JP5170533B2 - 無線伝送装置、変調方式決定方法及びそのプログラム - Google Patents

Description

本発明は、対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能（ＡＴＰＣ:Automatic Transmitter Power Control）と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式の機能を有する無線伝送装置に関する。

無線通信システムの信号伝送品質は、無線伝送路の状況に依存するため、通常運用中の受信電力は最低限の品質が確保できる受信電力よりも高く設定されている。これにより、通常の状態では、無線伝送路の変動耐力は小さくなるが、より多値の変調方式を選択可能であり伝送容量を拡大することができる。一方、無線伝送路の品質が悪い状態でも、無線伝送路の変動耐力が大きい変調方式（多値数小）であれば、伝送容量は減少することになるが、無線回線の瞬断を避けることができる。このような、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機能として適応変調方式が採用されている。

適応変調方式とは、無線伝送路の品質が悪化した場合は、無線伝送路の変動耐力は大きいが伝送容量が小さい変調方式（多値数小、以下変調方式Ｂ）に自動的に切り替えることで伝送容量は縮小するが無線回線断・信号誤りの発生確率を低下させ、逆に無線伝送路の品質が改善した場合には無線伝送路の変動耐力は小さいが伝送容量が大きい変調方式（多値数大、以下変調方式Ａ）に自動的に切り替えることで伝送容量を拡大させ、無線伝送路の品質に応じて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機能（適応変調方式）である。この適応変調方式に関する技術としては、例えば、特許文献１（特開昭５７−１５９１４８号公報）に記載されるものがある。

上述した適応変調方式を用いた無線通信装置では、晴天時のように、伝送路の品質が良く、充分高い受信電力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品質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、送信電力と最低限品質を維持できる最小受信電力との差がより大きい（システムゲインの高い）変調方式（多値数小）に切り替える。

以上により、伝送路の品質によらず、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無線伝送装置に対して、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。

一方、無線通信システムでは、無線伝送路の品質は維持しつつ定常時の送信電力をできるだけ落とすことにより、他の無線回線への干渉量を低減させる技術として、自動送信電力制御機能（ＡＴＰＣ:Automatic Transmitter Power Control）が用いられている。このＡＴＰＣを用いた場合は、降雨等で受信電力が低下した時のみ送信電力を上げる。このＡＴＰＣに関する技術としては、例えば、特許文献２（特開２００５−２３６７０９号公報）に記載されるものがある。

上記の特許文献２記載のＡＴＰＣを適用した無線通信システムでは、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時を想定した変調方式で伝送容量が決まってしまう。

上記のような問題の解決策として、ＡＴＰＣと適応変調方式を組み合わせた技術が、特許文献３（特開２００７−２１４８１９号公報）に記載されている。
特開昭５７−１５９１４８号公報 特開２００５−２３６７０９号公報 特開２００７−２１４８１９号公報

特許文献１に記載されるような適応変調方式は、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。バースト伝送方式の送信電力は、それぞれのバースト信号に対する変調方式毎に決まっているため、受信電力だけで無線伝送路の品質を判定することができる。

しかし、連続信号を送受信する無線伝送装置に、受信電力だけで切り替え判定を行う適応変調方式を適用した場合、フェージング等により瞬時的な受信電力の低下が発生した場合、誤って変調方式を切り替えてしまうことから切り替えに伴う信号断が発生するという問題がある。

さらに、無線伝送路の品質が安定せず受信電力が常に変動している場合には変調方式の切り替えが連続し、それに伴い信号断も連続して発生するという問題がある。

また、特許文献３に記載されるように、ＡＴＰＣと適応変調方式を組み合わせて、連続信号を送受信しＡＴＰＣを具備する無線伝送装置に適応変調方式を適用した場合、送信中に送信電力が常時調整されることから、受信電力だけに基づいて変調方式の切り替えを行うと以下のような不具合が発生するという問題がある。

すなわち、受信電力だけで切り替え判定を行う場合、無線伝送路の品質が悪化して受信電力が低下するとＡＴＰＣによる送信電力調整で無線伝送路の品質改善が可能であっても変調方式を切り替え、その後、ＡＴＰＣの送信電力調整で受信電力が上昇すると元の変調方式へ戻すことなる。従って、本来ならば受信電力低下により信号誤りで済む場合でも、不要な変調方式の切り替えによって信号断が発生する。

（発明の目的）
本発明の目的は、適応変調方式による変調方式の切り替えに伴う信号断が発生するという課題を解決する無線伝送装置、変調方式決定方法及びそのプログラムを提供することにある。

本発明の第１の無線伝送装置は、対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式の機能を有する無線伝送装置において、対向局から受信した送信可能な最大送信電力と現在の送信電力との差である送信電力余裕と、自局で検出した自局受信電力を考慮して、適応変調方式による変調方式を切り替える変調方式決定回路を含み、変調方式決定回路は、自局受信電力と予め設定した変調方式切替閾値との比較結果と、対向局の現在の変調方式での送信電力余裕と、自局受信電力と変調方式切替閾値との差或いは自動送信電力制御によって自局の送信電力を制御する閾値と変調方式切替閾との差との比較結果とが所定の切り替え条件を満足する場合に、変調方式を切り替える。

本発明の第２の無線伝送装置は、対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式による機能を有する無線伝送装置において、自局の現在の変調方式での送信可能な最大送信電力と現在の送信電力との差である送信電力余裕と、対向局から受信した対向局受信電力を考慮して、適応変調方式による変調方式を切り替える変調方式決定回路を含み、変調方式決定回路は、対向局受信電力と予め設定した変調方式切替閾値との比較結果と、自局の現在の変調方式での送信電力余裕と、相手局受信電力と変調方式切替閾値との差或いは自動送信電力制御によって自局の送信電力を制御する閾値と変調方式切替閾との差との比較結果とが所定の切り替え条件を満足する場合に、変調方式を切り替える。

