(57)【要約】【課題】降雨時でも充分な回線品質を確保しながら回線の距離を延ばすことのできる無線中継装置を実現する。【解決手段】無線中継装置１及び２からなる無線中継システムにおいて、降雨減衰量算出３４により降雨減衰量を算出する。この降雨減衰量を考慮した適応変調により伝搬状況に応じて最適な変調方式を採用する適応変調を行い、その変調方式における所要受信レベルと、実際の受信レベルとを比較し、両レベル間のレベル差に応じて、送信レベル情報を生成し、送信電力制御を行う。【選択図】      図５
2007221357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する他の装置と共に無線中継システムを構成する無線中継装置であって、前記他の装置から送信される信号の受信レベルを測定する受信レベル測定手段と、前記受信レベル測定手段によって測定された現在の受信レベルと予め定められた所要受信レベルとの差に基づいて、前記他の装置への送信信号の変調多値数を設定する適応変調手段と、前記現在の受信レベルと前記所要受信レベルとの差に基づいて、前記他の装置への送信信号の送信レベルを設定する送信電力制御手段とを含むことを特徴とする無線中継装置。
【請求項２】
変調多値数毎に対応する所要受信レベルが定められたテーブルを記憶する記憶手段を更に含み、前記テーブルの内容を参照して所要送信レベルを決定することを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。
【請求項３】
前記他の装置から送信される信号に基づいて降雨減衰量を算出する降雨減衰量算出手段を更に含み、前記適応変調手段は、前記降雨減衰量算出手段によって算出された降雨減衰量をも参照して前記他の装置への送信信号の変調多値数を設定することを特徴とする請求項１記載の無線中継装置。
【請求項４】
変調多値数毎に対応する所要受信レベル、及び、変調多値数毎に対応する降雨減衰量が定められたテーブルを記憶する記憶手段を更に含み、前記テーブルの内容を参照して所要送信レベルを決定することを特徴とする請求項３記載の無線中継装置。
【請求項５】
前記降雨減衰量算出手段は、前記他の装置から送信される信号に挿入されている該信号の送信レベルに関するデータと前記受信レベル測定手段によって測定された現在の受信レベルとの差によって前記降雨減衰量を算出することを特徴とする請求項３又は４記載の無線中継装置。
【請求項６】
前記適応変調手段は、多値数を増やすための閾値と多値数を減らすための閾値とに差異を持たせていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の無線中継装置。
【請求項７】
前記他の装置へ送信される信号に、送信レベル及び変調多値数を示す情報を挿入する情報挿入手段を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の無線中継装置。
【請求項８】
前記他の装置から送信されてくる信号に挿入されている、送信レベル及び変調多値数を示す情報を抽出する情報抽出手段を更に含み、送信レベル及び変調多値数の切替タイミングを、前記他の装置と一致させるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の無線中継装置。
【請求項９】
対向する装置を用いた無線中継方法であって、他の装置から送信される信号の受信レベルを測定する受信レベル測定ステップと、前記受信レベル測定ステップにおいて測定された現在の受信レベルと予め定められた所要受信レベルとの差に基づいて、前記他の装置への送信信号の変調多値数を設定する適応変調ステップと、前記現在の受信レベルと前記所要受信レベルとの差に基づいて、前記他の装置への送信信号の送信レベルを設定する送信電力制御ステップとを含むことを特徴とする無線中継方法。
【請求項１０】
変調多値数毎に対応する所要受信レベルが定められたテーブルを記憶する記憶ステップを更に含み、前記テーブルの内容を参照して所要送信レベルを決定することを特徴とする請求項９記載の無線中継方法。
【請求項１１】
前記他の装置から送信される信号に基づいて降雨減衰量を算出する降雨減衰量算出ステップを更に含み、前記適応変調ステップにおいては、前記降雨減衰量算出ステップにおいて算出された降雨減衰量をも参照して前記他の装置への送信信号の変調多値数を設定することを特徴とする請求項９又は１０記載の無線中継方法。
【請求項１２】
変調多値数毎に対応する所要受信レベル、及び、変調多値数毎に対応する降雨減衰量が定められたテーブルを記憶する記憶ステップを更に含み、前記テーブルの内容を参照して所要送信レベルを決定することを特徴とする請求項１１記載の無線中継方法。
【請求項１３】
前記降雨減衰量算出ステップは、前記他の装置から送信される信号に挿入されている該信号の送信レベルに関するデータと前記受信レベル測定ステップにおいて測定された現在の受信レベルとの差によって前記降雨減衰量を算出することを特徴とする請求項１１又は１２記載の無線中継方法。
【請求項１４】
前記適応変調ステップでは、多値数を増やすための閾値と多値数を減らすための閾値とに差異を持たせていることを特徴とする請求項９から請求項１３までのいずれか１項に記載の無線中継方法。
【請求項１５】
