other hand, the monitoring unit 259 does not output the failure signal when the decrease in the reception level is transient, such as during rainfall. Therefore, the spatial transmission system 509 of the present embodiment outputs a failure signal indicating the occurrence of a failure when the reception level of the receiving device is not transiently decreased, while the reception level is changed according to the change of the atmospheric condition. The effect of being able to suppress the output of the failure signal with high accuracy when a temporary decrease occurs

なお、本実施形態における受信装置209の各部の機能は、複数の要素に分割されて実装されてもよい。   The function of each unit of the receiving device 209 in the present embodiment may be implemented by being divided into a plurality of elements.

また、本実施形態における受信装置209は、第1の実施形態における受信装置200と同様に、受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、受信レベルの低下が一過性である旨を示す信号を出力してもよい。   Further, similarly to the receiving device 200 in the first embodiment, the receiving device 209 in the present embodiment causes the receiving level to be transiently decreased when it is estimated that the decrease in the receiving level is transient. A signal indicating that there is may be output.

また、本実施形態における受信装置209は、第1の実施形態における受信装置200と同様に、受信部229により出力された電気信号を増幅して出力する増幅部を更に含んでもよい。更に、増幅部は、入力に対する出力の追従特性に関する、変更可能な時定数を有してもよい。更に、監視部259は、受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、追従特性に関する時定数を減少させてもよい。   Further, the receiving device 209 in the present embodiment may further include an amplifying unit that amplifies and outputs the electric signal output by the receiving unit 229, similarly to the receiving device 200 in the first embodiment. Further, the amplification unit may have a changeable time constant regarding the output tracking characteristic with respect to the input. Furthermore, the monitoring unit 259 may decrease the time constant regarding the tracking characteristic when it is estimated that the decrease in the reception level is transient.

また、本実施形態における受信装置209は、第2の実施形態における受信装置206と同様に、受信部229により出力された電気信号を増幅して出力する増幅部と、増幅部の出力の妥当性を検証する妥当性検証部とを更に含んでもよい。更に、増幅部は、入力に対する出力の追従特性に関する、変更可能な時定数を有してもよい。更に、監視部259は、受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、追従特性に関する時定数を減少させてもよい。更に、妥当性検証部は、妥当性検証結果を監視部259へフィードバックし、監視部259は、フィードバックされた妥当性検証結果に基づいて、時定数を最適化してもよい。   In addition, the receiving device 209 according to the present exemplary embodiment, like the receiving device 206 according to the second exemplary embodiment, has an amplification unit that amplifies and outputs the electric signal output by the receiving unit 229, and the validity of the output of the amplification unit. It may further include a validity verification unit for verifying. Furthermore, the amplification section may have a changeable time constant regarding the output tracking characteristic with respect to the input. Furthermore, the monitoring unit 259 may decrease the time constant regarding the tracking characteristic when the decrease in the reception level is estimated to be transient. Further, the validity verification unit may feed back the validity verification result to the monitoring unit 259, and the monitoring unit 259 may optimize the time constant based on the fed back validity verification result.

図6は、本発明の各実施形態における通信装置を実現可能なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。   FIG. 6 is a block diagram showing an example of a hardware configuration capable of realizing the communication device according to each embodiment of the present invention.

受信装置907は、記憶装置902と、CPU(Central Processing Unit)903と、キーボード904と、モニタ905と、I/O(Input/Output)908とを備え、これらが内部バス906で接続されている。記憶装置902は、監視部259等のCPU903の動作プログラムを格納する。CPU903は、受信装置907全体を制御し、記憶装置902に格納された動作プログラムを実行し、I/O908を介して制御部156等のプログラムの実行やデータの送受信を行なう。なお、上記の受信装置907の内部構成は一例である。受信装置907は、必要に応じて、キーボード904、モニタ905を接続する装置構成であってもよい。   The receiving device 907 includes a storage device 902, a CPU (Central Processing Unit) 903, a keyboard 904, a monitor 905, and an I / O (Input / Output) 908, which are connected by an internal bus 906. .. The storage device 902 stores an operation program of the CPU 903 such as the monitoring unit 259. The CPU 903 controls the receiving device 907 as a whole, executes an operation program stored in the storage device 902, and executes a program such as the control unit 156 and transmits / receives data via the I / O 908. The internal configuration of the receiving device 907 described above is an example. The receiving device 907 may have a device configuration in which a keyboard 904 and a monitor 905 are connected as necessary.

