(57)【要約】【課題】通信状態となっている現用系送信部と、通信を行っていない予備系送信部とを備える無線通信装置において、装置の消費電力を低減させ、装置の小型化、軽量化も可能にする。【解決手段】送信部の電力増幅器の電源をオフする手段を有し、通常使用していない予備系送信部の電力増幅器の電源は、前記電源オフ手段により、オフ状態に設定する【選択図】      図１
2005027173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信状態となっている現用系送信部と、通信を行っていない予備系送信部とを備える無線通信装置において、
送信部の電力増幅器の電源をオフする手段を有し、この電源オフ手段により、前記予備系送信部の電力増幅器の電源はオフ状態に設定することを特徴とする無線通信装置の送信部制御方法。
【請求項２】
前記現用系送信部に障害が発生すると、それを検知し、切替信号を発生する手段と、
この手段により切替信号が発生すると、前記予備系送信部の電力増幅器の電源をオンする手段と、
この電源オン手段により電力増幅器の電源がオンされて動作状態になった前記予備系送信部側に高周波出力を切替える手段と、
この切替手段により高周波出力が前記予備系送信部側に切替えられると、前記現用系送信部の電力増幅器の電源を前記電源オフ手段によりオフする手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置の送信部制御方法。
【請求項３】
動作状態になった前記予備系送信部の高周波出力レベルをモニタし、高周波出力レベルが所定範囲内になったときに、前記切替手段により、高周波出力を前記予備系送信部側に切替えることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置の送信部制御方法。
【請求項４】
前記現用系送信部に発生した障害の検知と切替信号の発生は、前記現用系送信部内の回路からの信号を利用して前記無線通信装置内で実行されることを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置の送信部制御方法。
【請求項５】
前記予備系送信部の電力増幅器の電源をオンさせて前記予備系送信部の動作状態をチェックするヘルスチェック手段を有し、このヘルスチェック手段によるヘルスチェックの周期は任意に設定できることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置の送信部制御方法。
【請求項６】
前記予備系送信部に送信部を切替えるとき、または前記予備系送信部のヘルスチェックを実施するとき、前記予備系送信部の電力増幅器の入力レベルが最小の状態で該電力増幅器の電源をオンし、該電力増幅器を立上げることを特徴とする請求項２または５に記載の無線通信装置の送信部制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無線通信装置の送信部制御方法、特に現用系送信部と予備系送信部とを備える二重化された無線通信装置における前記送信部の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開２００３−１１５８０５号公報
【０００３】
従来、現用系送信部と予備系送信部とを備えたマイクロ波帯の無線通信装置は、特許文献１に開示されるように、現用系送信部だけでなく、予備系送信部も常に通信可能な状態としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現用系送信部だけでなく、予備系送信部も常に通信可能な状態に設定した場合は、通常の運用時における消費電力が大きなものになる問題点がある。また、発熱量が大きいために大きな放熱器が必要になり、寸法、重量も大きくなる問題点がある。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、無線通信装置の消費電力を低減させ、かつ小型化、軽量化を図ることができる無線通信装置の送信部制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の無線通信装置の送信部制御方法は、通信状態となっている現用系送信部と、通信を行っていない予備系送信部とを備える無線通信装置において、送信部の電力増幅器の電源をオフする手段を有し、この電源オフ手段により、前記予備系送信部の電力増幅器の電源はオフ状態に設定することを特徴とする。