前記他の装置へ送信される信号に、送信レベル及び変調多値数を示す情報を挿入する情報挿入ステップを更に含むことを特徴とする請求項９から請求項１４までのいずれか１項に記載の無線中継方法。
【請求項１６】
前記他の装置から送信されてくる信号に挿入されている、送信レベル及び変調多値数を示す情報を抽出する情報抽出ステップを更に含み、送信レベル及び変調多値数の切替タイミングを、前記他の装置と一致させるようにしたことを特徴とする請求項９から請求項１４までのいずれか１項に記載の無線中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線中継装置、無線中継方法に関し、特に移動通信用ネットワークなどで無線伝送路として使用される無線中継システムを構成する無線中継装置、無線中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線中継システムには、加入者系伝送路をはじめとして、中継系・基幹系など様々な用途で用いられている。その中で、移動通信ネットワークにおいて、基地局系伝送路（無線基地局制御装置と無線基地局との間）として用いられる無線エントランス方式では、現行の最大伝送容量は１５５．５２Ｍｂｐｓである（例えば、非特許文献１、非特許文献２）。
【０００３】
移動通信ネットワークにおいては、ワイヤレスブロードバンド通信の発展により無線アクセスの更なる高速化が期待され、それに伴い無線エントランス方式においても大容量化および、多値化による周波数利用効率の向上が必須となっている状況である。
図９は従来の無線中継システムの構成例を示すブロック図である。同図において、従来の無線中継システムは、基地局制御装置に接続された無線中継装置１００と、基地局装置に接続された無線中継装置２００とを含んで構成されている。これら無線中継装置１００と無線中継装置２００との間隔は固定されており、電波伝搬距離は一定である。
【０００４】
無線中継装置１００は、符号化処理を行う符号化部１１と、所定の変調多値数にて多値化変調を行う変調部１２０と、アンテナＡＮＴ１と接続された無線部１３と、多値化変調された信号について復調処理を行う復調部１４と、復号化処理を行う復号化部１５とを含んで構成されている。無線部１３は、高周波信号への変換を行う送信部１３ａと、アンテナＡＮＴ１に対する信号の入出力を行う送受共用部１３ｂと、中間周波数帯信号への変換を行う受信部１３ｃとから構成されている。
【０００５】
無線中継装置２００は、符号化処理を行う符号化部２１と、所定の変調多値数にて多値化変調を行う変調部２２０と、アンテナＡＮＴ２と接続された無線部２３と、多値化変調された信号について復調処理を行う復調部２４と、復号化処理を行う復号化部２５とを含んで構成されている。無線部２３は、高周波信号への変換を行う送信部２３ａと、アンテナＡＮＴ２に対する信号の入出力を行う送受共用部２３ｂと、中間周波数帯信号への変換を行う受信部２３ｃとから構成されている。なお、このような構成からなる無線中継システムにおいて採用されている無線エントランス方式では、送信電力および変調方式は固定となっている。
【０００６】
同図において、無線中継装置１００のアンテナＡＮＴ１から送出された信号を、無線中継装置２００のアンテナＡＮＴ２にて受信する。無線部２３の送受共用部２３ｂを通った後、受信部２３ｃにて中間周波数帯までダウンコンバートされる。そして、復調部２４にて復調され、その後復号化部２５において復号化される。また、無線中継装置２００の符号化部２１より変調部２２０に入力された信号は、該当の変調多値数にて多値化される。この信号は、送信部２３ａにて高周波信号に変換された後、送受共用部２３ｂへ入力され、アンテナＡＮＴ２より、無線中継装置１００へ向けて送出される。
【０００７】
ここで、現行の１１ＧＨｚ帯以上の無線エントランス回線設計では、変調方式毎に決定される所要キャリア対ノイズ比（Carrier-to-Noise Ratio；以下、Ｃ／Ｎと略称する）が年間回線不稼動率ｐに対応した所要降雨マージンＺｐを許容できるように設計されている。つまり、最大伝搬距離やアンテナ口径などのルートパラメータは降雨時を想定して設計されている。同様に、送信電力についても降雨時を想定して設定された値で常に一定としている。
ところで、伝送路の状態に応じて適応的に変調方式を変化させる技術（例えば、特許文献１）や、降水時の減衰量を測定して電力レベルを制御する技術（例えば、特許文献２）も知られている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−３１９４５７号公報
【特許文献２】特開平５−２１８９２４号公報
【非特許文献１】小泉他、“１１／１５／１８ＧＨｚ帯大容量ディジタル無線装置の開発”、２００５信学総大Ｂ−５−２４６
【非特許文献２】谷澤他、“１１／１５／１８ＧＨｚ帯大容量無線装置”、２００５信学総大Ｂ−５−２４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
変調多値数を固定とした場合、上述のように現行の回線設計は降雨時におけるある一定の回線断率を満たすことを前提としている。このため、多値化するに従い、許容できる降雨マージンが小さくなり、同一の断率を維持しようと考えた場合、最大伝搬距離は小さくなっていく。
