(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の入力ポートと複数の出力ポートとを備え、入力ポート毎に周波数分割多重方式により複数の信号が多重化されたアナログ信号を入力する無線通信装置において、
入力ポート毎に設けられ、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
入力ポート毎に設けられ、前記Ａ／Ｄ変換部により変換されたデジタル信号を入力し、入力したデジタル信号を前記複数の信号に分離する分波部と、
入力ポート毎に設けられ、前記分波部から前記複数の信号を入力し、入力した前記複数の信号のチャネルを並べ替え、複数の前段並べ替え後信号として出力する前段並べ替え部と、
少なくとも１つのチャネル毎にスイッチ処理を行うブロックが分離できる構成を有するチャネル毎処理部であって、前記前段並べ替え部から出力された前記複数の前段並べ替え後信号のうち自チャネルに対応する前段並べ替え後信号をスイッチ前信号として入力し、入力したスイッチ前信号に対しスイッチ処理を施し、スイッチ処理を施したスイッチ前信号をスイッチ後信号として出力するチャネル毎処理部を備えるスイッチ部であって、前記チャネル毎処理部から出力されたスイッチ後信号を、出力ポート毎に複数のスイッチ後信号として出力するスイッチ部と、
出力ポート毎に設けられ、前記スイッチ部から出力ポート毎に出力された前記複数のスイッチ後信号を入力し、入力した前記複数のスイッチ後信号のチャネルを並べ替え、複数の後段並べ替え後信号として出力する後段並べ替え部と、
出力ポート毎に設けられ、前記後段並べ替え部から出力された前記複数の後段並べ替え後信号を入力し、入力した前記複数の後段並べ替え後信号を周波数分割多重方式により多重化する合波部と、
出力ポート毎に設けられ、前記合波部により多重化されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記前段並べ替え部は、
チャネル番号が割り当てられた複数の前段出力チャネルの少なくともいずれかから前記複数の前段並べ替え後信号を出力し、
前記スイッチ部は、
入力ポート毎の複数のスイッチ部入力チャネルであってチャネル番号が割り当てられた複数のスイッチ部入力チャネルと、出力ポート毎の複数のスイッチ部出力チャネルであってチャネル番号が割り当てられた複数のスイッチ部出力チャネルとを備え、入力ポート毎に出力された前記複数の前段並べ替え後信号を、チャネル番号が対応する前記複数のスイッチ部入力チャネルから複数のスイッチ前信号として入力し、
前記チャネル毎処理部は、
入力ポート毎に入力された前記複数のスイッチ前信号のうち各スイッチ前信号が入力されたスイッチ部入力チャネルのチャネル番号が自チャネルに対応するスイッチ前信号に対しスイッチ処理を実行し、スイッチ処理後のスイッチ前信号をスイッチ後信号として、スイッチ処理後のチャネルに対応するチャネル番号のスイッチ部出力チャネルに対して出力し、
前記後段並べ替え部は、
出力ポート毎の前記複数のスイッチ部出力チャネルから出力された前記複数のスイッチ後信号を入力し、前記複数の後段並べ替え後信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記チャネル毎処理部は、少なくとも１つのチャネル番号毎にブロックを分離できる構成であることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記前段並べ替え部に対し、入力した前記複数の信号の並べ替えの元となる前段並べ替え情報を送信する制御部を備え、
前記制御部は、
前記複数の前段並べ替え後信号を出力する前記前段出力チャネルのチャネル番号が含まれる前記前段並べ替え情報を前記前段並べ替え部に送信することを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記複数の前段並べ替え後信号を出力する前記前段出力チャネルが、前記ブロックに分離された前記チャネル毎処理部の動作ブロックの数が最小となるように、前記前段並べ替え情報を送信し、
前記スイッチ部から出力された出力ポート毎の前記複数のスイッチ後信号が、前記分波部により分離された前記複数の信号の各々が出力されるべき複数のチャネル信号の各々となるように、前記後段並べ替え部に後段並べ替え情報を送信することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記スイッチ部は、
前記スイッチ前信号が入力される入力ポート毎の前記複数のスイッチ部入力チャネルの各スイッチ部入力チャネルのチャネル番号と、前記スイッチ前信号のスイッチング後の前記スイッチ後信号が出力される出力ポート毎の前記複数のスイッチ部出力チャネルの各スイッチ部出力チャネルのチャネル番号とを対応付けて記憶したスイッチングテーブルを備え、
前記スイッチングテーブルは、
前記制御部により生成される設定情報に基づいて設定され、
前記制御部は、
前記前段並べ替え部により並べ替えを行った前段入力チャネルと、前記後段並べ替え部により並べ替えを行った後段出力チャネルとが、前記前段並べ替え部と前記後段並べ替え部とにより並べ替えを行う前の前段入力チャネルと後段出力チャネルとを維持するように前記スイッチングテーブルを更新する前記設定情報を生成し、前記スイッチ部に送信することを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記分波部は、チャネル番号が割り当てられた複数の分波部チャネルを備え、
前記合波部は、チャネル番号が割り当てられた複数の合波部チャネルを備え、
前記制御部は、  前記複数の信号の各信号が出力される入力ポート毎の前記分波部の前記分波部チャネルのチャネル番号と、出力ポート毎の前記合波部の前記合波部チャネルのチャネル番号とが対応付けられたスイッチング情報を入力し、
前記制御部は、
前記複数の後段並べ替え後信号を出力する後段出力チャネルのチャネル番号が、前記スイッチング情報に含まれる出力ポート毎の合波部の合波部チャネルのチャネル番号となるように後段並べ替え情報を生成し、前記後段並べ替え部に送信することを特徴とする請求項６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
前記分波部は、
前記複数の分波部チャネルの分波部チャネル毎に分波処理を行うブロックが分離可能な構成を持つフィルタバンクで構成され、
前記合波部は、
前記複数の合波部チャネルの合波部チャネル毎に合波処理を行うブロックが分離可能な構成を持つフィルタバンクで構成される、
ことを特徴とする請求項７に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記前段並べ替え情報において、前記複数の前段並べ替え後信号を出力する前記前段出力チャネルのチャネル番号の変更を、定期的または不定期に実行し、前記変更の実行に伴って、前記設定情報及び前記後段並べ替え情報の変更を実行することを特徴とする請求項７または８に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
入力ポート毎のチャネル番号に対して優先度が設定された優先度情報を入力し、入力した前記優先度情報に基づいて、優先的に信号を送信すべき入力ポートの前記分波部チャネルのチャネル番号を優先チャネル番号として特定し、前記優先チャネル番号に対応する前記スイッチ部入力チャネルから前記スイッチ部に入力された優先信号のスイッチング先を、前記優先チャネル番号に対応する前記スイッチ部出力チャネルに変更することを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１１】
前記制御部は、
前記前段並べ替え部に対して、前記優先チャネル番号以外のチャネル番号に対応するチャネルは使用しないように前記前段並べ替え情報を生成することを特徴とする請求項１０に記載の無線通信装置。
【請求項１２】
前記スイッチ部は、
チャネル毎にスイッチ処理を行うブロックが分離可能な構成を持つスイッチ処理ブロックと、形成するビームに応じてチャネル加算やウェイト乗算の処理を行うＤＢＦ信号処理ブロックとで構成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の無線通信装置。
【請求項１３】
複数の入力ポートと複数の出力ポートとを備え、入力ポート毎に周波数分割多重方式により複数の信号が多重化された多重化信号を入力する無線通信装置の無線通信制御方法において、
入力ポート毎に設けられたＡ／Ｄ変換部が、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換し、
入力ポート毎に設けられた分波部が、前記Ａ／Ｄ変換部により変換されたデジタル信号を入力し、入力したデジタル信号を前記複数の信号に分離し、
入力ポート毎に設けられた前段並べ替え部が、前記複数の信号を入力し、入力した前記複数の信号のチャネルを並べ替え、複数の前段並べ替え後信号として出力し、
入力ポート毎に設けられたスイッチ部に備えられ、少なくとも１つのチャネル毎にスイッチ処理を行うブロックが分離できる構成を有するチャネル毎処理部が、前記前段並べ替え部から出力された前記複数の前段並べ替え後信号のうち自チャネルに対応する前段並べ替え後信号をスイッチ前信号として入力し、入力したスイッチ前信号に対しスイッチ処理を施し、スイッチ処理を施したスイッチ前信号をスイッチ後信号として出力することにより、前記スイッチ部が出力ポート毎に複数のスイッチ後信号を出力し、
出力ポート毎に設けられた後段並べ替え部が、前記スイッチ部から出力ポート毎に出力された前記複数のスイッチ後信号を入力し、入力した前記複数のスイッチ後信号のチャネルを並べ替え、複数の後段並べ替え後信号として出力し、
出力ポート毎に設けられた合波部が、前記後段並べ替え部から出力された前記複数の後段並べ替え後信号を入力し、入力した前記複数の後段並べ替え後信号を周波数分割多重方式により多重化し、
出力ポート毎に設けられたＤ／Ａ変換部が、前記合波部により多重化されたデジタル信号をアナログ信号に変換することを特徴とする無線通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数分割多重方式により通信を行う無線通信装置と、無線通信装置の無線通信制御方法とに関するものである。特に、人工衛星等に搭載される場合のように、消費電力の低減と、同時に耐故障性および高信頼性が要求されるような無線通信装置とその無線通信の制御方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、産業、生活、行政の高度化に対応して、無線通信システムに対する需要が高まっている。これらの無線通信システムとは、例えば、周波数分割多重方式により無線通信を行う無線通信システムや衛星通信システム等の無線通信システムを指す。
これらの無線通信システムは、さらに、防災や災害時にも活用されることが期待されている。このため、無線通信システムは、故障がなく確実に動作することに加え、万が一、故障した場合であっても、縮退運転で動作し、必要最低限の通信を提供することが可能な通信システムが求められる。【０００３】
しかしながら、これらの通信システムでは、特に基地局や人工衛星に搭載される無線通信装置について、メンテナンスや修理が困難な場合がある。これは、端末と信号を送受信する基地局が多数存在するため、基地局により電波を広範囲に届けるため等の理由により、アンテナを含む基地局をメンテナンスが難しい場所に設置せざるを得ない場合があるためである。
また、衛星通信システムの場合は、人工衛星打ち上げ後は、人工衛星は地球上空の衛星軌道上にあり、故障が発生した場合でも、部品交換等の物理的な交換を伴う修理は困難である。【０００４】
更に、衛星通信システムについて考える。人工衛星に搭載された無線通信装置に対しては、消費電力が低い場合にも動作可能であることが求められる。
なぜなら、人工衛星に搭載される装置は、衛星軌道上では、太陽電池パネルや電池等により動作するため、限られた電力を人工衛星に搭載された各装置間で分配する構成であるためである。また、太陽電池パネルの劣化や電力系の故障時の供給電力が低下した場合でも、通信サービスを継続できることが望ましいためである。このように、人工衛星に搭載された無線通信装置に対しては、消費電力が低い場合にも、無線通信装置として、極力、正常に動作することが求められる。【０００５】
上記のような要求の対象となる、人工衛星に搭載される無線通信装置の一例として、人工衛星の打ち上げ後の通信のニーズや需要の変化に柔軟に対応可能な衛星中継器であるデジタルチャネライザ（例えば、特許文献１参照）がある。また、アレイアンテナ等を用いてビーム形成を行う際に、デジタル信号処理を行うことでビーム形成を柔軟に行うことができるデジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）（例えば、特許文献２参照）がある。
デジタルチャネライザ、ＤＢＦ等の装置は、アナログ信号をデジタル化し、デジタル信号に対して周波数分割や多重の処理、ＤＢＦの演算、スイッチング等を行うデジタル信号処理の仕組みを持つ。そして、これらのデジタルチャネライザ、ＤＢＦ等の装置は、デジタル信号処理の柔軟性を利用して、ニーズや需要の変化に対応している。【０００６】
例えば、デジタルチャネライザを含む無線中継器を人工衛星に搭載し、周波数分割多重方式を用いて衛星通信システムを実現する場合について説明する。
このような衛星通信システムの場合、人工衛星と地上局間でワンホップにより通信を行うことが可能である。また、ユーザへのサービスの追加、削除を容易に行うことができるという柔軟性を持つ。