【０００７】
このような本発明の送信部制御方法は、前記現用系送信部に障害が発生すると、それを検知し、切替信号を発生する手段と、この手段により切替信号が発生すると、前記予備系送信部の電力増幅器の電源をオンする手段と、この電源オン手段により電力増幅器の電源がオンされて動作状態になった前記予備系送信部側に高周波出力を切替える手段と、この切替手段により高周波出力が前記予備系送信部側に切替えられると、前記現用系送信部の電力増幅器の電源を前記電源オフ手段によりオフする手段とをさらに具備することが好ましい。さらに、前記切替手段は、動作状態になった前記予備系送信部の高周波出力レベルをモニタし、高周波出力レベルが所定範囲内になったときに、高周波出力を前記予備系送信部側に切替えることが好ましい。さらに、前記現用系送信部に発生した障害の検知と切替信号の発生は、前記現用系送信部内の回路からの信号を利用して前記無線通信装置内で実行されることが好ましい。
【０００８】
さらに、本発明の送信部制御方法は、前記予備系送信部の電力増幅器の電源をオンさせて前記予備系送信部の動作状態をチェックするヘルスチェック手段を有し、このヘルスチェック手段によるヘルスチェックの周期は任意に設定できることが好ましい。このヘルスチェック手段で前記予備系送信部のヘルスチェックを実施するとき、または、前記予備系送信部に送信部を切替えるとき、前記予備系送信部の電力増幅器の入力レベルが最小の状態で該電力増幅器の電源をオンし、該電力増幅器を立上げることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に添付図面を参照して本発明による無線通信装置の送信部制御方法の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態を説明するための図で、無線通信装置（送信部）の基本構成を示す図である。この図のように、無線通信装置１１は、０系送信部１２、１系送信部１３、監視制御部１４、およびスイッチ部１５で構成される。
【００１０】
０系送信部１２は、二重化されている送信部のうちの片系で、０系入力信号が入力され、０系出力信号を出力する。１系送信部１３は、二重化されている送信部のうちの他の片系で、１系入力信号が入力され、１系出力信号を出力する。いま、通信している系を現用系、通信していない状態となっている系を予備系と呼ぶと、実運用状態では、０系送信部１２が現用系送信部、１系送信部１３が予備系送信部になっている場合と、０系送信部１２が予備系送信部、１系送信部１３が現用系送信部になっている場合がある。
【００１１】
監視制御部１４には、図２に示すように、上位装置１６から切替信号が供給される。上位装置１６は、無線通信装置１１と別構成である。上位装置１６は、無線通信装置１１から出力されるＲＦ出力信号のレベル低下を検出して、送信部（現用系送信部）に障害が発生したことを検知すると、前記切替信号を発生する。また、上位装置１６は、予備系送信部のヘルスチェック時に前記切替信号を出力する。ヘルスチェックは、予備系送信部の動作状態をチェックする動作で、このヘルスチェックを実行する周期は、上位装置１６に内蔵されているＣＰＵ１６１を動かすソフトウェアでタイマを持ち、そのタイマで任意に設定可能である。
【００１２】
監視制御部１４は、０系送信部１２に対し、該０系送信部１２内の電力増幅器の電源を制御する０系ＰＡ制御信号を出力する。０系送信部１２からは、該０系送信部１２からの出力信号のレベルを表す０系出力レベルモニタ信号が監視制御部１４に出力される。同様に監視制御部１４は、１系送信部１３に対し、該１系送信部１３内の電力増幅器の電源を制御する１系ＰＡ制御信号を出力する。１系送信部１３からは、該１系送信部１３からの出力信号のレベルを表す１系出力レベルモニタ信号が監視制御部１４に出力される。
【００１３】
また、監視制御部１４は、スイッチ部１５に対してスイッチ切替信号を出力する。スイッチ部１５は、このスイッチ切替信号を受けて、ＲＦ出力信号を、０系送信部１２と、１系送信部１３との間で切替える。
【００１４】
