(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続信号の伝送により他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置であって、
伝送路の状況に応じて変調方式を切り替える変調方式切替制御、及び、自装置で受信する受信信号の受信レベルを所定値にするために通信相手の無線通信装置の送信レベルを制御する送信電力制御を行う制御手段を有し、
前記制御手段は、
前記変調方式切替制御により第１の変調方式から第２の変調方式に切り替える場合、前記送信電力制御により前記通信相手の無線通信装置の送信レベルを所定値で一定に保つように制御し、
前記変調方式切替制御により前記第２の変調方式から前記第１の変調方式に切り戻す場合、切り戻す前に、前記送信電力制御により前記所定値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に低下させる送信レベル低下制御、及び、前記受信レベルの状態を一定時間確認する受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記受信レベルを検出する受信レベル検出手段を有し、
前記受信レベル検出手段によって前記受信レベルの低下が検出された場合、前記制御手段は、該受信レベルが予め設定された第１の閾値に達するまでの間、前記通信相手の無線通信装置の送信レベルを前記送信電力制御の出力レベルの最大値まで増加させて、該最大値で一定に保つように制御することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記受信レベルが低下して前記第１の閾値に達した後、前記受信レベル検出手段によって前記受信レベルの低下がさらに検出され、該受信レベルが予め設定された第２の閾値に達した場合、前記制御手段は、前記第１の変調方式から前記第２の変調方式に切り替えると同時に、前記最大値で一定に保つように制御されている送信レベルをさらに所定値分増加させて一定に保つように制御することを特徴とする請求項２記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記第１の変調方式から前記第２の変調方式に切り替えた後、前記受信レベル検出手段によって前記受信レベルの上昇が検出され、該受信レベルが前記第１の閾値に達した場合、前記制御手段は、前記送信レベル低下制御、及び、前記受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項２又は３記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記送信レベル低下制御は、前記制御手段により前記最大値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に所定の出力レベルまで低下させる制御であり、
前記制御手段は、
前記送信レベル低下制御により前記送信レベルを前記所定の出力レベルまで低下させた後に、前記変調方式切替制御により前記第２の変調方式から前記第１の変調方式に切り戻すことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記受信レベル確認制御は、前記受信レベル検出手段により検出される受信レベルが前記第１の閾値を越えたことを一定時間確認する制御であり、
前記制御手段は、
前記受信レベル確認制御により前記受信レベルが前記第１の閾値を一定時間超えたことを確認した後に、前記変調方式切替制御により前記第２の変調方式から前記第１の変調方式に切り戻すことを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記送信レベル低下制御、及び、前記受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行った後、前記変調方式切替制御により前記第２の変調方式から前記第１の変調方式に切り戻すと同時に、前記送信電力制御により自装置で受信する受信信号の受信レベルが所定値になるように前記通信相手の無線通信装置の送信レベルを制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
優先度の高い信号を設定可能なディジタル交差接続手段をさらに有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記変調方式切替制御とともに、変調速度を切り替える変調速度切替制御を行うことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項１０】
連続信号の伝送により上り局と下り局とで無線通信を行う無線通信システムであって、
前記上り局は、
伝送路の状況に応じて変調方式を切り替える変調方式切替手段と、
自局で受信する受信信号の受信レベルを所定値にするために、前記下り局の送信レベルを制御するように前記下り局に要求する送信電力制御要求手段と、
前記受信レベルを一定時間確認する受信レベル確認手段と、を有し、
前記下り局は、
前記送信電力制御要求手段からの要求に基づいて、自局で送信する送信信号の送信レベルを制御する第２の制御手段を有し、
前記上り局は、
前記変調方式切替手段により第１の変調方式から第２の変調方式に切り替える場合、前記送信電力制御要求手段により前記下り局の送信レベルを所定値で一定に保つ制御を行うように前記下り局に要求し、
