(57)【要約】  データバッファ、ＡＣＭモジュール、ＰＡ、およびアンテナを備えるマイクロ波送受信機。ＡＣＭモジュールは、データバッファからバッファ済みのデータを受信し、あるスペクトル効率の変調フォーマットで、このバッファ済みデータを変調するように設定され、ＰＡは、変調されたバッファ済みデータをＡＣＭモジュールから受信し、増幅された変調済みのバッファ済みデータを、アンテナを介して遠隔のマイクロ波送受信機まで、ある出力電力で送信するように設定される。この変調フォーマットは、遠隔マイクロ波送受信機からのフィードバック信号に基づいて、複数の変調フォーマットから選択される。マイクロ波送受信機はさらに、データバッファのバッファ状態を監視し、このバッファ状態に基づいてＰＡの出力電力を制御するように設定された制御モジュールを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
データバッファ（１１０）と、適応変調符号化（ＡＣＭ）モジュール（１２０）と、電力増幅器（ＰＡ）（１３０）と、アンテナ（１４０）とを備えるマイクロ波送受信機（１００）であって、前記ＡＣＭモジュール（１２０）が、前記データバッファ（１１０）からバッファ済みデータを受信し、あるスペクトル効率の変調フォーマットで前記バッファ済みデータを変調するように設定され、前記ＰＡ（１３０）が、前記ＡＣＭモジュール（１２０）から変調されたバッファ済みデータを受信し、増幅された変調済みのバッファ済みデータを、前記アンテナ（１４０）を介して遠隔のマイクロ波送受信機（１８０）まで、ある出力電力で送信するように設定され、前記変調フォーマットが、前記遠隔マイクロ波送受信機（１８０）からのフィードバック信号に基づいて、複数の変調フォーマットから選択され、
前記マイクロ波送受信機（１００）が、前記データバッファ（１１０）のバッファ状態を監視し、前記監視されたバッファ状態に基づいて前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を制御するように設定された制御モジュール（１５０）をさらに備える、
マイクロ波送受信機（１００）。
【請求項２】
前記バッファ状態がバッファ充填レベルを含む、請求項１に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項３】
前記制御モジュール（１５０）は、前記バッファ充填レベルが第１の所定の閾値を下回るとき、前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を減少させるように設定される、請求項２に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項４】
前記制御モジュール（１５０）は、前記バッファ充填レベルが第２の所定の閾値を超えるとき、前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を増加させるように設定される、請求項２または３に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項５】
前記バッファ状態が、現在前記データバッファ内にあるデータの優先レベルを含み、前記制御モジュール（１５０）は、現在前記データバッファ内にあるデータの前記優先レベルが優先度の閾値を超えるときは、前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を増加させ、現在前記データバッファ内にあるデータの前記優先レベルが優先度の閾値を下回るときには、前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を減少させるように設定される、請求項１から４のいずれか一項に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項６】
前記バッファ状態が、予測される今後のバッファ充填レベルを含み、前記制御モジュール（１５０）が、前記予測される今後のバッファ充填レベルに基づいて、前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を制御するように設定される、請求項１から５のいずれか一項に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項７】
前記制御モジュール（１５０）が、最小出力電力レベルと最大出力電力レベルの間の出力電力の連続的な範囲にわたって前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を制御するように設定される、請求項１から６のいずれか一項に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項８】
前記制御モジュール（１５０）が、複数の個別の出力電力から前記ＰＡ（１３０）の出力電力を選択するように設定される、請求項１から６のいずれか一項に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項９】
前記制御モジュール（１５０）が、バッファ状態ごとに索引付けされた電力レベルのルックアップテーブル（ＬＵＴ）から、前記ＰＡ（１３０）の出力電力を選択するように設定される、請求項８に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項１０】
