特開 2024-133947 無線通信機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024133947

(43)【公開日】2024-10-03

(54)【発明の名称】無線通信機

(51)【国際特許分類】

   H04B 17/17 20150101AFI20240926BHJP

   H04B 17/29 20150101ALI20240926BHJP

【ＦＩ】

H04B17/17

H04B17/29 200

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023043978

(22)【出願日】2023-03-20

(71)【出願人】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(74)【代理人】

【識別番号】110001678

【氏名又は名称】藤央弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】西田 順一

(57)【要約】      （修正有）

【課題】故障や誤操作による送信を検出する無変調波検出機能を有する無線通信機を提供する。
【解決手段】無線通信システムにおいて、アナログ変調方式の信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う無線通信機は、送信又は受信する信号の変調度を測定し、前記測定された変調度を所定の閾値と比較して、変調度が低い変調波を検出する変復調モジュール３１３と、前記変調波の検出に関する情報を出力する外部インターフェースモジュール３１１と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アナログ変調方式の信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う無線通信機であって、
送信又は受信する信号の変調度を測定し、前記測定された変調度を所定の閾値と比較して、変調度が低い変調波を検出する変復調部と、
前記変調波の検出に関する情報を出力するインターフェースとを備えることを特徴とする無線通信機。

【請求項2】

請求項１に記載の無線通信機であって、
アンテナから送信される送信波を分離する方向性結合器を有し、
前記変復調部は、前記方向性結合器で分離された進行波の変調度を測定することを特徴とする無線通信機。

【請求項3】

請求項１に記載の無線通信機であって、
アンテナで受信された受信波を増幅する受信増幅部を有し、
前記変復調部は、前記受信増幅部で増幅された受信波の変調度を測定することを特徴とする無線通信機。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一つに記載の無線通信機であって、
前記変調度が低い変調波の検出に関する情報を報知する報知部を備えることを特徴とする無線通信機。

【請求項5】

請求項１から３のいずれか一つに記載の無線通信機であって、
ユーザが操作する制御装置に接続されており、
前記変復調部は、
所定時間継続して前記測定された変調度が所定の閾値より低い場合に前記変調度が低い変調波として検出し、
前記所定時間は、前記制御装置の操作によって変更可能であることを特徴とする無線通信機。

【請求項6】

請求項５に記載の無線通信機であって、
前記変調度が低い変調波の検出に関する情報を記憶する記憶部を備えることを特徴とする無線通信機。

【請求項7】

請求項２に記載の無線通信機であって、
前記変調波の検出に関する情報を記憶する記憶部を備え、
前記インターフェースは、無変調の要因を特定し、前記特定された要因を、前記変調波の検出に関する情報と共に前記記憶部に記憶することを特徴とする無線通信機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無変調波検出機能を有する無線通信機に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話の５Ｇや無線ＬＡＮなどで高速データ通信が実現されている。一方で、アナログ音声による無線機や無線システムは現在でも多数あり、ラジオ放送や航空管制などで幅広く使用されている。

【0003】

この分野の背景技術として、特許文献１（特開２００２ー２４６９４４号）、特許文献２（特開２０１６－１５８２０９号）がある。特許文献１には、ディジタル方式の送受信手段とアナログ方式の送受信手段の二つをもち、回線状態がよければ通話品質のよいディジタル方式で通信を行い、回線状態が悪ければアナログ方式に切り換えて通話を継続可能とする誘導無線通信装置が記載されている。

【0004】

また、特許文献２には、送信装置から送信された高周波信号を広帯域と狭帯域に分割して受信し、時間領域での高周波信号の状態を、立ち上がり状態、定常状態（送信状態）、無音状態（音声通信の場合）、立ち下り状態及び異常状態の５つの状態に分割する。変調された高周波信号は搬送波と変調波に分離し、それぞれ必要に応じて、時間軸、周波数軸（位相変化も含む）に変換し、その結果をパラメータ化する。その組み合わせを入力として、機械学習の手法を組み合わせ、受信信号の中から前述のパラメータの特性、変動幅及び変動速度を含め自動的に送信装置の個別識別、分類並びに特定を行う受信解析装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００２－２４６９４４号公報

【特許文献2】特開２０１６－１５８２０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

アナログ音声による無線通信を使用するシステムの多くは、同じ周波数を時分割して使用している。例えば、航空管制において使用されるアナログ音声による無線通信機は、音声通話を試みるユーザがプレスボタンを押して電波を送信した後、音声をマイクに入力する。アナログ変調、特にＡＭ変調やＦＭ変調を用いた無線通信では、音声が入力されていない状態で送信すると無変調送信となる。一台の無線通信機の送信中に他の無線通信機が送信すると、電波の干渉によって、受信機で受信が困難となる。例えば、無線通信機や無線システムが故障や誤操作によって送信し続けると、他の無線機が送信できず、システム全体の運用に影響を与える。

【0007】

しかし、従来の無線通信機では、このような誤送信を検出することは考慮されていない。

【0008】

このため、本発明は、送信側及び受信側の一方又は双方で、故障や誤操作による送信を検出する無線通信機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本願において開示される発明の代表的な一例を示せば以下の通りである。すなわち、アナログ変調方式の信号の送信及び受信の少なくとも一方を行う無線通信機であって、送信又は受信する信号の変調度を測定し、前記測定された変調度を所定の閾値と比較して、変調度が低い変調波を検出する変復調部と、前記変調波の検出に関する情報を出力するインターフェースとを備えることを特徴とする。