前記変調方式切替手段により前記第２の変調方式から前記第１の変調方式に切り戻す場合、切り戻す前に、前記送信電力制御要求手段により前記所定値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に低下させる制御を行うように前記下り局に要求すること、及び、前記受信レベル確認手段により前記受信レベルの状態を一定時間確認すること、のうち少なくとも１つを行い、
前記下り局は、
前記送信電力制御要求手段からの要求に基づいて、前記送信電力制御手段により自局で送信する送信信号の送信レベルを制御することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
前記上り局は、
前記受信レベルを検出する受信レベル検出手段を有し、
前記受信レベル検出手段によって前記受信レベルの低下が検出された場合、前記送信電力制御要求手段により、該受信レベルが予め設定された第１の閾値に達するまでの間、前記下り局の送信レベルを送信電力制御の出力レベルの最大値まで増加させて、該最大値で一定に保つ制御を行うように前記下り局に要求することを特徴とする請求項１０記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記上り局は、
前記受信レベルが低下して前記第１の閾値に達した後、前記受信レベル検出手段によって前記受信レベルの低下がさらに検出され、該受信レベルが予め設定された第２の閾値に達した場合、前記送信電力制御要求手段により、前記第１の変調方式から前記第２の変調方式に切り替えると同時に、前記最大値で一定に保つように制御されている送信レベルをさらに所定値分増加させて一定に保つ制御を行うように前記下り局に要求することを特徴とする請求項１１記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記上り局は、
前記変調方式切替手段により前記第１の変調方式から前記第２の変調方式に切り替えた後、前記受信レベル検出手段によって前記受信レベルの上昇が検出され、該受信レベルが前記第１の閾値に達した場合、前記送信電力制御要求手段により前記所定値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に低下させる制御を行うように前記下り局に要求すること、及び、前記受信レベル確認手段により前記受信レベルの状態を一定時間確認すること、のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項１１又は１２記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記上り局は、
前記送信電力制御要求手段により前記所定値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に低下させる制御を行うように前記下り局に要求すること、及び、前記受信レベル確認手段により前記受信レベルの状態を一定時間確認すること、のうち少なくとも１つを行った後、前記変調方式切替手段により前記第２の変調方式から前記第１の変調方式に切り戻すと同時に、前記送信電力制御要求手段により、自局で受信する受信信号の受信レベルが所定値になるように前記下り局の送信信号の送信レベルを制御するように前記下り局に要求し、
前記下り局は、
前記送信電力制御要求手段からの要求に基づいて、前記送信電力制御手段により自局で送信する送信信号の送信レベルを制御することを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
連続信号の伝送により他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置の無線通信方法であって、
前記無線通信装置は、
伝送路の状況に応じて変調方式を切り替える変調方式切替制御、及び、自装置で受信する受信信号の受信レベルを所定値にするために通信相手の無線通信装置の送信レベルを制御する送信電力制御を行う機能を有しており、
前記変調方式切替制御により第１の変調方式から第２の変調方式に切り替える場合、前記送信電力制御により前記通信相手の無線通信装置の送信レベルを所定値で一定に保つように制御し、
前記変調方式切替制御により前記第２の変調方式から前記第１の変調方式に切り戻す場合、切り戻す前に、前記所定値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に低下させる送信レベル低下制御、及び、自装置で受信する受信信号の受信レベルの状態を一定時間確認する受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする無線通信方法。
【請求項１６】
前記無線通信装置は、
前記受信レベルを検出する機能を有しており、
前記受信レベルの低下を検出した場合、該受信レベルが予め設定された第１の閾値に達するまでの間、前記通信相手の無線通信装置の送信レベルを前記送信電力制御の出力レベルの最大値まで増加させて、該最大値で一定に保つように制御することを特徴とする請求項１５記載の無線通信方法。
【請求項１７】
前記受信レベルが低下して前記第１の閾値に達した後、前記受信レベルの低下をさらに検出し、該受信レベルが予め設定された第２の閾値に達した場合、前記第１の変調方式から前記第２の変調方式に切り替えると同時に、前記最大値で一定に保つように制御されている送信レベルをさらに所定値分増加させて一定に保つように制御することを特徴とする請求項１６記載の無線通信方法。
【請求項１８】
