特許第6249390号(P6249390)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6249390
(24)【登録日】2017年12月1日
(45)【発行日】2017年12月20日
(54)【発明の名称】送信装置および受信装置
(51)【国際特許分類】
   H04L 27/02 20060101AFI20171211BHJP
   H04B 1/40 20150101ALI20171211BHJP
   H04B 1/04 20060101ALI20171211BHJP
   H04B 1/16 20060101ALI20171211BHJP
【FI】
   H04L27/02 D
   H04B1/40
   H04B1/04 G
   H04B1/16 R
【請求項の数】3
【全頁数】9
(21)【出願番号】特願2013-38260(P2013-38260)
(22)【出願日】2013年2月28日
(65)【公開番号】特開2014-165903(P2014-165903A)
(43)【公開日】2014年9月8日
【審査請求日】2016年2月22日
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000004330
【氏名又は名称】日本無線株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126561
【弁理士】
【氏名又は名称】原嶋 成時郎
(72)【発明者】
【氏名】田口 恵一
【審査官】 北村 智彦
(56)【参考文献】
【文献】 特開2002−141959(JP,A)
【文献】 特開平08−139632(JP,A)
【文献】 特開昭54−055357(JP,A)
【文献】 特開平06−105253(JP,A)
【文献】 特開平11−215036(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04L 27/00−27/38
H04B 1/04
H04B 1/16
H04B 1/40
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
伝送情報に基づく搬送波抑圧型の変調方式によって生成された送信波を送信する送信装置であって、
スイッチを備える操作部と、
前記スイッチが操作されると、前記伝送情報をFIFO方式により蓄積すると共に、前記送信波の送信に先行して、前記送信波の占有帯域に分布するパイロット信号を送信し、前記パイロット信号の送信後に、蓄積した伝送情報から前記変調方式で送信波を生成して送信する第1の制御手段とを備え、
前記スイッチの操作が解除されると前記第1の制御手段を待機する
ことを特徴とする送信装置。
【請求項2】
伝送情報に基づく搬送波抑圧型の変調方式によって生成された送信波を送信する送信装置であって、
スイッチを備える操作部と、
前記スイッチが操作されると、前記伝送情報をFIFO方式により蓄積すると共に、前記送信波の送信に先行して、前記送信波の占有帯域の内、前記伝送情報の成分が分布しない特定の帯域に分布するパイロット信号を送信し、前記パイロット信号の送信後に、蓄積した伝送情報から前記変調方式で送信波を生成して送信する第2の制御手段とを備え、
前記スイッチの操作が解除されると前記第2の制御手段を待機する
ことを特徴とする送信装置。
【請求項3】
請求項1に記載の送信装置において、
前記パイロット信号は、
周波数軸上で前記送信波の占有帯域の内、前記伝送情報の成分が分布しない特定の帯域に分布する
ことを特徴とする送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、搬送波抑圧型の変調方式によって生成された送信波を送信する送信装置と、その送信波が伝送路を介して到来した受信波のレベルを自動利得制御によって維持し、復調処理を施す受信装置とに関する。
【背景技術】
【0002】
搬送波が抑圧されない振幅変調方式が適用された無線受信機の多くは、受信波が到来していない状況では、最大の利得で待ち受け、到来した受信波のレベルに応じた自動利得制御を行うことにより、例えば、中間周波段におけるレベルをほぼ適正な値に保つ。
【0003】
このような無線受信機の内、ディジタル変調方式が適応するディジタル無線受信機では、受信波のA/D変換の過程における飽和が回避されることによって、線形性が確保される。
【0004】
なお、本発明に関連する先行技術としては、以下に列記する特許文献1および特許文献2がある。
【0005】
(1) 「送信端局側で予備回線用の予備ディジタル変調器,予備送信機及び送端予備運用スイッチと、受信端局側で予備受信機,予備ディジタル復調器及び受端予備運用スイッチとを備えたディジタル無線設備のアナログTV予備運用切替方式において、前記送端予備運用スイッチを前記予備ディジタル変調器と前記予備送信機との間に設け、前記受端予備運用スイッチを前記予備ディジタル復調器と前記予備受信機との間に設けた」ことによって、「アナログTV信号をディジタル化するA−D変換器、及びディジタルTV信号をアナログ化するD−A変換器を使用することなく、アナログTV信号の予備運用が直接できる」点に特徴があるディジタル無線設備のアナログTV予備運用切替方式…特許文献1