リミッタモジュール（１６０）をさらに備え、前記リミッタモジュール（１６０）が、最小出力電力を超える出力電力、および／または所定の最大出力電力を下回る出力電力に、前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力の前記制御を制限するように設定される、請求項１から９のいずれか一項に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項１１】
前記ＡＣＭモジュール（１２０）が、複数のチャネル符号および／または符号レートから、あるチャネル符号および／または対応する符号レートを選択し、前記バッファ済みデータを変調する際に前記チャネル符号を適用するようにさらに設定され、前記スペクトル効率が、前記選択された変調フォーマット、ならびに前記選択されたチャネル符号および／または符号レートによって決定される、請求項１から１０のいずれか一項に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項１２】
前記マイクロ波送受信機（１００）が、ポイントツーポイントマイクロ波無線リンク（１７０）の１つのポイントを構成し、前記遠隔マイクロ波送受信機（１８０）が、前記ポイントツーポイントマイクロ波無線リンク（１７０）の別のポイントを構成する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のマイクロ波送受信機（１００）。
【請求項１３】
入力データポート（１１１’）と、データバッファ（１１０）と、適応変調符号化（ＡＣＭ）モジュール（１２０）とを備えるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）回路（２００）であって、前記データバッファ（１１０）が、前記入力データポート（１１１’）上でデータを受信し、出力データポート（１１２）上でバッファ済みデータを前記ＡＣＭモジュール（１２０）に出力するように設定され、前記ＡＣＭモジュールが、あるスペクトル効率の変調フォーマットで、前記バッファ済みデータを受信および変調し、前記変調されたバッファ済みデータを、前記ＤＳＰ回路（２００）の出力ポート（１２２’）上で出力するように設定され、前記変調フォーマットが、前記ＤＳＰ回路（２００）のＡＣＭフィードバックポート（１２１’）上で受信されたフィードバック信号（１２１）に基づいて、複数の変調フォーマットから選択され、
前記ＤＳＰ回路（２００）が、前記データバッファ（１１０）のバッファ状態を監視し、前記監視されたバッファ状態に基づいて、前記ＤＳＰ回路（２００）に接続可能な電力増幅器（ＰＡ）の出力電力を制御するための電力制御信号（１５１、１５１ｂ）を、前記ＤＳＰ回路（２００）の電力制御ポート（１５１ｂ’）上で出力するように設定された制御モジュール（１５０）をさらに備える、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）回路（２００）。
【請求項１４】
リミッタモジュール（１６０）をさらに備え、前記リミッタモジュール（１６０）が、前記ＰＡの所定の最小出力電力を超える出力電力に対応するよう、および／または前記ＰＡの所定の最大出力電力を下回る出力電力に対応するよう、前記電力制御信号（１５１、１５１ｂ）を制限するように設定される、請求項１３に記載のＤＳＰ回路（２００）。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載のＤＳＰ回路を備える装置。
【請求項１６】
ＤＳＰ回路（２００）において前記ＤＳＰ回路によってデータ伝送のスペクトル効率を制御するための方法であって、前記ＤＳＰ回路（２００）が、データバッファ（１１０）および適応変調符号化（ＡＣＭ）モジュール（１２０）を備え、前記ＡＣＭモジュール（１２０）が、あるスペクトル効率の変調フォーマットで、前記データバッファ（１１０）から受信されたバッファ済みデータを変調するように設定され、前記方法が、
−前記データバッファ（１１０）のバッファ状態を監視すること（Ｓ１）と、
−前記監視されたバッファ状態に基づいて、前記ＤＳＰ回路（２００）に接続可能なＰＡ（１３０）の出力電力を制御するための電力制御信号（１５１、１５１ｂ）を生成すること（Ｓ３）と
を含む、方法。
【請求項１７】
前記監視すること（Ｓ１）が、前記データバッファ（１１０）のバッファ充填レベルを監視すること（Ｓ１１）を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記監視すること（Ｓ１）が、前記データバッファ（１１０）の今後のバッファ充填レベルを予測すること（Ｓ１２）を含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記監視すること（Ｓ１）が、現在前記データバッファ（１１０）内にあるデータの優先レベルを監視すること（Ｓ１３）を含む、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記生成すること（Ｓ３）が、前記バッファ充填レベル、または予測される今後のバッファ充填レベルが第１の所定の閾値を下回るとき