本発明の第１の変調方式決定方式は、対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式の機能を有する無線伝送装置の変調方式決定方法であって、対向局から受信した送信可能な最大送信電力と現在の送信電力との差である送信電力余裕と、自局で検出した自局受信電力を考慮して、適応変調方式による変調方式を切り替える変調方式決定方法において、自局受信電力と予め設定した変調方式切替閾値を比較するステップと、対向局の現在の変調方式での送信電力余裕と、自局受信電力と変調方式切替閾値との差或いは自動送信電力制御によって自局の送信電力を制御する閾値と変調方式切替閾との差を比較するステップと、比較結果が所定の切り替え条件を満足する場合に、変調方式を切り替えるステップを有する。

本発明の第２の変調方式決定方式は、対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式による機能を有する無線伝送装置の変調方式決定方法であって、自局の現在の変調方式での送信可能な最大送信電力と現在の送信電力との差である送信電力余裕と、対向局から受信した対向局受信電力を考慮して、適応変調方式による変調方式を切り替える変調方式決定方法において、対向局受信電力と予め設定した変調方式切替閾値を比較するステップと、自局の現在の変調方式での送信電力余裕と、相手局受信電力と変調方式切替閾値との差或いは自動送信電力制御によって自局の送信電力を制御する閾値と変調方式切替閾との差を比較するステップと、比較結果が所定の切り替え条件を満足する場合に、変調方式を切り替えるステップを有する。

本発明の第１のプログラムは、対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式の機能を有する無線伝送装置を構成するコンピュータ上で実行されるプログラムであって、コンピュータに、対向局から受信した送信可能な最大送信電力と現在の送信電力との差である送信電力余裕と、自局で検出した自局受信電力を考慮して、適応変調方式による変調方式を切り替える処理を実行させる。

本発明の第２のプログラムは、対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式の機能を有する無線伝送装置を構成するコンピュータ上で実行されるプログラムであって、コンピュータに、自局の現在の変調方式での送信可能な最大送信電力と現在の送信電力との差である送信電力余裕と、対向局から受信した対向局受信電力を考慮して、適応変調方式による変調方式を切り替える処理を実行させる。

本発明によれば、適応変調方式による不要な変調方式の切り替えに伴う信号断の発生を防止することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１に示すブロック図を参照して本発明の第１の実施の形態による無線伝送装置の構成を説明する。図１によれば、無線伝送装置（Ａ）１０ａと、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂとが、無線伝送路２０を介して互いに接続されている状態を示している。ここで、図１の無線伝送装置（Ａ）１０ａと無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの内部構成は同一であるため無線伝送装置（Ａ）１０ａのみを参照して説明する。

図１を参照すると、本発明の第１の実施の形態による無線伝送装置は、変調回路１１ａ、送信回路１２ａ、ＡＴＰＣ制御回路１３ａ、変調方式決定回路１４ａ、受信回路１５ａ、復調回路１６ａを含む構成となっている。

まず、変調回路１１ａは、外部からの送信主信号（ａ１００）と、ＡＴＰＣ制御回路１３ａからの自局ＡＴＰＣ状態信号（ａ３０２）と、変調方式決定回路１４ａからの対向局変調方式制御信号（ａ４０１）を多重し、多重した信号を復調回路１６ａからの自局変調方式制御信号（ａ６０２）で指定される変調方式によって変調する。

送信回路１２ａは、変調回路１１ａで変調した信号を、無線周波数への周波数変換を行い送信無線信号（ａ２０１）として対向局である無線伝送装置（Ｂ）１０ｂへ出力する。この時、送信回路１２ａは、送信無線信号（ａ２０１）の送信電力をＡＴＰＣ制御回路１３ａからの送信電力制御信号（ａ３０１）に従って制御する。

受信回路１５ａは、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂからの受信無線信号（ａ２００）を受信して無線伝送路２０で減衰した信号を増幅すると共に、受信無線信号（ａ２００）の受信電力を自局受信電力モニタ信号（ａ５０１）としてＡＴＰＣ制御回路１３ａ、変調方式決定回路１４ａの両方へ出力する。また、受信回路１５ａは、受信無線信号（ａ２００）の信号周波数を無線周波数から中間周波数へ周波数変換を行う。

復調回路１６ａは、変調方式決定回路１４ａからの対向局変調方式制御信号（ａ４０１）に従い変調方式を切り替えて受信回路１５ａで周波数変換を行った受信信号を復調する。また、復調回路１６ａは、復調後の信号から分離した受信主信号（ａ６０３）を外部の受信主信号を処理する装置へ、自局変調方式制御信号（ａ６０２）を変調回路１１ａへ、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの受信電力と送信電力余裕を格納した対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）をＡＴＰＣ制御回路１３ａと変調方式決定回路１４ａへ出力する。

ＡＴＰＣ制御回路１３ａは、対向局の受信電力を予め設定した一定値（ＡＴＰＣ閾値）に保つように自局の送信電力を制御する機能を有し、復調回路１６ａからの対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）から対向局である無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの受信電力を分離し、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの受信電力が予め設定した値からＡＴＰＣ制御を行う送信電力制御信号（ａ３０１）を送信回路１２ａへ出力する。

