WO2023152834A1 - 無線通信システム、無線通信方法および無線通信装置 - Google Patents

無線通信システム、無線通信方法および無線通信装置 Download PDF

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wireless communication
channels
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communication device
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仁 長谷川
利文 宮城
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日本電信電話株式会社
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/22—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received using redundant apparatus to increase reliability

Definitions

  • the present disclosure relates to a wireless communication system, wireless communication method, and wireless communication device, and in particular, wireless communication system, wireless communication method, and wireless communication device suitable for stably ensuring transmission capability in a multiplex transmission scheme using multiple channels. It relates to communication devices.
  • Patent Document 1 discloses a technique related to a virtual concatenation transmission system. More specifically, in Patent Document 1, multiple types of paths with different transmission speeds are mixed on a time-division multiplex line that performs synchronous transfer such as SDH (Synchronous Digital Hierarchy)/SONET (Synchronous Optical NETwork) networks. A technique for constructing a VCG (Virtual Concatenation Group) with a high degree of freedom and efficiency is disclosed.
  • SDH Serial Digital Hierarchy
  • SONET Synchronous Optical NETwork
  • Patent Document 1 in a device that realizes large-capacity transmission by multiplexing a plurality of radio channels, when some channels become unusable due to radio wave interference or failure, the remaining channels are used for operation. will continue. In this case, there is no choice but to continue the operation with a band smaller than the originally necessary band.
  • a first object is to provide a wireless communication system that can ensure a
  • the present disclosure provides a wireless communication method for stably securing the desired transmission capacity even if some channels become unavailable while securing the desired transmission capacity by multiplexing a plurality of wireless channels.
  • the second purpose is to
  • the present disclosure provides a wireless communication device that can stably secure a desired transmission capacity even if some channels become unavailable while securing a desired transmission capacity by multiplexing a plurality of wireless channels.
  • the third purpose is to provide
  • a first aspect is a wireless communication system including a wireless communication device and a communication partner device that establish communication by multiplexing a plurality of channels,
  • the wireless communication device and the communication partner device each have a function corresponding to a change in modulation scheme used for wireless communication,
  • the wireless communication device a process of detecting occurrence of an unusable state for each of the plurality of channels; a method change process for changing the currently used modulation method to another modulation method that produces a larger transmission capacity when the unusable state is detected; and a process of notifying the communication partner device of the change,
  • the communication partner apparatus is configured to receive the notification and change the modulation scheme to the other modulation scheme.
  • a second aspect is a wireless communication method using a wireless communication device and a communication partner device that establish communication by multiplexing a plurality of channels,
  • the wireless communication device and the communication partner device each have a function corresponding to a change in modulation scheme used for wireless communication, detecting the occurrence of a disabled condition for each of the plurality of channels; a method changing step of changing the currently used modulation method to another modulation method that produces a larger transmission capacity when the unusable state is detected; causing the change to be shared between the wireless communication device and the correspondent device; should be included.
  • a third aspect is a wireless communication device that establishes communication with a communication partner device by multiplexing a plurality of channels, a process of detecting occurrence of an unusable state for each of the plurality of channels; a method change process for changing the currently used modulation method to another modulation method that produces a larger transmission capacity when the unusable state is detected; a process of notifying the communication partner device of the change; should be configured to run
  • the transmission capacity secured by multiplexing a plurality of radio channels can be stably secured even in a situation where some channels become unusable.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining characteristic operations of the wireless communication system according to Embodiment 1 of the present disclosure
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of a radio communication device used in a radio communication system according to Embodiment 1 of the present disclosure
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the flow of main processing executed in the wireless communication device shown in FIG. 2;
  • FIG. 1 is a diagram for explaining features of a wireless communication system according to Embodiment 1 of the present disclosure.
  • the upper area delimited by horizontal dashed lines represents an image of multiple radio channels that are assumed to be used in normal times. These channels are hereinafter referred to as "working channels”.
  • the area in the lower part of FIG. 1 represents an image of a spare channel that is not normally used.
  • the image on the left side of FIG. 1 represents the basic state used in the wireless communication system of this embodiment.
  • seven working channels and one spare channel are prepared as shown.
  • "64QAM (Quadrature Amplitude Modulation)" is used as a radio signal modulation system, and a transmission capacity of 150 Mbps is given to each channel.
  • a transmission capacity of 1 Gbps is required for the wireless communication system of this embodiment, and the transmission capacity can be secured by operating seven working channels.
  • the two X marks shown in the upper left image of Figure 1 indicate that the corresponding channel has fallen into an unusable state. For example, such a situation can occur due to failure of equipment transmitting radio signals or interference in the frequency bands used by those channels. In this case, if the five working channels are operated as they are, the transmission capacity that can be secured is 750 Mbps, which cannot meet the requirement of 1 Gbps.