このことについて、図１０を参照して説明する。同図は、晴天、雨天時それぞれの伝搬距離に応じた総合Ｃ／Ｎ特性を示す図である。同図において、横軸は伝搬距離、縦軸はＣ／Ｎ値である。また、同図中の実線が雨天時の総合Ｃ／Ｎ、破線が晴天時の総合Ｃ／Ｎ、をそれぞれ示している。
【００１０】
同図を参照すると、変調方式の多値化（多値数；変調β＞変調α）に伴い、降雨劣化に対する耐力がなくなっているのがわかる。すなわち、雨天時の総合Ｃ／Ｎに着目すると、一点鎖線で示されている多値数の小さい変調αよりも多値数の大きい変調βが、最大伝搬距離が小さくなっている。なお、試算では、６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）で最大伝搬距離２．２ｋｍであったルートにおいて、１０２４ＱＡＭでは１．０ｋｍと距離が半減している。
【００１１】
また、現行の１１ＧＨｚ帯以上の回線設計においては上述の通り、年間発生頻度の低い豪雨を基準とした回線設計となっている。このため、晴天時にはマージンを持って多値化して設計できるルートでも、所要の降雨マージンを満足しないために、回線を構築できない場合もある。さらに、晴天時にマージンとされる余分な電力は、他ルートへの与干渉要因にもなっている。
【００１２】
以上のように、無線伝送路上では、一定の誤り率基準に基づき回線設計が行われる。その際、変調方式毎に所要Ｃ／Ｎが決められ、変調方式を多値化すればするほど、所要Ｃ／Ｎは大きくなり、降雨に対するマージンが少なくなるため、伝搬可能な距離が短くなってくるという問題がある。
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は伝搬状況に応じて、最適な変調方式を採用する適応変調を用い、その変調方式における所要受信レベルと、実際の受信レベルとを比較し、両レベル間のレベル差に応じて、送信レベル情報を生成し、送信電力制御を行うことで、降雨時でも充分な回線品質を確保しながら回線の距離を延ばすことのできる無線中継装置、無線中継方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１による無線中継装置は、対向する他の装置と共に無線中継システムを構成する無線中継装置であって、前記他の装置から送信される信号の受信レベルを測定する受信レベル測定手段と、前記受信レベル測定手段によって測定された現在の受信レベルと予め定められた所要受信レベルとの差に基づいて、前記他の装置への送信信号の変調多値数を設定する適応変調手段と、前記現在の受信レベルと前記所要受信レベルとの差に基づいて、前記他の装置への送信信号の送信レベルを設定する送信電力制御手段とを含むことを特徴とする。伝搬状況に応じて、最適な変調方式を採用する適応変調を用い、その変調方式における所要受信レベルと、実際の受信レベルとを比較し、両レベル間のレベル差に応じて、送信レベル情報を生成し、送信電力制御を行うことで、充分な回線品質を確保しながら回線の距離を延ばすことができる。
【００１４】
本発明の請求項２による無線中継装置は、請求項１において、変調多値数毎に対応する所要受信レベルが定められたテーブルを記憶する記憶手段を更に含み、前記テーブルの内容を参照して所要送信レベルを決定することを特徴とする。予め設定されたテーブルに基づいて所要送信レベルを決定することにより、送信電力制御を適切に行うことができる。
本発明の請求項３による無線中継装置は、請求項１において、前記他の装置から送信される信号に基づいて降雨減衰量を算出する降雨減衰量算出手段を更に含み、前記適応変調手段は、前記降雨減衰量算出手段によって算出された降雨減衰量をも参照して前記他の装置への送信信号の変調多値数を設定することを特徴とする。このように構成すれば、降雨時でも充分な回線品質の確保しながら回線の距離を延ばすことができる。
【００１５】
本発明の請求項４による無線中継装置は、請求項３において、変調多値数毎に対応する所要受信レベル、及び、変調多値数毎に対応する降雨減衰量が定められたテーブルを記憶する記憶手段を更に含み、前記テーブルの内容を参照して所要送信レベルを決定することを特徴とする。予め設定されたテーブルに基づいて所要送信レベルを決定することにより、送信電力制御を適切に行うことができる。
【００１６】
本発明の請求項５による無線中継装置は、請求項３又は４において、前記降雨減衰量算出手段は、前記他の装置から送信される信号に挿入されている該信号の送信レベルに関するデータと前記受信レベル測定手段によって測定された現在の受信レベルとの差によって前記降雨減衰量を算出することを特徴とする。受信した信号から抽出したデータを利用することにより、降雨減衰量を容易に算出することができる。
本発明の請求項６による無線中継装置は、請求項１から請求項５までのいずれか１項において、前記適応変調手段は、多値数を増やすための閾値と多値数を減らすための閾値とに差異を持たせていることを特徴とする。このように構成すれば、変調多値数切替のばたつきを防ぐことができる。
【００１７】
本発明の請求項７による無線中継装置は、請求項１から請求項６までのいずれか１項において、前記他の装置へ送信される信号に、送信レベル及び変調多値数を示す情報を挿入する情報挿入手段を更に含むことを特徴とする。挿入された情報を、対向する装置において利用することにより、送信電力制御を適切に行うことができる。
