(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現用系列及び予備系列の送信部と、受信部を有する無線通信装置において、
データを多重化して変調し、規定の周波数の搬送波によって周波数変換する処理を行って送信データとして出力する現用系列及び予備系列の送信部と、
前記現用系列及び予備系列の送信部から出力された前記送信データのうち一方に切り替えて出力し、切り替えられた送信部の情報を含む装置情報を前記現用系列及び予備系列の送信部に出力する切替部と、
前記現用系列及び予備系列の送信部で用いる搬送波の周波数差及び位相差を前記現用系列又は前記予備系列の一方の送信部を基準とした値として検出し、前記現用系列及び予備系列の送信部に周波数差情報及び位相差情報として出力する周波数差位相差検出部とを有し、
前記現用系列及び予備系列の送信部は、前記装置情報と、前記周波数差情報及び前記位相差情報と、送信対象のデータとを多重化し、
前記受信部は、局部発振部と、前記局部発振部出力の周波数及び位相を制御する周波数・位相制御部とを有し、
前記周波数・位相制御部は、受信した装置情報の変化によって送信部の切り替えがあったことを認識すると、前記周波数差情報及び位相差情報の基準となる送信部から他方に切り替わった場合には、受信した周波数差情報及び位相差情報をそのまま用いて前記局部発振部の周波数及び位相を制御し、前記他方の送信部から前記基準となる送信部に切り替わった場合には、受信した周波数差情報及び位相差情報の符号を反転させた値を用いて前記局部発振部の周波数及び位相を制御することを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
周波数差位相差検出部で検出した搬送波の周波数差及び位相差を逓倍化し、逓倍結果を周波数差情報及び位相差情報として出力する逓倍回路を有することを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ホットスタンバイでの現用及び予備送信の切替を行う無線通信装置に係り、特に送信切替時における受信側での搬送波引き込み時間を短縮できる無線通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のホットスタンバイ現用／予備送信切替を行う無線通信装置について、図２を用いて説明する。図２は、従来の無線通信装置の構成ブロック図であり、図２（ａ）は送信装置の、図２（ｂ）は受信装置の構成ブロック図をそれぞれ表している。
【０００３】
送信装置は、現用送信部１１と、予備送信部１２と、スイッチ１４と、アンテナ１５とで構成されている。また現用送信部１１は多重化部１１-1と、変調部１１-2と、ミキサ１１-3と、局部発信器（図ではＬＯ）１１-4と、増幅器１１-5とで構成されており、予備送信部１２も現用送信部１１と同一の構成となっている。
また、受信装置は、受信部１３とアンテナ１５とで構成されており、受信部１３は、増幅器１３-1と、ミキサ１３-2と、局部発信器（図ではＬＯ）１３-3と、復調部１３-4と、多重分割部１３-5とで構成されている。
【０００４】
従来の無線通信装置の動作について、図２を用いて説明する。送信装置において、送信しようとするデータ信号は、現用送信部１１及び予備送信部１２とに出力される。現用送信部１１に出力されたデータ信号は、多重化部１１-1で共に送信しようとする他の情報と共に多重化され、変調部１１-2で変調が行われる。
変調されたデータ信号は、局部発振器１１-4から出力される搬送波に基づいてミキサ１１-3による周波数変換が行われ、増幅器１１-5で増幅され、送信データ信号が生成される。
予備送信部１２においても、対応する機器によってデータ信号に対して上述した動作が行われ、送信データ信号が生成される。
【０００５】
どの送信部で生成された送信データ信号を送信するかの選択は、スイッチ１４によって行われる。すなわちスイッチ１４は、現用送信部１１か予備送信部１２かのいずれかに切り替えて、生成された送信データ信号をアンテナ１５に出力する。アンテナ１５は、スイッチ１４から出力された送信データ信号を無線信号として出力する。