上述した本発明の各実施形態における受信装置は、専用の装置によって実現してもよいが、コンピュータ(情報処理装置)によっても実現可能である。この場合、係るコンピュータは、記憶装置902に格納されたソフトウェア・プログラムをCPU903に読み出し、読み出したソフトウェア・プログラムをCPU903において実行する。上述した各実施形態の場合、係るソフトウェア・プログラムには、上述したところの、図1又は図2に示した受信装置200の各部の機能、図4に示した受信装置300の各部の機能、又は図5に示した受信装置209の各部の機能を実現可能な記述がなされていればよい。ただし、これらの各部には、適宜ハードウェアを含むことも想定される。そして、このような場合、係るソフトウェア・プログラム(コンピュータ・プログラム)は、本発明を構成すると捉えることができる。更に、係るソフトウェア・プログラムを格納した、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体も、本発明を構成すると捉えることができる。   The receiving device in each of the embodiments of the present invention described above may be realized by a dedicated device, but may also be realized by a computer (information processing device). In this case, the computer reads out the software program stored in the storage device 902 to the CPU 903, and executes the read out software program in the CPU 903. In the case of each of the above-described embodiments, the software program concerned includes, as described above, a function of each unit of the receiving device 200 shown in FIG. 1 or 2, a function of each unit of the receiving device 300 shown in FIG. It suffices if the description that enables the functions of the respective units of the receiving apparatus 209 shown in FIG. 5 is realized. However, each of these units may include appropriate hardware. In such a case, the software program (computer program) can be regarded as constituting the present invention. Further, a computer-readable storage medium that stores the software program can be regarded as constituting the present invention.

以上、本発明を、上述した各実施形態及びその変形例によって例示的に説明した。しかしながら、本発明の技術的範囲は、上述した各実施形態及びその変形例に記載した範囲に限定されない。当業者には、係る実施形態に対して多様な変更又は改良を加えることが可能であることは明らかである。そのような場合、係る変更又は改良を加えた新たな実施形態も、本発明の技術的範囲に含まれ得る。そしてこのことは、特許請求の範囲に記載した事項により明らかである。   The present invention has been exemplarily described above with reference to the above-described embodiments and their modifications. However, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in each of the above-described embodiments and modifications thereof. It is obvious to those skilled in the art that various modifications and improvements can be added to the embodiment. In such a case, new embodiments with such changes or improvements may be included in the technical scope of the present invention. This is apparent from the matters described in the claims.

本発明は、直進性を有する波(光、短波長の電磁波、音波等)の空間伝播を用いた空間伝送システム、及び空間伝送と有線伝送とを併用した伝送システムにおける、降水時の処理を行う用途において利用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention performs a process during precipitation in a spatial transmission system that uses spatial propagation of waves having straightness (light, electromagnetic waves of short wavelength, sound waves, etc.) and a transmission system that uses both spatial transmission and wired transmission. It can be used for various purposes.

100 送信装置
110 光変調ドライバ
120 レーザダイオード
200 受信装置
210 フォトダイオード
220 光電圧変換部
230 増幅器
240 高速アナログデジタル変換部
250 監視部
251 変動周波数監視部
252 時定数判定部
253 変動レベル監視部
254 変更要否判定部
255 時定数選択判定部
260 トランスインピーダンス増幅器
270 AC結合部
271 AC結合時定数1
272 AC結合時定数2
27N AC結合時定数N
280 自動利得制御部
281 AGC時定数1
282 AGC時定数2
28M AGC時定数M
500 空間伝送システム
300 受信装置
256 監視部
286 自動利得制御部
310 クロック抽出回路
320 増幅器
330 高速アナログデジタル変換部
340 妥当性検証部
506 空間伝送システム
109 送信装置
119 送信部
209 受信装置
229 受信部
259 監視部
509 空間伝送システム
902 記憶装置
903 CPU
904 キーボード
905 モニタ
906 内部バス
907 受信装置
908 I/O
100 transmitter 110 optical modulation driver 120 laser diode 200 receiver 210 photo diode 220 optical voltage converter 230 amplifier 240 high-speed analog-to-digital converter 250 monitor 251 fluctuating frequency monitor 252 time constant judging unit 253 fluctuation level monitor 254 change required Rejection determination unit 255 Time constant selection determination unit 260 Transimpedance amplifier 270 AC coupling unit 271 AC coupling time constant 1
272 AC coupling time constant 2
27N AC coupling time constant N
280 Automatic gain control unit 281 AGC time constant 1
282 AGC time constant 2
28M AGC time constant M
500 spatial transmission system 300 receiver 256 monitoring unit 286 automatic gain control unit 310 clock extraction circuit 320 amplifier 330 high-speed analog-to-digital converter 340 validity verification unit 506 spatial transmission system 109 transmitter 119 transmitter 209 receiver 229 receiver 259 monitor Part 509 Spatial transmission system 902 Storage device 903 CPU
904 keyboard 905 monitor 906 internal bus 907 receiver 908 I / O