また、ＡＴＰＣ制御回路１３ａは、受信回路１５ａからの自局受信電力モニタ信号（ａ５０１）を受信して自局の受信電力と送信可能な送信電力と現在の送信電力の差（送信電力余裕）とを多重し、自局ＡＴＰＣ状態信号（ａ３０２）として変調回路１１ａへ出力する。

変調方式決定回路１４ａは、復調回路１６ａからの対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）から無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの送信電力余裕を分離し、また、受信回路１５ａからの自局受信電力モニタ信号（ａ５０１）から自局の受信電力を検出し、対向局送信電力余裕と自局の受信電力から変調方式を決定する。また、変調方式決定回路１４ａは、決定した変調方式の結果を対向局変調方式制御信号（ａ４０１）として変調回路１１ａと復調回路１６ａへ出力する。

（第１の実施の形態の動作）
図１に示すブロック図を参照して本発明の第１の実施の形態による無線伝送装置の動作について説明する。

変調回路１１ａは、外部からの送信主信号（ａ１００）と、ＡＴＰＣ制御回路１３ａからの自局の受信電力と自局送信電力余裕を格納した自局ＡＴＰＣ状態信号（ａ３０２）と、変調方式決定回路１４ａからの対向局変調方式制御信号（ａ４０１）を多重して無線フレームを構成し、復調回路１６ａからの自局変調方式制御信号（ａ６０２）に従った変調方式によって変調する。

変調された無線フレームは、送信回路１２ａにおいて無線周波数への周波数変換を行ったうえで送信無線信号（ａ２０１）として無線伝送装置（Ｂ）１０ｂへ出力され、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂで受信無線信号（ｂ２００）として受信される。この時の送信電力は、ＡＴＰＣ制御回路１３ａからの送信電力制御信号（ａ３０１）に従って制御される。

一方、受信回路１５ａは、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂからの受信無線信号（ａ２００）を受信すると、無線伝送路２０で減衰した無線信号を増幅すると共に、受信無線信号（ａ２００）の受信電力を自局受信電力モニタ信号（ａ５０１）として、ＡＴＰＣ制御回路１３ａと、変調方式決定回路１４ａの両方へ出力する。また、受信回路１５ａは、受信無線信号（ａ２００）の信号周波数を無線周波数から中間周波数へ周波数変換する。

次いで、復調回路１６ａは、変調方式決定回路１４ａからの対向局変調方式制御信号（ａ４０１）に従った変調方式で受信信号を復調する。

さらに、復調回路１６ａは、復調後の信号から分離した受信主信号（ａ６０３）を外部へ、自局変調方式制御信号（ａ６０２）を変調回路１１ａへ、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの受信電力と送信電力余裕を格納した対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）をＡＴＰＣ制御回路１３ａと変調方式決定回路１４ａへ出力する。

ＡＴＰＣ制御回路１３ａは、復調回路１６ａからの対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）から無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの受信電力を分離し、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの受信電力が予め設定した値より小さい場合は自局の送信電力を上げ、予め設定した値より大きい場合は自局の送信電力を下げるよう制御を行う送信電力制御信号（ａ３０１）を送信回路１２ａへ出力する。

また、ＡＴＰＣ制御回路１３ａは、受信回路１５ａからの自局受信電力モニタ信号（ａ５０１）を受信して、自局受信電力と、送信可能な送信電力と現在の送信電力の差（送信電力余裕）を多重し自局ＡＴＰＣ状態信号（ａ３０２）として変調回路１１ａへ出力する。

変調方式決定回路１４ａは、復調回路１６ａからの対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）から無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの送信電力余裕を分離し、また、受信回路１５ａからの自局受信電力モニタ信号（ａ５０１）から自局受信電力を検出する。

そして、変調方式決定回路１４ａは、対向局送信電力余裕と自局受信電力に基づいた後述する決定方法によって最適な変調方式を決定し、決定した結果を対向局変調方式制御信号（ａ４０１）として変調回路１１ａと復調回路１６ａへ出力する。

次に、図２、図３、図４を参照して、変調方式決定回路１４ａにおける変調方式の決定方法について説明する。図２は、変調方式決定回路１４ａにおける変調方式の決定の状態遷移を示す図、図３は、変調方式決定回路１４ａによる変調方式の決定処理を説明するフローチャート、図４は、自局（無線伝送装置（Ａ）１０ａ）の変調方式Ａ及び変調方式Ｂにおける受信電力と、対向局（無線伝送装置（Ｂ）１０ｂ）の変調方式Ａ及び変調方式Ｂにおける送信電力の例を示す図である。

変調方式決定回路１４ａは、図２に示す状態遷移に従って変調方式を決定する。

無線伝送装置（Ａ）１０ａにおける現在の変調方式が、無線伝送路の変動耐力は小さいが伝送容量が大きい変調方式Ａ（多値数大）である場合（図２の状態Ｓ１）、以下のように変調方式を決定する。

復調回路１６ａからの対向局ＡＴＰＣ状態信号ａ６０１から抽出した対向局の変調方式Ａでの最大送信電力（図４のｄ）とその時の送信電力との差（送信電力余裕）（図４のｇ：ＴＸＤ）を求める（ステップ１０１）。

受信回路１５ａからの自局受信電力モニタ信号（ａ５０１）から検出した自局受信電力（図４のＲＸＰ）と、予め設定した図４における変調方式切替閾値（図４のｂ）との差を求める（ステップＳ１０２）。

自局受信電力（図４のＲＸＰ）が変調方式切替閾値（ｂ）よりも小さく、かつ、変調方式切替閾値（ｂ）と自局受信電力（ＲＸＰ）との差が対向局の送信電力余裕（図４のｇ：ＴＸＤ）よりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ１０３）。