しかし、このような衛星通信システムに対しては、さらに、より多数のユーザへのサービスの提供、通信帯域の増強による高速通信サービスの提供の要求が高まりつつあり、これらの無線通信装置が有する通信容量や信号処理の規模は増加する傾向にある。【０００７】
このような無線通信装置に対する要求に対し、特許文献１及び特許文献２の技術が開示されている。【０００８】
特許文献１では、デジタルペイロードとして、デジタルチャネライザ、デジタルスイッチマトリクス、デジタルコンバイナを含む一実施例が示されている。更に、これらの機能を含む３つのマルチポートＤＳＰ処理スライスを有するデジタルペイロードが示されている。【０００９】
通常、通信システムでは、システムの全使用可能な周波数帯域に対して、一部の周波数帯域を未使用とし、残りの周波数帯域を用いて通常の運用が行われる。
特許文献２では、この未使用となる周波数帯域に着目し、無線通信装置の消費電力の低減を行う実施例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第４６６７３６４号公報（第１７頁、第６図）
【特許文献２】特開２０１１−１３０３６７号公報（第１１頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１および特許文献２では、衛星通信システムにおいては故障が発生した場合に修理が困難であることから、高く要求される耐故障性、および、人工衛星の故障に対応した縮退運転による必要最低限の通信の提供については、その手段を持っていないという課題がある。【００１２】
また、従来の無線通信装置では、未使用となる周波数帯の処理を停止することで装置の消費電力を削減できるが、その効果は使用する周波数帯の配置に依存しており、より消費電力の削減効果を向上させるためには、使用する周波数帯の使用パターンに配慮が必要であり、使用する周波数帯の追加や削除の際に柔軟な運用が困難であるという課題があった。【００１３】
また、従来の無線通信装置では、未使用となる周波数帯の処理を停止し、消費電力の削減を実施する際、耐故障性と、システム故障時の縮退運転による必要最低限の通信の提供の両者を考慮した実施を行うための手段と方法が提供されていないという課題があった。【００１４】
本発明は、上記のような課題を解決するために成されたものであり、未使用となる周波数帯の処理を停止して消費電力の削減を行う際、システムの使用周波数帯の選択に制約なく運用を行うことが可能で、かつ、耐故障性と、システム故障時の縮退運転による必要最低限の通信の提供を行うことが可能な無線通信装置とその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る無線通信装置は、
複数の入力ポートと前記複数の入力ポートのそれぞれに対応する複数の出力ポートを備え、入力ポート毎に周波数分割多重方式により複数の信号が多重化されたアナログ信号を入力する無線通信装置において、
入力ポート毎に設けられ、入力したアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
入力ポート毎に設けられ、前記Ａ／Ｄ変換部により変換されたデジタル信号を入力し、入力したデジタル信号を前記複数の信号に分離する分波部と、
入力ポート毎に設けられ、前記分波部から前記複数の信号を入力し、入力した前記複数の信号を並べ替え、複数の前段並べ替え後信号として出力する前段並べ替え部と、
前記複数の入力ポートの各入力ポートに設けられた前記前段並べ替え部から出力された前記複数の前段並べ替え後信号を複数のスイッチ前信号として入力し、入力した前記複数のスイッチ前信号に対し、スイッチ処理を施し、前記スイッチ処理を施した前記複数のスイッチ前信号を、出力ポート毎に複数のスイッチ後信号として出力するスイッチ部と、
出力ポート毎に設けられ、前記スイッチ部から出力ポート毎に出力された前記複数のスイッチ後信号を入力し、入力した前記複数のスイッチ後信号を並べ替え、複数の後段並べ替え後信号として出力する後段並べ替え部と、
出力ポート毎に設けられ、前記後段並べ替え部から出力された前記複数の後段並べ替え後信号を入力し、入力した前記複数の後段並べ替え後信号を周波数分割多重方式により多重化する合波部と、
出力ポート毎に設けられ、前記合波部により多重化されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る無線通信装置によれば、スイッチ部の前段に前段並べ替え部を備え、後段に後段並べ替え部を備えているので、スイッチ部において消費電力削減のためのスイッチ処理をしたとしても、スイッチ部のスイッチングの不整合を前段並べ替え部と後段並べ替え部とで吸収することができるので、回路規模の大きいスイッチ部の消費電力削減を効果的にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】周波数分割多重方式を用いた衛星通信システムの動作例を説明するための図である。
【図２】実施の形態１に係る無線通信装置１００と比較するための比較例１の無線通信装置１０１０を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る無線通信装置１００と比較するための比較例２の無線通信装置１０２０を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る無線通信装置１００の構成を示す図である。
【図５】実施の形態１に係る無線通信装置１００のデジタル分波部１０２の構成の一例を説明するための図である。
【図６】実施の形態１に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５の構成の一例を説明するための図である。
【図７】実施の形態１に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５の構成の別例を説明するための図である。
【図８】実施の形態１に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３の動作の一例を説明するための図である。
【図９】実施の形態１に係る無線通信装置１００の分離型スイッチ部１０４の構成の一例を説明するための図である。
【図１０】実施の形態１に係る無線通信装置１００の分離型スイッチ部１０４で使用するスイッチングテーブル７０４の構成例を説明するための図である。
【図１１】実施の形態１に係る無線通信装置１００のデジタル合波部１０６の構成例を説明するための図である。
【図１２】実施の形態１に係る無線通信装置１００のチャネル制御部１０８の構成例を説明するための図である。
【図１３】実施の形態１に係る無線通信装置１００のチャネル制御の方法を説明するための図である。
【図１４】実施の形態１に係る無線通信装置１００の分離型スイッチ１０４の構成の別例とチャネル制御の別の方法を説明するための図である。
【図１５】実施の形態２に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３の動作の一例を説明するための図である。
【図１６】実施の形態２に係る無線通信装置１００のチャネル制御の方法を説明するための図である。
【図１７】実施の形態３に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３の動作の一例を説明するための図である。
【図１８】実施の形態３に係る無線通信装置１００のチャネル制御の方法を説明するための図である。
【図１９】実施の形態４に係る無線通信装置１０１４の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
まず、本実施の形態に係る無線通信装置１００の基礎となる技術について説明する。
図１は、周波数分割多重方式を用いた衛星通信システムの動作の一例を説明するための図である。
図１を用いて、デジタルチャネライザを含む無線中継器を人工衛星２０１に搭載し、周波数分割多重方式を用いて無線通信を行う衛星通信システムの動作の概略について説明する。
【００１９】
図１に示す衛星通信システムは、デジタルチャネライザを含む無線中継器が搭載された人工衛星２０１、送信側の複数の地上局２０２（２０２Ａ，２０２Ｂ）、受信側の複数の地上局２０４（２０４Ａ，２０４Ｂ）を備える。
複数の地上局２０２は、周波数分割多重された信号２０３を人工衛星２０１に送信する。人工衛星２０１に搭載されたデジタルチャネライザを含む無線中継器は、受信した信号２０３に対してデジタル信号処理を実行し、所定の周波数に再配置し、再び周波数分割多重された送信信号２０５（２０５Ａ，２０５Ｂ）として複数の地上局２０４に送信する。
以下において、地上局２０４等と記載した場合には、地上局２０４Ａ，２０４Ｂの両方、あるいはいずれか一方を指すものとする。他の添え字Ａ，Ｂ等が付与された符号についても同様とする。
【００２０】
次に、本実施の形態に係る無線通信装置１００と比較をするための２つの技術について説明する。
図２は、本実施の形態に係る無線通信装置１００と比較するための比較例１の無線通信装置１０１０を示す図である。
図３は、本実施の形態に係る無線通信装置１００と比較するための比較例２の無線通信装置１０２０を示す図である。
【００２１】
比較例１の無線通信装置１０１０は、デジタルペイロードとして、デジタルチャネライザ、デジタルスイッチマトリクス、デジタルコンバイナを含むものである。
図２に示すように、無線通信装置１０１０のデジタルペイロードは、デジタルチャネライザ、デジタルスイッチマトリクス、デジタルコンバイナの機能を含む３つのマルチポートＤＳＰ処理スライスを有する。
【００２２】
図２に示す無線通信装置１０１０のデジタルペイロードでは、切替ＡＳＩＣ１６２２がデジタルスイッチマトリクスに相当する。最上段のＤＳＰスライス１６００Ａに含まれる切替ＡＳＩＣ１６２２Ａは、入力が自己のスライスの出力ではない場合または自己の出力だが内部競合により自己のスライスへ出力ができない場合、下段のＤＳＰスライス１６００Ｂに含まれる切替ＡＳＩＣ１６２２Ｂに入力を転送する。
さらに、切替ＡＳＩＣ１６２２Ｂは、入力が自己のスライスの出力ではない場合または自己の出力だが内部競合により自己のスライスへ出力ができない場合、最下段のＤＳＰスライス１６００Ｃに含まれる切替ＡＳＩＣ１６２２Ｃに入力を転送する。
最下段の切替ＡＳＩＣ１６２２Ｃは、入力が自己のスライスの出力ではない場合または自己の出力だが内部競合により自己のスライスへ出力ができない場合、最上段のＤＳＰスライス１６００Ａに含まれる切替ＡＳＩＣ１６２２Ａに入力を転送する。
【００２３】
比較例１の無線通信装置１０１０は、上記のように動作するため、例えば、いずれかのＤＳＰスライスの入力がされない場合であっても、入力がされないＤＳＰスライスに含まれる切替ＡＳＩＣは、他のＤＳＰスライスの切替ＡＳＩＣへ、入力を転送する必要がある。このため、入力がされないＤＳＰスライス自体の動作を停止することができず、この入力がされないＤＳＰスライスが消費する電力を削減することができない。
【００２４】
比較例２の無線通信装置１０２０は、未使用となる周波数帯域に着目し、無線通信装置１０２０の消費電力の低減を行うものである。
【００２５】
図３に示すように、無線通信装置１０２０は、受信信号を増幅、周波数変換、帯域カット、デジタル化、ベースバンド信号生成を行う受信モジュール１７１５と、周波数分波チャネライザ１７１０と、重み付け係数を積和演算してマルチビーム形成を行うデジタルビーム形成器１７１１と、チャネル分波を行うデジタルチャネライザ１７１２と、信号を時分割多重する時間多重器１７１３を備える。
【００２６】
図３に示す比較例２では、周波数分波チャネライザ１７１０Ａ〜１７１０Ｎで分波された信号は、周波数毎にそれぞれ決められたデジタルビーム形成器１７１１Ａ〜１７１１ｉに入力される。同じ周波数の信号を扱うデジタルビーム形成器１７１１の中で、入力される分波された信号の全てが未使用の場合にデジタルビーム形成器１７１１の演算を実施しないように動作することで、未使用の周波数に対応するデジタルビーム形成器１７１１の電力を削減する。
【００２７】
比較例２は、上記のように動作するため、入力される全てのビームにおいて、分割される周波数帯のうち、使用されている周波数帯の数が同じで、かつ、同じデジタルビーム形成器１７１１に分割された周波数帯が入力するように、使用する周波数帯の位置が配置されている場合に消費電力削減効果が最も高くなる。
しかしながら、図１を用いて説明したようなデジタルチャネライザを含む無線中継器に適用する場合、新規ユーザの追加や、既存ユーザの契約終了により、使用する周波数の追加や削減を行う際に、全てのビームについて、消費電力削減効果が高くなる前記条件に常に一致させて運用することは困難である。このため、比較例２では、実際の運用においては、消費電力の削減効果は限定的となる。
【００２８】
次に、図を用いて、実施の形態に係る無線通信装置１００について説明する。
図４は、本実施の形態に係る無線通信装置１００の構成を示す図である。
本実施の形態に係る無線通信装置１００は、周波数分割多重方式により通信処理が行われる無線通信装置である。
【００２９】
無線通信装置１００には、電波を送受信するアンテナ、増幅器、アナログフィルタ、信号の切り替えを行う設備等の各種の設備が設けられている。しかし、ここでは、無線通信装置１００の処理のうち、デジタル信号の処理に関わる部分のみについて説明する。
【００３０】
図４に示すように、無線通信装置１０は、Ａ／Ｄ変換部１０１、デジタル分波部１０２（分波部）、前段並べ替え部１０３（前段チャネル並べ替え部）、分離型スイッチ部１０４（チャネル分離型チャネルスイッチ部）、後段並べ替え部１０５（後段チャネル並べ替え部）、デジタル合波部１０６（合波部）、Ｄ／Ａ変換部１０７を備える。