、前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を減少させる（Ｓ３１）ための電力制御信号を生成することをさらに含む、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記生成すること（Ｓ３）が、前記バッファ充填レベル、または予測される今後のバッファ充填レベルが第２の所定の閾値を超えるとき、前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を増加させる（Ｓ３２）ための電力制御信号を生成することをさらに含む、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記生成すること（Ｓ３）が、前記予測される今後のバッファ充填レベルに基づいて、前記電力制御信号を生成すること（Ｓ３５）をさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記生成すること（Ｓ３）が、現在前記データバッファ内にあるデータの前記優先レベルが優先度の閾値を超えるときは、前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を増加させる（Ｓ３３）ための電力制御信号を生成することをさらに含み、前記生成すること（Ｓ３）が、現在前記データバッファ内にあるデータの前記優先レベルが優先度の閾値を下回るときには、前記ＰＡ（１３０）の前記出力電力を減少させる（Ｓ３４）ための電力制御信号を生成することをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
ＤＳＰ回路（２００）で実行されるとき、請求項１６から２３のいずれか一項に記載の方法を前記ＤＳＰ回路（２００）に実行させるコンピュータプログラムコードを含む、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ワイヤレス通信システムに関し、詳細には、適応変調符号化（ＡＣＭ）を実施するポイントツーポイントのマイクロ波無線リンク用の送信機電力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
マイクロ波無線リンクまたは無線リンクシステムは、ポイントツーポイントリンク上の２つの固定ロケーション間でデータを伝送する通信システムである。マイクロ波無線リンク送信機および受信機は、しばしば１つのユニットに組み込まれ、本明細書においてはマイクロ波送受信機と表される。
【０００３】
マイクロ波無線伝送などの無線伝送は、隣接する通信システムにしばしば干渉する。マイクロ波無線伝送が十分強力な場合、少なくとも周波数スペクトルがオーバラップしている場合には、このような干渉によって隣接する通信システムの性能が劣化することがある。したがって、ワイヤレス通信システムでの無線干渉を低減することが必要とされる。
【０００４】
消費電力は、マイクロ波無線リンクなどのデータ伝送システムにおける所有コストの重要な一因である。ネットワークが密集するにつれて、無線リンクの数が増えることから、消費電力がさらにいっそう重要になる。増加しているのは電気エネルギーの操業費用（ＯＰＥＸ）だけでなく、たとえば電力分配の規模に関係する設備投資（ＣＡＰＥＸ）も増加している。したがって、消費電力は、通信システムにおける総所有コスト（ＴＣＯ）に悪影響を及ぼす問題であり、故に、消費電力の削減が必要とされる。
【発明の概要】
【０００５】
本開示の一目的は、上記で特定された当技術分野における欠陥および欠点のうちの１つまたは複数を軽減、緩和、または排除することを目指すマイクロ波送受信機、ＤＳＰ回路、および方法を単独または任意の組合せで提供することである。
【０００６】
この目的は、データバッファ、適応変調符号化（ＡＣＭ）モジュール、電力増幅器（ＰＡ）、およびアンテナを備える、マイクロ波送受信機によって実現される。ＡＣＭモジュールは、データバッファからバッファ済みデータを受信し、あるスペクトル効率の変調フォーマットでこのバッファ済みデータを変調するように設定される。ＰＡは、変調されたバッファ済みデータをＡＣＭモジュールから受信し、増幅された変調済みのバッファ済みデータを、アンテナを介して遠隔のマイクロ波送受信機まで、ある出力電力で送信するように設定される。この変調フォーマットは、遠隔マイクロ波送受信機からのフィードバック信号に基づいて、複数の変調フォーマットから選択される。マイクロ波送受信機はさらに、データバッファのバッファ状態を監視し、監視したこのバッファ状態に基づいてＰＡの出力電力を制御するように設定された制御モジュールを備える。
【０００７】
これにより、マイクロ波送受信機の総所有コストが削減される。具体的には、マイクロ波送受信機による消費電力の削減が、ＰＡの出力電力を制御することによって実現する。
【０００８】
さらに、現在のトラフィック状態に適したスペクトル効率が選択され、マイクロ波送受信機による信号処理が減り、したがって、マイクロ波送受信機による消費電力が削減されることになる。
【０００９】
これにより、ＰＡの出力電力を制御することによって隣接する通信システムへの無線干渉も減少する。
【００１０】