自局受信電力（ＲＸＰ）が変調方式切替閾値（ｂ）よりも小さく、かつ、変調方式切替閾値（ｂ）と自局受信電力（ＲＸＰ）との差が対向局の送信電力余裕（ｇ：ＴＸＤ）よりも大きい状態が、予め設定した保護時間以上継続したかどうかを判定する（ステップＳ１０４）。

保護時間以上継続した場合は、変調方式Ｂを選択し（ステップＳ１０５）、対向局変調方式制御信号（ａ４０１）を出力する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０３、Ｓ１０４での判定がＮＯであれば、現在の変調方式を維持し、変調方式Ｂへの切替は行わない。

また、無線伝送装置（Ａ）１０ａにおける現在の変調方式が、無線伝送路の変動耐力は大きいが伝送容量が小さい変調方式Ｂ（多値数大）である場合（図２の状態Ｓ２）、以下のように変調方式を決定する。

復調回路１６ａからの対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）から抽出した対向局の変調方式Ｂでの最大送信電力（図４のｃ）とその時の送信電力との差（送信電力余裕）（図４のｈ：ＴＸＤ）を求める（ステップ２０１）。

ＡＴＰＣ閾値（図４のａ）と、予め設定した図４における変調方式切替閾値（図４のｂ）との差（ｅ）を求める（ステップＳ２０２）。

自局受信電力（ＲＸＰ）が予め設定した変調方式切替閾値（ｂ）よりも大きく、かつ、対向局の変調方式Ｂでの最大送信電力（ｃ）とその時の送信電力の差（送信電力余裕、ｈ：ＴＸＤ）がＡＴＰＣ閾値（ａ）と変調方式切替閾値（ｂ）との差よりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ２０３）。

自局受信電力（ＲＸＰ）が予め設定した変調方式切替閾値（ｂ）よりも大きく、かつ、対向局の変調方式Ｂでの最大送信電力（ｃ）とその時の送信電力の差（送信電力余裕、ｈ：ＴＸＤ）がＡＴＰＣ閾値（ａ）と変調方式切替閾値（ｂ）との差よりも大きい状態が、予め設定した保護時間以上継続したかどうかを判定する（ステップＳ２０４）。

保護時間以上継続した場合は、変調方式Ａを選択し（ステップＳ２０５）、対向局変調方式制御信号（ａ４０１）を出力する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ２０３、Ｓ２０４での判定がＮｏであれば、現在の変調方式を維持し、変調方式Ａへの切替は行わない。

変調方式Ａから変調方式Ｂへの切替条件としての保護時間と、変調方式Ｂから変調方式Ａへの切替条件としての保護時間は、それぞれ個別の長さに設定される。

上記のようにして変調方式決定回路１４ａから出力された対向局変調方式制御信号（ａ４０１）に基づいて、図１における自局の復調回路１６ａと対向局の変調回路１１ｂの変調方式が選択した変調方式Ａ又は変調方式Ｂに切り替えられる。

以上により、ＡＴＰＣと適応変調方式を具備した無線伝送装置において、対向局の送信電力余裕と自局受信電力を用いて適応変調方式における変調方式を決定することが可能となる。

図４を参照して、第１の実施の形態における変調方式切り替えの時間変化の一例を説明する。

図４において、横軸は時間を表しており、上側グラフの縦軸は自局受信電力を、下側グラフの縦軸は対向局の送信電力を表している。

まず、期間（９）の最初の段階では、受信電力（ＲＸＰ）が変調方式切替閾値（ｂ）よりも大きく、無線伝送路２０の品質は良好であるので、変調方式Ａ（多値数大）を選択し、無線伝送路２０の変動耐力は小さいが大きな伝送容量を確保することが可能となる。

期間（１）で、例えば降雨等により受信電力（ＲＸＰ）がＡＴＰＣ閾値（ａ）よりも低下すると、ＡＴＰＣの機能により対向局の送信電力を高くして受信電力の回復を図る。しかし、さらに天候が悪化して自局受信電力（ＲＸＰ）が変調方式切替閾値（ｂ）以下で、かつ、対向局の送信電力が変調方式Ａでの最大送信電力（ｄ）となり、送信電力余裕（ｇ：ＴＸＤ）が「０」となる状態が予め定めた保護時間（期間（２））以上継続すると、無線伝送路２０の品質悪化と判断して、時点（３）において変調方式Ｂ（期間（１０））へ切り替える。

このとき、仮に受信電力が変調方式切替閾値（ｂ）付近をふらついて上記の条件を保護時間（２）以上継続することがなければ、変調方式の切り替えが抑制され、切り替えに伴う信号断の発生を防止することが可能となる。

変調方式Ｂは多値数が小さいため伝送容量は小さくなるが、無線伝送路２０の変動耐力が大きく変調方式Ａに比べて受信電力が低くても良好な無線伝送が可能となる。また、一般に多値数の小さな変調方式（変調方式Ｂ）は、多値数の大きな変調方式（変調方式Ａ）に比べて信号点間の距離が長いため、送信回路と受信回路内の増幅器による信号歪みに対して耐力が強いので歪みがより顕著となるより大きな電力での送信が可能である。

従って、時点（３）において対向局の送信電力は、最大送信電力（ｄ）から最大送信電力（ｃ）に向上することで、図４に示すように受信電力も（ｆ）だけ向上するため無線伝送路２０の品質改善が可能となる。