Claims (8)

変調波を送信する送信部を備える送信装置により送信された該変調波が大気を伝播されてきた変調波を受信し、受信した該変調波を、受信した該変調波の受信レベルを示す電気信号に変換して出力する受信手段と、
前記受信手段により出力された前記電気信号の時系列に基づいて前記受信レベルの低下を検出し、
前記電気信号の時系列に基づいて前記受信レベルの変動周波数成分を導出し、
前記受信レベルと前記変動周波数成分とに基づいて、検出した前記受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定し、
前記受信レベルの低下が一過性でないと推定された場合に、故障を示す故障信号を出力し、
前記受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、前記故障信号の出力を抑止する
監視手段と
を備える受信装置。
An electric signal indicating the reception level of the received modulated wave, the received modulated wave being received by the transmitting apparatus having a transmitting unit for transmitting the modulated wave Receiving means for converting to and outputting
Detecting a decrease in the reception level based on the time series of the electric signal output by the receiving means,
Deriving a variable frequency component of the reception level based on the time series of the electrical signal,
Based on the reception level and the fluctuating frequency component, it is estimated whether the detected decrease in the reception level is transient,
When it is estimated that the decrease in the reception level is not transient, a failure signal indicating a failure is output,
A receiving device comprising: a monitoring unit that suppresses the output of the failure signal when the decrease in the reception level is estimated to be transient.
前記監視手段は、前記受信レベルが第1の閾値以下に低下し、且つ前記変動周波数成分が第2の閾値以上である場合に、前記受信レベルの低下が一過性であると推定する
請求項1に記載の受信装置。
The monitoring unit estimates that the decrease in the reception level is transient when the reception level decreases below a first threshold value and the fluctuating frequency component exceeds a second threshold value. 1. The receiving device according to 1.
前記受信手段により出力された前記電気信号を増幅して出力する増幅手段を更に備え、
前記増幅手段は、入力に対する出力の追従特性に関する、変更可能な時定数を有し、
前記監視手段は、前記受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、前記追従特性に関する時定数を減少させる
請求項1又は請求項2に記載の受信装置。
Further comprising amplification means for amplifying and outputting the electric signal output by the receiving means,
The amplifying means has a changeable time constant regarding the output follow-up characteristic with respect to the input,
The receiving device according to claim 1, wherein the monitoring unit reduces the time constant related to the tracking characteristic when the decrease in the reception level is estimated to be transient.
前記増幅手段は、交流結合に関する、変更可能な時定数を有し、
前記追従特性に関する時定数は、前記増幅手段における前記交流結合に関する時定数を含む
請求項3に記載の受信装置。
The amplifying means has a variable time constant for AC coupling,
The receiving device according to claim 3, wherein the time constant relating to the tracking characteristic includes a time constant relating to the AC coupling in the amplifying means.
前記増幅手段は、自動利得制御に関する、変更可能な時定数を有し、
前記追従特性に関する時定数は、前記増幅手段における前記自動利得制御に関する時定数を含む
請求項3又は請求項4に記載の受信装置。
The amplifying means has a variable time constant for automatic gain control,
The receiving device according to claim 3 or 4, wherein the time constant regarding the tracking characteristic includes a time constant regarding the automatic gain control in the amplifying means.
変調波を送信する送信部を備える送信装置と、
前記送信装置により送信された前記変調波が大気を伝播されてきた変調波を受信する受信装置と
を備える空間伝送システムであって、
前記受信装置は、
前記大気を伝播されてきた変調波を受信し、受信した該変調波を、受信した該変調波の受信レベルを示す電気信号に変換して出力する受信手段と、
前記受信手段により出力された前記電気信号の時系列に基づいて前記受信レベルの低下を検出し、
前記電気信号の時系列に基づいて前記受信レベルの変動周波数成分を導出し、
前記受信レベルと前記変動周波数成分とに基づいて、検出した前記受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定し、
前記受信レベルの低下が一過性でないと推定された場合に、故障を示す故障信号を出力し、
前記受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、前記故障信号の出力を抑止する
監視手段と
を備える空間伝送システム。
A transmitter having a transmitter for transmitting a modulated wave;