この技法によって実現する消費電力の削減はまた、平均故障間隔（ＭＴＢＦ）に良好な影響を及ぼす場合があるが、というのも、構成部品、具体的にはＰＡが一定期間動作しているときの温度が相対的に低いからである。
【００１１】
いくつかの態様によれば、バッファ状態は、データバッファのバッファ充填レベルを含む。バッファ充填レベルは、バッファ状態が、バッファオーバフローの危険を冒すことなく、伝送のスペクトル効率の低減を可能にするようになるのがいつかを示す。
【００１２】
したがって、態様によっては、制御モジュールは、バッファ充填レベルが第１の所定の閾値を下回るときはＰＡの出力電力を減少させ、バッファ充填レベルが第２の所定の閾値を超えるときにはＰＡの出力電力を増加させるように設定される。
【００１３】
他のいくつかの態様によれば、バッファ状態は、現在データバッファ内にあるデータの優先レベルを含む。次いで、制御モジュールは、現在データバッファ内にあるデータの優先レベルが優先度の閾値を超えるときは、ＰＡの出力電力を増加させ、現在データバッファ内にあるデータの優先レベルが優先度の閾値を下回るときには、ＰＡの出力電力を減少させるように設定される。
【００１４】
これにより、マイクロ波送受信機が、ＰＡの出力電力を制御すること、および、その結果としてデータ伝送のスペクトル効率を変更することによって、優先度の高いデータは、伝送遅延の増加に影響を受けないか、または影響を受ける度合いが少ない。
【００１５】
さらにいくつかの態様によれば、バッファ状態は、予測される今後のバッファ充填レベルを含み、次いで制御モジュールは、予測される今後のバッファ充填レベルに基づいて、ＰＡの出力電力を制御するように設定される。
【００１６】
これにより、バッファ状態の変化へのより高速な応答が実現し、その結果、たとえばバッファオーバフローの危険が減少し、伝送遅延が少なくなる。
【００１７】
前述の目的はまた、入力データポート、データバッファ、および適応変調符号化（ＡＣＭ）モジュールを備える、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）回路によって実現する。データバッファは、入力データポート上でデータを受信し、出力データポート上でバッファ済みデータをＡＣＭモジュールに出力するように設定される。ＡＣＭモジュールは、あるスペクトル効率の変調フォーマットで、バッファ済みデータを受信および変調し、この変調されたバッファ済みデータを、ＤＳＰ回路の出力ポート上で出力するように設定される。この変調フォーマットは、ＤＳＰ回路のＡＣＭフィードバックポート上で受信されたフィードバック信号に基づいて、複数の変調フォーマットから選択される。ＤＳＰ回路はさらに、データバッファのバッファ状態を監視し、監視されたこのバッファ状態に基づいて、ＤＳＰ回路に接続可能な電力増幅器（ＰＡ）の出力電力を制御するための電力制御信号を、ＤＳＰ回路の電力制御ポート上で出力するように設定された制御モジュールを備える。
【００１８】
上記ＤＳＰ回路を備える装置、およびＤＳＰ回路においてＤＳＰ回路によってデータ伝送のスペクトル効率を制御するための方法も、本明細書に開示されている。ＤＳＰ回路は、データバッファおよび適応変調符号化（ＡＣＭ）モジュールを備える。ＡＣＭモジュールは、あるスペクトル効率の変調フォーマットで、データバッファから受信されたバッファ済みデータを変調するように設定される。この方法は、データバッファのバッファ状態を監視することと、監視されたこのバッファ状態に基づいて、ＤＳＰ回路に接続可能なＰＡの出力電力を制御するための電力制御信号を生成することとを含む。
【００１９】
開示される方法に加えて、ＤＳＰ回路で実行されるとき、本教示による方法をこのＤＳＰ回路に実行させるコンピュータプログラムコードを含むコンピュータプログラムも、本明細書において提供される。
【００２０】
ＤＳＰ回路、このＤＳＰ回路を備える装置、コンピュータプログラム、および方法は全て、マイクロ波送受信機に関して既に説明した利点に対応する利点を示す。
【００２１】
本開示のさらなる目的、特徴、および利点は、以下の詳細な説明から明らかになり、添付図面を参照して本開示のいくつかの態様をより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本開示による無線リンクを示すブロック図である。
【図２】本開示によるデジタル信号処理回路を示すブロック図である。
【図３】本開示の態様による例示的な一連の事象を示すグラフである。
【図４】本開示による方法を示す流れ図である。
【図５】本開示によるＤＳＰ回路を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
この教示は、通信システムでのエネルギー消費の最適化に関し、具体的には、適応変調符号化（ＡＣＭ）または適応変調符号化ボーレート（ＡＣＭＢ）によるデータ伝送を実施する、マイクロ波無線リンクでのエネルギー消費の最適化に関する。
【００２４】
本開示の主な考えは、データバッファのバッファ状態に基づいて、データ伝送に使用される電力増幅器（ＰＡ）の出力電力を調節することに関する。伝送すべきデータがほんの少ししかないか、またはデータの優先レベルが相対的に低いときにＰＡ出力電力が減少し、バッファが充填されるにつれて、またはバッファが含むデータの優先度が高いときにＰＡ出力電力が増大するように、出力電力調整が実行される。
【００２５】