天候の回復により受信電力がＡＴＰＣ閾値（ａ）以上に回復する（時点（４））と、対向局ではＡＴＰＣ動作を開始し送信電力を低下させる。

時点（５）で、送信電力余裕（ｈ：ＴＸＤ）がＡＴＰＣ閾値（ａ）と変調方式切替閾値（ｂ）の差以上で、かつ予め定めた保護時間（６）以上継続した場合は、時点（６）において無線伝送路２０の品質改善と判断して変調方式Ｂ（期間（１０））から変調方式Ａ（期間（１１））に切り替える。これにより、無線伝送路２０の変動耐力は小さいが大きな伝送容量の確保が可能となる。

このとき、例えば、受信電力（ＲＸＰ）がＡＴＰＣ閾値（ａ）付近をふらつき前記条件を保護時間（６）以上継続することがなければ変調方式の切り替えが抑制され、切り替えに伴う信号断の発生を防止することが可能となる。

期間（８）のように、フェージング等により瞬時的に受信電力（ＲＸＰ）が変調方式切替閾値以下に低下した場合でも、対向局の送信電力余裕（ＴＸＤ）が０ではなく、またその状態が保護時間以上継続しないので、変調方式Ａから変調方式Ｂへの切り替えとその後の変調方式Ｂから変調方式Ａへの切り替えが抑制され、切り替えに伴う信号断の発生を防止できる。

以上のように、変調方式の切り替え判定に自局の受信電力と対向局の送信電力余裕を使用することで、受信電力が変調方式切替閾値以下となっても、ＡＴＰＣの送信電力制御で受信電力を回復できる時には、変調方式の切り替えを抑制し、切り替えに伴う信号断の発生を極力防止することが可能となる。

さらに、変調方式切り替えの際に保護時間を設けることで受信電力のふらつきによる変調方式の断続的な切り替えや瞬時的な受信電力低下による変調方式の切り替えが抑制され、切り替えに伴う信号断の発生を効果的に防止することができる。

なお、ＡＴＰＣ閾値や変調方式切替閾値や保護時間といった各種パラメータについては、外部からの設定により変更可能であり、無線伝送路２０の回線設計に従い最適な値を設定することが可能である。

また、第１の実施の形態では、説明の簡単化のため例として、変調方式ＡとＢの２つの場合を用いて説明したが、多値数の異なる３つ以上の変調方式を組み合わせた場合に適用することも可能である。

（第１の実施の形態による効果）
第１の効果は、対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御するＡＴＰＣを有し、かつ連続信号を伝送し、また無線伝送路２０の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式を有した無線伝送装置において、受信電力が変調方式切替閾値を下回っても対向局のＡＴＰＣで受信電力を変調方式切り替え閾値以上に回復できる場合には、変動耐力は大きいが伝送容量が小さい変調方式（多値数小、以下変調方式Ｂ）への切り替えを抑制し不要な信号断の発生を防ぐことが可能なことである。
その理由は、対向局から送信可能な最大電力と現在の送信電力との差（送信電力余裕）を受信することで自局で検出した受信電力に加え対向局の送信電力に基づいて変調方式切り替えの判定を行うことにより、受信電力が変調方式切替閾値を下回っても、送信電力余裕があり受信電力を変調方式切替閾値以上に回復させることができるかを判断して判定を行うからである。

第２の効果は、無線伝送路２０の品質が悪く変調方式Ｂに切り替えた後に受信電力が変調方式切替閾値以上に回復した場合、無線伝送路２０の品質が安定するまで変動耐力は小さいが伝送容量は大きい変調方式（多値数大、変調方式Ａ）への切り替えを抑制することで、変調方式Ｂに切り替えた後、無線伝送路２０の品質急変による無線回線断や、無線伝送路２０の品質が不安定な場合の変調方式の切り替えによるばたつきを防止することが可能なことである。

その理由は、対向局からの送信電力余裕を受信することで自局で検出した受信電力に加え対向局の送信電力余裕に基づいて変調方式切り替えの判定を行うことにより、受信電力が変調方式切替閾値を上まわっても、対向局の送信電力余裕がＡＴＰＣ閾値と変調方式切替閾値の差以上ない場合や、送信電力余裕がＡＴＰＣ閾値と変調方式切替閾値の差以上の状態が予め設定した保護時間以上継続していない場合には変調方式Ａへの切り替えを抑制するからである。

第３の効果は、無線伝送装置において、フェージング等の瞬時的な受信電力低下による変調方式の切り替えを抑制し、切り替えに伴う信号断の発生を防止することが可能である。

その理由は、変調方式の切り替え判定において、受信電力と送信電力余裕が変調方式Ａへの切り替え条件を満たした状態が予め設定した保護時間以上継続しなければ変調方式を切り替えないようにしているからである。

（第２の実施の形態）
図１の第１の実施の形態では、受信側の無線伝送装置の変調方式決定回路において、送受信間の変調方式を決定しているが、図５に示す第２の実施の形態では、送信側の無線伝送装置の変調方式決定回路でも送受信間の変調方式を決定することができる構成としている。

第２の実施の形態による無線伝送装置の構成と動作について図５を参照して説明する。ここで、図５の無線伝送装置（Ａ）１０ａと無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの内部構成は同一であるため無線伝送装置（Ａ）１０ａのみについて説明する。

変調回路１１ａは、外部からの送信主信号（ａ１００）とＡＴＰＣ制御回路１３ａからの自局ＡＴＰＣ状態信号（ａ３０２）と変調方式決定回路１４ａからの自局変調方式制御信号（ａ７０１）を多重して変調し、送信回路１２ａにおいて無線周波数への周波数変換を行い送信無線信号（ａ２０１）として無線伝送装置（Ｂ）１０ｂへ出力する。この時、送信電力をＡＴＰＣ制御回路１３ａからの送信電力制御信号（ａ３０１）に従い制御する。