本発明の請求項８による無線中継装置は、請求項１から請求項６までのいずれか１項において、前記他の装置から送信されてくる信号に挿入されている、送信レベル及び変調多値数を示す情報を抽出する情報抽出手段を更に含み、送信レベル及び変調多値数の切替タイミングを、前記他の装置と一致させるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項９による無線中継方法は、対向する装置を用いた無線中継方法であって、他の装置から送信される信号の受信レベルを測定する受信レベル測定ステップと、前記受信レベル測定ステップにおいて測定された現在の受信レベルと予め定められた所要受信レベルとの差に基づいて、前記他の装置への送信信号の変調多値数を設定する適応変調ステップと、前記現在の受信レベルと前記所要受信レベルとの差に基づいて、前記他の装置への送信信号の送信レベルを設定する送信電力制御ステップとを含むことを特徴とする。伝搬状況に応じて、最適な変調方式を採用する適応変調を用い、その変調方式における所要受信レベルと、実際の受信レベルとを比較し、両レベル間のレベル差に応じて、送信レベル情報を生成し、送信電力制御を行うことで、充分な回線品質を確保しながら回線の距離を延ばすことができる。
【００１９】
本発明の請求項１０による無線中継方法は、請求項９において、変調多値数毎に対応する所要受信レベルが定められたテーブルを記憶する記憶ステップを更に含み、前記テーブルの内容を参照して所要送信レベルを決定することを特徴とする。予め設定されたテーブルに基づいて所要送信レベルを決定することにより、送信電力制御を適切に行うことができる。
【００２０】
本発明の請求項１１による無線中継方法は、請求項９又は１０において、前記他の装置から送信される信号に基づいて降雨減衰量を算出する降雨減衰量算出ステップを更に含み、前記適応変調ステップにおいては、前記降雨減衰量算出ステップにおいて算出された降雨減衰量をも参照して前記他の装置への送信信号の変調多値数を設定することを特徴とする。このようにすれば、降雨時でも充分な回線品質の確保しながら回線の距離を延ばすことができる。
【００２１】
本発明の請求項１２による無線中継方法は、請求項１１において、変調多値数毎に対応する所要受信レベル、及び、変調多値数毎に対応する降雨減衰量が定められたテーブルを記憶する記憶ステップを更に含み、前記テーブルの内容を参照して所要送信レベルを決定することを特徴とする。予め設定されたテーブルに基づいて所要送信レベルを決定することにより、送信電力制御を適切に行うことができる。
【００２２】
本発明の請求項１３による無線中継方法は、請求項１１又は１２において、前記降雨減衰量算出ステップは、前記他の装置から送信される信号に挿入されている該信号の送信レベルに関するデータと前記受信レベル測定ステップにおいて測定された現在の受信レベルとの差によって前記降雨減衰量を算出することを特徴とする。受信した信号から抽出したデータを利用することにより、降雨減衰量を容易に算出することができる。
【００２３】
本発明の請求項１４による無線中継方法は、請求項９から請求項１３までのいずれか１項において、前記適応変調ステップでは、多値数を増やすための閾値と多値数を減らすための閾値とに差異を持たせていることを特徴とする。このように構成すれば、変調多値数切替のばたつきを防ぐことができる。
本発明の請求項１５による無線中継方法は、請求項９から請求項１４までのいずれか１項において、前記他の装置へ送信される信号に、送信レベル及び変調多値数を示す情報を挿入する情報挿入ステップを更に含むことを特徴とする。挿入された情報を、対向する装置において利用することにより、送信電力制御を適切に行うことができる。
【００２４】
本発明の請求項１６による無線中継方法は、請求項９から請求項１４までのいずれか１項において、前記他の装置から送信されてくる信号に挿入されている、送信レベル及び変調多値数を示す情報を抽出する情報抽出ステップを更に含み、送信レベル及び変調多値数の切替タイミングを、前記他の装置と一致させるようにしたことを特徴とする。対向する装置において挿入された情報を利用することにより、制御タイミングを一致させることができる。
【００２５】
要するに、本発明においては、最大伝搬距離を減少させることなく変調方式の多値化を実現するための手段として、伝搬状況に応じて、最適な変調方式を採用する適応変調を用いている。更に、上記選択された変調方式における所要受信レベルと、実際の受信レベルとを無線中継装置において比較し、両レベル間のレベル差に応じて、送信レベル情報を生成し、送信電力制御を行う。このように構成すれば、変調多値数切替のばたつきを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、降雨時でも充分な回線品質の確保しながら回線の距離を延ばすことができるので、無線エントランス回線数を抑えることができ低コストでの通信ネットワーク構築が可能となる。同様に、同一伝送距離で比較した場合には年間の不稼動率が低くなるので、ネットワークの信頼性が向上する。また、晴天時には送信電力を抑えるために、低消費電力化が可能となり、さらに実効的に他回線の干渉が軽減されるために周波数の有効利用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。なお、以下の説明において参照する各図では、他の図と同等部分は同一符号によって示されている。