この結果、データ伝送のスペクトル効率を調整することによって変更された電力レベルにＡＣＭシステムが自動的に応答して、現在の電力レベルにマッチさせ、これにより、出力電力が削減されるにもかかわらず伝送エラーが回避される。ＰＡの出力電力を制御することによって、マイクロ波送受信機による消費電力が削減され、その結果、総所有コスト（ＴＣＯ）が削減されることになる。この技法の別の利点は、既存のＡＣＭシステムによって取り扱われるので、スペクトル効率を特に制御する必要がないことであり、これによって、提案される技法の効率的な実施が可能になる。
【００２６】
また、提案される技法により、現在のトラフィック状態に適したスペクトル効率が選択され、マイクロ波送受信機での処理要求条件が減り、したがって、マイクロ波送受信機による消費電力がさらに削減されることになる。
【００２７】
ほとんどいかなる電子装置にも関連する問題は、構成部品の摩耗または構成部品の経時変化であり、結局、この装置は機能不良に陥ることになる。構成部品の経時変化の測定値は、その平均故障間隔（ＭＴＢＦ）である。高負荷状態で動作する高温の構成部品は、比較的軽いストレスの下で、すなわち相対的に温度の低い状態で動作できる構成部品よりも老朽化の速い場合が多いことが知られている。したがって、この技法によって実現する消費電力の削減はまた、ＭＴＢＦに良好な影響を及ぼす場合があるが、というのも、構成部品、具体的にはＰＡが動作しているときの温度が相対的に低いからである。
【００２８】
これにより、ＰＡの出力電力を制御することによって隣接する通信システムへの無線干渉も減少する。
【００２９】
スペクトル効率が低減された状態での伝送から得られるさらなる利点は、外部干渉に対するマイクロ波送受信機の障害許容力が増すことである。
【００３０】
次に、添付図面を参照しながら、本開示の各態様をより完全に説明する。しかし、本明細書に開示された装置、コンピュータプログラム、および方法は、数多くの様々な形で実現することができ、本明細書において説明する態様に限定されるものと解釈すべきではない。各図面での同様の番号は、全体を通して同様の要素を指す。
【００３１】
本明細書において使用される専門用語は、もっぱら本開示の具体的な態様を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。本明細書では、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈から明らかにそうでない場合を除き、複数形も含むものである。
【００３２】
図１には、本開示による無線リンクが示してある。具体的には、データバッファ１１０、適応変調符号化（ＡＣＭ）モジュール１２０、電力増幅器（ＰＡ）１３０、およびアンテナ１４０を備える、マイクロ波送受信機１００が示してある。マイクロ波送受信機１００は、ポイントツーポイントリンク１７０上で、遠隔マイクロ波送受信機１８０と通信するように構成される。したがって、データ入力ポート１１１に入力されたデータは、無線リンク上を伝送され、遠隔マイクロ波送受信機１８０から出力データポート１８１に出力される。マイクロ波送受信機１００は、ポイントツーポイントマイクロ波無線リンク１７０の１つのポイントを構成し、遠隔マイクロ波送受信機１８０は、前記ポイントツーポイントマイクロ波無線リンク１７０の別のポイントを構成する。
【００３３】
図１に示し、本明細書において説明するマイクロ波送受信機１００は、もっぱら、最後にＰＡ１３０およびアンテナ１４０が配置されている送信機チェーンを示す。しかし、送受信機は通常、ポイントツーポイントリンク１７０上でデータを受信するための受信機チェーンも含むことが理解される。このことは、ポイントツーポイントリンク１７０の２方向矢印によって示してある。
【００３４】
マイクロ波送受信機１００は、ＡＣＭを実施し、またはいくつかの態様によれば、適応変調符号化ボーレート（ＡＣＭＢ）を実施する。ＡＣＭは、現在の伝送状態に従って、通常ビット／秒／Ｈｚで測定されるデータ伝送のスペクトル効率を調節するメカニズムである。したがって、伝送のスペクトル効率は、ホップおよび／または干渉での減衰が増加するにつれて低下し、伝送状態が改善すると上昇する。スペクトル効率を低減することによって、検出障害許容力が改善するので、伝送状態が低下している期間全体を通して低い誤り率を維持することができる。ＡＣＭは通常、ＡＣＭフィードバックチャネル１２１を介して、送信済みデータの受信機からのフィードバックを必要とし、このフィードバックを使用して、変調および／または符号化、すなわち変調フォーマットおよびチャネル符号の適切なレベルを決定し、これらがともにデータ伝送のスペクトル効率を決定する。送信済み信号のスペクトル効率を変化させることに加えて、ＡＣＭＢはさらに送信済み信号のボーレートを変化させ、これによって、この送信済み信号の占有チャネル周波数帯を変化させる。
【００３５】
したがって、ＡＣＭモジュール１２０は、データバッファ１１０からバッファ済みデータを受信し、あるスペクトル効率の変調フォーマットでこのバッファ済みデータを変調するように設定される。ＰＡ１３０は、変調されたバッファ済みデータをＡＣＭモジュール１２０から受信し、増幅された変調済みのバッファ済みデータを、アンテナ１４０を介して遠隔のマイクロ波送受信機１８０まで、ある出力電力で送信するように設定される。
【００３６】