前記第１の変調方式から前記第２の変調方式に切り替えた後、前記受信レベルの上昇を検出し、該受信レベルが前記第１の閾値に達した場合、前記送信レベル低下制御、及び、前記受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項１６又は１７記載の無線通信方法。
【請求項１９】
前記送信レベル低下制御、及び、前記受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行った後、前記変調方式切替制御により前記第２の変調方式から前記第１の変調方式に切り戻すと同時に、前記送信電力制御により自装置で受信する受信信号の受信レベルが所定値になるように前記通信相手の無線通信装置の送信レベルを制御することを特徴とする請求項１５から１８のいずれか１項に記載の無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続信号伝送方式を用いる無線通信システム、無線通信装置及び無線通信方法に関し、特に、適応変調方式及び送信電力制御を適用する無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線通信システムの信号伝送品質は、伝送路の状況に依存するため、通常の受信レベルは最低限の品質が確保できるレベルよりも高い。よって、通常の状態では、より多値の変調方式が適用可能であり、伝送容量を増大することができる。一方、伝送路の状況が悪い状態でも、多値数が低い変調方式であれば、信号の瞬断を避けることができる。つまり、伝送路の状況に応じて変調方式を変更することにより、伝送容量の最大化と、最低限の伝送容量の確保とを両立させることができる（適応変調方式）。この適応変調方式の従来技術例として、特許文献１が挙げられる。【０００３】
この適用変調方式を用いた無線通信装置では、晴天時のように、伝送路の状況が良く、充分高い受信レベルが確保できる場合には、より周波数利用効率の良い多値変調方式を用い、一方、降雨時のように、伝送路の状況が悪く、多値変調方式では伝送信号の品質が劣化する場合には、よりシステムゲインの高い変調方式に切り替える。これにより、伝送路の状況によらず、より優先度の高い信号伝送を確保しつつ、定常時の伝送容量の増大を図ることができる。現在、モバイル通信システムのインフラとしてのワイヤレス通信装置に対して、伝送容量増大が要求されるようになっており、その１つの実現手段として、適応変調方式が重要になりつつある。【０００４】
一方、従来の無線通信システムでは、定常時の送信レベルを落とすことにより、他回線への干渉量を低減させる技術として、送信電力制御（ＡＴＰＣ：Automatic Transmitter Power Control）が用いられている。このＡＴＰＣを用いた場合は、降雨等で受信レベルが低下したときのみ、送信レベルを上げる。このＡＴＰＣの従来技術例として、特許文献２が挙げられる。
【特許文献１】特開昭５７−１５９１４８号公報
【特許文献２】特開２００５−２３６７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来、適応変調方式は、非連続信号の伝送であるバースト伝送方式に適用される。このときの送信レベルは、それぞれのバーストに対する変調方式毎に決まっていた。【０００６】
例えば、上記特許文献１のような従来の適応変調方式を、バースト伝送ではなく、連続信号で伝送する無線通信システムに適用した場合は、多値変調方式への切り戻し時のレベルが低すぎると瞬断する可能性があり、逆にレベルが高すぎると干渉量が大きくなりすぎる可能性がある。これについて、図１を参照して以下に詳しく説明する。【０００７】
図１は、無線通信システムにおける、受信レベル、変調方式の時間変化の一例を示す。変調方式は、ＱＰＳＫと３２ＱＡＭの２つを使用するものとする。なお、図１において、縦軸は受信レベル（−Ｒ２ｄＢｍは変調方式を切り替えるために予め定められた閾値、−Ｒ３ｄＢｍは３２ＱＡＭの場合に瞬断が起こる値、−Ｒ４ｄＢｍはＱＰＳＫの場合に瞬断が起こる値）、横軸は時間を示す。【０００８】
図１において、例えば晴天時に天候が雨天に変わり、小雨が降り始めることで受信レベルが落ち、変調方式の切替閾値である−Ｒ２ｄＢｍに達した（１）時点で、変調方式を周波数利用効率の良い３２ＱＡＭから所要Ｃ／Ｎが低いＱＰＳＫに切り替える（多値数を下げる）。これと同時に、送信レベルをαｄＢ分引き上げる。これは、３２ＱＡＭは送信アンプの歪みの影響を強く受けるので、送信レベルを落とした時にしか使用できないが、ＱＰＳＫは歪みに強いので、ある程度アンプの出力を上げても伝送品質が落ちないためである。【０００９】
そして、図１において、例えば雨天時の降雨量が増加し、受信レベルがさらに落ちて最低値になった（２）時点では、ＱＰＳＫの場合に瞬断が起こる−Ｒ４ｄＢｍに達していないので、瞬断を回避できる。これは、送信レベルの差分を（１）時点で引き上げたためと、所要Ｃ／Ｎの低いＱＰＳＫにより、−Ｒ４ｄＢｍまで受信特性を改善したためである。【００１０】
そして、図１において、（３）時点の後、例えば雨天から晴天（又は曇天）に天候が回復してくると、受信レベルも上がり始め、受信レベルが−Ｒ１ｄＢｍに達した（３）時点において、直ちに変調方式をＱＰＳＫから３２ＱＡＭに切り戻す（多値数を上げる）。これと同時に、送信レベルをαｄＢ分引き下げる。しかし、このとき、送信レベル差のαｄＢ分だけ送信レベルを落とし、更に受信特性が−Ｒ４ｄＢｍから−Ｒ３ｄＢｍとなることでシステムゲインが低下することになる。このため、天候が急変した場合には、３２ＱＡＭに対して、十分な受信レベルが確保されていない可能性がある。よって、（３）時点で変調方式を切り戻した瞬間、３２ＱＡＭでの復調機の引き込みができず、通信が切れた状態が持続することになり、この結果、通信を確保したい信号まで切れた状態となってしまうという問題が生じる。【００１１】