【０００６】
アンテナ１５から出力された無線信号は、受信装置においてアンテナ１６で受信され、受信部１３に出力される。受信部１３では、無線信号は受信データ信号として増幅器１３-1で増幅され、局部発振器１３-3から出力される搬送波に基づいてミキサ１３-2によって周波数変換が行われる。
さらに復調部１３-4によって復調が行われ、多重分割部１３-5で多重化された受信データ信号を多重分割することにより、受信したデータ信号を出力することができる。
【０００７】
図２の無線通信装置では、受信装置は、受信部１３の復調部１３-4の復調結果に基づいて受信データ信号の搬送波の周波数を検出し、周波数検出結果に基づいて局部発振器１３-3から出力される搬送波の周波数を調整している。
このような調整制御により、受信装置は送信装置における送信部の切替に対応して、送信部の用いる搬送波の周波数と一致するように、局部発振器１３-3が出力する搬送波に対しての引き込みを実現している。
【０００８】
また、従来の現用及び予備送信の切替方式としては、送信側で現用及び予備送信の送信出力の位相同期を行って、切替時における位相差を解消するものが提案され、一般的に用いられている。
平成５年４月３０日公開の特開平５−１１０４５５号「送信切替方式」（出願人：日本電気株式会社、発明者：高槻晴人）では、主系又は副系のうち、切り替わった系列の局部発振器に同期させて両系列の送信信号の同期を取る切替方式が提案されている。
【０００９】
また、平成５年９月３日公開の特開平５−２２７２３３号「現用予備切り替え方式」（出願人：日本無線株式会社、日本電信電話株式会社、発明者：谷口徹他）では、位相同期ループを用いて現用送信回路及び予備送信回路の送信出力の位相同期を行い、切り替え時に出力振幅が低下しないよう両回路の送信出力を合成する切り替え方式が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の無線通信装置では、送信切替における搬送波の引き込みに時間がかかるという問題点があった。
図２の無線通信装置において、現用送信部１１の局部発振器１１-4と、予備送信部１２の局部発振器１２-4の間では、出力する搬送波の周波数に微小なズレが発生する。上述したように、受信装置では、受信データの復調の際に検出した周波数に基づいて、局部発振器１３-3から出力される搬送波の周波数を調整し、送信部の切替に対応して搬送波の引き込みを行っている。
【００１１】
しかし搬送波の引き込みを行う間は、受信装置で用いる搬送波の周波数を特定できないため、受信部１３は受信データの復調を行うことができず、この間は受信データが欠落してしまうことになる。従来のように復調の際に周波数を検出する方法では、受信データの復調に時間を要するため、搬送波の引き込みを行う時間を短縮することが困難であった。
【００１２】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、受信側における搬送波引き込み時間を短縮できる無線通信装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、現用系列及び予備系列の送信部と、受信部を有する無線通信装置において、データを多重化して変調し、規定の周波数の搬送波によって周波数変換する処理を行って送信データとして出力する現用系列及び予備系列の送信部と、現用系列及び予備系列の送信部から出力された送信データのうち一方に切り替えて出力し、切り替えられた送信部の情報を含む装置情報を前記現用系列及び予備系列の送信部に出力する切替部と、現用系列及び予備系列の送信部で用いる搬送波の周波数差及び位相差を現用系列又は予備系列の一方の送信部を基準とした値として検出し、現用系列及び予備系列の送信部に周波数差情報及び位相差情報として出力する周波数差位相差検出部とを有し、現用系列及び予備系列の送信部は、装置情報と、周波数差情報及び位相差情報と、送信対象のデータとを多重化し、受信部は、局部発振部と、局部発振部出力の周波数及び位相を制御する周波数・位相制御部とを有し、周波数・位相制御部は、受信した装置情報の変化によって送信部の切り替えがあったことを認識すると、周波数差情報及び位相差情報の基準となる送信部から他方に切り替わった場合には、受信した周波数差情報及び位相差情報をそのまま用いて局部発振部の周波数及び位相を制御し、他方の送信部から基準となる送信部に切り替わった場合には、受信した周波数差情報及び位相差情報の符号を反転させた値を用いて局部発振部の周波数及び位相を制御する無線通信装置であり、搬送波の引き込み時間を短縮することができる。