この変調フォーマットは、遠隔マイクロ波送受信機１８０からのフィードバック信号に基づいて、複数の変調フォーマットから選択される。変調フォーマットの例には、様々な次数の直交振幅変調（Ｍ−ＱＡＭ）、位相シフトキーイング（Ｍ−ＰＳＫ）が含まれる。さらなる例には、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）とともに使用される様々な変調フォーマットが含まれる。
【００３７】
マイクロ波送受信機１００はさらに、データバッファ１１０のバッファ状態を監視し、監視したこのバッファ状態に基づいてＰＡ１３０の出力電力を制御するように設定された制御モジュール１５０を備える。
【００３８】
バッファ状態、たとえばバッファ充填レベル、バッファ読取り／書込みポインタ、バッファ充填率、または同様のものを監視し、この監視状態に基づいてＰＡ出力電力を制御することによって、一連の事象が開始される。図３に関連して、この一連の事象を以下でさらに説明するが、たとえば、バッファ充填レベルが、バッファオーバフローの危険を冒すことなく、スペクトル効率が低減された状態での伝送を可能にするようなものだと仮定してみる。この場合、ＰＡの出力電力が送信機において低下する。次いで、受信機１８０は、受信信号品質が対応して低下するのを検出し、スペクトル効率が低下した状態での変調フォーマットおよび／または符号化を要求する受信機からのＡＣＭフィードバック信号１２１が、受信信号品質の低下を説明するように促す。したがって、出力電力が低下すると、ＡＣＭシステムによって伝送速度が自動的に調節されて、誤り率が低い状態での、ただし出力電力を低下させてのデータ伝送が維持される。
【００３９】
本明細書において、信号品質は広く解釈すべきであり、たとえば、信号電力、信号対雑音比（ＳＮＲ）、信号対雑音干渉比（ＳＮＩＲ）、平均平方検出誤り（ＭＳＥ）などを含み、これらを使用してＡＣＭフィードバック信号１２１を決定することができる。
【００４０】
したがって、いくつかの態様によれば、制御モジュール１５０は、バッファ充填レベルが第１の所定の閾値を下回るとき、ＰＡ１３０の出力電力を減少させるように設定される。
【００４１】
さらなる態様によれば、制御モジュール１５０は、バッファ充填レベルの所定の関数または設定された関数に従って、絶えず出力電力を調整するように設定される。他のいくつかの態様によれば、制御モジュール１５０は、バッファ充填レベルが第２の所定の閾値を超えるとき、ＰＡ１３０の出力電力を増加させるように設定される。
【００４２】
これまで既に述べたように、ＰＡ出力電力を制御するとき、バッファ充填レベルだけでなく、バッファ充填率または現在バッファされているデータの特性も対象とすることができる。その一例が、バッファ済みデータの優先レベル、たとえば、インターネットプロトコル（ＩＰ）パケットなどのデータパケットのデータヘッダに示してある優先レベルである。したがって、いくつかの態様によれば、バッファ状態は、現在データバッファ内にあるデータの優先レベルを含み、制御モジュール１５０は、現在データバッファ内にあるデータの優先レベルが所定の判定基準を満たすときはＰＡ１３０の出力電力を増加させ、現在データバッファ内にあるデータの優先レベルが他の所定の判定基準を満たすときにはＰＡ１３０の出力電力を減少させるように設定される。
【００４３】
前記所定の判定基準の例には、優先レベル、様々なパケットタイプ、パケットサイズ、または優先権が与えられる様々なデータストリームを示す情報が含まれる。優先レベルに基づいて出力電力を制御する１つの理由は、データタイプによって遅延の影響を受けやすい場合があり、その場合、一般にバッファ状態にかかわらず、好ましくはこのデータを高速で伝送して、伝送遅延を最小限に抑えなければならないことである。
【００４４】
場合によっては、過去のバッファ状態に基づいて、今後のバッファ状態を予測することが可能である。一例は、時間の関数としてバッファ充填レベルを外挿することによるものであり、その場合、今後のバッファ充填レベルを推定することができる。すなわち、いくつかの態様によれば、バッファ状態は、予測される今後のバッファ充填レベルを含み、制御モジュール１５０は、予測される今後のバッファ充填レベルに基づいて、ＰＡ１３０の出力電力を制御するように設定される。別の例は、優先度の高いデータの到達時刻を記憶することであり、そこから到達時刻のパターンを推論することができ、たとえば優先度の高いビデオストリームは、もっぱら業務時間中に生じることがある。さらに別の例は、優先度の高いデータの第１の到達発生を簡単にマーキングすることであり、その理由は、この単一の発生が、これより優先度の高いデータがこの先すぐに到達する可能性を示しており、この場合には伝送速度を高く維持しなければならないからである。
【００４５】
ＰＡの出力電力の制御は、様々な態様に従って様々な方式で始動することができ、この態様のうちいくつかを次に説明する。このようないくつかの態様によれば、制御モジュール１５０は、最小出力電力レベルと最大出力電力レベルの間の出力電力の連続的な範囲にわたってＰＡ１３０の出力電力を制御するように設定される。
【００４６】
他のこのようないくつかの態様によれば、制御モジュール１５０は、複数の個別の出力電力からＰＡ１３０の出力電力を選択するように設定される。
【００４７】