一方、ＡＴＰＣを適用したのみの無線通信システムは、干渉量の最適化は図れるものの、その伝送容量は一定であり、伝送路の状況が劣化したときを想定した変調方式で伝送容量が決まってしまっていた。【００１２】
以上のことから、現在、バースト伝送方式ではなく、連続信号で伝送する無線通信システムで適応変調方式を適用し、かつ、ＡＴＰＣを適用した無線通信システムにおける変調方式の切替時の送信信号レベル制御方法については、十分検討されていない。【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＡＴＰＣ及び適応変調方式の制御を適切に行うことにより、定常時の干渉量を低く抑えながら、優先度の高い信号の瞬断確率を下げることができる無線通信装置、無線通信システム及び無線通信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】
【００１４】
かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、連続信号の伝送により他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置であって、伝送路の状況に応じて変調方式を切り替える変調方式切替制御、及び、自装置で受信する受信信号の受信レベルを所定値にするために通信相手の無線通信装置の送信レベルを制御する送信電力制御を行う制御手段を有し、制御手段は、変調方式切替制御により第１の変調方式から第２の変調方式に切り替える場合、送信電力制御により通信相手の無線通信装置の送信レベルを所定値で一定に保つように制御し、変調方式切替制御により第２の変調方式から第１の変調方式に切り戻す場合、切り戻す前に、送信電力制御により所定値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に低下させる送信レベル低下制御、及び、受信レベルの状態を一定時間確認する受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする。【００１５】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、受信レベルを検出する受信レベル検出手段を有し、受信レベル検出手段によって受信レベルの低下が検出された場合、制御手段は、受信レベルが予め設定された第１の閾値に達するまでの間、通信相手の無線通信装置の送信レベルを送信電力制御の出力レベルの最大値まで増加させて、最大値で一定に保つように制御することを特徴とする。【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、受信レベルが低下して第１の閾値に達した後、受信レベル検出手段によって受信レベルの低下がさらに検出され、受信レベルが予め設定された第２の閾値に達した場合、制御手段は、第１の変調方式から第２の変調方式に切り替えると同時に、最大値で一定に保つように制御されている送信レベルをさらに所定値分増加させて一定に保つように制御することを特徴とする。【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、第１の変調方式から第２の変調方式に切り替えた後、受信レベル検出手段によって受信レベルの上昇が検出され、受信レベルが第１の閾値に達した場合、制御手段は、送信レベル低下制御、及び、受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする。【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項２から４のいずれか１項に記載の発明において、送信レベル低下制御は、制御手段により最大値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に所定の出力レベルまで低下させる制御であり、制御手段は、送信レベル低下制御により送信レベルを所定の出力レベルまで低下させた後に、変調方式切替制御により第２の変調方式から第１の変調方式に切り戻すことを特徴とする。【００１９】
請求項６記載の発明は、請求項２から５のいずれか１項に記載の発明において、受信レベル確認制御は、受信レベル検出手段により検出される受信レベルが第１の閾値を越えたことを一定時間確認する制御であり、制御手段は、受信レベル確認制御により受信レベルが第１の閾値を一定時間超えたことを確認した後に、変調方式切替制御により第２の変調方式から第１の変調方式に切り戻すことを特徴とする。【００２０】
請求項７記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、制御手段は、送信レベル低下制御、及び、受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行った後、変調方式切替制御により第２の変調方式から第１の変調方式に切り戻すと同時に、送信電力制御により自装置で受信する受信信号の受信レベルが所定値になるように通信相手の無線通信装置の送信レベルを制御することを特徴とする。【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の発明において、優先度の高い信号を設定可能なディジタル交差接続手段をさらに有することを特徴とする。【００２２】