  • the image in the center of FIG. 1 shows the second state used in the wireless communication system of this embodiment to meet the 1 Gbps requirement under such circumstances.
  • the modulation scheme is changed from "64QAM” to "256QAM".
  • the transmission capacity of each of the five operable working channels is increased to 200 Mbps, and the transmission capacity of the entire system satisfies the requirement of 1 Gbps.
  • a protection channel is used in addition to the four working channels that can be operated.
  • the spare channel is also used at 150 Mbps, but in the third state, 256QAM is used as the modulation method, so the transmission capacity is 200 Mbps. As a result, it is possible to satisfy the 1 Gbps requirement with four working channels and one spare channel.
  • the wireless communication system of the present embodiment normally secures a large transmission capacity by multiplexing a plurality of working channels. Then, when some of the working channels become unusable, first, the modulation scheme is changed to secure the desired transmission capacity by the working channels that are operable. Then, when the desired capacity cannot be secured only by the working channel, the spare channel is used to secure a further capacity. As a result, according to this system, it is possible to stably secure the desired transmission capacity even if some channels become unusable.
  • FIG. 2 is a block diagram for explaining the configuration of the radio communication apparatus 10 used in the radio communication system of this embodiment.
  • the wireless communication device 10 has a function of transmitting large amounts of data using a plurality of wireless channels at the same time.
  • the configuration described below can be configured by an electronic circuit using dedicated hardware.
  • a memory storing a program and a processing unit may be combined with dedicated hardware, and part of the processing may be realized by causing the processing unit to execute the program.
  • the wireless communication device 10 has an interface section 12 .
  • the interface unit is connected to a counterpart device (not shown).
  • the wireless communication device 10 can transmit and receive information to and from a counterpart device via a wired transmission line connected to the interface section 12 .
  • the interface unit 12 includes a PKG switching unit 14 , an interface board (current use) 16 , and an interface board (standby) 18 .
  • the interface board (working) 16 incorporates an interface for the working channel. For example, if seven working channels are prepared as shown in FIG. 1, an interface corresponding to each of them is prepared.
  • the interface board (spare) 18 incorporates an interface for the spare channel. As in the case of the active channel, the interface board (spare) 18 is also provided with the same number of interfaces as the number of spare channels. If there is only one spare channel as shown in FIG. 1, the interface board (spare) 18 has one built-in interface.
  • the PKG switching unit 14 is an element that switches between the current package and the backup package. Specifically, the PKG switching unit 14 changes the states of the interface board (working) 16 and the interface board (standby) 18 so that the working channels are replaced with spare channels when some of the working channels become unusable. switch accordingly.
  • the interface section 12 is connected to the modem section 20 .
  • the modem unit 20 includes a PKG switching unit 22 , a MODEM (working) 24 , and a MODEM (standby) 26 .
  • the PKG switching unit 22 switches between the MODEM (current use) 24 and the MODEM (standby) 26 in conjunction with the PKG switching unit 14 of the interface unit 12 .
  • MODEM (working) 24 modulates and demodulates signals transmitted using working channels.
  • MODEM (preliminary) 26 modulates and demodulates the signal transmitted using the spare channel.
  • the RF unit 30 includes a PKG switching unit 32 , a transmitter/receiver (working) 34 , and a transmitter/receiver (backup) 36 .
  • the PKG switching unit 32 switches between the transceiver (current use) 34 and the transceiver (standby) 36 in conjunction with the two PKG switching units 14 and 22 described above.
  • Both the transmitter/receiver (working) 34 and the transmitter/receiver (standby) 36 are connected to an antenna for transmitting and receiving radio signals.
  • the transmitter/receiver (working) 34 performs processing necessary to transmit and receive radio signals through the working channel via the antenna.
  • the transceiver (standby) 36 performs similar processing to transmit and receive radio signals through the spare channel via the antenna.
  • the wireless communication device 10 of this embodiment further includes a monitor control unit 40 .
  • the monitor controller 40 includes a monitor 42 .
  • the monitoring unit 42 monitors the states of the interface unit 12 , the modem unit 20 and the RF unit 30 . When any of the working channels becomes unusable due to failure or interference, the monitoring unit 42 detects this state. When the monitoring unit 42 detects a failure or deterioration of communication quality, the monitoring unit 42 provides the information to the control unit 44 .
  • the controller 44 includes a backup channel controller 46 and a modulation scheme controller 48 .