【００１４】
また、本発明の無線通信装置において、周波数差位相差検出部で検出した搬送波の周波数差及び位相差を逓倍化し、逓倍結果を周波数差情報及び位相差情報として出力する逓倍回路を有することを特徴とするものであり、周波数差情報及び位相差情報を拡大でき、搬送波の引き込みの精度を向上することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る無線通信装置は、現用送信部及び予備送信部とを有し、いずれか一方の送信部から出力される送信データに切り替えて出力する送信装置であって、切り替わった送信部の情報を含む装置情報と、各送信部における局部発振器の周波数差及び位相差を検出することで得られた周波数差情報及び位相差情報を、現用送信部及び予備送信部とに出力して送信対象のデータに混入して多重化する送信装置を有するものであり、これにより搬送波の引き込み時間を短縮することができる。
【００１７】
また、送信装置から出力された送信データを受信し、局部発振器から出力される搬送波によって周波数変換を行い、送信データを多重分割して装置情報、周波数差情報及び位相差情報を抽出し、抽出した各情報に基づいて、搬送波の周波数又は位相の調整制御を行う受信装置を有するものであり、これにより搬送波の引き込み時間を短縮することができる。
【００１８】
尚、請求項における切替部は図１のスイッチ２０に相当し、周波数差位相差検出部は周波数差位相差検出回路１７に相当し、符号化回路１９を含めてもよい。
【００１９】
本発明の実施の形態の無線通信装置の構成について、図１を用いて説明する。尚、図２と同様の構成をとる部分については同一の符号を付して説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成ブロック図であり、図１（ａ）は送信装置の、図１（ｂ）は受信装置の構成ブロック図をそれぞれ表している。
【００２０】
本発明の実施の形態に係る無線通信装置（以下、本無線通信装置という）において、送信装置は、現用送信部１１と、予備送信部１２と、アンテナ１５と、周波数差位相差検出回路１７と、逓倍回路１８と、符号化回路１９と、スイッチ２０とで構成される。また、現用送信部１１は、多重化部１１-6と、変調部１１-2と、ミキサ１１-3と、局部発振器（図ではＬＯ）１１-4と、増幅器１１-5とで構成されており、予備送信部１２についても現用送信部１１と同一の構成となっている。
【００２１】
また、受信装置は、受信部１３とアンテナ１５とで構成されており、受信部１３は、増幅器１３-1と、ミキサ１３-2と、局部発信器（図ではＬＯ）１３-6と、復調部１３-4と、多重分割部１３-7と、デコーダ１３-8と、周波数・位相制御回路１３-9とで構成されている。
【００２２】
送信装置において、現用送信部１１は、データ信号の変調及び送信の際に通常用いられるものであり、予備送信部１２は予備的に用いられるものである。現用送信部１１及び予備送信部１２は、一方が故障しても他方の送信部に即座に切り替えられるよう、稼動状態で待機している。
【００２３】
また、現用送信部１１において、多重化部１１-6は、送信対象であるデータ信号に対し、符号化回路１９から出力される周波数差情報及び位相差情報と、スイッチ２０から出力される装置情報を多重化し、変調部１１-2に出力する。
変調部１１-2は、多重化部１１-6において多重化されたデータ信号を変調する。
【００２４】
ミキサ１１-3は、変調部１１-2において変調されたデータ信号に対し、局部発振器１１-4から出力される搬送波の周波数に基づいて周波数変換を行う。