以上のような無線通信装置１１において、いま、０系送信部１２が現用系送信部、１系送信部１３が予備系送信部に設定されているものとする。この状態では、切替信号が０系に設定され、監視制御部１４から出力される０系ＰＡ制御信号はＯＮ信号で出力される。これにより０系送信部１２の電力増幅器の電源がオンされ、該電力増幅器が動作状態となり、０系出力信号が出力される。
【００１５】
一方、１系ＰＡ制御信号はＯＦＦ信号で出力され、これにより１系送信部１３の電力増幅器の電源がオフされて、該電力増幅器には電源が供給されず、該電力増幅器は信号の増幅を行わない。従って、１系出力信号は無信号となっている。
【００１６】
スイッチ部１５は、監視制御部１４から出力されるスイッチ切替信号により０系に設定され、０系送信部１２からの０系出力信号を無線通信装置１１のＲＦ出力信号として出力する。
【００１７】
次に、障害発生時の送信部切替動作（系切替動作）について説明する。ここでは、０系送信部１２が予備系に、１系送信部１３が現用系に切り替わる場合を説明する。
【００１８】
無線通信装置１１から出力されるＲＦ出力信号のレベル低下を上位装置１６が検出して、該上位装置１６が現用系送信部（０系送信部１２）での障害発生を検知すると、切替信号で系切替を行い、予備系送信部（１系送信部１３）の立ち上げ動作を開始する。すなわち、切替信号が発生し、切替信号が１系を指定し、監視制御部１４は、１系送信部１３に対する１系ＰＡ制御信号をＯＮ信号に設定する。すると、１系送信部１３の電力増幅器の電源がオンになり、該電力増幅器が動作状態となり、１系出力信号が出力される。監視制御部１４は、１系送信部１３から出力される１系出力信号のレベルを表す１系出力レベルモニタ信号を監視し、そのモニタ信号レベル（すなわち、１系出力信号レベル）が予め設定してある上限値及び下限値以内になったことを確認すると、所定の時間経過後、スイッチ部１５に対してスイッチ切替信号を出力し、０系から１系への切替を指示する。スイッチ部１５は、この切替指示に基づき、ＲＦ出力信号を０系送信部１２から１系送信部１３に切替え、出力する。
【００１９】
スイッチ部１５による系の切替が終了したら、監視制御部１４は０系ＰＡ制御信号をＯＦＦ信号とする。これにより、０系送信部１２の電力増幅器の電源がオフとなり、該電力増幅器は信号増幅を行わない状態となる。
【００２０】
このように、上記の方法によれば、通常使用していない予備系送信部の電力増幅器は電源をオフ状態にする。これにより、無線通信装置１１の消費電力を低減させることが可能になる。また、低消費電力化により放熱器を小さくすることができるため、無線通信装置１１の小型化、軽量化が可能になる。さらに、半導体素子は、一般に、通電時間が長くなるほど寿命が短くなるので、上記の電源オフ方法を採用することにより、予備系送信部の電力増幅器（半導体素子）を長寿命化し、信頼性を向上させることができる。
【００２１】
また、上記の方法によれば、系切替、すなわち送信部を現用系送信部から予備系送信部に切替える際、予備系送信部の出力信号レベル（出力電力）が所定範囲内に入って安定してからスイッチ部１５で系切替を行うため、無線通信装置１１からの出力電力も安定させることができる。
【００２２】
上記の装置によれば、予備系送信部の電力増幅器の電源をオンさせて、予備系送信部の動作状態をチェックするヘルスチェックをさらに行うことができる。以下にヘルスチェック時の動作について説明する。
【００２３】
予備系送信部の電力増幅器を動作状態にする場合、電力増幅器に異常がないことを、予め定期的にチェックしておく必要がある。ヘルスチェックは、無線通信装置を制御する上位装置１６内のＣＰＵ１６１を動かすソフトウェアでタイマを持ち、そのタイマで任意に周期を設定できる。その周期の所定の時間になると、切替信号が発生して予備系送信部を立ち上げ、動作チェックを行う。この場合の立ち上げ動作は、前述の系切替動作と同様であるから、詳細な説明は省略する。また、動作チェックは、予備系送信部から得られる出力レベルモニタ信号を監視制御部１４で監視して、予備系送信部から出力される出力信号レベルが上限値以下、下限値以上になっていることを確認する。もし、出力信号レベルが規定範囲内に入っていない場合は、その後、切替信号により系切替を指示されても、系切替動作は実施しない。また、ヘルスチェック時は、上記のようにして動作チェックが行われたならば直ちに、ＰＡ制御信号により電力増幅器の電源をオフして予備系送信部を予備状態に戻す。したがって、ヘルスチェック時は、スイッチ部１５による出力切替は行わない。
【００２４】