以下では、無線通信装置１００が受信した信号の流れに沿って、無線通信装置１００の構成を説明する。
【００３１】
無線通信装置１００には、入力ポート毎に、アナログ信号が入力される。アナログ信号は、アンテナにより受信された電波を増幅し、周波数選択と周波数変換とが行われた高周波信号である。このアナログ信号には、入力ポート毎に周波数分割多重方式により複数のチャネル信号が多重化されている。
【００３２】
Ａ／Ｄ変換部１０１は、入力されたアナログ信号を受信し、デジタル信号に変換する。
デジタル分波部１０２は、デジタル信号に変換された信号（多重化信号の一例）を受信し、周波数分割多重された信号から周波数毎にチャネル信号を分離し、処理を行うための中間周波数に周波数を変換する。以下では、周波数分割多重された信号から周波数毎にチャネル信号を分離することを「分波する」と記載する場合がある。
【００３３】
前段並べ替え部１０３は、チャネル制御部１０８からの指示に基づいて、入力ポート内のチャネルの並べ替えを行う。チャネルの並べ替えが行われた信号は、他のポートで同様の処理が行われた信号とともに、分離型スイッチ部１０４に送られる。
【００３４】
Ａ／Ｄ変換部１０１、デジタル分波部１０２、前段並べ替え部１０３は、入力ポート毎に設けられる。例えば、入力ポートＡに対してＡ／Ｄ変換部１０１Ａ、デジタル分波部１０２Ａ、前段並べ替え部１０３Ａが設けられ、入力ポートＢに対してＡ／Ｄ変換部１０１Ｂ、デジタル分波部１０２Ｂ、前段並べ替え部１０３Ｂが設けられ、・・・、入力ポートＮに対してＡ／Ｄ変換部１０１Ｎ、デジタル分波部１０２Ｎ、前段並べ替え部１０３Ｎが設けられる。
【００３５】
分離型スイッチ部１０４は、チャネル制御部１０８により指示されたスイッチングテーブル設定情報（設定情報）を、内部のスイッチングテーブル７０４（図９参照）に保持する。分離型スイッチ部１０４は、スイッチングテーブル７０４の情報に基づき、出力すべきポートの出力チャネルに信号をスイッチする。
【００３６】
後段並べ替え部１０５は、チャネル制御部１０８からの指示に基づいて、出力ポートに出力するチャネル信号の並べ替えを行う。
デジタル合波部１０６は、チャネル毎の信号の周波数の変換と、出力ポート内のチャネル信号の周波数分割多重を行う。以下、出力ポート内のチャネル信号の周波数分割多重することを合波すると記載する場合もある。
【００３７】
Ｄ／Ａ変換部１０７では、合波された信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換し出力ポートから出力する。
【００３８】
後段並べ替え部１０５、デジタル合波部１０６、Ｄ／Ａ変換部１０７は、出力ポート毎に設けられる。例えば、出力ポートＡに対して後段並べ替え部１０５Ａ、デジタル合波部１０６Ａ、Ｄ／Ａ変換部１０７Ａが設けられ、出力ポートＢに対して後段並べ替え部１０５Ｂ、デジタル合波部１０６Ｂ、Ｄ／Ａ変換部１０７Ｂが設けられ、・・・、出力ポートＮに対して後段並べ替え部１０５Ｎ、デジタル合波部１０６Ｎ、Ｄ／Ａ変換部１０７Ｎが設けられる。
【００３９】
図示は無いが、無線通信装置１００のＤ／Ａ変換部１０７より出力されたアナログ信号は、この後、信号の切替設備、周波数変換設備、フィルタ、増幅器等を通過し、アンテナより出力される。
【００４０】
以下では、本実施の形態に係る無線通信装置１００において、デジタル信号の処理を行う各部の構成と動作について説明する。
図５は、本実施の形態に係る無線通信装置１００のデジタル分波部１０２の構成の一例を説明するための図である。
【００４１】
デジタル分波部１０２は、マルチレートの分波を行う必要があるため、マルチレート型フィルタバンクを用いて構成される。デジタル分波部１０２には、チャネル単位に処理部が分離できる構成を有するフィルタバンクを用いる。
図５に示すデジタル分波部１０２は、チャネル単位に処理部が分離できる構成を持つ。図５に示すデジタル分波部１０２は、３ステージ構成で、最大８波の分波を実現するが、４ステージ以上の構成でも実現可能である。
図５に示すデジタル分波部１０２については、特許文献「ＷＯ２０１１／０６５２８７（Ａ１）」に記載されている。
【００４２】
図５において、デジタル分波部１０２は、周波数変換受信ローパスフィルタ部（以下、ローパスフィルタ部３０１，３０２，３０３とする）、受信チャネルフィルタ部３０４を備える。
ローパスフィルタ部３０１Ａ〜Ｂは、ステージ１の周波数変換受信ローパスフィルタ部である。ローパスフィルタ部３０２Ａ〜Ｄは、ステージ２の周波数変換受信ローパスフィルタ部である。ローパスフィルタ部３０３Ａ〜Ｈは、ステージ３の周波数変換受信ローパスフィルタ部である。
【００４３】
ローパスフィルタ部３０１，３０２，３０３は、Ａ／Ｄ変換部１０１により変換されたデジタル信号に対し、周波数変換およびローパスフィルタ処理を施した後、サンプリングレートを入力データ速度の半分にしてから出力する。
受信チャネルフィルタ部３０４は、ローパスフィルタ部３０１，３０２，３０３からの出力信号に対してフィルタ処理を行う。
【００４４】
ローパスフィルタ部３０１，３０２，３０３のローパスフィルタと、受信チャネルフィルタ部３０４のフィルタは、例えば、ハーフバンドフィルタで構成する。これにより、デジタル分波部１０２の回路規模を小さくすることができる。
【００４５】
図５の例では、Ａ／Ｄ変換部１０１は、受信信号をサンプリングして、アナログ信号からデジタル信号に変換する。
デジタル分波部１０２は、サンプリングされたデジタル信号を、２分波をベースとして段階的な信号分離を行う。デジタル分波部１０２における信号分離の処理は、ステージ数の増加に伴い、抽出領域を２分割していく方式で行われる。
【００４６】
デジタル分波部１０２は、チャネル番号が割り当てられたチャネル１〜８（分波部チャネル１〜８）を備える。
デジタル分波部１０２は、チャネル制御部１０８から未使用であるチャネルの情報を入手する。デジタル分波部１０２は、分波した信号のチャネル（分波部チャネル）のうち、未使用であるチャネルのチャネル番号を得ることで、未使用チャネルに該当するローパスフィルタ部３０１，３０２，３０３、および、受信チャネルフィルタ部３０４に対するクロック供給を停止し、この回路で消費される電力を削減することができる。
なお、未使用チャネルに相当する回路を停止させる効果はなくなるが、本デジタル分波部１０２をポリフェーズフィルタとＦＦＴとで構成する方式としてもよい。
【００４７】
図５に示すように、例えば、デジタル分波部１０２で処理するチャネルのうち、チャネル３、チャネル４、チャネル５、チャネル７が未使用であるとする。
この場合、チャネル３とチャネル４の処理を行う周波数変換受信ローパスフィルタ部と受信チャネルフィルタ部のうち、点線で囲んだ範囲３１０で消費される電力の削減が可能である。
また、チャネル５の処理を行う点線で囲んだ範囲３１１と、チャネル７の処理を行う点線で囲んだ範囲３１２も、同様に、消費される電力の削減を行うことができる。
【００４８】
次に、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５について説明する。
図６は、本実施の形態に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５の構成の一例を説明するための図である。
図７は、本実施の形態に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５の構成の別例を説明するための図である。
図８は、本実施の形態に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３の動作の一例を説明するための図である。
【００４９】
図６、図７、図８を用いて、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５の構成と動作について説明する。
前段並べ替え部１０３は、デジタル分波部１０２から複数の分波後信号を入力し、入力した複数の分波後信号を並べ替え、複数の並べ替え信号（前段並べ替え後信号）として出力する。
後段並べ替え部１０５は、分離型スイッチ部１０４から出力ポート毎に出力された複数の合波前信号（スイッチ後信号）を入力し、入力した複数の合波前信号を並べ替え、複数の並べ替え後信号（後段並べ替え信号）として出力する。
【００５０】
図６では、分波されたチャネルが８チャネルの場合に、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５を、セレクタを用いて構成する例を示す。前段並べ替え部１０３と後段並べ替え部１０５とは、同一の構成で実現することが可能である。また、図６では、８チャネルの並べ替えを行う例を示しているが、８チャネル以外の構成も実現可能である。また、前段並べ替え部１０３と後段並べ替え部１０５とは、互いに異なるチャネル数を処理するように構成することもできる。
【００５１】
図６に示すように、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５では、並べ替えを行う出力チャネル（前段出力チャネル）に対応して、セレクタ４０１が設けられる。つまり、出力チャネル１〜８に対して、セレクタ４０１Ａ〜４０１Ｈが対応するように設けられる。
各セレクタ４０１には、全チャネルが入力される。例えば、セレクタＡには、入力側チャネル（前段入力チャネル）１〜８の全分波後信号が入力され、その中から出力チャネル１に出力する信号が選択され、並べ替え後信号として出力チャネル１に出力される。
【００５２】
前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５は、情報分配部４０２（チャネル並べ替え情報分配部）、クロック停止指示部４０３を備える。
情報分配部４０２は、チャネル制御部１０８からチャネル並べ替え情報を入力し、受信したチャネル並べ替え情報に基づいて、セレクタ４０１が信号を選択するための選択信号をセレクタ４０１に出力する。
チャネル並べ替え情報には、並べ替え前後のチャネルの未使用情報が含まれる。
出力チャネルは情報分配部４０２から入力されるチャネル並べ替え情報（並べ替え前後のチャネルの未使用情報）に基づいて決定される。
このように、このセレクタの選択信号は、情報分配部４０２により、並べ替え前後のチャネルの未使用情報の入力に基づき出力チャネルが決定され、セレクタ４０１に分配される。
【００５３】
前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５は、上記のような構成により、並べ替え前後のチャネルの未使用情報に基づいて、入力チャネルを並べ替え、出力チャネルとして出力することができる。
【００５４】
クロック停止指示部４０３は、チャネル制御部１０８から、並べ替え前後のチャネルの未使用情報を入力する。
クロック停止指示部４０３は、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５の並べ替え前の信号を処理する回路と、並べ替え後の信号を処理する回路に対して、並べ替え前後のチャネルの未使用情報に基づいて、クロックの停止を指示する。
【００５５】
次に、図７を用いて、本実施の形態に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５の構成の別例について説明する。
図７では、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５を、セレクタを用いて構成する例を示した。しかし、並べ替えを実現する方法は、セレクタを用いる方法でなくても構わない。
【００５６】
例えば、図７に示すように、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５は、例えば、分波後信号（チャネル信号）を一定のデータブロックで区切り、バッファ（メモリ）を用い、読み出しの時に並べ替えを行う構成としてもよい。前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５は、データを一定のデータブロックに分割する際に、信号をパケット（またはフレームやセル）に再生したデータ単位としてもよい。
【００５７】
図７に示すように、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５は、リード制御部５０２、情報分配部５０３（チャネル並べ替え情報分配部）、クロック停止指示部５０４を備える。また、チャネル１〜８にそれぞれ対応するバッファ５０１Ａ〜Ｈを備える。
【００５８】
前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５は、一定のデータブロックとして区切られた分波後信号（チャネル信号）のデータを、バッファ５０１に書き込む。
リード制御部５０２は、チャネル並べ替え情報分配部５０３からのチャネル並べ替え情報に基づき、読み出すバッファの読み出し先を変更しながら出力することで、チャネルの並べ替えを行い、出力チャネルに出力する。
【００５９】
なお、バッファ５０１Ａ〜Ｈは、図７に示すように、物理的にチャネル毎に独立した構成でなくてもよい。
例えば、バッファ５０１Ａ〜Ｈは、物理的には全チャネルに対し単一のメモリを用いて構成してもよい。バッファ５０１Ａ〜Ｈから分波後信号を読み出す際に、バッファ５０１Ａ〜Ｈ毎にリードするメモリのアドレスを変更することで、物理的にチャネル毎に独立した構成と同等の動作を行うことができる。
【００６０】
クロック停止指示部５０４は、チャネル制御部１０８から、並べ替え前後のチャネルの未使用情報を入力する。