局部発振器１１-4は、規定の周波数で発振を行い、搬送波としてミキサ１１-3及び周波数差位相差検出回路１７に出力する。
増幅器１１-5は、ミキサ１１-3で周波数変換されたデータ信号を増幅し、送信データ信号として出力する。
また、予備送信部１２を構成する各機器の構成は、現用送信部１１と同一であるので、説明は省略する。
【００２５】
アンテナ１５は、スイッチ２０から出力された、現用送信部１１又は予備送信部１２のいずれかで生成された送信データ信号を、無線信号として出力する。
周波数差位相差検出回路１７は、現用送信部１１の局部発振器１１-4と予備送信部１２の局部発振器１２-4から出力される搬送波の周波数差及び位相差を検出し、周波数差情報及び位相差情報として逓倍回路１８に出力する。
【００２６】
逓倍回路１８は、周波数差位相差検出回路１７で検出された周波数差情報及び位相差情報を逓倍し、符号化回路１９に出力する。
符号化回路１９は、逓倍回路１９から出力される逓倍された周波数差情報及び位相差情報を符号化し、現用送信部１１の多重化部１１-6及び予備送信部１２の多重化部１２-6に出力する。
【００２７】
スイッチ２０は、使用する送信部を現用送信部１１又は予備送信部１２のいずれか一方に切り替えて、切り替えられた送信部で生成された送信データ信号をアンテナ１５に出力する。またスイッチ２０は、切り替えられた送信部がいずれであるかの情報を含む装置情報を、現用送信部１１の多重化部１１-6及び予備送信部１２の多重化部１２-6に出力する。
【００２８】
受信装置において、アンテナ１６は、送信装置から送信された無線信号を受信し、受信データ信号として受信部１３に出力する。
受信部１３は、受信データ信号を復調し、送信装置で送信されたデータ信号を抽出すると共に、さらに受信データ信号に含まれる周波数差情報及び位相差情報と、装置情報とに基づいて、搬送波の周波数及び位相の調整を行う。
【００２９】
受信部１３において、増幅器１３-1は、受信部１３に入力された受信データ信号を増幅し、ミキサ１３-2に出力する。
ミキサ１３-2は、増幅器１３-1で増幅された受信データ信号に対し、局部発振器１３-6から出力される搬送波の周波数に基づいて周波数変換を行う。
局部発振器１３-6は、規定の周波数で発振を行い、搬送波としてミキサ１３-2に出力する。局部発振器１３-6は、周波数・位相制御回路１３-9で行われる周波数及び位相の調整制御に基づいて、搬送波を出力する。
【００３０】
復調部１３-4は、ミキサ１３-2で周波数変換された受信データ信号を復調する。
多重分割部１３-7は、復調部１３-4で復調された受信データ信号を多重分割し、データ信号を抽出して出力する。また多重分割部１３-7は、受信データ信号に含まれる符号化された周波数差情報及び位相差情報と、装置情報とを抽出し、デコーダ１３-8に出力する。
【００３１】
デコーダ１３-8は、多重分割部１３-7から出力された符号化された周波数差情報及び位相差情報についてデコードし、周波数・位相制御回路１３-9に出力する。
周波数・位相制御回路１３-9は、デコーダ１３-8でデコードされた周波数差情報及び位相差情報と、装置情報とに基づいて、局部発振器１３-6で出力される搬送波の周波数及び位相の調整制御を行う。
【００３２】
次に、本無線通信装置の動作について、図１を用いて説明する。
送信装置において、周波数差位相差検出回路１７には、現用送信部１１の局部発振器１１-4と、予備送信部１２の局部発振器１２-4から出力される搬送波がそれぞれ入力され、これらの搬送波の周波数差及び位相差が検出される。
【００３３】
周波数差の検出にあたり、扱う周波数帯がマイクロ波やミリ波帯の高周波数帯であったり、また検出する周波数差の精度が要求されるような場合には、周波数検出に要するゲート時間が長くなり、搬送波の変化に追従できなくなる恐れがある。このため本無線通信装置では、両送信部における搬送波の位相差も検出対象とし、これらの情報に基づいて受信装置における搬送波の調整制御を行っている。
【００３４】