ＰＡ１３０の出力電力は、好ましくは、大きすぎるステップで急激に変更すべきではないが、というのも、出力電力がこのように大きく急激に変化すると、受信機１８０での自動利得制御（ＡＧＣ）における帯域幅が制限されるので受信機側で検出誤りを生じ得るからであることがさらに理解される。したがって、いくつかの態様によれば、ＰＡの出力電力は、Ｗ／秒で示される所定の変化率で、かつ／またはＷ／ステップで示される所定の最大ステップサイズに従って変更される。
【００４８】
ＰＡ１３０の出力電力は、いくつかの異なる方式で設定することができ、たとえば、いくつかの態様によれば、制御モジュール１５０は、バッファ状態ごとに索引付けされた電力レベルのルックアップテーブル（ＬＵＴ）から、ＰＡ１３０の出力電力を選択するように設定される。
【００４９】
いくつかの態様によれば、マイクロ波送受信機１００は、リミッタモジュール１６０を備える。リミッタモジュール１６０は、最小出力電力を超える出力電力、および／または所定の最大出力電力を下回る電力に、ＰＡ１３０の出力電力の制御を制限するように設定される。このタイプのリミッタモジュールは、自動送信電力制御（ＡＴＰＣ）システムと一体化することができ、このリミッタモジュールは、所与の誤り率性能でデータ伝送できる許容可能な範囲内に出力電力を制限することが理解される。
【００５０】
いくつかの態様によれば、ＡＣＭモジュール１２０はさらに、複数のチャネル符号および／または符号レートから、あるチャネル符号および／または対応する符号レートを選択し、またバッファ済みデータを変調する際に前記チャネル符号を適用するように設定され、前記スペクトル効率が、選択された変調フォーマット、ならびに選択されたチャネル符号および／または符号レートによって決定される。
【００５１】
図２は、本開示によるデジタル信号処理（ＤＳＰ）回路を示すブロック図であり、この回路は、入力データポート１１１’、データバッファ１１０、および適応変調符号化（ＡＣＭ）モジュール１２０を備える。データバッファ１１０は、入力データポート１１１’上でデータを受信し、出力データポート１１２上でバッファ済みデータをＡＣＭモジュール１２０に出力するように設定される。ＡＣＭモジュールは、あるスペクトル効率の変調フォーマットで、バッファ済みデータを受信および変調し、この変調されたバッファ済みデータを、ＤＳＰ回路２００の出力ポート１２２’上で出力するように設定されており、この変調フォーマットは、ＤＳＰ回路２００のＡＣＭフィードバックポート１２１’上で受信されるフィードバック信号１２１に基づいて、複数の変調フォーマットから選択される。ＤＳＰ回路２００はさらに、データバッファ１１０のバッファ状態を監視し、監視されたこのバッファ状態に基づいて、ＤＳＰ回路２００に接続可能な電力増幅器（ＰＡ）の出力電力を制御するための電力制御信号１５１、１５１ｂを、ＤＳＰ回路２００の電力制御ポート１５１ｂ’上に出力するように設定された制御モジュール１５０を備える。
【００５２】
複数の態様によれば、ＤＳＰ回路２００はさらに、リミッタモジュール１６０を備える。このリミッタモジュール１６０は、ＰＡの所定の最小出力電力を超える出力電力に対応するよう、および／またはＰＡの所定の最大出力電力を下回る出力電力に対応するよう、電力制御信号１５１、１５１ｂを制限するように設定される。
【００５３】
ＤＳＰ回路は、マイクロ波送受信機に関連する上記議論に対応する機能を実現する。実際、一実施形態によれば、図１に示すマイクロ波送受信機１００は、ＤＳＰ回路２００を備える。簡潔にするため、ＤＳＰ回路２００、または前記ＤＳＰ回路２００を備える他の装置は、ここでさらに論じることはなく、代わりに、上記のマイクロ波送受信機での議論を参照する。
【００５４】
図３には、本開示による例示的な一連の事象を例示し、提案された技法のより良好な理解を実現するグラフを示す。図示したシナリオによれば、データバッファへのトラフィック流入が時間とともに変化する。まず、バッファ充填レベルが上昇し、これに続いてバッファ充填レベルが相対的に安定な期間があり、最後にバッファ充填レベルが下降する。ここで、バッファ充填レベルが、合計バッファ容量の百分率で測定される。バッファ充填レベル上のグラフと時間を合わせて、ＰＡによる出力電力、およびＡＣＭによるスペクトル効率が示してある。ここで、出力電力は、最大合計出力電力の百分率で測定される。ここで、ＡＣＭ効率が、利用可能な最大スペクトル効率の百分率で測定される。４つの事象Ａ〜Ｄが、破線でマーキングしてある。
【００５５】
事象「Ａ」では、監視されているバッファ充填レベルの百分率が、第１の閾値Ｔ１を超えて上昇する。この結果、ここでランプ関数に従って、ＰＡの出力電力が増大する。出力電力が増大すると、結果として受信機での受信状態が改善し、これにより、ＡＣＭシステムによるデータ伝送のスペクトル効率の上昇が促される。事象「Ｂ」では、バッファ充填レベルが第２の閾値Ｔ２を超えて上昇し、これにより、ＰＡの出力電力のさらなる増大が促され、これに続いて、データ伝送のスペクトル効率のさらなる増大が促される。事象「Ｃ」が発生するまでこのスペクトル効率が維持され、バッファ充填レベルが再び第２の閾値Ｔ２を下回って下降し、これから出力電力が低減され、その結果、データ伝送のスペクトル効率が低下する。事象「Ｄ」では、バッファ充填レベルが第１の閾値Ｔ１を下回って下降し、その結果、データ伝送のスペクトル効率がさらに低下する。