（システムの構成例）
図１は本発明の第１の実施例による無線中継装置を用いた無線中継システムの構成を示すブロック図である。この無線中継システムを構成する無線中継装置１と無線中継装置２との間隔は固定されており、電波伝搬距離は一定である。
【００２８】
同図において、基地局制御装置に接続されている無線中継装置１は、図９中の無線中継装置１００の構成において、復調部１４の出力から変調多値数を抽出する変調多値数抽出部１６と、変調多値数抽出部１６により抽出された変調多値数に応じて変復調多値数を制御する変復調多値数制御部１７と、送信部１３ａの送信レベルを制御する送信レベル制御部１８と、復調部１４の出力から送信電力制御情報を抽出する送信電力制御情報抽出部１９とを追加した構成である。なお、変調部１２０の代わりに、適応変調部１２が用いられている。
【００２９】
また、基地局装置に接続されている無線中継装置２は、図９中の無線中継装置２００の構成において、受信部２３ｃから受信レベルを抽出する受信レベル抽出部２６と、初期設定情報が記憶されているメモリ２７と、受信レベル抽出部２６により抽出された受信レベルに基づいて送信レベルを判定する送信レベル判定部２８と、変調多値数を判定する変調多値数判定部２９と、変調多値数判定部２９により判定された変調多値数に応じて変復調多値数を制御する変復調多値数制御部３０と、送信部２３ａの送信電力を制御する送信電力制御部３１と、無線中継装置１への送信フレームに、送信電力値および変調多値数に関する情報を付加する情報付加部３２とを追加した構成である。なお、変調部２２０の代わりに、適応変調部２２が用いられている。
【００３０】
以上の構成からなる無線中継システムの動作概要について説明する。無線中継装置２では、受信レベル抽出部２６にて抽出した受信レベルＰｒを、送信レベル判定部２８に送出する。ここで、送信レベル判定部２８および変調多値数判定部２９においては、この受信レベルＰｒおよびメモリ２７に記憶されている初期設定情報に基づいて、送信レベル、変調多値数を決定する。
【００３１】
次に、決定された送信レベル情報に基づき、送信電力制御部３１にて送信部２３ａ内の増幅器の出力を制御することにより、無線中継装置２の送信レベルを所望の値に設定する。また、決定された変調多値数情報に基づき、変復調多値数制御部３０にて適応変調部２２の変調多値数を変更することにより、変調多値数を所望の値に設定する。
さらに、情報付加部３２において、送信電力値および変調多値数に関する情報を、無線中継装置１への送信フレームのヘッダ部に付加し、無線中継装置１へ向けて送出する。例えば、図２に示されているように、送信フレーム３００はヘッダ部３０１と、ペイロード部３０２とから構成されており、情報付加部３２はヘッダ部３０１に送信電力値および変調多値数に関する情報を付加する。
【００３２】
図１に戻り、無線中継装置１では、無線中継装置２にて付加されたヘッダ部の情報を抽出する。すなわち、変調多値数抽出部１６が変調多値数を、送信電力制御情報抽出部１９が送信電力値を、それぞれ抽出する。そして、抽出された変調多値数に応じて、変復調多値数制御部１７が適応変調部１２および復調部１４を制御する。また、抽出された送信電力値に応じて、送信レベル制御部１８が送信部１３ａ内の増幅器の出力を制御する。
【００３３】
なお、情報付加部３２において付加される変調多値数に関する情報には、切替タイミングについて、復調部１４側で同期がとれるよう、切替タイミングの情報も付加する。例えば、無線中継装置１および無線中継装置２それぞれの復調部１４、２４において、それぞれの対向装置から送出される変調多値数が変更になるタイミングにあわせて、復調方法を切替える。
本実施例の動作の特徴は、無線中継装置２内のメモリ２７に、最大送信電力情報（Ｐt＿max）、変調多値数毎の所要受信レベルテーブル情報を、あらかじめ記憶しておき、所要受信レベルテーブルを参照して算出された送信レベル情報（Ｐｔ’）と最大送信電力情報（Ｐt＿max）とを比較することにより、変調多値数（変調α）を判定することである。
【００３４】
（システムの動作）
本システムの動作について、図３のフローチャートを参照して説明する。
同図において、無線中継装置２にて受信レベル（Ｐｒ）を測定する（ステップＳ１０１）。そして、現在の変調多値数（変調α）における所要受信レベル（Ｐｒα）と現在の受信レベル（Ｐｒ）との差分を抽出する（ステップＳ１０２）。これにより、最適な送信レベル（Ｐｔ’）を判定する（ステップＳ１０３）。
【００３５】
次に、判定された送信レベル情報（Ｐｔ’）と最大送信電力情報（Ｐt＿max）との差分をとることにより変調多値数の切替有無を判断する（ステップＳ１０４）。ここで、生成された送信レベル情報（Ｐｔ’）および変調多値数情報（変調α）に基づき、無線中継装置２を制御する（ステップＳ１０５ａ、Ｓ１０５ｂ）。それと共に、その送信電力制御情報等を付加した信号を無線中継装置１に送信し（ステップＳ１０６）、無線中継装置１を制御する。
【００３６】
無線中継装置１においては、受信した信号から送信電力制御情報および変調多値数制御情報を抽出する（ステップＳ１０７ａ、Ｓ１０７ｂ）。抽出された送信電力制御情報によって送信電力の制御が行われる（ステップＳ１０８ａ）。また、抽出された変調多値数制御情報によって変調多値数の制御が行われる（ステップＳ１０８ｂ）。