  • the modulation method control unit 48 receives information from the monitoring unit 42 that a specific working channel is unusable, the modulation method control unit 48 performs processing to change the modulation method to one that can exhibit higher performance than the current modulation method. . If the modulation method can be changed, the modulation method control unit 48 issues a change request command to the MODEM (currently used) 24 . As a result, for example, the 64QAM system is changed to 256QAM, and the transmission capacity of each operable working channel is increased.
  • the protection channel control unit 46 issues a command to the PKG switching units 14, 22, 32 to use the protection channels. is sent. As a result, the third state using the spare channel is realized, and the transmission capacity of the radio communication apparatus 10 is improved.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the flow of main processing executed in the wireless communication device 10. As shown in FIG.
  • the supervisory control unit 40 first determines whether or not the modulation method can be increased from the current operating value (step 104).
  • the supervisory control unit 40 calculates the C/N value, which is the intensity ratio between the carrier wave and noise contained in the radio signal received from the antenna (step 106).
  • the monitor control unit 40 determines whether or not the current C/N satisfies the required C/N required for the post-change modulation scheme (step 110).
  • the monitoring control unit 40 next performs processing to improve the C/N value (step 110). Specifically, for example, processing such as requesting an increase in transmission output through the wireless transmission line is performed for the communication partner device, which is the source of the wireless signal. If the transmitting device increases the transmission power of the radio signal in response to the request, the C/N is improved, and a situation can be created that satisfies the required C/N.
  • the monitoring control unit 40 selects the modulation method is executed (step 112). Specifically, it requests the modulation/demodulation unit 20 to switch the modulation scheme.
  • the modulation/demodulation unit 20 changes the modulation method so that the transmission capacity increases. For example, 64QAM is changed to 256QAM.
  • information regarding the change of the modulation scheme is notified to the communication partner device that has established wireless communication with the wireless communication device 10 (step 114). In this way, when the C/N value satisfies the required C/N value, the wireless communication device 10 of the present embodiment changes the modulation method to a higher speed (broadband) one so that the transmission per channel is Improve the speed to make up for the lack of bandwidth due to failures.
  • step 104 if a channel failure occurs (step 100) and the modulation scheme cannot be changed to a higher speed (broadband) one (step 104), the wireless communication device 10 replaces the failed working channel with a backup channel. (step 116).
  • This instruction is provided to interface section 12 , modem section 20 and RF section 30 .
  • the settings of the PKG switching units 14, 22, and 32 are switched, and the switching information is notified to the wireless communication partner device (steps 118, 120, and 122).
  • a state is realized in which the insufficient band is compensated for by the spare channel.
  • equipment for the spare channel is required. Therefore, in this embodiment, from the viewpoint of cost, priority is given to changing the modulation method, and the spare channel is used as the second best measure.
  • the wireless communication system of the present embodiment when a failure occurs in a part of a plurality of working channels that are multiplexed, after changing the modulation method and improving the C/N, Measures such as changing the modulation method of , and using spare channels can be adopted as appropriate. As a result, according to this system, it is possible to maintain the transmission band appropriately in the event of a multichannel failure, and to stably secure the quality of communication services.
  • the wireless communication device 10 is connected to the counterpart device, which is the information provider, via a wired transmission line, but the present disclosure is not limited to this. do not have.
  • the wireless communication device 10 may also establish communication with a counterpart device via a wireless transmission line by multiplexing a plurality of channels. In that case, the above-described method for coping with a failure or the like may also be applied to the wireless transmission path between the remote device and the device.
  • a spare channel is prepared in the wireless transmission line, but the present disclosure is not limited to this. It is also possible to deal with a failure or the like only by changing the modulation method without preparing a spare channel.
  • the C/N is improved before changing the modulation scheme, but the improvement of the C/N is not essential. Assuming that processing to improve C/N is not executed, the modulation method is changed only when the current C/N satisfies the required C/N, and if the required C/N is not met, a spare channel is selected at that point. It may be used.
  • the C/N is calculated and it is determined whether or not the required C/N is ensured.
  • processing is also not essential. For example, assuming that the C/N satisfies the required C/N, the modulation scheme may be changed without calculating the C/N.
  • step 110 shown in FIG. 3 after executing the processing for improving the C/N, the processing of step 112 for unconditionally changing the modulation method is executed.
  • the present disclosure is not so limited.
  • the processing of step 112 is executed only when the required C/N is obtained, and if the required C/N is not obtained, the process returns to step 104 and the policy is to use the spare channel. It may be converted.