周波数差位相差検出回路１７において検出された搬送波の周波数差情報及び位相差情報は、逓倍回路１８に出力され、逓倍される。逓倍回路１８において逓倍することで周波数差及び位相差を拡大することができるため、周波数差及び位相差が微小であっても検出が容易となり、受信装置における周波数及び位相の調整の精度を向上することができる。
逓倍回路１８において逓倍された周波数差情報及び位相差情報は、符号化回路１９に出力され、符号化が行われた後、現用送信部１１及び予備送信部１２に出力される。
【００３５】
スイッチ２０は、現用送信部１１又は予備送信部１２のうちいずれか一方に切り替えて、切り替えられた送信部で生成された送信データ信号をアンテナ１５に出力すると共に、切り替えられた送信部の情報を含んだ装置情報を、現用送信部１１及び予備送信部１２に出力する。図１の構成ブロック図では、現用送信部１１側に切替が行われているので、スイッチ２０は現用送信部１１の装置情報を出力している。
【００３６】
また、送信対象のデータ信号は、現用送信部１１及び予備送信部１２とに出力される。予備送信部１２の動作は、現用送信部１１と同一であるため、以下、送信装置のうち、現用送信部１１における動作について説明する。
現用送信部１１に出力されたデータ信号は、多重化部１１-1において、符号化回路１９において符号化された周波数差情報及び位相差情報と、スイッチ２０から出力される装置情報と共に多重化され、変調部１１-2で変調が行われる。
【００３７】
変調部１１-2で変調されたデータ信号は、局部発振器１１-4から出力される搬送波に基づいてミキサ１１-3によって周波数変換が行われ、増幅器１１-5で増幅され、送信データ信号が生成される。予備送信部１２においても、上述した動作によって送信データ信号が生成される。
スイッチ２０は現用送信部１１に切り替えられているため、現用送信部１１で生成された送信データ信号はアンテナ１５に出力され、無線信号として送信される。
【００３８】
送信装置から送信された無線信号は、受信装置においてアンテナ１６で受信され、受信部１３に受信データ信号として出力される。
受信部１３では、受信データ信号は増幅器１３-1で増幅され、局部発振器１３-3から出力される搬送波に基づいてミキサ１３-2によって周波数変換が行われる。
さらに復調部１３-4によって復調が行われ、多重分割部１３-7で多重化された受信データ信号を多重分割することにより、データ信号を抽出し、出力することができる。
【００３９】
多重分割部１３-7における多重分割によって、データ信号の他に、符号化された周波数差情報及び位相差情報と、装置情報とが抽出され、それぞれデコーダ１３-8に出力される。デコーダ１３-8では、符号化された周波数差情報及び位相差情報に対してデコードが行われ、元の周波数差情報及び位相差情報は周波数・位相制御回路１９に出力される。デコーダ１３-8は、装置情報については、そのまま周波数・位相制御回路１９に出力する。
【００４０】
周波数・位相制御回路１３-9は、デコーダ１３-8から出力された周波数差情報及び位相差情報と、装置情報とに基づいて、搬送波を出力する局部発振器１３-6に対し、搬送波の周波数及び位相の調整制御を行う。局部発振器１３-6では以後、周波数及び位相の調整に従って搬送波を出力し、受信データ信号の周波数変換を行う。
【００４１】
搬送波の周波数及び位相の調整にあたり、受信装置では無線通信開始時に、復調部１３-4の復調結果に基づいて受信データ信号の搬送波の周波数を検出し、周波数検出結果に基づいて搬送波の引き込みを完了させる。また受信装置では、受信データ信号に含まれる装置情報から、現在使用されているのがどちらの送信部であるかを把握しておく。
【００４２】
以後受信装置において、周波数・位相制御回路１３-9で装置情報の変化の有無を確認し、変化があった場合には送信装置において送信部の切り替えがあったと認められるため、この時点で周波数差情報及び位相差情報を参照し、局部発振器１３-6の調整制御を行う。
【００４３】