請求項９記載の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の発明において、制御手段は、変調方式切替制御とともに、変調速度を切り替える変調速度切替制御を行うことを特徴とする。【００２３】
請求項１０記載の発明は、連続信号の伝送により上り局と下り局とで無線通信を行う無線通信システムであって、上り局は、伝送路の状況に応じて変調方式を切り替える変調方式切替手段と、自局で受信する受信信号の受信レベルを所定値にするために、下り局の送信レベルを制御するように下り局に要求する送信電力制御要求手段と、受信レベルを一定時間確認する受信レベル確認手段と、を有し、下り局は、送信電力制御要求手段からの要求に基づいて、自局で送信する送信信号の送信レベルを制御する第２の制御手段を有し、上り局は、変調方式切替手段により第１の変調方式から第２の変調方式に切り替える場合、送信電力制御要求手段により下り局の送信レベルを所定値で一定に保つ制御を行うように下り局に要求し、変調方式切替手段により第２の変調方式から第１の変調方式に切り戻す場合、切り戻す前に、送信電力制御要求手段により所定値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に低下させる制御を行うように下り局に要求すること、及び、受信レベル確認手段により受信レベルの状態を一定時間確認すること、のうち少なくとも１つを行い、下り局は、送信電力制御要求手段からの要求に基づいて、送信電力制御手段により自局で送信する送信信号の送信レベルを制御することを特徴とする。【００２４】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の発明において、上り局は、受信レベルを検出する受信レベル検出手段を有し、受信レベル検出手段によって受信レベルの低下が検出された場合、送信電力制御要求手段により、受信レベルが予め設定された第１の閾値に達するまでの間、下り局の送信レベルを送信電力制御の出力レベルの最大値まで増加させて、最大値で一定に保つ制御を行うように下り局に要求することを特徴とする。【００２５】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、上り局は、受信レベルが低下して第１の閾値に達した後、受信レベル検出手段によって受信レベルの低下がさらに検出され、受信レベルが予め設定された第２の閾値に達した場合、送信電力制御要求手段により、第１の変調方式から第２の変調方式に切り替えると同時に、最大値で一定に保つように制御されている送信レベルをさらに所定値分増加させて一定に保つ制御を行うように下り局に要求することを特徴とする。【００２６】
請求項１３記載の発明は、請求項１１又は１２記載の発明において、上り局は、変調方式切替手段により第１の変調方式から第２の変調方式に切り替えた後、受信レベル検出手段によって受信レベルの上昇が検出され、受信レベルが第１の閾値に達した場合、送信電力制御要求手段により所定値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に低下させる制御を行うように下り局に要求すること、及び、受信レベル確認手段により受信レベルの状態を一定時間確認すること、のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする。【００２７】
請求項１４記載の発明は、請求項１０から１３のいずれか１項に記載の発明において、上り局は、送信電力制御要求手段により所定値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に低下させる制御を行うように下り局に要求すること、及び、受信レベル確認手段により受信レベルの状態を一定時間確認すること、のうち少なくとも１つを行った後、変調方式切替手段により第２の変調方式から第１の変調方式に切り戻すと同時に、送信電力制御要求手段により、自局で受信する受信信号の受信レベルが所定値になるように下り局の送信信号の送信レベルを制御するように下り局に要求し、下り局は、送信電力制御要求手段からの要求に基づいて、送信電力制御手段により自局で送信する送信信号の送信レベルを制御することを特徴とする。【００２８】
請求項１５記載の発明は、連続信号の伝送により他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置の無線通信方法であって、無線通信装置は、伝送路の状況に応じて変調方式を切り替える変調方式切替制御、及び、自装置で受信する受信信号の受信レベルを所定値にするために通信相手の無線通信装置の送信レベルを制御する送信電力制御を行う機能を有しており、変調方式切替制御により第１の変調方式から第２の変調方式に切り替える場合、送信電力制御により通信相手の無線通信装置の送信レベルを所定値で一定に保つように制御し、変調方式切替制御により第２の変調方式から第１の変調方式に切り戻す場合、切り戻す前に、所定値で一定に保つように制御された送信レベルを所定値分ずつ段階的に低下させる送信レベル低下制御、及び、自装置で受信する受信信号の受信レベルの状態を一定時間確認する受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする。【００２９】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載の発明において、無線通信装置は、受信レベルを検出する機能を有しており、受信レベルの低下を検出した場合、受信レベルが予め設定された第１の閾値に達するまでの間、通信相手の無線通信装置の送信レベルを送信電力制御の出力レベルの最大値まで増加させて、最大値で一定に保つように制御することを特徴とする。【００３０】