クロック停止指示部５０４は、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５の並べ替え前の信号を処理する回路と、並べ替え後の信号を処理する回路に対して、並べ替え前後のチャネルの未使用情報に基づいて、クロックの停止を指示する。
【００６１】
次に、図８を用いて、無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３の具体的な動作について説明する。
図８に示すように、前段並べ替え部１０３の入力チャネルは、入力チャネル１、入力チャネル２、入力チャネル６、入力チャネル８が使用されるものとする。
このとき、後段の分離型スイッチ部１０４では、チャネル５、チャネル６、チャネル７、チャネル８の電力削減を行うことを目的として、前段並べ替え部１０３におけるチャネルの並べ替えを行う例を考える。
分離型スイッチ部１０４では、後述するように、デバイス分割された分離型スイッチ部の使用チャネル（ここでは、連続したチャネル１〜４）が入力されるデバイスにのみ電源を投入し、未使用となるチャネル（ここでは、チャネル５〜８）のデバイスの電源を落とすことで、電力削減の効果を向上させることができる。分離型スイッチ部１０４において電力削減の効果を向上させる仕組みについては後述する。
【００６２】
この場合、前段並べ替え部１０３は、入力チャネル１は出力チャネル１に、入力チャネル２は出力チャネルに、そのまま接続する。また、入力チャネル６は、出力チャネル３に並べ替え、入力チャネル８は出力チャネル４に並べ替える。
【００６３】
前段並べ替え部１０３のクロック停止指示部４０３，５０４は、未使用チャネルである入力チャネル３、入力チャネル４、入力チャネル５、入力チャネル７の入力の処理を行う入力処理回路６０３、６０４、６０５、６０７のクロックを停止する。
【００６４】
また、クロック停止指示部４０３，５０４は、並べ替え後に未使用チャネルとする出力チャネル５、出力チャネル６、出力チャネル７、出力チャネル８の出力の処理を行う出力処理回路６１５、６１６、６１７、６１８のクロックを停止する。
【００６５】
このように、入力処理回路６０３、６０４、６０５、６０７と、出力処理回路６１５、６１６、６１７、６１８とのクロックを停止することにより、電力の削減を行う。
クロック停止指示部４０３，５０４は、チャネル制御部１０８から入力する並べ替え前後のチャネル未使用情報に基づいて、入力処理回路、出力処理回路のクロックの停止を実行する。
【００６６】
ここでは、前段並べ替え部１０３について説明したが、後段並べ替え部１０５も同様に動作させることができる。
【００６７】
図９は、本実施の形態に係る無線通信装置１００の分離型スイッチ部１０４の構成の一例を説明するための図である。
図９を用いて、本実施の形態に係る無線通信装置１００の分離型スイッチ部１０４の構成について説明する。
【００６８】
図９では、分離型スイッチ部１０４には、８チャネルの並べ替えを行った信号が２ポート分入力される場合を示している。分離型スイッチ部１０４は、８チャネルの並べ替えを行った並べ替え後信号の２つの入力ポート（入力ポート１，２）分を入力し、入力チャネルのスイッチ動作を実行し、８チャネルの合波前信号の２つの出力ポート（出力ポート１，２）分を出力する。
図９では、分離型スイッチ部１０４は、セレクタ７０１，７０２を用いて構成されている。また、分離型スイッチ部１０４は、スイッチングテーブル７０４、クロック停止指示部７０５を備えている。
【００６９】
セレクタ７０１Ａ〜Ｈは、出力ポート１のチャネル信号の選択を行うセレクタである。セレクタ７０２Ａ〜Ｈは、出力ポート２のチャネル信号の選択を行うセレクタである。デバイス７０３Ａ〜７０３Ｈは、分離型スイッチ部１０４をデバイス分割した一例であるデバイスである。
セレクタ７０１，７０２と記載した場合には、セレクタ７０１Ａ〜Ｈ，セレクタ７０２Ａ〜Ｈのすべて、あるいは少なくともいずれかを指すものとする。
【００７０】
なお、チャネル数とポート数は、この数に限る必要はなく、この数以上でも実現可能である。また、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５の構成例である図７と同様の構成により、バッファ（メモリ）を用いて、読み出し時の制御により、スイッチを実現する方法で実現することもできる。
【００７１】
図９に示すように、分離型スイッチ部１０４は、スイッチングを実行して出力する出力チャネルに対応し、セレクタが設けられる。分離型スイッチ部１０４は、出力ポート１用のセレクタ７０１Ａ〜７０１Ｈ、出力ポート２用のセレクタ７０２Ａ〜７０２Ｈが設けられる。各セレクタには、全入力ポートの全チャネルが入力される構成である。
例えば、セレクタ７０１Ａには、入力ポート１の入力チャネル（スイッチ部入力チャネル）１〜８の並べ替え後信号（スイッチ前信号）と、入力ポート２の入力チャネル（スイッチ部入力チャネル）１〜８の並べ替え後信号（スイッチ前信号）とが入力される。セレクタ７０１Ａは、スイッチングテーブル７０４からスイッチ選択信号を入力する。セレクタ７０１Ａは、入力したスイッチ選択信号に基づいて、入力した全並べ替え後信号から１つの信号を選択し、選択した信号を合波前信号として出力ポート１の出力チャネル（スイッチ部出力チャネル）１に出力する。
【００７２】
セレクタ７０１，７０２に対して出力されるスイッチ選択信号は、スイッチングテーブル７０４に設定されたスイッチングテーブル設定情報に基づいて生成される。各セレクタは、スイッチ選択信号に基づいて出力ポートの変更を含めたスイッチングを実行する。ここでは、特に、分離型スイッチ部１０４の消費電力を下げるように、出力ポート内の出力チャネルの選択を行うように、スイッチングテーブル７０４の設定を行う。
【００７３】
分離型スイッチ部１０４は、チャネル制御部１０８からスイッチングテーブル設定情報を入力する。スイッチングテーブル設定情報は、スイッチングテーブル７０４と、クロック停止指示部７０５とに入力される。
【００７４】
クロック停止指示部７０５は、入力したスイッチングテーブル設定情報に基づいて、未使用チャネルのスイッチ前の処理回路と、未使用チャネルのスイッチ後の処理回路とのクロックの停止を指示する。
【００７５】
分離型スイッチ部１０４は、各セレクタ７０１，７０２に対し、全入力チャネル情報が入力されるため、回路規模が大きくなる傾向にある。
上記の説明では、分離型スイッチ部１０４は、１つのデバイスに収容されている場合を想定し、未使用の各チャネルのクロックを停止する例を示した。
【００７６】
しかし、分離型スイッチ部１０４は、回路規模に応じて複数のデバイスに分割して収容される場合がある。
デバイスの分割を行う際には、例えば、図９において点線で囲んだ範囲７０３Ａ〜７０３Ｈのように、各ポートの同一のチャネル番号を選択し、それをデバイス単位に実装する方法で分割する。具体的には、出力ポート１の出力チャネル１に対応するセレクタ７０１Ａと、出力ポート２の出力チャネル１に対応するセレクタ７０２Ａとを７０３Ａとして一つのデバイスに実装する。また、出力ポート１の出力チャネル２に対応するセレクタ７０１Ｂと、出力ポート２の出力チャネル２に対応するセレクタ７０２Ｂとを７０３Ｂとして一つのデバイスに実装する。
【００７７】
上記のようにデバイスの分割をした場合は、デバイス単位に電源を落とすことで消費電力を削減する。
本実施の形態に係るチャネルスイッチ（分離型スイッチ部１０４）は、チャネル単位で処理を独立させることができ、チャネル単位の電力削減を行うことができる構成であるため、チャネル分離型チャネルスイッチと呼ばれる。なお、このデバイスを分割する際の分割方法は１チャネル単位で分割するだけでなく、例えば、７０３Ａと７０３Ｂを１デバイスに収容する方法や、７０３Ａ、７０３Ｂ、７０３Ｃ、７０３Ｄを１デバイスに収容する方法等でもよい。
【００７８】
なお、分離型スイッチ部１０４は、入力側と出力側とにデバイスを分割し、入力側と出力側のそれぞれの未使用のデバイスの電源を停止することで消費電力を削減することも可能である。しかしながら、この場合は、分離型スイッチ部の入力側デバイスの出力は全出力側デバイスに接続される必要があるため、特にチャネル数が多くなる無線通信装置の場合に、入力側デバイスと出力側デバイスの間の配線が多数となり、配線が困難となることから、通常は実施されない。
【００７９】
図１０は、本実施の形態に係る無線通信装置１００の分離型スイッチ部１０４で使用するスイッチングテーブル７０４の構成の一例を説明するための図である。
図１０を用いて、スイッチングテーブル７０４の構成について説明する。
【００８０】
図１０に示すように、スイッチングテーブル７０４には、スイッチする前の入力チャネルの情報として、使用または未使用の情報、入力ポートの情報、入力チャネルの情報を保持する。また、入力チャネルに対応した、スイッチした後の出力チャネルの情報として、使用または未使用の情報、出力ポートの情報、出力チャネルの情報を保持する。以下では、スイッチの入力および出力のチャネルの使用または未使用の情報と、入力および出力のポートとチャネルのスイッチする情報を総称して、スイッチング情報と記載する。
【００８１】
例えば、入力チャネル「使用／ポート１／チャネル１」の信号は、「使用／ポート２／チャネル３」の出力チャネルに出力される。入力チャネル「使用／ポート１／チャネル２」の信号は、「使用／ポート１／チャネル１」の出力チャネルに出力される。
このように、スイッチングテーブル７０４には、入力ポート１，２を跨いでスイッチ処理が行われるように、スイッチング情報が設定されている。
【００８２】
図１０に示すスイッチングテーブル７０４では、入力チャネルを基準としたテーブルの構成としているが、出力チャネルを基準としたテーブル構成でもよい。あるいは、スイッチングテーブル７０４は、未使用チャネルについては設定せず、使用チャネルのみを設定したテーブル構成を用いてもよい。
【００８３】
通常のチャネルスイッチでは、スイッチングテーブルには入力チャネルと出力チャネルの接続情報が記載される。
本実施の形態に係るスイッチングテーブル７０４は、分離型スイッチ部１０４の消費電力の削減効果を高めるように、チャネル制御部１０８により更新がなされる。
【００８４】
具体的には、チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル７０４に設定する入力チャネルと出力チャネルの接続情報を、分離型スイッチ部１０４の電力の消費量が最も小さくなるように変更する。
チャネル制御部１０８は、分離型スイッチ部１０４のクロックの停止が最も多くなるか、あるいはデバイス分割されたチャネルスイッチの電源停止する回路規模が最も多くなるようにスイッチングテーブル７０４の内容を変更する。
チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル７０４の内容の更新を、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５のチャネル並べ替え処理と連動させて動作させることで、本来の入力チャネルと出力チャネルの接続を維持する。
【００８５】
分離型スイッチ部１０４は、スイッチングテーブル７０４に基づいて、出力ポート毎に複数の合波前信号を出力する。
出力ポート毎の後段並べ替え部１０５は、複数の合波前信号を入力し、チャネルの並べ替えを実行する。このとき、図６で説明したように、分離型スイッチ部１０４は、情報分配部４０２からの選択信号により、チャネルの並べ替えを実行する。
後段並べ替え部１０５は、複数の合波前信号のチャネルを並べ替え、複数の合波前信号として出力する。
【００８６】
図１１は、本実施の形態に係る無線通信装置１００のデジタル合波部１０６（合波部）の構成の一例を説明するための図である。
図１１を用いて、本実施の形態に係る無線通信装置１００のデジタル合波部１０６の構成と動作について説明する。ここでは、デジタル合波部１０６が８チャネルの合波前信号（複数の後段並べ替え後信号の一例）を合波する場合を説明する。
【００８７】
後段並べ替え部１０５から本来出力すべきチャネルに出力された各チャネルの合波前信号は、フィルタ部９０１（送信チャネルフィルタ部）に入力され、フィルタ処理が行われる。
次に、フィルタ処理が行われた信号は、送信ローパスフィルタ部９０２，９０３，９０４（送信ローパスフィルタ周波数変換部）に入力される。
フィルタ部９０１は、送信チャネルフィルタ部である。送信ローパスフィルタ部９０２Ａ〜Ｈは、ステージ１の送信ローパスフィルタ周波数変換部である。送信ローパスフィルタ部９０３Ａ〜Ｄは、ステージ２の送信ローパスフィルタ周波数変換部である。９０４Ａ〜Ｂは、ステージ３の送信ローパスフィルタ周波数変換部である。
【００８８】
送信ローパスフィルタ部９０２は、入力された信号に対し、サンプリングレートを入力データ速度の２倍に補間した後、周波数変換して出力する。
送信ローパスフィルタ部９０２から出力された出力信号は、加算器９１０により、隣り合う帯域間で加算される。
【００８９】
上記のような加算処理が送信ローパスフィルタ部９０３、９０４と、加算器９１０で繰り返される。
そして、送信ローパスフィルタ部９０４Ａ，９０４Ｂから出力された出力信号が加算器９１０Ｇにより加算された信号がＤ／Ａ変換部１０７に入力される。
【００９０】
図１１に示すデジタル合波部１０６については、特許文献「ＷＯ２０１１／０６５２８７（Ａ１）」に記載されている。送信チャネルフィルタ部９０１、送信ローパスフィルタ部９０２，９０３，９０４のフィルタは、デジタル分波部１０２と同様に、例えばハーフバンドフィルタで構成し、回路規模を小さくすることができる。
【００９１】