  • wireless communication device 12 interface unit 20 modem unit 30 RF unit 40 monitor control unit 42 monitor unit 44 control unit 46 spare channel control unit

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

複数チャネルを用いる多重伝送の方式において伝送能力を安定的に確保するうえで好適な無線通信システムに関し、一部のチャネルが使用不可となっても所望の伝送容量を確保することを目的とする。無線通信装置および通信相手装置は、複数のチャネルを多重使用して通信を確立し、それぞれが無線通信に用いる変調方式の変更に対応する機能を備える。無線通信装置は、前記複数のチャネルのそれぞれについて、使用不可状態の発生を検出する。使用不可状態が検出されたら、現用の変調方式（６４QAM）を、より大きな伝送容量を生じさせる他の変調方式（２５６QAM）に変更して、使用可能なチャネルで所望の伝送容量を確保する。

Description

無線通信システム、無線通信方法および無線通信装置
　この開示は、無線通信システム、無線通信方法および無線通信装置に係り、特に、複数チャネルを用いる多重伝送の方式において伝送能力を安定的に確保するうえで好適な無線通信システム、無線通信方法および無線通信装置に関する。
　下記の特許文献１には、バーチャルコンカチネーション伝送システムに関する技術が開示されている。より具体的には、特許文献１は、SDH（Synchronous Digital Hierarchy）/SONET（Synchronous Optical NETwork）網などの同期転送を行う時分割多重回線上に異なった伝送速度の複数種類のパスを混在させてVCG（Virtual Concatenation Group）を構築することで、自由度が高く、効率的なVCGを構築する技術が開示されている。
　日本特開２００７－１３３９０号公報
　ところで、特許文献１に開示されるように、複数の無線チャネルの多重により大容量の伝送を実現する装置では、電波干渉や故障により一部のチャネルが使用できなくなると、残りのチャネルで運用を継続することになる。この場合、本来必要な帯域より少ない帯域で運用を継続せざるを得ない事態となる。
　そして、本来必要な帯域が確保できなくなれば、帯域を超過した部分においてパケットロスが発生する。パケットロスが生じれば、回線に収容しているサービスの品質が確保できなくなり、例えば電話サービスでは通話断、映像サービスでは映像の乱れ等の不具合が生ずる。
　本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数の無線チャネルの多重により所望の伝送容量を確保しつつ、一部のチャネルが使用不可となっても所望の伝送容量を安定的に確保することのできる無線通信システムを提供することを第１の目的とする。
　また、本開示は、複数の無線チャネルの多重により所望の伝送容量を確保しつつ、一部のチャネルが使用不可となっても所望の伝送容量を安定的に確保するための無線通信方法を提供することを第２の目的とする。
　また、本開示は、複数の無線チャネルの多重により所望の伝送容量を確保しつつ、一部のチャネルが使用不可となっても所望の伝送容量を安定的に確保することのできる無線通信装置を提供することを第３の目的とする。
　第１の態様は、上記の目的を達成するため、複数のチャネルを多重使用して通信を確立する無線通信装置と通信相手装置とを含む無線通信システムであって、
　前記無線通信装置および前記通信相手装置は、それぞれ無線通信に用いる変調方式の変更に対応する機能を備え、
　前記無線通信装置は、
　前記複数のチャネルのそれぞれについて、使用不可状態の発生を検出する処理と、
　前記使用不可状態が検出された場合に、現用の変調方式を、より大きな伝送容量を生じさせる他の変調方式に変更する方式変更処理と、
　当該変更を前記通信相手装置に通知する処理と、を実行するように構成され、
　前記通信相手装置は、前記通知を受けて変調方式を、前記他の変調方式に変更するように構成されていることが望ましい。
　また、第２の態様は、複数のチャネルを多重使用して通信を確立する無線通信装置と通信相手装置とを用いる無線通信方法であって、
　前記無線通信装置および前記通信相手装置は、それぞれ無線通信に用いる変調方式の変更に対応する機能を備え、
　前記複数のチャネルのそれぞれについて、使用不可状態の発生を検出するステップと、
　前記使用不可状態が検出された場合に、現用の変調方式を、より大きな伝送容量を生じさせる他の変調方式に変更する方式変更ステップと、
　当該変更を前記無線通信装置と前記通信相手装置との間で共有させるステップと、
　を含むことが望ましい。
　また、第３の態様は、複数のチャネルを多重使用して通信相手装置との通信を確立する無線通信装置であって、