ここで、図４を参照し、送信レベル（Ｐｔ’）の判定および変調多値数変更有無の判定フロー（図３中の破線部分の処理）について詳細に説明する。
【００３７】
無線中継装置２内のメモリ２７には、初期設定情報として、以下の情報が記憶されている。
メモリ情報（１）：最大送信電力情報（Ｐt＿max）
メモリ情報（２）：変調多値数毎の所要受信レベルテーブル
メモリ情報（１）は、例えば、Ｐt＿max＝＋３０ｄＢｍである。
【００３８】
メモリ情報（２）の所要Ｐｒは、各変調方式における理論Ｃ／Ｎに、熱雑音（ｋＴＢＦ）およびマージンを加算した数値であり、受信レベルの限界点を示す。なお、kはボルツマン定数、Tは絶対温度、Bは受信器の通過帯域幅、Fは受信器の雑音指数、である。ここで、絶対温度３００Ｋ、等価雑音帯域幅４０ＭＨｚ、雑音指数５ｄＢとし、マージンを見込まなかった場合の所要Ｐｒ値を例示すると、「１０２４ＱＡＭ」の所要Ｐｒが−５５ｄＢｍ、「２５６ＱＡＭ」の所要Ｐｒが−６２ｄＢｍ、「６４ＱＡＭ」の所要Ｐｒが−６８ｄＢｍ、「変調α」の所要ＰｒがＰｒα、「変調α＋１」の所要ＰｒがＰｒα＋１である。
【００３９】
まず、現在の変調多値数（変調α）より、メモリ情報（２）を参照して所要受信レベル（Ｐｒα）を算出する（ステップＳ２０１）。次に、算出された所要受信レベル（Ｐｒα）について現在の受信レベル（Ｐｒ）とを比較する（ステップＳ２０２）。この比較結果に基づいて、現在の伝搬路状況に最適な送信レベル情報（Ｐｔ’）を判定する。
これ以降の処理については、現在の送信レベル（Ｐｔ）を増加させる動作と減少させる動作とに分けて説明する。
【００４０】
現在の送信レベル（Ｐｔ）を増加させる動作の場合、判定された送信レベル情報（Ｐｔ’）についてメモリ情報（１）を参照することにより、判定された送信レベル情報（Ｐｔ’）が最大送信電力（Ｐt＿max）以下であれば送信レベルをＰｔ’に決定する（ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０５）。逆に、判定された送信レベル情報（Ｐｔ’）が最大送信電力（Ｐt＿max）を超過している場合には変調多値数を多値化（変調α−１）し（ステップＳ２０２→Ｓ２０３→Ｓ２０４→Ｓ２０６）、送信レベル（Ｐｔ）と受信レベル（Ｐｒ（α−１））とを再度比較し、送信レベル情報（Ｐｔ’）の生成フローをやり直す。
【００４１】
一方、現在の送信レベル（Ｐｔ）を減少させる動作の場合、（Ｐt＿max−Ｐｔ）の値が（Ｐｒα−Ｐｒ（α＋１）＋Δ）の値未満である場合には送信レベルを送信レベル情報（Ｐｔ’）に決定する（ステップＳ２０２→Ｓ２０７→Ｓ２０８→Ｓ２０９）。逆に、（Ｐt＿max−Ｐｔ）の値が（Ｐｒα−Ｐｒ（α＋１）＋Δ）以上である場合には変調多値数を変調（α＋１）に変更し（ステップＳ２０２→Ｓ２０７→Ｓ２０８→Ｓ２１０）、再度ＰｒとＰｒ（α＋１）とを比較し、送信レベル情報（Ｐｔ’）生成フローをやり直す。
【００４２】
なお、Ｐｒα−Ｐｒ（α＋１）＋Δにかかる「Δ」は、変調αと変調（α＋１）との間の変調方式切替のばたつきを防ぐために、変調（α＋１）から変調αへ切戻す際に設定されるマージンである。このマージンが設定されているため、変調αから変調（α＋１）に変更するための閾値と変調（α＋１）から変調αに変更するための閾値とに差異が生じることになる。要するに、多値数を増やすための閾値と多値数を減らすための閾値とに差異を持たせている。このマージンについては、任意の値を設定できる。つまり、このマージンを適切に設定することにより、変調多値数が切替えられた場合は、元の変調多値数に即座に戻ることはないので、多値数を増やすタイミングと多値数を減らすタイミングとに差異が生じることになる。
【００４３】
（システムの他の構成例）
図５は、本発明の第２の実施例による無線中継装置を用いた無線中継システムの構成を示すブロック図である。
同図において、基地局制御装置に接続されている無線中継装置１は、図１中の無線中継装置１の構成において、送信レベル情報を付加する送信レベル情報付加部２０を追加した構成である。また、基地局装置に接続されている無線中継装置２は、図１中の無線中継装置２の構成において、送信レベル情報を抽出する送信レベル情報抽出部３３と、降雨減衰量を算出する降雨減衰量算出部３４とを追加した構成である。なお、図１中の無線中継装置２内の送信レベル判定部２８の代わりに、送信電力制御情報を生成する送信電力制御情報生成部３５が用いられている。
【００４４】
本実施例では、上述した第１の実施例の場合とは異なり、無線中継装置２内のメモリ２７に区間パラメータ情報（Ａ）、変調多値数毎の降雨減衰量テーブル情報、変調多値数毎の所要受信レベルテーブル情報をあらかじめ記憶しておき、区間パラメータ情報（Ａ）より算出した降雨減衰量（Ｚ）に基づいて変調多値数および送信電力制御情報を判定する。
【００４５】
（システムの動作）
本実施例の動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。
同図において、
無線中継装置２にて受信レベル（Ｐｒ）を測定すると共に、受信信号から無線中継装置１の送信レベル（Ｐｔ）を抽出する（ステップＳ３０１）。そして、区間パラメータ（Ａ）を参照することにより、降雨減衰量Ｚを算出する（ステップＳ３０２）。この算出された降雨減衰量Ｚと現在の変調方式における所要降雨マージンＺｐとを比較し、変調方式を切り替えるかどうかすなわち最適な変調多値数の判定を行う（ステップＳ３０３）。