請求項１７記載の発明は、請求項１６記載の発明において、受信レベルが低下して第１の閾値に達した後、受信レベルの低下をさらに検出し、受信レベルが予め設定された第２の閾値に達した場合、第１の変調方式から第２の変調方式に切り替えると同時に、最大値で一定に保つように制御されている送信レベルをさらに所定値分増加させて一定に保つように制御することを特徴とする。【００３１】
請求項１８記載の発明は、請求項１６又は１７記載の発明において、第１の変調方式から第２の変調方式に切り替えた後、受信レベルの上昇を検出し、受信レベルが第１の閾値に達した場合、送信レベル低下制御、及び、受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする。【００３２】
請求項１９記載の発明は、請求項１５から１８のいずれか１項に記載の発明において、送信レベル低下制御、及び、受信レベル確認制御のうち少なくとも１つを行った後、変調方式切替制御により第２の変調方式から第１の変調方式に切り戻すと同時に、送信電力制御により自装置で受信する受信信号の受信レベルが所定値になるように通信相手の無線通信装置の送信レベルを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、ＡＴＰＣ及び適応変調方式の制御を適切に行うことにより、変調方式の切り戻し時に、十分な受信レベルが確保されるようにしているため、切り戻しによる信号不通の確率が低減できる無線通信装置、無線通信システム及び無線通信方法を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００３５】
本発明の一実施例としての無線通信システムについて説明する。
本実施例の無線通信システムは、連続波形の信号で伝送する無線通信システムにおいて、伝送路の状況に応じて変調方式を切り替える適応変調方式を用い、かつ、ＡＴＰＣ（送信電力制御）を行うことによって、伝送路の状況が劣化した場合に、よりシステムゲインの高い変調方式に素早く切り替えて優先度の高い信号の瞬断を回避し、伝送路の状況が回復したときに、より伝送容量の大きな変調方式への切替の確度を高めたアルゴリズムを適用することによって、変調方式の切り戻しに伴う瞬断の確率を低減することを特徴とする。【００３６】
本実施例の無線通信システムは、図２に示すように、上り局（無線通信装置）１と、下り局（無線通信装置）２とを有して構成される。上り局（無線通信装置）１及び下り局（無線通信装置）２は、連続信号の伝送、適応変調方式、及びＡＴＰＣを適用した装置である。上り局１は、変調手段であるＭＯＤ１、送信手段であるＴＸ１、適応変調方式及びＡＴＰＣの制御を行う制御手段であるＭＯＤ  ＣＯＮＴ１、受信レベルをモニタして所定の受信レベルを検出する受信レベル検出手段であるＲＳＬ  ＭＯＮ１、復調手段であるＤＥＭ１、受信手段であるＲＸ１を有する。同様に、下り局２は、ＭＯＤ２、ＴＸ２、ＭＯＤ  ＣＯＮＴ２、ＲＳＬ  ＭＯＮ２、ＤＥＭ２、ＲＸ２を有する。【００３７】
上り局１は、入力されたディジタル信号をＭＯＤ１にて指定された変調方式に変調し、ＴＸ１を介して下り局２へ向けて出力する。また、下り局２は、入力されたディジタル信号をＭＯＤ２にて指定された変調方式に変調し、ＴＸ２を介して上り局１へ向けて出力する。ＭＯＤ１及びＭＯＤ２は、複数の変調方式に対応するものであり、変調速度が一定であれば、多値変調方式にするほど、伝送容量が増大する。【００３８】
本実施例の無線通信システムの基本的な処理動作（変調方式切替制御及びＡＴＰＣ制御）について、図２及び図３を参照して以下に説明する。なお、ここで説明する動作は、後述する図３の説明において適用される。【００３９】
図３に示すように、図２に示す上り局１のＲＳＬ  ＭＯＮ１は、受信レベルをモニタしており（ステップＳ１）、天候の変化等により、モニタしている受信レベルが、変調方式の切替制御が行われる閾値（変調方式切替閾値：第２の閾値）を下回ったこと（又は上回ったこと）を検出する（ステップＳ２）。ＲＳＬ  ＭＯＮ１はＡＧＣ（Automatic Gain Control）機能を備え、その制御値から受信レベルをモニタすることができる。また、変調方式切替閾値は、変調方式毎に予め所定の値が設定されるものとする。【００４０】
そして、受信レベルが所定の変調方式切替閾値に達した場合（ステップＳ２／ＹＥＳ）、ＭＯＤ  ＣＯＮＴ１に対して、受信レベルが所定の変調方式切替閾値に達したことを示す検出情報（１）を送出する（ステップＳ３）。ステップＳ２において、受信レベルが所定の変調方式切替閾値に達していない場合は（ステップＳ２／ＮＯ）、引き続き受信レベルをモニタする（ステップＳ１）。【００４１】
ＲＳＬ  ＭＯＮ１から検出情報（１）を受け取ったＭＯＤ  ＣＯＮＴ１は、無線フレーム上の空きスロットルを用いることにより、変調方式の変更（現在の変調方式を他の変調方式に変更（切替）すること）及び送信レベルの指定（送信レベルを所定の値に設定し、レベルの引き上げ及び引き下げをすること）を要求する要求情報（２）をＭＯＤ１に送出する（ステップＳ４）。ＭＯＤ１は要求情報（２）の内容を変調信号（３）の一部に含ませてＴＸ１を介して下り局２に対して送信する（ステップＳ５）。【００４２】
なお、検出情報（１）には、ＲＳＬ  ＭＯＮ１で検出された受信レベルを示す受信レベル情報が入っており、ＭＯＤ  ＣＯＮＴ１は、送信レベルを制御するＡＴＰＣ制御を行うために、この受信レベル情報を基に送信レベルを指定する。このＡＴＰＣでは、十分高い受信レベルが保てるときは送信レベルを下げ、他の回線への干渉量を抑制する。受信レベルが低下したときは、伝送品質を保つために送信レベルを上げる。【００４３】