このようなヘルスチェックは定期的に実施するが、実施する周期は任意に設定でき、数年毎の実施も可能である。一般に、半導体素子は、通電時間が短いほど寿命が長くなる。ヘルスチェックを実施する周期を長くすることで、装置の信頼性が向上し、かつ長寿命化できる。
【００２５】
このようなヘルスチェック時および上述した系切替動作時、予備系送信部の電力増幅器を立ち上げる場合、信号入力がある状態で電力増幅器に電源を供給すると、通常ＡＬＣ（自動レベル制御）をかけて出力レベルを一定にする機能が組み込まれているため、電力増幅器が過入力状態となり、ストレスを加えることになる。
【００２６】
これを避けるため、上記の装置では、電力増幅器の前段に可変減衰器を挿入し、予備状態のときには可変減衰器を最大減衰状態とする。すると、電力増幅器に電源が供給されるとＡＬＣが動作し始めるが、電力増幅器の入力レベルが最小の状態からＡＬＣが動作するので、電力増幅器が過入力となりストレスが加わることを避けることができる。
【００２７】
図３は具体例で、０系送信部１２と１系送信部１３内を具体的にして図１の無線通信装置１１を示す構成図である。この図に示すように、０系送信部１２と１系送信部１３は同一具体的構成で、電力増幅器１７、ＡＬＣ回路１８、電源制御回路１９を有する。
【００２８】
電力増幅器１７は、可変減衰器１７１、ミキサ１７２、パワーアンプ１７３を有し、入力信号が最初に可変減衰器１７１に入力され、次に周波数変換用のミキサ１７２に入力され、最後にパワーアンプ１７３に入力される。
【００２９】
ＡＬＣ回路１８は、ダイオード１８１を介して入力されるパワーアンプ１７３出力を検出しながら、出力で可変減衰器１７１を制御することにより、電力増幅器１７の出力、すなわち各送信部１２，１３の出力信号レベルを一定にする働きをする。このＡＬＣ回路１８から、各送信部１２，１３の出力信号レベルを表す出力レベルモニタ信号が監視制御部１４に供給される。
【００３０】
電源制御回路１９は、監視制御部１４からのＰＡ制御信号を受けて、パワーアンプ１７３のバイアス電圧（電力増幅器１７の電源）を制御する。なお、監視制御部１４からのＰＡ制御信号は、ＡＬＣ回路１８を制御するために、このＡＬＣ回路１８にも供給される。
【００３１】
このような具体例で、切替信号が０系送信部１２を現用系送信部に指定すると、監視制御部１４から０系ＰＡ制御信号がＯＮ信号で出力される。すると、０系送信部１２の電源制御回路１９は、０系送信部１２のパワーアンプ１７３に対して０系ＰＡバイアス電圧を出力する。これにより、０系送信部１２のパワーアンプ１７３、すなわち０系送信部１２の電力増幅器１７が動作状態となり、０系出力信号が出力される。
【００３２】
スイッチ部１５では、監視制御部１４からのスイッチ切替信号により０系送信部１２を選択し、０系送信部１２からの０系出力信号を無線通信装置１１のＲＦ出力信号として出力する。
【００３３】
一方、監視制御部１４から１系ＰＡ制御信号がＯＦＦ信号で出力される。すると、１系送信部１３の電源制御回路１９から出力される１系ＰＡバイアス電圧は０Ｖのままとなり、１系送信部１３のパワーアンプ１７３は非動作状態となる。したがって、１系送信部１３の電力増幅器１７は信号を増幅しない状態となり、１系送信部１３は予備状態となる。
【００３４】
図４は、上記のような具体例が、障害発生又は保守点検（ヘルスチェックは除く）により系切替されて、０系送信部１２が予備系送信部、１系送信部１３が現用系送信部に切り替わった状態を示す。また、系が切り替わるときのタイミングチャートを図５に示す。
【００３５】
この図５を参照して具体例における系切替動作を説明すると、図５（ａ）に示すように障害が発生し、あるいは保守点検が開始されて、図５（ｂ）に示すように上位装置１６が障害あるいは保守点検を検知すると、図５（ｃ）に示すように切替信号が発生して、０系から１系への切替が指示される。すると、図５（ｄ）に示すように、監視制御部１４から出力される１系ＰＡ制御信号がＯＮ状態となる。すると、１系送信部１３の電源制御回路１９は、図５（ｅ）に示すように、１系送信部１３のパワーアンプ１７３に対して１系ＰＡバイアス電圧を出力する。これにより、１系送信部１３の電力増幅器１７が動作状態となり、１系送信部１３が送信状態となり、図５（ｆ）に示すように１系出力信号が出力される。
【００３６】