上記のようにデジタル合波部１０６を構成し、デジタル分波部１０２と同様に、未使用であるチャネルの情報を得ることにより、未使用チャネルに該当する送信チャネルフィルタ部９０１と送信ローパスフィルタ部９０２，９０３，９０４に対するクロック供給を停止し、この回路で消費される電力を削減することができる。
【００９２】
図１１では、使用する出力チャネルとして、チャネル１、チャネル４、チャネル６である場合の例を示す。この場合、未使用チャネルのチャネル２の処理回路９２０、未使用チャネルのチャネル３の処理回路９２１、未使用チャネルのチャネル５の処理回路９２２、未使用チャネルのチャネル７とチャネル８の処理回路９２３の回路のクロックを停止することができ、消費電力を低減することができる。
なお、未使用チャネルに相当する回路を停止させる効果はなくなるが、デジタル合波部１０６をポリフェーズフィルタとＩＦＦＴで構成される方式で構成しても良い。
【００９３】
図１２は、本実施の形態に係る無線通信装置１００のチャネル制御部１０８の構成の一例を説明するための図である。
図１２を用いて、チャネル制御部１０８の構成について説明する。
図１２に示すように、チャネル制御部１０８は、情報制御部１００２（チャネル情報制御部）、並べ替え制御部１００１（チャネル並べ替え制御部）を備える。
【００９４】
チャネル制御部１０８には、チャネル情報が入力される。
本実施の形態に係る無線通信装置１００が人工衛星２０１（図１参照）に搭載される場合は、チャネル情報は地上局からチャネルの設定指示のコマンドとして与えられても良い。
【００９５】
チャネル情報には、無線通信装置１００で使用するチャネルの情報（使用チャネル情報）と、チャネル交換のための情報（チャネルスイッチ情報）とが含まれる。
使用するチャネルの情報には、無線通信装置１００において、使用する入力チャネルの情報と、使用する出力チャネルの情報とが含まれる。
【００９６】
チャネル情報は、チャネル制御部１０８の情報制御部１００２に入力される。
情報制御部１００２は、使用するチャネルの情報に含まれる使用する入力チャネルの情報に基づいて、未使用となる入力チャネルの情報を選択し、入力チャネル未使用情報として、デジタル分波部１０２へ送信する。
入力チャネルとは、並べ替え処理前であり、かつ、スイッチ処理前のチャネルである。
【００９７】
また、情報制御部１００２は、使用するチャネルの情報に含まれる使用する出力チャネルの情報に基づいて、未使用となる出力チャネルの情報を選択し、出力チャネル未使用情報として、デジタル合波部１０６へ送信する。
出力チャネルとは、スイッチ処理後であり、かつ、並べ替え後のチャネルである。
【００９８】
また、情報制御部１００２は、チャネル交換のための情報に基づいて、分離型スイッチ部１０４の消費電力が最も小さくなるように、チャネル交換の情報を変更する。情報制御部１００２は、変更したチャネル交換の情報を、並べ替え制御部１００１に送信する。
並べ替え制御部１００１は、情報制御部１００２から、変更したチャネル交換の情報を入力し、変更したチャネル交換の情報に基づいて、スイッチングテーブル７０４に設定するスイッチングテーブル設定情報を生成する。並べ替え制御部１００１は、生成したスイッチングテーブル設定情報を分離型スイッチ部１０４に送信する。
【００９９】
ここで、情報制御部１００２がチャネル交換の情報を変更することで、実際の入力チャネルと実際の出力チャネルとの間で不整合が発生する。しかし、並べ替え制御部１００１は、前段並べ替え部１０３及び後段並べ替え部１０５の並べ替えにより、不整合が解消するように、並べ替え前後のチャネル未使用情報を生成する。
【０１００】
並べ替え制御部１００１は、前段並べ替え部１０３が入力チャネルと、分離型スイッチ部１０４の入力側チャネルとの間の並べ替えのためのチャネル未使用情報を生成し、前段並べ替え部１０３に送信する。
並べ替え制御部１００１は、後段並べ替え部１０５が出力チャネルと、分離型スイッチ部１０４のち出力側チャネルとの間の並べ替えのためのチャネル未使用情報を生成し、後段並べ替え部１０５に送信する。
前段並べ替え部１０３と後段並べ替え部１０５とは、その構成によっては、必ずしも並べ替え前後のチャネル未使用情報が必要とは限らない。並べ替え前のチャネル未使用情報があればよい場合もあるし、並べ替え後のチャネル未使用情報があればよい場合もある。
【０１０１】
以上のように、並べ替え制御部１００１は、情報制御部１００２からチャネル交換の変更情報を受信した後、前段並べ替え部１０３と後段並べ替え部１０５とに、チャネル並べ替え情報と並べ替え前後のチャネル未使用情報とを送信する。
【０１０２】
以上、本実施の形態に係る無線通信装置１００の構成と、その構成の構成要素について説明した。本実施の形態に係る無線通信装置１００の構成要素は、デジタル処理を行うため、１個または複数のＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ・Ｓｐｅｃｉｆｉｃ・Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ・Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ・Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ・Ｇａｔｅ・Ａｒｒａｙ）等の電子回路で構成される。
無線通信装置１００の構成要素のうちで、消費電力を多く消費する構成規模が大きい電子回路となる構成要素は、デジタル分波部１０２、分離型スイッチ部１０４、デジタル合波部１０６である。
【０１０３】
デジタル分波部１０２は、複数の周波数多重された信号から高速でチャネル信号を分波するため構成規模が大きい電子回路となる。また、デジタル合波部１０６は、複数のチャネル信号を高速に合波するため、チャネル数に対応した電子回路が必要になり、構成規模が大きい電子回路となる。また、分離型スイッチ部１０４では、ポート間とチャネル間との両方のスイッチ動作を行うため、１つのチャネルのチャネルスイッチ処理に、（ポート数×チャネル数）の数の入力が必要となり、多数の入力チャネルをスイッチするための処理を行う電子回路の構成規模が大きくなる。
【０１０４】
これに対し、前段並べ替え部１０３および後段並べ替え部１０５は、１つの入力ポートに収容されるチャネル数のみの入力となるため、分離型スイッチ部１０４に比べ電子回路の構成規模は小さい。
【０１０５】
本実施の形態に係る無線通信装置１００では、構成規模が大きくなるデジタル分波部１０２、分離型スイッチ部１０４、デジタル合波部１０６について、チャネル単位で処理可能な構成とし、動作していない電子回路への電力の供給停止やクロックの配信停止により、電力を削減する。
分離型スイッチ部１０４における消費電力の削減効果を最大とするために、前段並べ替え部１０３と後段並べ替え部１０５とにより、チャネルの並べ替えを行う。
チャネル制御部１０８は、特に消費電力が高い分離型スイッチ部１０４について最も消費電力が低くなるように、前段並べ替え部１０３と後段並べ替え部１０５とに対し並べ替えの制御を行う。
【０１０６】
図１３は、本実施の形態に係る無線通信装置１００のチャネル制御の方法を説明するための図である。
図１３を用いて、チャネル制御部１０８が行うチャネル制御方法について説明する。
チャネル制御部１０８が行うチャネル制御方法には、無線通信装置１００におけるチャネル信号の通過経路を変更する制御方法、各構成要素に対する未使用チャネルの通知方法が含まれる。
また、図１３を用いて、チャネル制御部１０８から制御情報を受け取った各構成要素が、これらの制御情報に基づいて行う消費電力を低減する方法の一例について説明する。
【０１０７】
図１３に示すように、無線通信装置１００の入力ポート、出力ポートは、それぞれ２ポートである。また、１つの入力ポート、出力ポートのチャネル数は、８チャネルである。図１３は、無線通信装置１００において、装置内部の各構成要素の使用チャネルと未使用チャネルとの配置と、チャネル信号の流れを示したものである。
【０１０８】
なお、図１３では、説明を簡単にするために２ポート、８チャネルの例を示しているが、ポート数とチャネル数はこの数に限る必要はない。また、分離型スイッチ部１０４は、図９に示したように、各ポートの同一チャネル番号毎にスイッチ処理回路をデバイス７０３Ａ〜７０３Ｈに収容する方法で、回路を分割するものとする。また、図１３は、説明のための論理的な図であり、図９に示す物理的な構成とは異なることに注意されたい。
【０１０９】
図１３に示すように、入力ポート１の入力チャネルは、チャネル１、チャネル２、チャネル６、チャネル８が使用される。また、入力ポート２の入力チャネルは、チャネル２、チャネル４、チャネル６、チャネル７が使用される。
【０１１０】
チャネル制御部１０８は、入力ポートの入力チャネルと、出力ポートの出力チャネルとのスイッチングが以下となるように、チャネル情報のチャネルスイッチ情報により指示を受けているものとする。
入力ポート１／入力チャネル１→出力ポート２／出力チャネル６
入力ポート１／入力チャネル２→出力ポート１／出力チャネル１
入力ポート１／入力チャネル６→出力ポート２／出力チャネル２
入力ポート１／入力チャネル８→出力ポート１／出力チャネル４
入力ポート２／入力チャネル２→出力ポート２／出力チャネル３
入力ポート２／入力チャネル４→出力ポート１／出力チャネル６
入力ポート２／入力チャネル６→出力ポート２／出力チャネル８
入力ポート２／入力チャネル７→出力ポート２／出力チャネル７
【０１１１】
無線通信装置１００において、消費電力の低減のためのチャネル制御を行わない場合には、スイッチングテーブル７０４に上記のチャネルスイッチ情報が保存される。
しかし、本実施の形態に係る無線通信装置１００において、消費電力の低減のためのチャネル制御を行う場合には、スイッチングテーブル７０４に対して最適化が行われる。
しかしながら、スイッチングテーブル７０４に対して最適化が行われた場合でも、入力ポートの入力チャネルと出力ポートの出力チャネルとのスイッチングは、上記チャネルスイッチ情報に記載された交換と同一となるよう制御が行われる。
【０１１２】
チャネル制御部１０８は、デジタル分波部１０２へスイッチ前の未使用チャネルの情報（入力ポートの入力チャネルの未使用情報）を送信する。また、チャネル制御部１０８は、デジタル合波部１０６へスイッチ後の未使用チャネルの情報（出力ポートの出力チャネルの未使用情報）を送信する。
【０１１３】
１１０１〜１１０８は、入力ポート１のデジタル分波部１０２Ａの使用チャネルの一例である。
入力ポート１に対応するデジタル分波部１０２Ａは、未使用の入力チャネルであるチャネル３、チャネル４、チャネル５、チャネル７において、分波を行うフィルタバンクのクロックを停止する。
【０１１４】
１２０１〜１２０７は、入力ポート２のデジタル分波部１０２Ｂの使用チャネルの一例である。
入力ポート２に対応するデジタル分波部１０２Ｂは、未使用の入力チャネルであるチャネル１、チャネル３、チャネル５、チャネル８において、分波を行うフィルタバンクのクロックを停止する。
【０１１５】
１１７１〜１１７６は、出力ポート１のデジタル合波部１０６Ａの使用チャネルの一例である。１２７２〜１２７８は、出力ポート２のデジタル合波部１０６Ｂの使用チャネルの一例である。
デジタル分波部１０２と同様に、出力ポート１のデジタル合波部１０６Ａは、未使用の出力チャネルであるチャネル２、チャネル３、チャネル５、チャネル７、チャネル８において、合波を行うフィルタバンクのクロックを停止する。出力ポート２のデジタル合波部１０６Ｂは、未使用出力チャネルのチャネル１、チャネル４、チャネル５において、合波を行うフィルタバンクのクロックを停止する。
【０１１６】
分離型スイッチ部１０４は、上述したように、各ポートの同一チャネル番号のスイッチ処理を行う回路毎にデバイスに分割している。
このため、各ポートの使用チャネルが分散している場合よりも、各ポートの使用チャネル番号が一致しているほうが、同一デバイス内で多くの処理が可能となるとともに、処理を行わないデバイスの数を多くすることができる。
したがって、処理を行わないデバイスの電源を落とすことによって、より多くの消費電力の低減を行うことができる。
【０１１７】
チャネル制御部１０８は、分離型スイッチ部１０４の未使用デバイスが最も多くなるように、前段並べ替え部１０３、後段並べ替え部１０５の入力ポート毎、出力ポート毎のチャネルの並べ替えをする。そして、チャネル制御部１０８は、入力ポート毎、出力ポート毎のチャネルの並べ替えに応じて、最終的にはチャネルスイッチ情報に従った入出力の状態となるように、分離型スイッチ部１０４のスイッチングテーブル７０４の変更を行う。
【０１１８】
具体的には、チャネル制御部１０８は、入力ポート１、入力ポート２の各ポートの前段並べ替え部１０３Ａ、１０３Ｂにおいて、次のような制御を行う。
チャネル制御部１０８は、各ポートのチャネルについて、小さいチャネル番号から順に連続して使用チャネルとなるように、使用チャネル、未使用チャネルの番号を並べ替える。
言い換えると、チャネル制御部１０８は、各ポートの前段並べ替え部１０３において、各ポートの使用チャネル番号の小さい番号が未使用である場合、使用チャネル番号の大きい番号のチャネルを同一ポートの小さいチャネル番号の位置に入れ替えて、信号を出力するように並べ替えを行う制御をする。
チャネル制御部１０８は、前段並べ替え部１０３に対し、並べ替え前後のチャネル未使用情報を出力することにより、上記の制御を行う。
【０１１９】
１１１１〜１１１８は、入力ポート１の前段並べ替え部１０３Ａの並べ替え前の使用チャネルの一例である。１２１２〜１２１７は、入力ポート２の前段並べ替え部１０３Ｂの並べ替え前の使用チャネルの一例である。