　前記複数のチャネルのそれぞれについて、使用不可状態の発生を検出する処理と、
　前記使用不可状態が検出された場合に、現用の変調方式を、より大きな伝送容量を生じさせる他の変調方式に変更する方式変更処理と、
　当該変更を前記通信相手装置に通知する処理と、
　を実行するように構成されていることが望ましい。
　第１乃至第３の態様によれば、複数の無線チャネルの多重により確保していた伝送容量を、一部のチャネルが使用不可となった状況下でも安定的に確保することができる。
本開示の実施の形態１の無線通信システムの特徴的な動作を説明するための図である。 本開示の実施の形態１の無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置の構成を説明するためのブロック図である。 図２に示す無線通信装置において実行される主要な処理の流れを説明するためのフローチャートである。
実施の形態１．
［実施の形態１の特徴］
　図１は、本開示の実施の形態１の無線通信システムの特徴を説明するための図である。水平破線で区切られた上段の領域は、通常時での使用が想定されている複数の無線チャネルのイメージを表している。以下、これらのチャネルを「現用チャネル」と称す。一方、図１下段の領域は、通常時には用いられることのない予備チャネルのイメージを表している。
　図１左側のイメージは、本実施形態の無線通信システムで用いられる基本の状態を表している。基本の状態では、図示の通り、七つの現用チャネルと、一つの予備チャネルが準備される。無線信号の変調方式としては「６４QAM（Quadrature Amplitude Modulation）」が用いられ、それぞれのチャネルには１５０Mbpsの伝送容量が与えられる。本実施形態の無線通信システムには１Gbpsの伝送容量が求められており、その伝送容量は、七つの現用チャネルが稼働することで確保することができる。
　図１左側上段のイメージ内に示す二つの×印は、対応するチャネルが使用不可の状態に陥ったことを表している。例えば、無線信号を送信する機器の故障、或いはそれらのチャネルが用いる周波数帯での干渉などにより、このような事態は起こり得る。この場合、五つの現用チャネルがそのまま稼働するだけでは、確保できる伝送容量は７５０Mbpsとなり、１Gbpsの要求を満たせない。
　図１中央のイメージは、このような状況下で１Gbpsの要求を満たすために、本実施形態の無線通信システムで用いられる第二の状態を示す。この状態では、図示の通り、変調方式が「６４QAM」から「２５６QAM」に変更される。その結果、稼働可能な五つの現用チャネルそれぞれの伝送容量が２００Mbpsに高められ、システム全体の伝送容量が１Gbpsの要求を充足する状態となっている。
　無線通信のシステムを、最大限のパフォーマンスを発揮させる設定で稼働させていると、荒天時のような環境下でパフォーマンスが低下して、伝送容量が頻繁に変化する事態が生じ得る。同一の通信サービスが提供する伝送容量はできるだけ変化しないことが好ましいため、ハードウェアが許容する最大限の設定に対して、ある程度の余裕を確保しておくことが望ましい。そして、本実施形態では、基本の状態では、そのような余裕のある設定が用いられている。このため、第二の状態では、より高いパフォーマンスが発揮できる「２５６QAM」に変調方式を変えることができ、二つのチャネルが使用不可である環境下でも、１Gbpsの要求を満たすことができる。
　図１中央に示す第二の状態において、更に一つのチャネルが使用不可の状態になると、稼働可能な現用チャネルが四つとなり、再び１Gbpsの要求が満たせない事態に陥る。図１右側のイメージは、そのような状況下で本実施形態の無線通信システムが採用する第三の状態を示す。
　第三の状態では、稼働可能な四つの現用チャネルに加えて、予備チャネルが用いられている。基本の状態では、予備チャネルも１５０Mbpsで用いることが想定されているが、第三の状態では、変調方式として２５６QAMが用いられるため、その伝送容量は２００Mbpsとなる。その結果、四つの現用チャネルと一つの予備チャネルにより、１Gbpsの要求を満たすことが可能となる。
　以上説明した通り、本実施形態の無線通信システムは、通常時には、複数の現用チャネルを多重で用いることにより大きな伝送容量を確保する。そして、一部の現用チャネルが使用不可の状態に陥った場合には、先ず、変調方式を変えて、稼働可能な現用チャネルにより所望の伝送容量の確保を目指す。そして、現用チャネルだけでは所望の容量が確保できない状態になると、予備チャネルを用いて更なる容量確保を目指す。これにより、このシステムによれば、一部のチャネルが使用不可となっても所望の伝送容量を安定的に確保することができる。
［実施の形態１の構成］