【００４６】
また、該当の変調方式にて、現在の受信レベル（Ｐｒ）と所要受信レベル（Ｐｒα）とを比較して差分を抽出することにより（ステップＳ３０４）、送信電力制御情報（△Ｐｔ）を生成する（ステップＳ３０５）。
ここで、生成された変調多値数情報（変調α）および送信電力制御情報（△Ｐｔ）に基づき、無線中継装置２を制御する（ステップＳ３０６、Ｓ３０７）。それと共に、無線中継装置２から無線中継装置１への送信信号にそれらの情報を付加して伝送し、無線中継装置１を制御する。
【００４７】
無線中継装置１では、受信信号から送信電力制御情報、変調多値数情報を抽出する（ステップＳ３０９、Ｓ３１０）。抽出されたこれらの情報に基づき、送信電力、変調多値数の制御が行われる（ステップＳ３１１、Ｓ３１２）。最後に、無線中継装置１は、無線中継装置２に対して送信レベル情報（Ｐｔ）を付加して信号を送出する（ステップＳ３１３）。
【００４８】
ここで、図７を参照し、変調多値数判定および送信電力制御情報生成のフローについて詳細に説明する。
無線中継装置２内のメモリ２７には、初期設定情報として、以下の情報が記憶されている。
メモリ情報（１）：区間パラメータ情報Ａ
メモリ情報（２）：変調多値数毎の降雨減衰量テーブル
メモリ情報（３）：変調多値数毎の所要受信レベルテーブル
なお、区間パラメータ情報Ａは、
Ａ＝（アンテナＡＮＴ１およびＡＮＴ２の利得）−（自由空間損失）−（無線中継装置１および２の給電損）
である。
【００４９】
まず、メモリ情報（１）を参照して降雨減衰量Ｚを算出する（ステップＳ４０１）。算出されたＺについてメモリ情報（２）のテーブルを参照することにより現在の伝搬路状況に最適な変調多値数（変調α）を判定する（ステップＳ４０２）。ここで、判定された変調多値数情報（変調α）についてメモリ情報（３）のテーブルを参照することにより、現在の伝搬路状況に最適な所要受信レベル（Ｐｒα）を判定する（ステップＳ４０３）。
【００５０】
次に、判定された所要受信レベル（Ｐｒα）について、現在の装置にて観測した受信レベル（Ｐｒ）が所要受信レベル（Ｐｒα）より低下している場合には送信レベルを不足分だけ増加するような制御情報（△Ｐｔ）を生成する（ステップＳ４０４→Ｓ４０５）。逆に、現在の装置にて観測した受信レベル（Ｐｒ）が所要受信レベル（Ｐｒα）以上である場合にはその分だけ減少させる制御情報（△Ｐｔ）を生成する（ステップＳ４０４→Ｓ４０６）。
【００５１】
（送信電力制御の例）
図８は、上述した第１の実施例および第２の実施例において変調多値数毎の送信レベルと受信レベルとの関係を示す図である。同図において、横軸は降雨減衰量である。
同図を参照すると、横軸の降雨減衰量の増加と共に、前記の例と同様、１０２４ＱＡＭ（受信レベルＰｒ０＝−５５ｄＢｍ）、２５６ＱＡＭ（受信レベルＰｒ１＝−６２ｄＢｍ）、６４ＱＡＭ（受信レベルＰｒ２＝−６８ｄＢｍ）、１６ＱＡＭ（受信レベルＰｒ３＝−７４ｄＢｍ）、ＱＰＳＫ（受信レベルＰｒ４＝−８１ｄＢｍ）と、変調方式の多値数が順に低下している。つまり、横軸の降雨減衰量の増加に伴って変調方式の多値数を落とし、それに伴う受信レベルのマージン分を降雨減衰に割り当てている。
また、最大送信電力Ｐt＿max（本例では＋３０ｄＢｍ）を超えない範囲で送信電力を制御するので、同一変調方式においては同一の受信レベルを常に保っている。さらに、変調方式の切替点における送信レベルは最大送信電力Ｐt＿maxとなる。
【００５２】
（無線中継方法）
上述した無線中継装置を用いて構成した無線中継システムにおいては、以下のような無線中継方法が実現されている。すなわち、対向する装置を用いた無線中継方法であって、他の装置から送信される信号の受信レベルを測定する受信レベル測定ステップ（例えば、図３中のステップＳ１０１、図６中のステップＳ３０１に対応）と、上記受信レベル測定ステップにおいて測定された現在の受信レベルと予め定められた所要受信レベルとの差に基づいて、上記他の装置への送信信号の変調多値数を設定する適応変調ステップ（例えば、図３中のステップＳ１０５ａ、図６中のステップＳ３０６に対応）と、上記現在の受信レベルと上記所要受信レベルとの差に基づいて、上記他の装置への送信信号の送信レベルを設定する送信電力制御ステップ（例えば、図３中のステップＳ１０５ｂ、図６中のステップＳ３０７に対応）とを含む無線中継方法が実現されている。伝搬状況に応じて、最適な変調方式を採用する適応変調を用い、その変調方式における所要受信レベルと、実際の受信レベルとを比較し、両レベル間のレベル差に応じて、送信レベル情報を生成し、送信電力制御を行うことで、充分な回線品質を確保しながら回線の距離を延ばすことができる。
【００５３】
そして、変調多値数毎に対応する所要受信レベルが定められたテーブルを記憶する記憶ステップを更に含み、上記テーブルの内容を参照して所要送信レベルを決定することにより、送信電力制御を適切に行うことができる。
また、上述した第２の実施例による無線中継システムにおいては、上記他の装置から送信される信号に基づいて降雨減衰量を算出する降雨減衰量算出ステップ（例えば、図６中のステップＳ３０２に対応）を更に含み、上記適応変調ステップにおいては、上記降雨減衰量算出ステップにおいて算出された降雨減衰量をも参照して上記他の装置への送信信号の変調多値数を設定するようにした無線中継方法が実現されている。このようにすれば、降雨時でも充分な回線品質の確保しながら回線の距離を延ばすことができる。