また、１１２１〜１１２４は、入力ポート１の前段並べ替え部１０３Ａの並べ替え後の使用チャネルの一例である。１２２１〜１２２４は、入力ポート２の前段並べ替え部１０３Ｂの並べ替え後の使用チャネルの一例である。
【０１２０】
入力ポート１の前段並べ替え部１０３Ａは、使用チャネルがチャネル１、チャネル２、チャネル６、チャネル８である。チャネル制御部１０８は、これらの使用チャネルのうち、チャネル６をチャネル３に入れ替え、チャネル８をチャネル４に入れ替えて信号を出力するように、前段並べ替え部１０３Ａに指示を行う。
入力ポート２の前段並べ替え部１０３Ｂは、使用チャネルがチャネル２、チャネル４、チャネル６、チャネル７である。チャネル制御部１０８は、これらの使用チャネルのうち、チャネル２をチャネル１に入れ替え、チャネル４をチャネル２に入れ替え、チャネル６をチャネル３に入れ替え、チャネル７をチャネル４に入れ替えて信号を出力するように、前段並べ替え部１０３Ｂに指示を行う。
【０１２１】
このように制御を行うことで、前段並べ替え部１０３の入力ポート１および入力ポート２のチャネルの出力は、チャネル番号の小さい４チャネルが全て使用される設定となる。
【０１２２】
前段並べ替え部１０３のクロック停止指示部５０４（図７参照）は、前段並べ替え部１０３の入力処理を行う回路について、並べ替え前に未使用となるチャネル情報を元に、クロックを停止する。また、クロック停止指示部５０４は、前段並べ替え部１０３の出力処理を行う回路について、並べ替え後に未使用となるチャネル情報を元に、クロックを停止する。
【０１２３】
分離型スイッチ部１０４は、入力処理を行う回路において、前段並べ替え部１０３が行ったチャネルの並べ替えに基づき、ポート１の入力チャネルは、チャネル番号の小さい４チャネルが使用され、ポート２の入力チャネルは、チャネル番号の小さい４チャネルが使用される。
【０１２４】
分離型スイッチ部１０４は、ポート間をまたぐスイッチ動作を行う。チャネル制御部１０８は、分離型スイッチ部１０４のスイッチ動作の際出力チャネルの番号が小さい番号に対して出力するように、スイッチングテーブル設定情報を変更し、分離型スイッチ部１０４に送信する。
【０１２５】
図１３の例では、チャネル制御部１０８は、入力ポートの入力チャネルと、出力ポートの出力チャネルとのスイッチングが以下のようになるように、スイッチングテーブル７０４の内容を変更する指示を、分離型スイッチ部１０４に対して行う。
入力ポート１／入力チャネル１→出力ポート２／出力チャネル３
入力ポート１／入力チャネル２→出力ポート１／出力チャネル１
入力ポート１／入力チャネル３→出力ポート２／出力チャネル１
入力ポート１／入力チャネル４→出力ポート１／出力チャネル２
入力ポート２／入力チャネル１→出力ポート２／出力チャネル２
入力ポート２／入力チャネル２→出力ポート１／出力チャネル３
入力ポート２／入力チャネル３→出力ポート２／出力チャネル５
入力ポート２／入力チャネル４→出力ポート２／出力チャネル４
【０１２６】
チャネル制御部１０８が上記のように制御を行うことで、分離型スイッチ部１０４のポート１の出力チャネルは、チャネル番号の小さい３チャネルが使用され、ポート２の出力チャネルは、チャネル番号の小さい５チャネルが使用される設定となる。
【０１２７】
１１３１〜１１３４は、分離型スイッチ部１０４の入力ポート１のスイッチ前の使用チャネルの一例である。１２３１〜１２３４は、分離型スイッチ部１０４の入力ポート２のスイッチ前の使用チャネルの一例である。
１１４１〜１１４３は、分離型スイッチ部１０４の出力ポート１のスイッチ後の使用チャネルの一例である。１２４１〜１２４５は、分離型スイッチ部１０４の出力ポート２のスイッチ後の使用チャネルの一例である。
【０１２８】
分離型スイッチ部１０４は、各ポートのチャネルの番号が同一の回路毎にデバイス分割をしている。図１３の例では、１１３１と１１４１と１２３１と１２４１が一つのデバイスに収容され、１１３２と１１４２と１２３２と１２４２が別の一つのデバイスに収容され、以下同様に収容されている。この場合、全てのポートにおいて、入力チャネルと出力チャネルの全てが未使用となるデバイスであるポート６とポート７とポート８の処理を行う分離型スイッチのデバイスの電源供給を停止する。
さらに、チャネル４の処理を行う分離型スイッチのデバイスで、未使用となるポート１の出力チャネルの処理を行う回路のクロックの供給を停止する。同様に、チャネル５の処理を行う分離型スイッチのデバイスで、未使用となるポート１の入力および出力の処理を行う回路とポート２の入力の処理を行う回路のクロックの供給を停止する。このようにデバイスに対する電源供給と未使用の回路のクロックの供給を停止することで消費電力を低減することができる。
【０１２９】
なお、分離型スイッチ部１０４の分割方法と消費電力の低減方法は、この例に限らない。例えば、分離型スイッチ部１０４の全てが１個のデバイスで実現できる場合は、ポート１とポート２の未使用の入力チャネルの処理回路とポート１とポート２の未使用の出力チャネルの処理回路の全てのクロックを停止する方法で消費電力を低減することもできる。
【０１３０】
各ポートの後段並べ替え部１０５Ａ、１０５Ｂに対して、チャネル制御部１０８は、各ポートの出力側のチャネルで出力すべき番号のチャネルに信号の並べ替えを行うよう指示を行う。
各ポートの出力チャネルで出力すべき番号のチャネルとは、チャネル制御部１０８からチャネルスイッチ情報として入力した情報である。チャネルスイッチ情報の出力側の情報が、各ポートの出力側のチャネルで出力すべき番号のチャネルとなる。
【０１３１】
１１５１〜１１５３は、出力ポート１の後段並べ替え部１０５Ａの並べ替え前の使用チャネルの一例である。１２５１〜１２５５は、出力ポート２の後段並べ替え部１０５Ｂの並べ替え前の使用チャネルの一例である。
１１６１〜１１６６は、出力ポート１の後段並べ替え部１０５Ａの並べ替え後の使用チャネルの一例である。１２６２〜１２６８は、出力ポート２の後段並べ替え部１０５Ｂの並べ替え後の使用チャネルの一例である。
【０１３２】
図１３の例では、チャネル制御部１０８は、ポート１では、チャネル２をチャネル４に入れ替え、チャネル３をチャネル６に入れ替えて信号を出力するように、後段並べ替え部１０５Ａに指示を行う。また、ポート２では、チャネル１をチャネル２に入替え、チャネル２をチャネル３に入替え、チャネル３をチャネル６に入替え、チャネル４をチャネル７に入れ替え、チャネル５をチャネル８に入れ替えて信号を出力するように後段並べ替え部１０５Ｂに指示を行う。
【０１３３】
このとき、後段並べ替え部１０５のクロック停止指示部５０４（図７参照）は、後段並べ替え部１０５の入力処理を行う回路について、並べ替え前に未使用となるチャネル情報を元に、クロックを停止する。また、クロック停止指示部５０４は、後段並べ替え部１０５の出力処理を行う回路について、並べ替え後に未使用となるチャネル情報を元に、クロックを停止する。
【０１３４】
具体的には、後段並べ替え部１０５のクロック停止指示部５０４は、並べ替え前に未使用となるチャネル４，５，６，７，８の入力処理を行う回路のクロックを停止する。
また、クロック停止指示部５０４は、並べ替え後に未使用となるチャネルの番号の出力処理を行う回路のクロックを停止する。
【０１３５】
なお、図１３では、分離型スイッチ部１０４のデバイス分割方法は、各ポートの同一のチャネル番号の１チャネル毎に１デバイスをアサインしている。また、分離型スイッチ部１０４のデバイス選択方法は、チャネル番号が小さいものから連続的に選択されるようにデバイスを選択する方法である。しかしながら、デバイス分割方法とデバイス選択（チャネル選択）の方法は、この例に限らない。
【０１３６】
図１４は、分離型スイッチ部１０４の各ポートの同一のチャネル番号の２チャネル毎に１デバイスをアサインするデバイス分割の方法である。また、分離型スイッチ部１０４のデバイス選択方法は、使用するデバイスの数が最も少なくなり、かつ、前段並べ替え部１０３と分離型スイッチ部１０４のスイッチングテーブル７０４と後段並べ替え部１０５との変更量が最も少なくなるように、デバイスを選択する方法を論理的に説明するための図である。
【０１３７】
図１４において、分離型スイッチ部１０４は、分離型スイッチデバイス（以下、デバイス１３０１，１３０２，１３０３，１３０４とする）を備える。デバイス１３０１は、各ポートのチャネル１とチャネル２のスイッチ処理が行われる。デバイス１３０２は、各ポートのチャネル３とチャネル４のスイッチ処理が行われる。以下同様に、デバイス１３０３は、チャネル５とチャネル６のスイッチ処理が行われ、デバイス１３０４は、チャネル７とチャネル８のスイッチ処理が行われる。
また、図１４の例では、前段並べ替え部１０３と後段並べ替え部１０５の並べ替えを行う前の状態を示し、分離型スイッチ部１０４には、入力として、ポート１のチャネル１、チャネル２、チャネル６チャネル８、および、ポート２のチャネル２、チャネル４、チャネル６、チャネル７から信号が入力し、出力として、ポート１のチャネル１、チャネル４、チャネル６、および、ポート２のチャネル２、チャネル３、チャネル６、チャネル７、チャネル８から信号が出力される例である。また、分離型スイッチ部１０４の内部のスイッチ動作の図示は省略している。
【０１３８】
図１４の状態から、使用するデバイスが最も少なくなるように、デバイスの使用チャネルを変更する方法を以下に示す。
出力チャネルが最も多いポートは、ポート２の５チャネルであり、デバイスは２チャネルのスイッチ処理が行われることから、デバイスは最小で３個使用される。図１４の例では、デバイスは４個使用されているため、デバイス１個のスイッチ処理を他のデバイスへ移す。この場合、チャネル設定の変更量を最小にするため、入力部と出力部の使用回路が最も少ないデバイス１３０２のスイッチ処理を他のデバイスに移す。この際、発熱量を均等とするため、デバイス１３０２の次に使用回路が少ないデバイス１３０３に、１４０１、１４０２、１４０３の矢印で示すように、スイッチ処理を移動する。
【０１３９】
これらの処理の移動の制御は、チャネル制御部１０８により行われる。前記の処理を行うため、チャネル制御部１０８は、前段並べ替え部１０３Ｂに対し、ポート２のチャネル４をポート２のチャネル５に並べ替える指示を出す。また、チャネル制御部１０８は、後段並べ替え部１０５Ａに対し、ポート１のチャネル５をポート１のチャネル４に並べ替え、ポート２のチャネル５をポート２のチャネル３に並べ替える指示を出す。また、チャネル制御部１０８は、分離型スイッチ部１０４のスイッチングテーブル７０４（ルーチングテーブル）の、ポート２の入力チャネル４とポート１の出力チャネル４およびポート２の出力チャネル３のスイッチング情報（設定情報）を、前段並べ替え部１０３と後段並べ替え部１０５に対して変更指示を出した内容に応じて、最終出力チャネルが同じになるように、更新を行う。
【０１４０】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信装置１００は、周波数分割多重方式により各チャネルの信号が多重されたアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、変換されたデジタル信号から多重されたチャネル信号を分離するデジタル分波部とを備える。さらに、入力ポート内のチャネル信号の並べ替えを行う前段チャネル並べ替え部と、ポート間を跨ぐチャネルのスイッチ処理を行うチャネルスイッチ部と、出力ポート内のチャネル信号の並べ替えを行う後段チャネル並べ替え部と、ポート内の各チャネルの信号の多重処理を行うデジタル合波部とを備える。そして、さらに、信号が多重されたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部と、デジタル分波部と前段チャネル並べ替え部とチャネルスイッチ部と後段チャネル並べ替え部とデジタル合波部のチャネルの制御を行うチャネル制御部とを備える。チャネルスイッチ部は、同一番号のチャネル毎に、スイッチ処理を行うブロックが分離可能な構成を持つスイッチ処理部で構成される。
【０１４１】
また、本実施の形態に係る無線通信装置１００において、デジタル分波部は、チャネル毎に処理を行うブロックが分離可能な構成を持つフィルタバンクで構成される。デジタル合波部は、チャネル毎に処理を行うブロックが分離可能な構成を持つフィルタバンクで構成される。
【０１４２】
また、本実施の形態に係る無線通信装置１００において、チャネル制御部は、前段チャネル並べ替え部の並べ替え前後の未使用チャネルの処理回路の電力消費を削減する制御を行う。
更に、チャネル制御部は、前段チャネル並べ替え部において、分散配置されたチャネル位置を後段のチャネルスイッチ部の電力消費が削減されるようにチャネルの並べ替える制御を行う。また、チャネル制御部は、チャネルスイッチ部のスイッチ前後の未使用チャネルの処理回路の電力消費を削減する制御を行う。チャネル制御部は、更に、チャネルスイッチ部で、前段チャネル並べ替え部と後段チャネル並べ替え部により並べ替えられるチャネルに応じてスイッチングテーブルを更新する制御を行う。
【０１４３】
チャネル制御部は、後段チャネル並べ替え部の並べ替え前後の未使用チャネルの処理回路の電力消費を削減する制御を行う。更に、チャネル制御部は、後段チャネル並べ替え部で、チャネルスイッチ部が出力したチャネルをポート内の正規のチャネルに出力するようにチャネルを並べ替える制御を行う。
また、チャネル制御部は、デジタル分波部の未使用チャネルの処理回路の電力消費を削減する制御を行うとともに、デジタル合波部の未使用チャネルの処理回路の電力消費を削減する制御を行う。