A spatial transmission system comprising: a receiving device that receives the modulated wave that has been transmitted through the atmosphere by the modulated wave transmitted by the transmitting device,
The receiving device is
Receiving means for receiving the modulated wave propagated through the atmosphere, converting the received modulated wave into an electric signal indicating the received level of the received modulated wave, and outputting the electric signal.
Detecting a decrease in the reception level based on the time series of the electric signal output by the receiving means,
Deriving a variable frequency component of the reception level based on the time series of the electrical signal,
Based on the reception level and the fluctuating frequency component, it is estimated whether the detected decrease in the reception level is transient,
When it is estimated that the decrease in the reception level is not transient, a failure signal indicating a failure is output,
A spatial transmission system comprising: a monitoring unit that suppresses the output of the failure signal when it is estimated that the decrease in the reception level is transient.
大気を伝播されてきた変調波を受信し、受信した該変調波を、受信した該変調波の受信レベルを示す電気信号に変換して出力することと、
出力された前記電気信号の時系列に基づいて前記受信レベルの低下を検出し、
前記電気信号の時系列に基づいて前記受信レベルの変動周波数成分を導出し、
前記受信レベルと前記変動周波数成分とに基づいて、検出した前記受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定し、
前記受信レベルの低下が一過性でないと推定された場合に、故障を示す故障信号を出力し、
前記受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、前記故障信号の出力を抑止することと
を行う受信制御方法。
Receiving a modulated wave propagated through the atmosphere, converting the received modulated wave into an electric signal indicating the received level of the received modulated wave, and outputting the electric signal;
Detecting a decrease in the reception level based on the time series of the output electric signal,
Deriving a variable frequency component of the reception level based on the time series of the electrical signal,
Based on the reception level and the fluctuating frequency component, it is estimated whether the detected decrease in the reception level is transient,
When it is estimated that the decrease in the reception level is not transient, a failure signal indicating a failure is output,
A reception control method of suppressing the output of the failure signal when it is estimated that the decrease of the reception level is transient.
変調波を送信する送信部を備える送信装置により送信された前記変調波が大気を伝播されてきた変調波を受信し、受信した該変調波を、受信した該変調波の受信レベルを示す電気信号に変換して出力する受信処理と、
出力された前記電気信号の時系列に基づいて前記受信レベルの低下を検出し、
前記電気信号の時系列に基づいて前記受信レベルの変動周波数成分を導出し、
前記受信レベルと前記変動周波数成分とに基づいて、検出した前記受信レベルの低下が一過性であるか否かを推定し、
前記受信レベルの低下が一過性でないと推定された場合に、故障を示す故障信号を出力し、
前記受信レベルの低下が一過性であると推定された場合に、前記故障信号の出力を抑止する
監視処理と
をコンピュータに実行させる受信制御プログラム。
An electric signal indicating the received level of the received modulated wave, the received modulated wave being received by the transmitting apparatus having a transmitting unit for transmitting the modulated wave Receiving process to convert to and output
Detecting a decrease in the reception level based on the time series of the output electric signal,
Deriving a variable frequency component of the reception level based on the time series of the electrical signal,
Based on the reception level and the fluctuating frequency component, it is estimated whether the detected decrease in the reception level is transient,
When it is estimated that the decrease in the reception level is not transient, a failure signal indicating a failure is output,
A reception control program for causing a computer to execute a monitoring process for suppressing the output of the failure signal when it is estimated that the decrease in the reception level is transient.
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