【００５４】
そして、変調多値数毎に対応する所要受信レベル、及び、変調多値数毎に対応する降雨減衰量が定められたテーブルを記憶する記憶ステップを更に含み、上記テーブルの内容を参照して所要送信レベルを決定することにより、送信電力制御を適切に行うことができる。
ここで、上記降雨減衰量算出ステップは、上記他の装置から送信される信号に挿入されている該信号の送信レベルに関するデータと上記受信レベル測定ステップにおいて測定された現在の受信レベルとの差によって上記降雨減衰量を算出している。受信した信号から抽出したデータを利用することにより、降雨減衰量を容易に算出することができる。
なお、上記適応変調ステップでは、多値数を増やすための閾値と多値数を減らすための閾値とに差異を持たせている。このように構成すれば、変調多値数切替のばたつきを防ぐことができる。
【００５５】
また、上記他の装置へ送信される信号に、送信レベル及び変調多値数を示す情報を挿入する情報挿入ステップを更に含み、挿入された情報を、対向する装置において利用することにより、送信電力制御を適切に行うことができる。そして、上記他の装置から送信されてくる信号に挿入されている、送信レベル及び変調多値数を示す情報を抽出する情報抽出ステップを更に含み、送信レベル及び変調多値数の切替タイミングを、前記他の装置と一致させるようにする。このように、対向する装置において挿入された情報を利用することにより、制御タイミングを一致させることができる。
【００５６】
（まとめ）
以上説明したように、本発明では、最大伝搬距離を減少させることなく変調方式の多値化を実現するための手段として、伝搬状況に応じて、最適な変調方式を採用する適応変調を用い、更に、上記選択された変調方式における所要受信レベルと実際の受信レベルとの差に応じて、送信レベル情報を生成し、送信電力制御を行う。このような制御により、降雨時でも充分な回線品質の確保しながら回線の距離を延ばすことができるので、無線エントランス回線数を抑えることができ低コストでの通信ネットワーク構築が可能となる。同様に、同一伝送距離で比較した場合には年間の不稼動率が低くなるので、ネットワークの信頼性が向上する。また、晴天時には送信電力を抑えるために、低消費電力化が可能となり、さらに実効的に他回線の干渉が軽減されるために周波数の有効利用が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、無線エントランス方式において、適応変調及び送信電力制御を行う場合に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明に係る第１の実施例による無線中継装置を用いて構成した無線中継システムを示すブロック図である。
【図２】送信フレームの構成例を示す図である。
【図３】図１中の各部の動作を示すフロー図である。
【図４】図３における変調多値数情報および送信電力制御情報の生成フローを詳細に示した図である。
【図５】本発明に係る第２の実施例による無線中継装置を用いて構成した無線中継システムを示すブロック図である。
【図６】図５中の各部の動作を示すフロー図である。
【図７】図６における変調多値数情報および送信電力制御情報の生成フローを詳細に示した図である。
【図８】図１又は図５の無線中継システムにおいて送信電力制御を行った場合の送信電力レベル、受信電力レベルを示す図である。
【図９】従来の無線中継装置の構成例を示すブロック図である。
【図１０】晴天、雨天毎の総合Ｃ／Ｎより変調多値数毎の最大伝搬距離を示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１、２、１００、２００  無線中継装置
１１、２１  符号化部
１２、２２  適応変調部
１３、２３  無線部
１３ａ、２３ａ  送信部
１３ｂ、２３ｂ  送受共用部
１３ｃ、２３ｃ  受信部
１４、２４  復調部
１５、２５  復号化部
１６  変調多値数抽出部
１７  変復調多値数制御部
１８  送信レベル制御部
１９  送信電力制御情報抽出部
２０  送信レベル情報付加部
２６  受信レベル抽出部
２７  メモリ
２８  送信レベル判定部
２９  変調多値数判定部
３０  変復調多値数制御部
３１  送信電力制御部
３２  情報付加部
３３  送信レベル情報抽出部
３４  降雨減衰量算出部
３５  送信電力制御情報生成部
１２０、２２０  変調部
３００  送信フレーム
３０１  ヘッダ部
３０２  ペイロード部
ＡＮＴ１、ＡＮＴ２  アンテナ
【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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【図６】
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【図７】
2007221357.tif 000009
【図８】
2007221357.tif 000010
【図９】
2007221357.tif 000011
【図１０】
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