【０１４４】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信装置１００は、デジタル分波部とチャネルスイッチ部とデジタル合波部とをチャネル毎に処理回路を分割可能な構成としている。さらに、チャネルスイッチ部の前後にポート毎の並べ替えを行う前段並べ替え部及び後段並べ替え部を設けている。また、チャネル制御部により、消費電力が最小となるように信号の流れの制御を行っている。
このため、無線通信装置１００を用いた通信システムにおいては、入出力となる周波数分割多重の信号配置際に、チャネル信号を任意の周波数位置に配置することが可能な柔軟な運用を可能としながら、無線通信装置１００の消費電力を低減することが可能となる効果がある。
【０１４５】
実施の形態２．
本実施の形態では、主に、実施の形態１との差異について説明する。
実施の形態１で説明した無線通信装置１００と同様の機能及び構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
【０１４６】
無線通信装置１００は、例えば、人工衛星に搭載される等の修理が困難な状況にて使用される場合、より超寿命であることが求められる。超寿命化の要望に対し、無線通信装置１００内の各構成要素について、耐故障性を持つデバイス選別、デバイスの試験、あるいはデバイスの冗長構成等の耐故障性を得る方法を施している。
本実施の形態では、更に、無線通信装置１００内において使用するデバイスを制御することにより、更なる超寿命化を図る方法について説明する。
【０１４７】
人工衛星に搭載されるデバイスの場合、放射線等による暴露による劣化や、デバイスに対して電気を導通させて、高温状態を維持するような電気的なストレスを与えることによって、デバイスの劣化が発生し、寿命が低下することが知られている。このうち、電気的なストレスを与える劣化に着目すると、この劣化は、特に回路規模が大きく発熱量が大きくなるデバイスに劣化が顕著となる。
【０１４８】
この面から考えると、無線通信装置１００が実施の形態１において説明した構成を持つ場合、構成が大きくなる要素の一つとして、分離型スイッチ部１０４が挙げられる。同様に回路規模が大きくなる要素としてはデジタル分波部１０２やデジタル合波部１０６も挙げられるが、故障が発生した場合は、デジタル分波部１０２やデジタル合波部１０６が、その入力ポートの信号内に含まれるユーザのみに影響が及ぶことに比べ、分離型スイッチ部１０４が故障した場合には、全てのユーザに影響が及ぶことがあるため、故障が発生した場合の影響はより深刻である。
【０１４９】
本実施の形態では、実施の形態１に示した無線通信装置１００において、チャネル制御部１０８がデバイスを電気的ストレスから定期的に解放するデバイス制御を実行することによって、デバイスを超寿命化する方式について説明する。
【０１５０】
具体的には、チャネル制御部１０８は、分離型スイッチ部１０４の未使用チャネルの未使用デバイスを周期的に変更する。これにより。分離型スイッチ部１０４の特定のデバイスにかかる電気的ストレスを、他のデバイスに分散させることができ、デバイスの超寿命化が実現できる。
【０１５１】
なお、分離型スイッチ部１０４において、故障が検出された特定のデバイスを、他の未使用チャネルのチャネル番号に対応するデバイスに切り替る方法もある。しかし、この場合は、上述したように、故障時に全ポートに収容される全ユーザにサービス停止の影響が出る虞がある。
したがって、無線通信装置１００においては、より超寿命となるようにデバイスの制御を行いながら、ユーザが意図していないサービス停止等を極力与えない運用とする方法が望ましい。
【０１５２】
以下に、チャネル制御部１０８が分離型スイッチ部１０４の使用デバイスの変更の制御を行う方法について説明する。
前提として、無線通信装置１００は、実施の形態１で説明した無線通信装置１００と同様の構成であり、チャネルの状態は実施の形態１で説明した図１３に示す状態と同様であるものとする。
また、分離型スイッチ部１０４のデバイス分割の方法は、実施の形態１の図９で説明した方法と同様であるとする。すなわち、分離型スイッチ部１０４は、各ポートの同一のチャネル番号単位でデバイス化するものとして説明する。
【０１５３】
実施の形態１では、分離型スイッチ部１０４は、特定のアルゴリズムに従って、例えばチャネル番号の小さいチャネルに入出力を集中させるなどの制御をチャネル制御部１０８の指示により実施している。しかし、このように制御すると、特定のチャネルが選択される確率が高くなる場合がある。前記のようにチャネル番号の小さいチャネルを選択するアルゴリズムの例では、チャネル番号の小さいチャネルは、使用チャネルとして選択される確率が高く、常に電気的ストレスが与えられる状態となりうる。
このため、チャネル制御部１０８は、分離型スイッチ部１０４において、チャネルを選択する番号を定期的に入れ替える、または、ランダムに選択されるよう制御を行う。
【０１５４】
前記のようにチャネル番号の小さいチャネルを選択するアルゴリズムの例の場合は、チャネル制御部１０８は、最初に、分離型スイッチ部１０４の入力側のチャネル番号について、チャネル１、チャネル２、チャネル３、チャネル４が使用チャネルとなるように、チャネルの並べ替え制御を実行する。
この状態で一定期間運用した後、次に、チャネル制御部１０８は、分離型スイッチ部１０４の入力側のチャネル番号について、チャネル１を未使用チャネルとし、チャネル２、チャネル３、チャネル４、チャネル５が使用チャネルとなるように、チャネルの並べ替え制御を変更する。
【０１５５】
チャネル制御部１０８は、スイッチ後の出力側のチャネル番号についても、同様の方式でチャネル番号の並べ替え制御を変更する。
【０１５６】
このとき、チャネル番号を切り替える方法としては、使用チャネルのうち最も小さいチャネル番号の信号を、使用チャネルチャネルのうち最も大きいチャネルの次のチャネル番号に移し変える方法がある。あるいは、チャネル番号を切り替える方法として、全て使用チャネルについて、チャネル番号が１つ大きくなるチャネル番号にシフトさせる方法がある。なお、この例では１チャネルが１デバイスに分割された例を示しているが、１デバイスに複数のチャネルが収容される場合は、前者の移すチャネルと後者のシフトさせるチャネルは、別のデバイスが選択されるように実施される。
以下に、前者の方法を用いる場合を例に具体的な動作を説明する。
【０１５７】
まず、チャネル制御部１０８は、前段並べ替え部１０３に対し、実施の形態１の図８で説明したように、チャネルの並べ替えを指示する。また、チャネル制御部１０８は、分離型スイッチ部１０４に対し、実施の形態１で説明したように、チャネルの並べ替えに応じて変更されたスイッチングテーブル設定情報を送信する。分離型スイッチ部１０４のスイッチングテーブル７０４には、実施の形態１で説明したチャネルの並べ替えに対応して更新されたスイッチング情報が設定される。
無線通信装置１００は、上記状態で一定期間稼働する。
【０１５８】
図１５は、本実施の形態に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３の動作の一例を説明するための図である。
【０１５９】
チャネル制御部１０８は、上記状態で一定期間が経過した後、前段並べ替え部１０３に対し、図１５に示すように、チャネルの並べ替え制御を変更するように指示する。具体的には、チャネル制御部１０８は、チャネル１の入力信号をチャネル５に出力するように並べ替える指示を送信する。
【０１６０】
このときの並べ替え後の未使用チャネル情報には、チャネル１は未使用チャネルであるという情報と、チャネル５は使用チャネルであるという情報が含まれる。チャネル制御部１０８は、チャネル１は未使用チャネルであるという情報と、チャネル５は使用チャネルであるという情報とを含む並べ替え後の未使用チャネル情報を、前段並べ替え部１０３へ出力する。
【０１６１】
チャネル制御部１０８は、分離型スイッチ部１０４のスイッチングテーブル７０４に設定するスイッチングテーブル設定情報（スイッチ部の情報）を分離型スイッチ部１０４に送信する。
【０１６２】
まず、スイッチングテーブル設定情報の内容のうちの入力側（スイッチ前）の情報の変更について説明する。
チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル設定情報の内容のうちの入力側（スイッチ前）のポート１のチャネル１の情報を、ポート１のチャネル５の情報に移す。つまり、チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル設定情報の内容のうちの入力側（スイッチ前）のポート１のチャネル１の「使用」という情報をポート１のチャネル５の情報に移すので、入力側（スイッチ前）のポート１のチャネル５の情報は「使用」となり、ポート１のチャネル１の情報は「未使用」となる。
また、チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル設定情報の内容のうちの入力側（スイッチ前）のポート２のチャネル１の情報を、ポート２のチャネル５の情報に移す。つまり、チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル設定情報の内容のうちの入力側（スイッチ前）のポート２のチャネル１の「使用」という情報をポート２のチャネル５の情報に移すので、入力側（スイッチ前）のポート２のチャネル５の情報は「使用」となり、ポート２のチャネル１の情報は「未使用」となる。
【０１６３】
次に、スイッチングテーブル設定情報の内容のうちの出力側（スイッチ後）の情報の変更について説明する。
チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル設定情報の内容のうちの出力側（スイッチ後）のポート１のチャネル１の情報を、ポート１のチャネル４の情報に移す。つまり、チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル設定情報の内容のうちの出力側（スイッチ後）のポート１のチャネル１の「使用」という情報をポート１のチャネル４の情報に移すので、出力側（スイッチ後）のポート１のチャネル４の情報は「使用」となり、ポート１のチャネル１の情報は「未使用」となる。
また、チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル設定情報の内容のうちの出力側（スイッチ後）のポート２のチャネル１の情報を、ポート２のチャネル６の情報に移す。つまり、チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル設定情報の内容のうちの出力側（スイッチ後）のポート２のチャネル１の「使用」という情報をポート２のチャネル６の情報に移すので、出力側（スイッチ後）のポート２のチャネル６の情報は「使用」となり、ポート２のチャネル１の情報は「未使用」となる。
【０１６４】
チャネル制御部１０８は、並べ替え前の未使用チャネル情報を後段並べ替え部１０５Ａに送信する。この並べ替え前の未使用チャネル情報には、チャネル１は未使用チャネルであるという情報と、チャネル４は使用チャネルであるという情報が含まれる。
また、チャネル制御部１０８は、並べ替え前の未使用チャネル情報を後段並べ替え部１０５Ｂに送信する。この並べ替え前の未使用チャネル情報には、チャネル１は未使用チャネルであるという情報と、チャネル６は使用チャネルであるという情報が含まれる。
このように、チャネル制御部１０８は、後段並べ替え部１０５に対しても、同様の制御方法により、チャネル１が未使用となるように、遷移が起こったチャネルに関して並べ替え情報の変更を行う。
【０１６５】
図１６は、本実施の形態に係る無線通信装置１００のチャネル制御の方法を説明するための図である。
図１６を用いて、チャネル制御部１０８がチャネル１を未使用に変更した後の信号の流れについて説明する。
図１６は、無線通信装置１００において、図１３で説明した信号の流れで一定期間が経過した後、チャネル制御部１０８によるチャネルを遷移させる制御が開始された場合の信号の流れについて示した図である。
【０１６６】
図１６に示すように、チャネル制御部１０８は、前段並べ替え部１０３の並べ替え後のチャネル位置と、分離型スイッチ部１０４のチャネル位置と、後段並べ替え部１０５の並べ替え前のチャネル位置との各チャネル位置において、チャネル１を未使用に変更する。前段並べ替え部１０３のチャネルの並べ替えの動作は、図１５で説明したとおりである。分離型スイッチ部１０４は、この例では、各ポートの各チャネル番号が同一の処理回路毎にデバイスに収容しているので、ポート１とポート２の両者のチャネル１を未使用とすることで、チャネル１の処理を行うデバイスの電源を落とす。
【０１６７】
このチャネル変更のため、分離型スイッチ部１０４のスイッチングテーブルも同様にチャネルの削除と追加およびスイッチングの接続の変更が必要となる。
この例では、チャネル制御部１０８は、スイッチングテーブル７０４の内容を以下のように変更する。
（削除）入力ポート１／入力チャネル１→出力ポート２／出力チャネル３
（変更）入力ポート１／入力チャネル２→出力ポート１／出力チャネル４
（変更）入力ポート１／入力チャネル３→出力ポート２／出力チャネル６
入力ポート１／入力チャネル４→出力ポート１／出力チャネル２
（追加）入力ポート１／入力チャネル５→出力ポート２／出力チャネル３
（削除）入力ポート２／入力チャネル１→出力ポート２／出力チャネル２
入力ポート２／入力チャネル２→出力ポート１／出力チャネル３
入力ポート２／入力チャネル３→出力ポート２／出力チャネル５
入力ポート２／入力チャネル４→出力ポート２／出力チャネル４
（追加）入力ポート２／入力チャネル５→出力ポート２／出力チャネル２
【０１６８】