　図２は、本実施形態の無線通信システムにおいて用いられる無線通信装置１０の構成を説明するためのブロック図である。無線通信装置１０は、複数の無線チャネルを同時に使用して大容量のデータを送信する機能を有している。以下に説明する構成は、専用のハードウェアによる電子回路により構成することができる。また、専用のハードウェアに、プログラムを格納したメモリと処理ユニットとを組み合わせて、処理ユニットにプログラムを実行させることにより一部の処理を実現させてもよい。
　無線通信装置１０は、インターフェース部１２を備えている。インターフェース部は、図示しない対向装置に接続されている。無線通信装置１０は、インターフェース部１２に接続されている有線の伝送路を介して対向装置との間で情報を送受信することができる。インターフェース部１２は、PKG切替部１４と、インターフェース盤（現用）１６と、インターフェース盤（予備）１８とを備えている。
　インターフェース盤（現用）１６は、現用チャネルのためのインターフェースを内蔵している。例えば、現用チャネルが、図１に示すように七つ準備されている場合は、それらのそれぞれに対応するインターフェースが準備される。
　インターフェース盤（予備）１８は、予備チャネルのためのインターフェースを内蔵している。現用チャネルの場合と同様に、インターフェース盤（予備）１８にも、予備チャネルの数に等しい数のインターフェースが準備される。図１に示すように予備チャネルが一つだけであれば、インターフェース盤（予備）１８には、一つのインターフェースが内蔵される。
　PKG切替部１４は、現用パッケージと予備用パッケージの切り替えを行う要素である。具体的には、一部の現用チャネルが使用不可となった場合に、その現用チャネルが予備チャネルに置き換わるように、インターフェース盤（現用）１６およびインターフェース盤（予備）１８の状態をPKG切替部１４が適宜切り替える。
　インターフェース部１２は、変復調部２０に接続されている。変復調部２０は、PKG切替部２２と、MODEM（現用）２４と、MODEM（予備）２６とを備えている。PKG切替部２２は、インターフェース部１２のPKG切替部１４と連動して、MODEM（現用）２４およびMODEM（予備）２６の切り替えを行う。MODEM（現用）２４は、現用チャネルを用いて伝送される信号の変調および復調を行う。一方、MODEM（予備）２６は、予備チャネルを用いて伝送される信号の変調および復調を行う。
　MODEM（現用）２４或いはMODEM（予備）２６によって処理された信号は、RF（Radio Frequency）部３０に提供される。RF部３０は、PKG切替部３２と、送受信機（現用）３４と、送受信機（予備）３６とを備えている。PKG切替部３２は、上述した二つのPKG切替部１４、２２と連動して、送受信機（現用）３４および送受信機（予備）３６の切り替えを行う。送受信機（現用）３４および送受信機（予備）３６は、何れも無線信号を授受するためのアンテナに接続されている。送受信機（現用）３４は、アンテナを介して現用チャネルにより無線信号を送受信するために必要な処理を行う。一方、送受信機（予備）３６は、アンテナを介して予備チャネルにより無線信号を送受信するために同様の処理を行う。
　本実施形態の無線通信装置１０は、更に、監視制御部４０を備えている。監視制御部４０は、監視部４２を備えている。監視部４２は、インターフェース部１２、変復調部２０およびRF部３０それぞれの状態を監視している。複数の現用チャネルの何れかが、故障や干渉の影響で使用不可の状態になると、その状態が監視部４２により検出される。監視部４２は、故障や通信品質の劣化を検出すると、その情報を制御部４４に提供する。
　制御部４４は、予備チャネル制御部４６、並びに変調方式制御部４８を備えている。変調方式制御部４８は、監視部４２から、特定の現用チャネルが使用不可であるとの情報を受け取ると、変調方式を、現在の変調方式より高いパフォーマンスを発揮できるものに変えるための処理を行う。変調方式の変更が可能であれば、変調方式制御部４８からMODEM（現用）２４に変更要求指令が発せられる。その結果、例えば、６４QAMであった方式が２５６QAMに変更され、稼働可能な現用チャネル夫々の伝送容量が高められる。
　使用できない現用チャネルの数が多く、変調方式の変更で所望の伝送容量が確保できない状況になると、予備チャネル制御部４６から、PKG切替部１４，２２，３２に、予備チャネルを使用するための指令が送られる。その結果、予備チャネルを使用する上記第三の状態が実現されて、無線通信装置１０の伝送容量が改善される。
［実施の形態１における処理の流れ］
　以下、図３を参照して、本実施形態の無線通信装置１０が実行する処理の流れをより詳細に説明する。図３は、無線通信装置１０において実行される主要な処理の流れを説明するためのフローチャートである。
　多重されている複数の現用チャネルの何れかが、故障等の影響で使用不可の状態になると（ステップ１００）、監視制御部４０において、その故障或いは品質劣化が検出される（ステップ１０２）。この場合、監視制御部４０は、先ず、変調方式を現運用値から上げることができるか否かを判定する（ステップ１０４）。