なお、自局変調方式制御信号（ａ７０１）を対向局である無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの復調回路１６ｂが受信した後、無線伝送装置（Ａ）１０ａの変調回路１１ａと無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの復調回路１６ｂで変調方式の切り替えを行う。

受信回路１５ａは、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂからの受信無線信号（ａ２００）を受信して無線伝送路２０で減衰した信号を増幅し、受信電力を自局受信電力モニタ信号（ａ５０１）としてＡＴＰＣ制御回路１３ａへ出力する。また、受信回路１５ａは、受信無線信号（ａ２００）の信号周波数を無線周波数から中間周波数へ周波数変換する。

次いで、復調回路１６ａは、受信信号を復調し、復調後の信号から分離した受信主信号（ａ６０３）を外部へ、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの受信電力を格納した対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）をＡＴＰＣ制御回路１３ａと変調方式決定回路１４ａへ出力する。

なお、復調回路１６ａは、対向局である無線伝送装置（Ｂ）１０ｂからの自局変調方式制御信号（ａ７０１）を無線フレームから分離し、指定される変調方式へ切り替えて復調を行う。

ＡＴＰＣ制御回路１３ａは、復調回路１６ａからの対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）から無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの受信電力を分離し、無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの受信電力が予め設定した値より小さい場合は自局の送信電力を上げ、予め設定した値より大きい場合は自局の送信電力を下げるよう調整する送信電力制御信号（ａ３０１）を送信回路１２ａへ出力する。

また、ＡＴＰＣ制御回路１３ａは、受信回路１５ａからの自局受信電力モニタ信号（ａ５０１）を受信して自局の受信電力を自局ＡＴＰＣ状態信号（ａ３０２）として変調回路１１ａへ出力し、送信電力余裕信号（ａ３０３）を変調方式決定回路１４ａへ出力する。

変調方式決定回路１４ａは、復調回路１６ａからの対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）から無線伝送装置（Ｂ）１０ｂの受信電力を分離して検出する。また、変調方式決定回路１４ａは、ＡＴＰＣ制御回路１３ａからの送信電力余裕信号（ａ３０３）を受信して、自局の送信電力余裕と対向局の受信電力から図６に示す状態遷移で変調方式を決定し、結果を自局変調方式制御信号（ａ７０１）として変調回路１１ａへ出力する。

次に、図６、図７を参照して、変調方式決定回路１４ａにおける変調方式の決定方法について説明する。図６は、変調方式決定回路１４ａにおける変調方式の決定の状態遷移を示す図、図７は、変調方式決定回路１４ａによる変調方式の決定処理を説明するフローチャートである。

変調方式決定回路１４ａは、図６に示す状態遷移に従って変調方式を決定する。

無線伝送装置（Ａ）１０ａにおける現在の変調方式が、無線伝送路の変動耐力は小さいが伝送容量が大きい変調方式Ａ（多値数大）である場合（図６の状態Ｓ１）、以下のように変調方式を決定する。

自局ＡＴＰＣ状態信号（ａ３０２）から抽出した自局の変調方式Ａでの最大送信電力（ｃ）とその時の送信電力との差（送信電力余裕：ＯＸＤ）を求める（ステップ３０１）。

復調回路１６ａからの対向局ＡＴＰＣ状態信号（ａ６０１）から検出した対向局受信電力（ＯＸＰ）と、予め設定した変調方式切替閾値（ｂ）との差を求める（ステップＳ３０２）。

対向局受信電力（ＯＸＰ）が変調方式切替閾値（ｂ）よりも小さく、かつ、変調方式切替閾値（ｂ）と対向局受信電力（ＯＸＰ）との差が自局の送信電力余裕（ＯＸＤ）よりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ３０３）。

対向局受信電力（ＯＸＰ）が変調方式切替閾値（ｂ）よりも小さく、かつ、変調方式切替閾値（ｂ）と対向局受信電力（ＯＸＰ）との差が自局の送信電力余裕（ＯＸＤ）よりも大きい状態が、予め設定した保護時間以上継続したかどうかを判定する（ステップＳ３０４）。

保護時間以上継続した場合は、変調方式Ｂを選択し（ステップＳ１０５）、自局変調方式制御信号（ａ７０１）を出力する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ３０３、Ｓ３０４での判定がＮＯであれば、現在の変調方式を維持し、変調方式Ｂへの切替は行わない。

また、無線伝送装置（Ａ）１０ａにおける現在の変調方式が、無線伝送路の変動耐力は大きいが伝送容量が小さい変調方式Ｂ（多値数大）である場合（図２の状態Ｓ２）、以下のように変調方式を決定する。

自局ＡＴＰＣ状態信号（ａ３０２）から抽出した自局の変調方式Ｂでの最大送信電力（ｃ）とその時の送信電力との差（送信電力余裕：ＯＸＤ）を求める（ステップ４０１）。

ＡＴＰＣ閾値（ａ）と、予め設定した変調方式切替閾値（ｂ）との差を求める（ステップＳ４０２）。

対向局受信電力（ＯＸＰ）が予め設定した変調方式切替閾値（ｂ）よりも大きく、かつ、自局の変調方式Ｂでの最大送信電力（ｃ）とその時の送信電力の差（送信電力余裕：ＯＸＤ）がＡＴＰＣ閾値（ａ）と変調方式切替閾値（ｂ）との差よりも大きいかどうかを判定する（ステップＳ４０３）。

対向局受信電力（ＯＸＰ）が予め設定した変調方式切替閾値（ｂ）よりも大きく、かつ、自局の変調方式Ｂでの最大送信電力（ｃ）とその時の送信電力の差（送信電力余裕：ＯＸＤ）がＡＴＰＣ閾値（ａ）と変調方式切替閾値（ｂ）との差よりも大きい状態が、予め設定した保護時間以上継続したかどうかを判定する（ステップＳ４０４）。