【0006】
(2) 「送信側において、変調信号と、この変調信号の最大振幅より大きい一定の振幅を有し定周期のパルス信号とを変調入力として、単側波帯で送信し、受信側において、受信信号のピーク値、すなわち前記パルス信号に基づいて受信利得を自動調整する」ことによって、「SSB無線通信方式における、高電力効率及び狭周波数帯域伝送の利点を生かしつつ、受信回路の自動利得制御を無線通信経路の条件によらず即時且つ高精度に行うことが出来る」点に特徴があるSSB無線通信方式…特許文献2
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平5−29983号公報
【特許文献2】特開2002−141959号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、上述した無線受信機は、搬送波抑圧型のSSB変調方式が適用されている場合には、受信波が到来した時点から自動利得制御系が定常状態に移行するまでに、数ミリ秒要する。
【0009】
したがって、短いフェージングが発生しやすい短波帯、あるいは受信波に絶えず何らかのフェージングが生じる系では、自動利得制御系の過渡応答が収束するために長時間を要し、速やかな通信路の形成と良好な伝送品質との確保が難しかった。
【0010】
特に、搬送波抑圧型のSSB変調方式が適用された場合には、受信波に搬送波が含まれていないために、通信信号の先頭が欠落し易い。
【0011】
このような欠落が許容されないデータ通信系では、通信信号の先頭にダミー信号(同期ビットを含む。)が付加されなければならず、伝送速度が実効的に低下し、かつ送信機と受信機との構成が複雑となる可能性が高かった。
【0012】
本発明は、占有帯域および変調方式が変更されることなく、自動利得制御に基づいて伝送品質を高く維持できる送信装置および受信装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
請求項1に記載の発明では、伝送情報に基づく搬送波抑圧型の変調方式によって生成された送信波を送信する送信装置であって、スイッチを備える操作部と、前記スイッチが操作されると、前記伝送情報をFIFO方式により蓄積すると共に、前記送信波の送信に先行して、前記送信波の占有帯域に分布するパイロット信号を送信し、前記パイロット信号の送信後に、蓄積した伝送情報から前記変調方式で送信波を生成して送信する第1の制御手段とを備える。前記スイッチの操作が解除されると前記第1の制御手段を待機する。
【0014】
すなわち、占有帯域が変更されることなく受信端にパイロット信号が伝達されるので、そのパイロット信号のレベルは自動利得制御の基準として適用可能となる。
【0015】
請求項2に記載の発明では、伝送情報に基づく搬送波抑圧型の変調方式によって生成された送信波を送信する送信装置にであって、スイッチを備える操作部と、前記スイッチが操作されると、前記伝送情報をFIFO方式により蓄積すると共に、前記送信波の送信に先行して、前記送信波の占有帯域の内、前記伝送情報の成分が分布しない特定の帯域に分布するパイロット信号を送信し、前記パイロット信号の送信後に、蓄積した伝送情報から前記変調方式で送信波を生成して送信する第2の制御手段とを備える。前記スイッチの操作が解除されると前記第2の制御手段を待機する。
【0016】
すなわち、送信波と共通の占有帯域を介して受信端にパイロット信号が伝達されるので、そのパイロット信号のレベルは自動利得制御の基準として適用可能となる。
【0017】
請求項3に記載の発明では、請求項1に記載の送信装置において、前記パイロット信号は、周波数軸上で前記送信波の占有帯域の内、前記伝送情報の成分が分布しない特定の帯域に分布する。
【0018】
すなわち、パイロット信号は、伝送情報と異なる帯域を介して受信端に引き渡される。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、電波形式に変更が伴わないにもかかわらず、パイロット信号のレベルを基準として開始された定常的な自動利得制御の下で、そのパイロット信号に後続して、あるいは並行して到来した受信波に所望の処理を施すことが可能となる。
また、本発明では、受信端において慣用技術によってパイロット信号と伝送情報との分離が可能となり、これらのパイロット信号と伝送情報との抽出や識別のために多くの資源を共用可能となる。
【0024】
さらに、本発明では、パイロット信号に後続して、あるいは並行して到来した受信波の自動利得制御が精度よく行われ、その受信波に復調その他の所望の処理を安定に施すことが可能となる。
したがって、本発明が適用された無線伝送系や無線通信系では、既存または既定の構成や伝送方式が変更されることなく、安価に伝送品質および信頼性が高められる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
図1】本発明の一実施形態を示す図である。
図2】本実施形態の動作を説明する図である。