　変調方式が上限値になっていない場合は、変調方式が変更可能であると判断できる。この場合、監視制御部４０は、次に、アンテナから受信した無線信号に含まれる搬送波（Carrier wave）とノイズ（Noise）との強度比であるC／N値を計算する（ステップ１０６）。
　例えば、変調方式を６４QAMから２５６QAMに変えるように、変調方式をより高速（広帯域）なものに変更するためには、変更後の変調方式により十分な通信品質を得るためのC/Nが確保されている必要がある。このため、監視制御部４０は、現在のC/Nが、変更後の変調方式に関して要求される所要C/Nを満たしているか否かを判定する（ステップ１１０）。
　その結果、現在のC/Nが所要C／Nを満たしていないと判定された場合、監視制御部４０は、次に、C／N値を向上させるための処理を行う（ステップ１１０）。具体的には、例えば、無線信号の送信元である通信相手装置に対して、無線伝送路を介して送信出力の増加を求める等の処理を行う。送信装置がその要求に応えて無線信号の送信出力を上げれば、C/Nが改善されて、所要C/Nを満たす状況を作り出すことができる。
　上記ステップ１０８で所要C/Nが満たされていると判定された場合、および上記ステップ１１０で所要C/Nを満たすためのC/N向上要求を発した後、監視制御部４０は、変調方式の切り替え制御を実行する（ステップ１１２）。具体的には、変復調部２０に対して変調方式の切り替えを要求する。
　これを受けて、変復調部２０は、伝送容量が増大するように変調方式を変更する。例えば、６４QAMであった方式を２５６QAMに変更する。また、変調方式の変更に関する情報が、無線通信装置１０と無線通信を確立している通信相手装置に通知される（ステップ１１４）。このように、本実施形態の無線通信装置１０は、C／N値が所要C／Nを満たし得る場合は、変調方式をより高速(広帯域)なものに変更することにより、１チャネル当たりの伝送速度を向上させて、故障による不足帯域分を補う。
　更にチャネル故障が発生した場合で（ステップ１００）、これ以上変調方式をより高速（広帯域）なものに変更することができない場合（ステップ１０４）、無線通信装置１０は、故障した現用チャネルを予備チャネルに切り替える指示を発する（ステップ１１６）。この指示は、インターフェース部１２、変復調部２０およびRF部３０に提供される。その結果、PKG切替部１４，２２，３２の設定が切り替わると共に、その切り替えの情報が無線通信の通信相手装置に通知される（ステップ１１８、１２０、１２２）。その結果、予備チャネルによって不足帯域分を補う状態が実現される。尚、予備チャネルを使用するためには、予備チャネル用の設備が必要となるため、本実施形態では、コストの観点から変調方式の変更を優先し、次善の策として予備チャネルを用いることとしている。
　以上説明した通り、本実施形態の無線通信システムによれば、多重利用されている複数の現用チャネルの一部に故障等が生じた場合に、変調方式の変更、C/Nを改善したうえでの変調方式の変更、および予備チャネルの利用等の方策を適宜採用することができる。その結果、本システムによれば、多重チャネルの故障時に適切に伝送帯域を維持して、通信サービスの品質を安定的に担保することができる。
［実施の形態１の変形例］
　ところで、上述した実施の形態１では、無線通信装置１０が、情報の提供元である対向装置に有線の伝送路を介して接続されることとしているが、本開示はこれに限定されるものではない。無線通信装置１０は、対向装置とも複数チャネルの多重による無線伝送路を介して通信を確立してもよい。また、その場合は、対向装置との間の無線伝送路に対しても、上述した故障等への対応手法を適用してもよい。
　また、上述した実施の形態１では、無線伝送路に予備チャネルを準備することとしているが、本開示はこれに限定されるものではない。予備チャネルを準備することなく、変調方式の変更のみで故障等に対応することとしてもよい。
　また、上述した実施の形態１では、変調方式を変更する前にC/Nの向上を図ることとしているが、C/Nの向上は必須ではない。C/Nを向上させる処理は実行しないこととして、現状のC/Nが所要C/Nを満たす場合にだけ変調方式を変更し、所要C/Nが満たされない場合は、その時点で予備チャネルを利用することとしてもよい。
　また、上述した実施の形態１では、現用チャネルの故障等が検出された場合に、C/Nを計算して、所要C/Nが確保できているか否かを判定することとしているが、これらの処理も必須ではない。例えば、C/Nは、所要C/Nを満たし得ることを前提として、C/Nを計算することなく変調方式を変更することとしてもよい。
　更に、上述した実施の形態１では、図３に示すステップ１１０において、C/N向上のための処理を実行した後、無条件で変調方式を変更するステップ１１２の処理を実行することとしている。しかしながら、本開示はこれに限定されるものではない。例えば、ステップ１１０の実行後に、所要C/Nが得られた場合にのみステップ１１２の処理を実行し、所要C/Nが得られない場合は、ステップ１０４に戻って予備チャネルを使用に方針を転換することとしてもよい。