保護時間以上継続した場合は、変調方式Ａを選択し（ステップＳ３０５）、自局変調方式制御信号（ａ７０１）を出力する（ステップＳ３０６）。

ステップＳ４０３、Ｓ４０４での判定がＮｏであれば、現在の変調方式を維持し、変調方式Ａへの切替は行わない。

変調方式Ａから変調方式Ｂへの切替条件としての保護時間と、変調方式Ｂから変調方式Ａへの切替条件としての保護時間は、それぞれ個別の長さに設定される。

上記のようにして変調方式決定回路１４ａから出力された自局変調方式制御信号（ａ７０１）に基づいて、図５における自局の変調回路１１ａと復調回路１６ａの変調方式が選択した変調方式Ａ又は変調方式Ｂに切り替えられる。

以上により、ＡＴＰＣと適応変調方式を具備した無線伝送装置において、自局の送信電力余裕と対向局受信電力を用いて適応変調方式における変調方式を決定することが可能となる。

（第２の実施の形態による効果）
第２の実施の形態によれば、送信側の変調方式決定回路で対向局間の変調方式を決定することが可能である。

次に、上述した実施の形態による無線伝送装置のハードウェア構成について、図８を参照して説明する。図８は、無線伝送装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

図８を参照すると、無線伝送装置は、一般的なコンピュータ装置と同様のハードウェア構成によって実現することができ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメインメモリであり、データの作業領域やデータの一時退避領域に用いられる主記憶部３０２、ＣＰＵ３０１の制御により無線伝送処理を実行する無線伝送部３０３（変調回路１１ａ、送信回路１２ａ、ＡＴＰＣ制御回路１３ａ、変調方式決定回路１４ａ、受信回路１５ａ、復調回路１６ａに相当）、入出力インタフェース部３０４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリから構成されるハードディスク装置である補助記憶部３０５、上記各構成要素を相互に接続するシステムバス３０６、ディスプレイ装置等の出力装置３０７及びキーボード等の入力装置３０８を備えている。

本実施の形態による無線伝送装置は、ＡＴＰＣ制御や変調方式の決定処理を含む伝送処理を実行するプログラムを組み込んだ、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等のハードウェア部品である回路部品を実装することにより、その動作をハードウェア的に実現することは勿論として、上記無線伝送部３０３（変調回路１１ａ、送信回路１２ａ、ＡＴＰＣ制御回路１３ａ、変調方式決定回路１４ａ、受信回路１５ａ、復調回路１６ａ）の各機能を提供するプログラムを、補助記憶部３０５に格納し、そのプログラムを主記憶部３０２にロードしてＣＰＵ３０１で実行することにより、ソフトウェア的に実現することも可能である。

以上好ましい実施の形態と実施例をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも、上記実施の形態及び実施例に限定されるものでなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。

本発明の第１の実施の形態による無線伝送装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態による無線伝送装の変調方式決定回路における変調方式の決定の状態遷移を示す図である。 本発明の第１の実施の形態による無線伝送装の変調方式決定回路による変調方式の決定処理を説明するフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態による自局の変調方式Ａ及び変調方式Ｂにおける受信電力と、対向局の変調方式Ａ及び変調方式Ｂにおける送信電力の例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による無線伝送装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態による無線伝送装の変調方式決定回路における変調方式の決定の状態遷移を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による無線伝送装の変調方式決定回路による変調方式の決定処理を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態による無線伝送装のハードウェア構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ａ、１０ｂ：無線伝送装置
１１ａ、１１ｂ：変調回路
１２ａ、１２ｂ：送信回路
１３ａ、１３ｂ：ＡＴＰＣ制御回路
１４ａ、１４ｂ：変調方式決定回路
１５ａ、１５ｂ：受信回路
１６ａ、１６ｂ：復調回路
ａ１００：送信主信号
ａ２００：受信無線信号
ａ２０１：送信無線信号
ａ３０１：送信電力制御信号
ａ３０２：自局ＡＴＰＣ状態信号
ａ４０１：対向局変調方式制御信号
ａ５０１：自局受信電力モニタ信号
ａ６０１：対向局ＡＴＰＣ状態信号
ａ６０２：自局変調方式制御信号
ａ６０３：受信主信号
ａ７０１：自局変調方式制御信号

Claims (12)