図3】本実施形態に適用可能なパイロット信号の態様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態を示す図である。
本実施形態は、地理的に隔たった位置において個別の操作者が操作する2つの無線機10a、10bから構成される。
【0027】
無線機10aは、以下の要素から構成される。
(1) パイロット信号生成部11a
(2) パイロット信号生成部11aの出力に接続されたメーク接点を有するスイッチ12a
(3) マイク13a
【0028】
(4) マイク13aに直列に接続され、かつ出力がスイッチ12aのブレーク接点に接続された音声蓄積部14a
(5) スイッチ12aの共通接点に接続された変調入力を有する無線部15a
(6) 無線部15aのアンテナ端子に給電点が接続されたアンテナ16a
【0029】
(7) 無線部15aの復調出力に縦続接続された増幅器17aおよびスピーカ18a
(8) 操作表示19a
(9) 上記パイロット信号生成部11a,スイッチ12a,音声蓄積部14a,無線部15a,増幅器17aおよび操作表示19aの制御端子にそれぞれ接続された入出力ポートを有する制御部20a
【0030】
無線機10bの構成については、無線機10aの構成と同じであるので、以下では、末尾の添え文字「a」に代えて「b」が付加された同じ符号を付与することとし、ここではその説明および図示を省略する。
【0031】
図2は、本実施形態の動作を説明する図である。
以下、図1および図2を参照することにより、無線機10aが送信端となり、かつ対向する無線機10bが受信端となる場合における各部の連係を説明する。
【0032】
〔送信端である無線機10aの各部の連係動作〕
制御部20aは、操作表示部19aに備えられたプレススイッチ(図示されない。)が押下される(図2(1))と、以下の処理を行う。
【0033】
(1) 既定のインターバルτのタイマーを起動する。
(2) 音声蓄積部14aを稼働状態に設定する。
(3) パイロット信号生成部11aを起動する。
(4) スイッチ12aの共通接点をメーク接点に接続する。
(5) 無線部15aを起動する。
【0034】
音声蓄積部14aは、稼働状態では、マイク13aによって与えられる音声信号をFIFO(First-In
First-Out)方式に基づいて蓄積しつつ待機する。
パイロット信号生成部11aは、制御部20aによって起動されると、既定の形式のパイロット信号を生成する。このパイロット信号は、スイッチ12aを介して無線部15aの変調入力に与えられる。なお、パイロット信号については、周波数軸上において、マイク13aによって与えられる音声信号の帯域の中心に位置する単一正弦波であると仮定する。
【0035】
無線部15aは、制御部20aによって起動されると、その制御部20aの配下で上記パイロット信号を周波数変換することによってパイロット無線信号を生成し、アンテナ16aを介して無線機10b宛に送信する(図2(2))。
【0036】
制御部20aは、インターバルτに相当する時間が経過する(図2(3))と、以下の処理を行う。
【0037】
(1) スイッチ12aの共通接点をブレーク接点に接続する。
(2) パイロット信号生成部11aの稼働を規制する。
(3) 無線部15aに抑圧搬送波型のSSB変調方式に基づく送信波の生成を指示する。
(4) 「蓄積された音声信号を上記FIFO方式により出力する」ことを音声蓄積部14aに指示する。
【0038】
したがって、マイク13aから与えられた音声信号は、パイロット無線信号が送信されている期間に亘ってFIFO方式により蓄積され、そのパイロット無線信号の送信が完了した後には、順次、搬送波抑圧型のSSB変調方式に基づいて生成された送信波として無線機10b宛に送信される(図2(4))。
【0039】
制御部20aは、プレススイッチが押下されている期間にわたって既述の処理を継続し、そのプレススイッチの押下が解除される(図2(5))と、全ての設定や指示を解除し、かつ無線部15aおよび増幅器17aに所定の指示を与えることによって待機する。
【0040】
〔受信端である無線機10bの各部の連係動作〕
一方、無線機10bでは、アンテナ16bに無線信号が到来していない状態(図2(6))では、制御部20bが主導的に無線部15bおよび増幅器17bに所定の指示を与えることによって、受信端として待機する。
【0041】
無線部15bは、アンテナ16bに到来した既述のパイロット無線信号のレベルに基づいて自動利得制御を起動し(図2(7))、その自動利得制御に固有のアタック機能およびリリース機能の下で、パイロット無線信号のレベルに適応した値に、無線部15bの利得を設定する(図2(8))。
【0042】
すなわち、無線部15bの利得は、アンテナ16bに到来したパイロット無線信号のレベルに応じた好適な値に設定される。
【0043】
したがって、このようなパイロット無線信号に後続して受信される受信波(搬送波抑圧型のSSB変調方式の下で生成される)は、その先頭部から欠けることなく、定常的に安定して自動利得制御および復調の対象となる(図2(9))。
【0044】