送信装置で出力する周波数差情報及び位相差情報は、一方の送信部、例えば現用送信部１１における搬送波の周波数及び位相を基準とした値とすることで、他方の送信部に切り替わった際には周波数差情報及び位相差情報をそのまま、さらに元の送信部に切り替わった際には、周波数差情報及び位相差情報の正負を反転させて、局部発振器１３-6の調整制御に用いることができる。
【００４４】
本無線通信装置において、送信装置のスイッチ２０は、装置情報を符号化回路１９に出力し、周波数差情報及び位相差情報と共に符号化して、現用送信部１１及び予備送信部１２に出力するようにしてもよい。また現用送信部１１及び予備送信部１２に装置情報を出力する代わりに、スイッチ２０において、切り替えられた送信部から出力された送信データ信号に対し直接、装置情報を混入するようにしてもよい。
【００４５】
上述したように、本発明の実施の形態の無線通信装置によれば、送信装置において現用送信部と予備送信部で用いる搬送波の周波数差及び位相差を検出し、使用中の送信部の情報と共に送信しようとするデータに混入して無線送信し、受信装置で該当データを受信し、混入された情報に基づいて搬送波の周波数及び位相を調整することにより、送信部の切り替えの際に、受信装置における搬送波引き込み時間を短縮でき、受信データの欠落を低減できる効果がある。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、現用系列及び予備系列の送信部と、受信部を有する無線通信装置において、データを多重化して変調し、規定の周波数の搬送波によって周波数変換する処理を行って送信データとして出力する現用系列及び予備系列の送信部と、現用系列及び予備系列の送信部から出力された前記送信データのうち一方に切り替えて出力し、切り替えられた送信部の情報を含む装置情報を前記現用系列及び予備系列の送信部に出力する切替部と、現用系列及び予備系列の送信部で用いる搬送波の周波数差及び位相差を現用系列又は予備系列の一方の送信部を基準とした値として検出し、現用系列及び予備系列の送信部に周波数差情報及び位相差情報として出力する周波数差位相差検出部とを有し、現用系列及び予備系列の送信部は、装置情報と、周波数差情報及び位相差情報と、送信対象のデータとを多重化し、受信部は、局部発振部と、局部発振部出力の周波数及び位相を制御する周波数・位相制御部とを有し、周波数・位相制御部は、受信した装置情報の変化によって送信部の切り替えがあったことを認識すると、周波数差情報及び位相差情報の基準となる送信部から他方に切り替わった場合には、受信した周波数差情報及び位相差情報をそのまま用いて局部発振部の周波数及び位相を制御し、他方の送信部から基準となる送信部に切り替わった場合には、受信した周波数差情報及び位相差情報の符号を反転させた値を用いて局部発振部の周波数及び位相を制御する無線通信装置とすることにより、搬送波の引き込み時間を短縮できる効果がある。
【００４７】
また、本発明によれば、周波数差位相差検出部で検出した搬送波の周波数差及び位相差を逓倍化し、逓倍結果を周波数差情報及び位相差情報として出力する逓倍回路を有することにより、周波数差情報及び位相差情報を拡大でき、搬送波の引き込みの精度を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信装置の構成ブロック図である。
【図２】従来の無線通信装置の構成ブロック図である。
【符号の説明】
１１…現用送信部、  １２…予備送信部、  １１-1，１１-6，１２-1，１２-6…多重化部、  １１-2，１２-2…変調部、  １１-3，１２-3…ミキサ、  １１-4，１２-4…局部発振器、  １１-5，１２-5…増幅器、  １３…受信部、  １３-1…増幅器、  １３-2…ミキサ、  １３-3，１３-6…局部発振器、  １３-4…復調部、  １３-5，１３-7…多重分割部、  １３-8…デコーダ、  １３-9…周波数・位相制御回路、  １４，２０…スイッチ、  １５，１６…アンテナ、  １７…周波数位相差検出回路、  １８…逓倍回路、  １９…符号化回路
【図１】
0004452419.tif 000002
【図２】
0004452419.tif 000003