1. 対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式の機能を有する無線伝送装置において、
   対向局から受信した送信可能な最大送信電力と現在の送信電力との差である送信電力余裕と、自局で検出した自局受信電力を考慮して、前記適応変調方式による変調方式を切り替える変調方式決定回路を含み、
   前記変調方式決定回路は、
   前記自局受信電力と予め設定した変調方式切替閾値との比較結果と、対向局の現在の変調方式での前記送信電力余裕と、前記自局受信電力と前記変調方式切替閾値との差或いは前記自動送信電力制御によって自局の送信電力を制御する閾値と前記変調方式切替閾との差との比較結果とが所定の切り替え条件を満足する場合に、前記変調方式を切り替える
   ことを特徴とする無線伝送装置。
2. 前記変調方式決定回路は、前記切り替え条件を満足する状態が予め定めた時間以上継続する場合に、現在の変調方式を他の変調方式に変更する決定を行うことを特徴とする請求項１に記載の無線伝送装置。
3. 前記変調方式決定回路は、
   前記自局受信電力が前記変調方式切替閾値より小さく、かつ前記送信電力余裕が前記自局受信電力と前記変調方式切替閾値との差より小さい場合に、変動耐力は大きいが伝送容量の小さい変調方式から、変動耐力は小さいが伝送容量の大きい変調方式に切り替え、
   前記自局受信電力が前記変調方式切替閾値より大きく、かつ前記送信電力余裕が前記自局受信電力と前記変調方式切替閾値との差より大きい場合に、変動耐力は小さいが伝送容量の大きい変調方式から、変動耐力は大きいが伝送容量の小さい変調方式に切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線伝送装置。
4. 対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式による機能を有する無線伝送装置において、
   自局の現在の変調方式での送信可能な最大送信電力と現在の送信電力との差である送信電力余裕と、対向局から受信した対向局受信電力を考慮して、前記適応変調方式による変調方式を切り替える変調方式決定回路を含み、
   前記変調方式決定回路は、
   前記対向局受信電力と予め設定した変調方式切替閾値との比較結果と、自局の現在の変調方式での前記送信電力余裕と、前記相手局受信電力と前記変調方式切替閾値との差或いは前記自動送信電力制御によって自局の送信電力を制御する閾値と前記変調方式切替閾との差との比較結果とが所定の切り替え条件を満足する場合に、前記変調方式を切り替える
   ことを特徴とする無線伝送装置。
5. 前記変調方式決定回路は、前記切り替え条件を満足する状態が予め定めた時間以上継続する場合に、現在の変調方式を他の変調方式に変更する決定を行うことを特徴とする請求項４に記載の無線伝送装置。
6. 前記変調方式決定回路は、
   前記相手局受信電力が前記変調方式切替閾値より小さく、かつ前記送信電力余裕が前記相手局受信電力と前記変調方式切替閾値との差より小さい場合に、変動耐力は大きいが伝送容量の小さい変調方式から、変動耐力は小さいが伝送容量の大きい変調方式に切り替え、
   前記相手局受信電力が前記変調方式切替閾値より大きく、かつ前記送信電力余裕が前記相手局受信電力と前記変調方式切替閾値との差より大きい場合に、変動耐力は小さいが伝送容量の大きい変調方式から、変動耐力は大きいが伝送容量の小さい変調方式に切り替えることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の無線伝送装置。
7. 対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式の機能を有する無線伝送装置の変調方式決定方法であって、
   対向局から受信した送信可能な最大送信電力と現在の送信電力との差である送信電力余裕と、自局で検出した自局受信電力を考慮して、前記適応変調方式による変調方式を切り替える変調方式決定方法において、
   前記自局受信電力と予め設定した変調方式切替閾値を比較するステップと、対向局の現在の変調方式での前記送信電力余裕と、前記自局受信電力と前記変調方式切替閾値との差或いは前記自動送信電力制御によって自局の送信電力を制御する閾値と前記変調方式切替閾との差を比較するステップと、前記比較結果が所定の切り替え条件を満足する場合に、前記変調方式を切り替えるステップを有する
   ことを特徴とする変調方式決定方法。
8. 前記切り替え条件を満足する状態が予め定めた時間以上継続する場合に、現在の変調方式を他の変調方式に変更する決定を行うことを特徴とする請求項７に記載の変調方式決定方法。
9. 前記自局受信電力が前記変調方式切替閾値より小さく、かつ前記送信電力余裕が前記自局受信電力と前記変調方式切替閾値との差より小さい場合に、変動耐力は大きいが伝送容量の小さい変調方式から、変動耐力は小さいが伝送容量の大きい変調方式に切り替え、
   前記自局受信電力が前記変調方式切替閾値より大きく、かつ前記送信電力余裕が前記自局受信電力と前記変調方式切替閾値との差より大きい場合に、変動耐力は小さいが伝送容量の大きい変調方式から、変動耐力は大きいが伝送容量の小さい変調方式に切り替えることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の変調方式決定方法。
10. 対向局の受信電力を予め設定した一定値に保つように自局の送信電力を制御する自動送信電力制御機能と、無線伝送路の品質に応じて変調方式を自動的に切り替える適応変調方式による機能を有する無線伝送装置の変調方式決定方法であって、
    自局の現在の変調方式での送信可能な最大送信電力と現在の送信電力との差である送信電力余裕と、対向局から受信した対向局受信電力を考慮して、前記適応変調方式による変調方式を切り替える変調方式決定方法において、
    前記対向局受信電力と予め設定した変調方式切替閾値を比較するステップと、自局の現在の変調方式での前記送信電力余裕と、前記相手局受信電力と前記変調方式切替閾値との差或いは前記自動送信電力制御によって自局の送信電力を制御する閾値と前記変調方式切替閾との差を比較するステップと、比較結果が所定の切り替え条件を満足する場合に、前記変調方式を切り替えるステップを有する
    ことを特徴とする変調方式決定方法。
11. 前記切り替え条件を満足する状態が予め定めた時間以上継続する場合に、現在の変調方式を他の変調方式に変更する決定を行うことを特徴とする請求項１０に記載の変調方式決定方法。
12. 前記相手局受信電力が前記変調方式切替閾値より小さく、かつ前記送信電力余裕が前記相手局受信電力と前記変調方式切替閾値との差より小さい場合に、変動耐力は大きいが伝送容量の小さい変調方式から、変動耐力は小さいが伝送容量の大きい変調方式に切り替え、
    前記相手局受信電力が前記変調方式切替閾値より大きく、かつ前記送信電力余裕が前記相手局受信電力と前記変調方式切替閾値との差より大きい場合に、変動耐力は小さいが伝送容量の大きい変調方式から、変動耐力は大きいが伝送容量の小さい変調方式に切り替えることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の変調方式決定方法。

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