同時に、１系送信部１３のＡＬＣ回路１８から、図５（ｇ）に示すように１系出力レベルモニタ信号が出力される。この信号は、１系送信部１３の出力信号レベルに比例した電圧を出力する。この電圧、すなわち１系送信部１３の出力信号レベルが予め設定した上限値と下限値内に入っていることを監視制御部１４で確認すると、所定時間後、図５（ｈ）に示すようにスイッチ切替信号が出力され、０系から１系への系切替が指示される。
【００３７】
スイッチ部１５では、監視制御部１４からのスイッチ切替信号により１系送信部１３を選択し、図５（ｉ）に示すように、１系送信部１３の出力信号を無線通信装置１１のＲＦ出力信号として出力する。
【００３８】
このようにして出力切替を実行後、監視制御部１４から出力される０系ＰＡ制御信号が図５（ｊ）に示すようにＯＦＦ状態に設定される。したがって、０系送信部１２の電源制御回路１９から出力される０系ＰＡバイアス電圧は図５（ｋ）に示すように０Ｖとなる。これにより、０系送信部１２のパワーアンプ１７３、すなわち０系送信部１２の電力増幅器１７は非動作状態となり、０系送信部１２は図５（ｌ）に示すように、信号を出力しない予備状態となる。
【００３９】
ヘルスチェックを実施する場合は、前述の系切替動作と同様に予備系送信部を立ち上げ、出力レベルモニタ信号が、予め設定してある上限値と下限値以内の規定レベルとなっていることを確認する。確認した後、立ち上げた送信部を前述した予備状態に戻すシーケンスを実行する。なお、ヘルスチェック実行時は、スイッチ切替信号は発生せず、現用系送信部からの出力状態を維持する。
【００４０】
予備系送信部の電力増幅器を立ち上げるときに、サージストレスが加わることを防止する方法としては、図４の具体例において、予備状態にある電力増幅器１７は、初段に挿入してある可変減衰器１７１を最大減衰状態としておく。この状態から立ち上げ動作を開始することにより、過入力でストレスが加わることを防止できる。可変減衰器１７１は、ＰＡ制御信号を受けてＡＬＣ回路１８により制御することにより、立ち上げ時最大減衰状態とすることができる。
【００４１】
なお、上記の実施の形態および具体例では、無線通信装置１１と別構成の上位装置１６で障害の発生を検知したが、このようにすると、図５（ａ）に示す上位装置１６での処理時間ｔだけ系切替が遅れる。一方、送信部の出力信号レベルの低下、すなわち障害の発生は、送信部のＡＬＣ回路１８から出力される出力レベルモニタ信号により検知することができるから、この信号により監視制御部１４内、すなわち無線通信装置１１内で障害の検知と切替信号の発生を実行すれば、上位装置１６の処理時間ｔだけ系切替を早めることができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明の無線通信装置の送信部制御方法によれば、通常使用していない予備系送信部の電力増幅器の電源はオフ状態に設定するようにしたので、無線通信装置の消費電力を低減させることが可能になり、かつ低消費電力化により放熱器を小さくすることができるため、無線通信装置の小型化、軽量化も可能になる。さらに、半導体素子は、一般に、通電時間が長くなるほど寿命が短くなるので、上記の電源オフ方法を採用することにより、予備系送信部の電力増幅器（半導体素子）を長寿命化し、信頼性を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を説明するための図で、無線通信装置の基本構成を示す図。
【図２】上位装置から無線通信装置に切替信号が供給される様子を示す図。
【図３】送信部内を具体的にして図１の無線通信装置を示す図。
【図４】０系送信部が予備系送信部、１系送信部が現用系送信部に切り替わった状態で図３の無線通信装置を示す図。
【図５】図３の状態から図４の状態に系切替が実施されるときのタイミングチャートを示す図。
【符号の説明】
１１  無線通信装置
１２  ０系送信部
１３  １系送信部
１４  監視制御部
１５  スイッチ部
１６  上位装置
１７  電力増幅器
１７１  可変減衰器
１７３  パワーアンプ
１８  ＡＬＣ回路
１９  電源制御回路
【図１】
2005027173.tif 000003
【図２】
2005027173.tif 000004
【図３】
2005027173.tif 000005
【図４】
2005027173.tif 000006
【図５】
2005027173.tif 000007