下り局２は、ＲＸ２を介して上り局１からの変調信号（３）を受信し（ステップＳ６）、ＤＥＭ２において変調信号（３）から要求情報（２）の内容を抽出し、復調信号（４）の一部に、抽出した要求情報を含ませてＭＯＤ  ＣＯＮＴ２へ送出する（ステップＳ７）。【００４４】
ＭＯＤ  ＣＯＮＴ２は、ＤＥＭ２から受け取った復調信号（４）に基づいて、ＭＯＤ２及びＴＸ２に対して制御信号（５）を送り（ステップＳ８）、ＭＯＤ２及びＴＸ２を上り局１の要求通りに制御する（ステップＳ９）。この制御後、ＭＯＤ２は、要求情報（２）の要求通りに制御が行われたことを示す応答情報を変調信号（６）の一部に含ませてＴＸ２を介して上り局１に対して送信する（ステップＳ１０）。【００４５】
上り局１は、ＲＸ１を介して下り局２のＴＸ２からの変調信号（６）を受信し（ステップＳ１１）、ＤＥＭ１において変調信号（６）から応答情報を抽出し、復調信号（７）の一部に、抽出した応答情報を含ませてＭＯＤ  ＣＯＮＴ１へ送る（ステップＳ１２）。【００４６】
ＤＥＭ１から復調信号（７）を受け取ったＭＯＤ  ＣＯＮＴ１は、自局のＭＯＤ１及びＴＸ１に対して、制御信号（８）を送り（ステップＳ１３）、ＭＯＤ１及びＴＸ１を下り局２と同様に制御する（ステップＳ１４）。以降は、ステップＳ１〜Ｓ１４を繰り返す。【００４７】
図４は、本実施例の無線通信システムにおいて、送信レベル、受信レベル、変調方式の時間変化の一例を示す図である。本実施例の無線通信システムは、変調方式として、図１と同様に、３２ＱＡＭ（第１の変調方式）とＱＰＳＫ（第２の変調方式）との２つを使用するものとする。なお、図４において、縦軸は上部が受信レベルで下部が送信レベル、横軸は時間を示す。以下、図４を参照して、本実施例の無線通信システムにおける無線通信方法について説明する。【００４８】
本実施例の無線通信システムは、図４において、使用する帯域幅を一定に保つため、２つの変調方式における変調速度は同一とする。ＱＰＳＫでの伝送量を１としたとき、３２ＱＡＭでの伝送容量は２．５となる。つまり、変調方式を切り替えることにより、伝送容量は変化する。【００４９】
また、本実施例の無線通信システムは、図４において、無線通信装置の入力信号は、装置の伝送容量よりも小さい容量の信号、複数本からなり、装置内でそれらが多重化されて、まとめて変調される。装置入力信号のうち、優先度の高い信号は、変調方式がＱＰＳＫになっても伝送されるようにしておく。３２ＱＡＭでしか伝送されない信号は優先度の低いものである。【００５０】
まず、図４に示すように、天候が例えば晴天から小雨が降り始めて雨天に変化した場合、受信レベルが低下し始める。受信レベルは、小雨でやや低下し、雨量の増加とともに大きく低下する。受信レベルが、ＡＴＰＣ制御が行われる閾値（ＡＴＰＣ閾値：第１の閾値）である−Ｒ１ｄＢｍに達するまでの期間（Ａ）では、ＡＴＰＣ動作を行い、送信レベルを引き上げる。これにより、受信レベルが−Ｒ１ｄＢｍで一定に保たれる。なお、ＡＴＰＣ閾値は、予め所定の値が設定されるものとする。【００５１】
そして、（１）時点で、送信レベルをＡＴＰＣの出力レベルの最大値（ＡＴＰＣ  ｍａｘ）である＋Ｔ１ｄＢｍまで引き上げると、図４に示すように、期間（Ｂ）において送信レベルが＋Ｔ１ｄＢｍで固定される。【００５２】
しかし、期間（Ａ）と（Ｂ）の間の変調方式は３２ＱＡＭであるので、ＡＴＰＣ動作により送信レベルを最大にしても、期間（Ｂ）において受信レベルが低下して−Ｒ３ｄＢｍに達してしまうと、瞬断が発生してしまう。そこで、期間（Ｂ）において、受信レベルが、予め設定された変調方式切替閾値−Ｒ２ｄＢｍまで低下し、３２ＱＡＭの誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）が劣化しそうになったら、（２）時点で直ちに変調方式をＱＰＳＫに変更する。このとき、ＱＰＳＫは３２ＱＡＭより非線形歪によるＢＥＲ劣化が小さいため、送信レベルを高くできる。このレベル差をαｄＢとすると、送信レベル及び受信レベルは、（２）の時点で不連続に変化する。このαｄＢは、３２ＱＡＭとＱＰＳＫとで送信スペクトルマスク規定で制約される各々の最大送信レベル差に相当する。なお、この変調方式の切替及び送信レベル差αｄＢの引き上げ時には、一旦受信信号の同期が外れることは許容されるものとする。一旦は切れるが、非常に短時間でＱＰＳＫでの通信が復旧する。なお、ＱＰＳＫへの変更に伴い、ＡＴＰＣからＭＴＰＣ（Manual Transmitter Power Control）に変更する。【００５３】
以上のように制御することによって、（２）の時点の後、期間（Ｃ）において例えば降雨量がさらに増加し、受信レベルがさらに落ちて（３）時点で最低値になった場合でも、ＱＰＳＫの場合に瞬断が起こる−Ｒ４ｄＢｍに達していないので、瞬断を回避できる。なお、ＱＰＳＫでの伝送時である期間（Ｃ）では、ＡＴＰＣの動作は停止し、送信レベルは＋Ｔ１＋αｄＢｍで固定される。【００５４】