これらの自動利得制御および復調の下で受信波から復元された音声信号は、制御部20bの主導の下で利得が設定される増幅器17bを介してスピーカ18bから操作者に伝達される。
【0045】
すなわち、本実施形態によれば、搬送波抑圧型のSSB変調方式により生成され、かつ有効な音声信号で変調された受信波の先頭部の復調時に自動利得制御の下で適用される利得は、その受信波の占有帯域(図2(10))を介して事前に引き渡されたパイロット無線信号(図2(11))のレベル(図2(12))を基準として設定される。
【0046】
したがって、本実施形態では、既存の変調方式や電波形式が変更されることなく、通信の開始から欠落することなく、自動利得制御に基づく伝送品質の維持が安定に図られる。
【0047】
なお、本発明は、送信波および受信波の占有帯域が一定である通信系や伝送系に限定されず、これらの占有帯域が送信の度に変化し得る通信系や伝送系にも、同様に適用可能である。
【0048】
また、本発明は、搬送波抑圧形の変調方式、または搬送波が大幅に低減される変調方式が適用されるならば、SSB変調方式に限定されず、DSB変調方式が適用された通信系や伝送系にも同様に適用可能である。
【0049】
さらに、本実施形態では、パイロット信号は、送信波が送信される前に所定の期間τにわたって送信されている。
【0050】
しかし、パイロット無線信号は、本来的な伝送品質や伝送速度が低下し、あるいは低下しても許容可能な程度であるならば、図3(a)、(b)に示すように、送信波の占有帯域に周波数多重化されてもよい。
【0051】
また、このような周波数多重化の下で周波数軸上においてパイロット信号が位置すべき周波数(帯)は、図3(c)、(d)に示すように、本来的に伝送されるべき音声信号の帯域外に設定されてもよい。
【0052】
さらに、パイロット信号が単一正弦波である場合には、図3(e) に示すように、そのパイロット信号の周波数は、搬送波抑圧形の変調の下で生成される側波帯の内、その変調に先行して行われた変調方式(例えば、OFDM(Orthogonal
Frequency Division Multiplexing)、ベースバンド信号に対するPNコードの乗算処理)により形成される周波数軸上のヌル点に設定されてもよい。
【0053】
また、受信端におけるパイロット信号の検知が単なる帯域フィルタによる濾波によって行われなくてもよい場合には、送信波(受信波)の占有帯域内で伝送可能な如何なる変調方式により変調されてもよい。
【0054】
さらに、このようなパイロット無線信号は、セキュリティ、チャネル制御等の通信制御その他にかかわる情報で変調されてもよい。
【0055】
また、パイロット信号は、本来的に伝送されるべき音声信号との混信が回避されるならば、送信波の占有帯域に多重化されて並行して伝送されてもよい。
【0056】
さらに、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の範囲において多様な実施形態の構成が可能であり、構成要素の全てまたは一部に如何なる改良が施されてもよい。
【0057】
以下、本願に開示された発明の内、「特許請求の範囲」に記載しなかった発明の構成、作用および効果を「特許請求の範囲」、「課題を解決するための手段」、「発明の効果」の欄に準じた様式で列記する。
〔請求項6〕 請求項1に記載の送信装置において、
前記パイロット送信手段は、
受信端で行われる自動利得制御が定常状態に移行するために要する時間以上に亘って、前記パイロット信号を送信する
ことを特徴とする送信装置。
【0058】
このような構成の送信装置では、請求項1に記載の送信装置において、前記パイロット送信手段は、受信端で行われる自動利得制御が定常状態に移行するために要する時間以上に亘って、前記パイロット信号を送信する。
【0059】
すなわち、受信端には、受信波は、その受信波に先行して受信されたパイロット信号に基づく自動利得制御が定常状態に移行した後に到来する。
【0060】
したがって、受信波には、自動利得制御によって確保される良好なレベルで所定の処理が施される。
〔請求項7〕 請求項4または請求項5に記載の受信装置において、
前記制御手段は、
前記受信波に前記パイロット信号が含まれない期間に、前記復調処理を有効化する
ことを特徴とする受信装置。
【0061】
このような構成の受信装置では、請求項4または請求項5に記載の受信装置において、前記制御手段は、前記受信波に前記パイロット信号が含まれない期間に、前記復調処理を有効化する。
【0062】
すなわち、受信波は、パイロット信号に応じた始動後の過渡的な状態から脱却した自動利得制御の下で、そのパイロット信号が含まれない状態で復調処理が施される。
【0063】
したがって、伝送品質および信頼性が高められ、かつ安定に維持される。
【符号の説明】
【0064】
10a,10b 無線機
11a,11b パイロット信号生成部
12a,12b スイッチ
13a,13b マイク
14a,14b 音声蓄積部
15a,15b 無線部
16a,16b アンテナ
17a,17b 増幅器
18a,18b スピーカ
19a,19b 操作表示部
20a,20b 制御部
図1
図2
図3