また、後段並べ替え部１０５は、スイッチングテーブル７０４の出力チャネルの変更に内容に合わせて、出力先の変更を行う。
【０１６９】
以上の動作の制御は、チャネル制御部１０８の制御により行われる。
上記のようにチャネル制御部１０８によりチャネルの制御が変更された後、更に、一定期間経過した後は、チャネル制御部１０８は、次に入力チャネル２を未使用とするようにチャネルの制御を変更する。
【０１７０】
具体的には、チャネル制御部１０８は、前段並べ替え部１０３の並べ替え後のチャネル位置と、分離型スイッチ部１０４のチャネル位置と、後段並べ替え部１０５の並べ替え前のチャネル位置との各チャネル位置において、チャネル２を未使用に変更するよう制御する。
前段並べ替え部１０３は、並べ替え後のチャネル２をチャネル６に移し、チャネル２を未使用チャネルとし、チャネル６を使用チャネルとする。
分離型スイッチ部１０４においても同様に、チャネル２を未使用チャネルとし、チャネル２のデバイスの電源を落とすように制御を行う。
【０１７１】
以下、チャネル制御部１０８は、同様に一定期間経過毎にチャネルを遷移させ、未使用チャネルに対応するデバイスの電源を落とす制御動作を繰り返す。一定期間経過した時のチャネルの切り替えタイミングとしては、チャネル制御部１０８で時間を管理し、入力されるパケット等のデータの区切りで行う方法がある。あるいは、定期メンテナンス等の際に地上局からの指示により切り替える方法などがあり、いずれの方法を用いてもよい。
【０１７２】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信装置１００において、チャネル制御部は、前段チャネル並べ替え部の並べ替え前後の未使用チャネルの処理回路の電力消費を削減する制御を行う。チャネル制御部は、更に、前段チャネル並べ替え部で、分散配置されたチャネル位置を後段のチャネルスイッチ部の電力消費が削減されるようにチャネルの並べ替えの制御を行う際、一定の期間毎に、チャネルの選択位置を移動させる制御を行う。
【０１７３】
チャネル制御部は、チャネルスイッチ部のスイッチ前後の未使用チャネルの処理回路の電力消費を削減する制御を行い、更に、チャネルスイッチ部で、前段チャネル並べ替え部と後段チャネル並べ替え部により並べ替えられるチャネルに応じてスイッチングテーブルの更新する制御を行う。この際、一定の期間毎に行われる前段チャネル並べ替え部と後段チャネル並べ替え部のチャネル選択位置を移動させる制御に応じてスイッチングテーブルの更新を行う。
【０１７４】
チャネル制御部は、後段チャネル並べ替え部の並べ替え前後の未使用チャネルの処理回路の電力消費を削減する制御を行い、更に、後段チャネル並べ替え部で、チャネルスイッチ部が出力したチャネルをポート内の正規のチャネルに出力するようにチャネルの並べ替える制御を行う。この際、一定の期間毎に行われるチャネルの選択位置の移動に応じてチャネルの並べ替えを変更する制御を行う。
【０１７５】
チャネルスイッチ部は、本実施の形態に係る無線通信装置の構成要素の中で、構成規模と発熱量が大きく、故障の影響が大きい構成要素である。
本実施の形態に係る無線通信装置によれば、チャネルスイッチ部の機能を実現するデバイスを一定の期間毎に電気的なストレスから解放する手段を設けている。したがって、チャネルスイッチ部のデバイスの長寿命化を図ることができ、これにより無線通信装置としても長寿命化を図ることができる。
【０１７６】
実施の形態３．
本実施の形態では、主に、実施の形態１，２との差異について説明する。
実施の形態１，２で説明した無線通信装置１００と同様の機能及び構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
【０１７７】
無線通信装置は、人工衛星に搭載される等の修理が困難な状況にて使用される場合、衛星システムの故障や、人工衛星に搭載される装置の故障の影響を受ける場合がある。
例えば、通信衛星システムの電源系の装置の故障により、無線通信装置に供給される電力が低下するなどである。このように電力の供給が低下した場合であっても、必要最低限の通信機能が提供することが可能であれば、通信衛星としての必要最低限の機能が達成できるため、通信衛星として長寿命化を図ることができる。
【０１７８】
また、無線通信装置は、災害時のように、緊急性が高いため既存のサービスを停止し、最優先となるチャネルの通信を行う機能が求められる場合がある。この場合には、低優先チャネルの電源停止までは求められないが、この場合であっても、優先チャネルにより通信ができなくなった低優先チャネルについては、デバイスの電源を落とす、または、処理回路のクロック供給を停止し、無線通信装置としての低消費電力化を行うことが望ましい。
このように、優先度の高いチャネルの通信を優先して通信を行い、優先度が低いチャネルの通信の処理を行う内部構成要素の電源を停止またはクロック供給を停止する方法による衛星システムの運用を、縮退運転と呼ぶ。
【０１７９】
縮退運転で運用される場合に、人工衛星に搭載される無線通信装置には、予め使用チャネルのスイッチの優先順が設定される。あるいは、縮退運転の開始の際に、無線通信装置に使用チャネルのスイッチの優先順が設定される。
無線通信装置に対し縮退運転が指示されると、無線通信装置は、通知されたチャネルの優先度の高いチャネルから、無線通信装置内で、消費電力が低くなるように考慮してチャネル入出力およびスイッチングの設定を行い、同時に、低優先または未使用のチャネルの処理回路について消費電力を低く抑える制御を行う。
【０１８０】
以下に、無線通信装置１００の縮退運転時の優先チャネルの設定方法を具体的に説明する。
図１７は、本実施の形態に係る無線通信装置１００の前段並べ替え部１０３の動作の一例を説明するための図である。図１８は、本実施の形態に係る無線通信装置１００のチャネル制御の方法を説明するための図である。
【０１８１】
図１７及び図１８を用いて、実施の形態１で説明した無線通信装置１００に対して、図１３に示す設定で通常運用が行われている場合に、入力ポート１の入力チャネル１から出力ポート２の出力チャネル６へのルートが最優先として指定され、縮退運転の動作が指示された場合について説明する。
【０１８２】
図１７は、縮退運転開始後における前段並べ替え部１０３の動作変更を説明する図である。
入力チャネルの優先度の設定は、チャネル１が優先チャネルに設定され、チャネル２、チャネル６、チャネル８が低優先チャネルに設定されている。
【０１８３】
縮退運転が開始されると、前段並べ替え部１０３は、優先チャネルのチャネル１のみの並べ替えを行い、低優先のチャネルの並べ替えを停止し、対応する処理回路の電源停止またはクロックの停止を行う。この場合の例では、縮退運転開始前の前段並べ替え部１０３の動作である図６の状態から、縮退運転開始後の前段並べ替え部１０３の動作である図１５に変更される例を示しているため、チャネル１の経路のみが維持され、他の低優先チャネルの動作が停止されている。
【０１８４】
図１８は、縮退運転前の無線通信装置内の信号の流れである図１３で通常運用されている場合から、縮退運転が開始された後の無線通信装置内のチャネルの設定変更と信号の流れの変化を示したものである。
【０１８５】
縮退運転が開始されると、優先チャネルとして設定されている入力ポート１の入力チャネル１から出力ポート２の出力チャネル６へのルート（図１８の点線で示したブロックとルートを通過する）を残して、他のポートおよび他のチャネルの処理電源を落とす、または、クロックの停止を行い、消費電力を低減させる制御が行われる。
【０１８６】
図１８の点線で示すように、通常であれば、入力ポート１の入力チャネル１は、出力ポート２の出力チャネル３にスイッチされる。分離型スイッチ部１０４は、各ポートの各チャネル番号が同一の処理回路単位でデバイス分割されているため、このままでは、チャネル１とチャネル３の両方のデバイスが動作し、消費電力の削減効果が低くなる。
【０１８７】
このため、入力ポート１の入力チャネル１は、スイッチ後の出力チャネルをポート２のチャネル３からチャネル１に変更する。また、この変更に伴い、後段並べ替え部１０５の並べ替えの設定の変更も行う。すなわち、入力ポート１の入力チャネル１は、図１８の実線で示したブロックとルートを通過する。これらのチャネルの制御は、チャネル制御部１０８により行われる。
【０１８８】
図１８では、優先チャネルが１チャネルのみの場合を示したが、優先チャネルが複数設定されている場合は、上記の優先チャネルの設定に引き続いて、次に優先度の高いチャネルの設定を同様の制御で行う。
【０１８９】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信装置によれば、無線通信装置に対して、優先チャネルが設定され、縮退運転が指示された場合に、優先チャネルの設定を最優先かつ低消費電力となるように動作および装置内の制御が行われる。このため、人工衛星の電源系の故障時のように、無線通信装置に供給される電力が低下した場合であっても、必要最低限の通信サービスを提供可能な通信システムを構成可能である。
【０１９０】
実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３において、無線通信装置のチャネルの制御を行う方法を３方法示したが、これらの実施の形態は、独立で動作しなければならないものではなく、２方法または３方法を組み合わせて実現してもよい。
【０１９１】
実施の形態４．
本実施の形態では、主に、実施の形態１〜３との差異について説明する。
実施の形態１〜３で説明した無線通信装置１００と同様の機能及び構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。
図１９は、本実施の形態に係る無線通信装置１０１４の構成を示す図である。
【０１９２】
本実施の形態に係る無線通信装置１０１４は、デジタルビームフォーミング（ＤＢＦ）の処理を行う装置として機能する構成とする場合でも、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３と同じ効果を得ることができる。
【０１９３】
図１９は、無線通信装置１００がＤＢＦとしての機能を持つ場合の構成例である。
ここで、Ａ／Ｄ変換部１０１、デジタル分波部１０２、前段並べ替え部１０３、後段並べ替え部１０５、デジタル合波部１０６、及びＤ／Ａ変換部１０７の構成及び動作は、実施の形態１〜３で示した構成及び動作と同じである。
【０１９４】
本実施の形態では、無線通信装置１０１４の分離型スイッチ部１５０４は、出力ポート毎に、ＤＢＦ信号処理部１５０５を備える。ＤＢＦ信号処理部１５０５は、ビーム形成のためのチャネル加算や重み付け乗算を行う。
また、チャネル制御部１０８は、ＤＢＦ信号処理部１５０５に対し、ビーム形成を行うためのスイッチングテーブル７０４の変更の制御と、重み付け乗算のウェイト情報の提供とを行う。
【０１９５】
ＤＢＦ信号処理部１５０５は、分離型スイッチ部１０４内において、チャネルスイッチの機能とＤＢＦ機能とが組み合わさって動作する。また、ＤＢＦ信号処理部１５０５のＤＢＦ処理は、チャネル単位に分割可能である。
したがって、チャネル制御部１０８は、チャネル毎の電力低減や、チャネル毎のデバイスの寿命延長を行う制御や、優先チャネルの設定を行う制御を実施することが可能である。このため、分離型スイッチ部１０４内がＤＢＦ信号処理部１５０５を持つ無線通信装置１０１４であっても、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。
【０１９６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、２つ以上を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。あるいは、これらの実施の形態のうち、２つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０１９７】
１０１  Ａ／Ｄ変換部、１０２  デジタル分波部、１０３  前段並べ替え部、１０４  分離型スイッチ部、１０５  後段並べ替え部、１０６  デジタル合波部、１０７  Ｄ／Ａ変換部、１０８  チャネル制御部、２０１  人工衛星、２０２  地上局、２０３  信号、２０４  地上局、２０５  送信信号、３０１，３０２，３０３  ローパスフィルタ部、３０４  受信チャネルフィルタ部、３０５  クロック停止指示部、４０１  セレクタ、４０２  情報分配部、４０３  クロック停止指示部、５０１  バッファ、５０２  リード制御部、５０３  情報分配部、５０４  クロック停止指示部、６０１，６０２，６０３，６０４，６０５，６０６，６０７，６０８  入力処理回路、６１１，６１２，６１３，６１４，６１５，６１６，６１７，６１８  出力処理回路、７０１，７０２  セレクタ、７０３  デバイス、７０４  スイッチングテーブル、７０５  クロック停止指示部、９０１  フィルタ部、９０２，９０３，９０４  送信ローパスフィルタ部、９０５  クロック停止指示部、９１０  加算器、１００１  並べ替え制御部、１００２  情報制御部、１０１０，１０１４，１０２０  無線通信装置、１２９０  未使用チャネルの情報提供機能、１３０１，１３０２，１３０３，１３０４  デバイス、１５０４  分離型スイッチ部、１５０５  ＤＢＦ信号処理部。
【図１】
0005922842.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005922842.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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