（３）の時点の後、期間（Ｃ）において天候が例えば雨天から晴天（又は曇天）に再び変化し、受信レベルが上がり始め、（４）の時点でＡＴＰＣ閾値の−Ｒ１ｄＢｍに達すると、期間（Ｄ）において送信レベル低下制御を行う。この送信レベル低下制御は、次のように動作する。無線通信装置のＲＳＬ  ＭＯＮにより受信レベルが−Ｒ１ｄＢｍまで上がったことが検出されると、ＭＯＤ  ＣＯＮＴにより送信レベルをδｄＢ落とす制御が行われる。再び受信レベルが上がり、再度−Ｒ１ｄＢｍに達したことがＲＳＬ  ＭＯＮにより検出されると、またＭＯＤ  ＣＯＮＴにより送信レベルをδｄＢ落とす制御が行われる。この動作を送信レベルがＱＰＳＫと３２ＱＡＭのシステムゲイン差に相当するεｄＢに至るまで繰り返す。よって、図３の期間（Ｄ）において、送信レベルを段階的に引き下げ、３２ＱＡＭへ変調方式変更制御する前にＱＰＳＫで３２ＱＡＭのシステムゲイン相当を事前に送信レベル低下制御で確認することができるので、図１で説明したレベル引き下げ時の瞬断を回避することができる。
もちろん、送信レベル低下制御中に、第２の閾値（−Ｒ２ｄＢｍ）まで受信レベルが低下したならば、送信レベルを上昇させて品質を確保する動作を行う。【００５５】
（５）の時点で送信レベルがεｄＢ（ε＝α＋（Ｒ４−Ｒ３），α＜ε）まで引き下げられると、（６）の時点で送信レベル低下制御を終了し、期間（Ｅ）において受信レベルの確認制御を開始する。この受信レベルの確認制御は、システムゲインの少ない３２ＱＡＭに切り戻す前に、ＱＰＳＫ下で、あえて送信レベルを段階的に低下させた最低値（図４ではεｄＢ）の時において、更に一定時間の間、天候の変化を監視することを目的とする動作であり、図４では、受信レベルが−Ｒ１ｄＢｍを越えて上昇することを一定時間（図４に示す確認時間）の間確認する。この受信レベルの確認制御は、無線通信装置のＭＯＤ  ＣＯＮＴの制御により行われる。ＭＯＤ  ＣＯＮＴは、ＲＳＬ  ＭＯＮからの検出情報に基づいて、受信レベルが所定値を越えて上昇することを一定時間確認し、３２ＱＡＭへの変更要求を含む要求情報の送出を保留する。【００５６】
そして、期間（Ｅ）における確認時間において、受信レベルが−Ｒ２ｄＢｍを下回ることがないことを確認した後、変調方式をＱＰＳＫから３２ＱＡＭに戻し、期間（Ｆ）において３２ＱＡＭによる変調及びＡＴＰＣ動作を再開する。【００５７】
以上説明した手順により、本実施例の無線通信システムは、受信レベルが低下したときにはできるだけ早くＱＰＳＫにし、受信レベルが上昇したときには３２ＱＡＭに戻しても十分高い受信レベルが確保されているようにできる。【００５８】
なお、本実施例では、ＱＰＳＫと３２ＱＡＭとの切替について説明したが、変調方式の組み合わせはこれに限定されるものではない。複数の変調方式を用いて変更できるようにし、変調方式毎に切替閾値を設けて、多段階の切替を行うようにしても良い。【００５９】
また、本実施例では、変調速度を一定として説明したが、定常時より変調速度を落とし、帯域幅を小さくするような構成にしても良い。つまり、変調方式とともに、変調速度を変更することでもシステムゲインを改善させる効果があるためである。【００６０】
また、本実施例では、図４において、期間（Ｄ）で送信レベル低下制御を行った後に、期間（Ｅ）で受信レベルの確認制御を行うというように、両者を組み合わせて構成したが、送信レベル低下制御のみを行うようにしても良いし、また、受信レベルの確認制御のみを行うように構成しても良い。また、送信レベル低下制御の終了時点（５）を、ＡＴＰＣの最大値である＋Ｔ１ｄＢｍにすることで、送信レベル制御手順を簡略化しても従来例に比べ改善させることができる。【００６１】
また、図４において、変調方式切替閾値−Ｒ２ｄＢｍの設定は、３２ＱＡＭの瞬断発生値−Ｒ３ｄＢｍに対して変調方式切替制御のために必要となる時間内での受信レベル変化量を考慮したオフセットマージンをとった値として設定するようにしても良い。【００６２】
以上のことから、本実施例によれば、変調方式の切り戻し時に、切り戻し実行前に十分な受信レベルが確保されていることを事前に確認する手段を設けたため、切り戻しによる信号不通の確率が低減できる。
また、本実施例によれば、ＡＴＰＣを具備しているので、定常時の他への干渉量を低減できる。
【実施例２】
【００６３】
本実施例の無線通信システムは、上記実施例１の構成に加え、図５に示すように、例えば上り局１にディジタル交差接続（ＤＸＣ：Digital Cross Connect）機能を備える。このＤＸＣ３は、優先度の高い信号と、それ以外の信号とを任意に設定変更するものであり、優先度の高い信号は、ＤＸＣ３により変更可能となる。【００６４】
以上のことから、本実施例によれば、ＤＸＣ３を具備しているので、装置運用開始後に回線増が生じた場合でも適宜、優先度の高い信号を任意に設定できる。【００６５】
以上、本発明の実施例について説明したが、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、連続信号伝送式の無線通信システムにおいて、適応変調方式及びＡＴＰＣを用いる技術に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来技術の無線通信システムの動作時の一例を示すグラフである。
【図２】本発明の実施例１である無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例１である無線通信システムの基本動作を示すシーケンスチャートである。
【図４】本発明の実施例１である無線通信システムの動作時の一例を示すグラフである。
【図５】本発明の実施例２である無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６８】
１    上り局（無線通信装置）
２    下り局（無線通信装置）
３    ＤＸＣ（ディジタル交差接続手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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