【００５６】
消費電力に関しては、高い出力電力が使用される事象「Ｂ」と「Ｃ」の間の期間と比較して、事象「Ａ」の前、および事象「Ｄ」の後では相対的に低い消費電力を予想することができる。
【００５７】
図４は、本開示による方法を示す流れ図である。具体的には、ＤＳＰ回路２００においてＤＳＰ回路によってデータ伝送のスペクトル効率を制御するための方法が示してある。ＤＳＰ回路２００は、図２に示して先に述べたＤＳＰ回路に対応している。すなわち、このＤＳＰ回路は、データバッファ１１０および適応変調符号化（ＡＣＭ）モジュール１２０を備える。ＡＣＭモジュール１２０は、あるスペクトル効率の変調フォーマットで、データバッファ１１０から受信されたバッファ済みデータを変調するように設定される。この方法は、データバッファ１１０のバッファ状態を監視することＳ１と、監視されたこのバッファ状態に基づいて、ＤＳＰ回路２００に接続可能なＰＡ１３０の出力電力を制御するための電力制御信号１５１、１５１ｂを生成することＳ３とを含む。
【００５８】
複数の態様によれば、監視することＳ１は、データバッファ１１０のバッファ充填レベルを監視することＳ１１を含む。
【００５９】
複数の態様によれば、監視することＳ１は、データバッファ１１０の今後のバッファ充填レベルを予測することＳ１２を含む。
【００６０】
複数の態様によれば、監視することＳ１は、現在データバッファ１１０内にあるデータの優先レベルを監視することＳ１３を含む。
【００６１】
複数の態様によれば、生成することＳ３はさらに、バッファ充填レベル、または予測される今後のバッファ充填レベルが第１の所定の閾値を下回るとき、ＰＡ１３０の出力電力を減少させる（Ｓ３１）ための電力制御信号を生成することを含む。
【００６２】
複数の態様によれば、生成することＳ３はさらに、バッファ充填レベル、または予測される今後のバッファ充填レベルが第２の所定の閾値を超えるとき、ＰＡ１３０の出力電力を増加させる（Ｓ３２）ための電力制御信号を生成することを含む。
【００６３】
複数の態様によれば、生成することＳ３はさらに、予測される今後のバッファ充填レベルに基づいて、電力制御信号を生成することＳ３５を含む。
【００６４】
複数の態様によれば、生成することＳ３はさらに、現在データバッファ内にあるデータの優先レベルが優先度の閾値を超えるときは、ＰＡ１３０の出力電力を増加させる（Ｓ３３）ための電力制御信号を生成することを含み、また、生成することＳ３はさらに、現在データバッファ内にあるデータの優先レベルが優先度の閾値を下回るときには、ＰＡ１３０の出力電力を減少させる（Ｓ３４）ための電力制御信号を生成することを含む。
【００６５】
開示された方法の上記態様は、ＤＳＰ回路およびマイクロ波送受信機の対応する機能および特徴とともに既に議論されてきており、したがって、ここで再び議論することはない。
【００６６】
図５は、本開示によるＤＳＰ回路によってデータ伝送のスペクトル効率を制御するための、ＤＳＰ回路を示すブロック図である。ＤＳＰ回路は、ＤＳＰ回路のデータバッファ１１０のバッファ状態を監視するように設定されたバッファ監視モジュールＳＸ１と、監視されたこのバッファ状態に基づいて、ＤＳＰ回路２００に接続可能なＰＡ１３０の出力電力を制御するための、ＤＳＰ回路の電力制御信号を生成するように設定された電力制御モジュールＳＸ３とを備える。
【００６７】
このバッファ監視モジュールおよび電力制御モジュールに加えて、いくつかの態様によれば、ＤＳＰ回路はさらにモジュールＳＸ１１〜ＳＸ１３およびＳＸ３１〜ＳＸ３５を備える。これらのモジュールは、図４に関連して前述した方法ステップに対応する各機能を実行するように設定される。
【００６８】
本明細書に記載の各方法の様々な態様が、方法ステップまたは手順の一般的な状況で説明してあり、これらは、ネットワーク化された環境でのコンピュータによって実行される、プログラムコードなどのコンピュータ実行可能命令を含む、コンピュータ読取り可能な媒体に具体化されたコンピュータプログラム製品による一態様で実施してもよい。コンピュータ読取り可能な媒体には、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）などを含むが、これらだけには限定されない、取外し可能記憶装置および取外し不可能記憶装置が含まれ得る。一般に、プログラムモジュールには、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などが含まれてもよく、これらは、特定のタスクを実行し、または特定の抽象データ型を実施する。コンピュータ実行可能命令、関連するデータ構造、およびプログラムモジュールは、本明細書に開示された各方法のステップを実行するためのプログラムコードの例を表す。このような実行可能命令または関連するデータ構造の具体的なシーケンスは、このようなステップまたはプロセスに説明された各機能を実施するための対応する動作の例を表す。
【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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【国際調査報告】
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