１０　無線通信装置
１２　インターフェース部
２０　変復調部
３０　RF部
４０　監視制御部
４２　監視部
４４　制御部
４６　予備チャネル制御部

Claims (8)

  1. 　複数のチャネルを多重使用して通信を確立する無線通信装置と通信相手装置とを含む無線通信システムであって、
    　前記無線通信装置および前記通信相手装置は、それぞれ無線通信に用いる変調方式の変更に対応する機能を備え、
    　前記無線通信装置は、
    　前記複数のチャネルのそれぞれについて、使用不可状態の発生を検出する処理と、
    　前記使用不可状態が検出された場合に、現用の変調方式を、より大きな伝送容量を生じさせる他の変調方式に変更する方式変更処理と、
    　当該変更を前記通信相手装置に通知する処理と、を実行するように構成され、
    　前記通信相手装置は、前記通知を受けて変調方式を、前記他の変調方式に変更するように構成されている無線通信システム。
  2. 　前記複数のチャネルは、通常時の使用が想定されている複数の現用チャネルと、予備的な使用が想定されている少なくとも一つの予備チャネルとを含み、
    　前記無線通信装置は、
    　使用可能な現用チャネルの伝送容量の合計である現用チャネル容量が、変調方式の変更により、所望伝送容量を満たす間は前記予備チャネルの使用を指示せず、
    　前記所望伝送容量を満たす前記現用チャネル容量を達成するような変調方式の変更が可能であるか否かを判断する処理と、
    　当該判断が否定された場合に前記予備チャネルの使用を指示する処理と、
    　を実行するように構成されている請求項１に記載の無線通信システム。
  3. 　前記無線通信装置は、
    　前記使用不可状態が検出された場合に、前記通信相手装置との間で授受されている無線信号に含まれる搬送波（Carrier wave）とノイズ（Noise）との強度比であるC/Nを高めるC/N向上処理を実行し、
    　当該C/N向上処理の実行後に、前記方式変更処理を実行するように構成されている請求項１または２に記載の無線通信システム。
  4. 　前記無線通信装置は、
    　前記使用不可状態が検出された場合に、その時点で実現されている現在C/Nを計算する処理と、
    　前記現在C/Nが、前記他の変調方式を用いる場合に必要な所要C/Nを満たしているか否かを判定する処理と、を実行し、
    　前記現在C/Nが前記所要C/Nを満たしていない場合に、前記C/N向上処理を実行するように構成されている請求項３に記載の無線通信システム。
  5. 　前記無線通信装置は、前記C/N向上処理の結果、前記所要C/Nを満たすC/Nが得られた場合に、前記方式変更処理を実行するように構成されている請求項４に記載の無線通信システム。
  6. 　前記無線通信装置は、
    　前記使用不可状態が検出された場合に、その時点で実現されている現在C/Nを計算する処理と、
    　前記現在C/Nが、前記他の変調方式を用いる場合に必要な所要C/Nを満たしているか否かを判定する処理と、を実行し、
    　前記現在C/Nが前記所要C/Nを満たしている場合に、前記方式変更処理を実行するように構成されている請求項１乃至５の何れか1項に記載の無線通信システム。
  7. 　複数のチャネルを多重使用して通信を確立する無線通信装置と通信相手装置とを用いる無線通信方法であって、
    　前記無線通信装置および前記通信相手装置は、それぞれ無線通信に用いる変調方式の変更に対応する機能を備え、
    　前記複数のチャネルのそれぞれについて、使用不可状態の発生を検出するステップと、
    　前記使用不可状態が検出された場合に、現用の変調方式を、より大きな伝送容量を生じさせる他の変調方式に変更する方式変更ステップと、
    　当該変更を前記無線通信装置と前記通信相手装置との間で共有させるステップと、
    　を含む無線通信方法。
  8. 　複数のチャネルを多重使用して通信相手装置との通信を確立する無線通信装置であって、
    　前記複数のチャネルのそれぞれについて、使用不可状態の発生を検出する処理と、
    　前記使用不可状態が検出された場合に、現用の変調方式を、より大きな伝送容量を生じさせる他の変調方式に変更する方式変更処理と、
    　当該変更を前記通信相手装置に通知する処理と、
    　を実行するように構成されている無線通信装置。
    　
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008236664A (ja) * 2007-03-23 2008-10-02 Hitachi Kokusai Electric Inc 伝送装置
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