【0010】

また、本発明の一例の無線通信機は、アンテナから送信される送信波を分離する方向性結合器を有し、前記変復調部は、前記方向性結合器で分離された進行波の変調度を測定することを特徴とする。

【0011】

また、本発明の一例の無線通信機は、アンテナで受信された受信波を増幅する受信増幅部を有し、前記変復調部は、前記受信増幅部で増幅された受信波の変調度を測定することを特徴とする。

【0012】

また、本発明の一例の無線通信機は、前記変調度が低い変調波の検出に関する情報を報知する報知部を備えることを特徴とする。

【0013】

また、本発明の一例の無線通信機は、ユーザが操作する制御装置に接続されており、前記変復調部は、所定時間継続して前記測定された変調度が所定の閾値より低い場合に前記変調度が低い変調波として検出し、前記所定時間は、前記制御装置の操作によって変更可能であることを特徴とする。

【0014】

また、本発明の一例の無線通信機は、前記変調度が低い変調波の検出に関する情報を記憶する記憶部を備えることを特徴とする。

【0015】

また、本発明の一例の無線通信機は、前記変調波の検出に関する情報を記憶する記憶部を備え、前記インターフェースは、無変調の要因を特定し、前記特定された要因を、前記変調波の検出に関する情報と共に前記記憶部に記憶することを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明の一態様によれば、故障又は誤操作による無変調状態での異常送信を自動的に検出できる。前述した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明によって明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の実施例の無線通信システムの構成を示す図である。

【図2】本発明の実施例の送信所に設けられる送信機の構成を示す図である。

【図3】本発明の実施例の受信所に設けられる受信機の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１は、本発明の実施例の無線通信システムの構成を示す図である。

【0019】

本実施例の無線通信システムは、オペレータが操作する操作卓１１が設けられる局舎１と、遠隔地に設けられる遠隔地局舎２と、送信機３１が設けられる送信所３と、受信機４１が設けられる受信所４によって構成される。遠隔地局舎２と送信所３と受信所４は、離隔して設けられても、二つ又は三つが同じ建屋内に設けられてもよい。

【0020】

局舎１には、オペレータが操作する操作卓１１と、遠隔地局舎２と接続する伝送装置１２が設けられる。操作卓１１は、送信機３１及び受信機４１の動作を制御するためにオペレータが操作する。伝送装置１２は、遠隔地局舎２の伝送装置２２とネットワークを介して接続される。

【0021】

遠隔地局舎２は、局舎１から離れた（例えば、数百キロメートル）場所に設けられ、伝送装置２２が設けられる。伝送装置２２は、局舎１の伝送装置１２とネットワークを介して接続されており、操作卓１１に入力された操作を送信所３や受信所４の制御盤３２、４２に伝送する。

【0022】

送信所３には、送信機３１と制御盤３２が設けられる。送信機３１は、送信内容であるアナログ信号で搬送波を変調し、所望の周波数に変換し、所望の電力に増幅して、アンテナから電波を送信する。制御盤３２は、送信機３１の動作を監視及び制御するために操作される装置であり、各種スイッチや表示器が設けられる。制御盤３２は、遠隔地（例えば操作卓１１）から操作可能とするためのインターフェースが設けられ、このインターフェースには伝送装置２２、１２を介して操作卓１１が接続される。

【0023】

受信所４には、受信機４１と制御盤４２が設けられる。受信機４１は、アンテナが捕捉した電波を、増幅及び復調して、受信内容であるアナログ信号を出力する。制御盤４２は、受信機４１の動作を制御するために操作される装置であり、各種スイッチや表示器が設けられる。制御盤４２は、遠隔地（例えば操作卓１１）から操作可能とするためのインターフェースが設けられ、このインターフェースには伝送装置２２、１２を介して操作卓１１が接続される。

【0024】

図２は、送信所３に設けられる送信機３１の構成を示す図である。

【0025】

送信機３１は、外部インターフェースモジュール３１１、無線機制御モジュール３１２、変復調モジュール３１３、周波数変換モジュール３１４、電力増幅モジュール３１５、無線機前面パネル３１６、方向性結合器３１７、アンテナ３１８及び不揮発メモリ３１９を有する。

【0026】

外部インターフェースモジュール３１１は、制御盤３２と接続して、制御盤３２と信号を送受信するモジュールである。例えば、制御盤３２から外部インターフェースモジュール３１１には、ＰＴＴスイッチの操作によって出力されるプレス信号、電波による送信内容であるオーディオ信号が入力される。この他、制御盤３２と外部インターフェースモジュール３１１との間では制御信号が転送される。無線機制御モジュール３１２は、送信機３１の動作を制御するモジュールである。変復調モジュール３１３は、アナログのオーディオ信号で搬送波を変調し変調波を作成するモジュールである。例えば、変復調モジュール３１３は、Ｄ／Ａ変換に必要なサンプリングレートまで変調信号の帯域を制限し、ＡＰＣにより送信出力レベルを調整して、中間周波数に変換して、デジタル変調信号をアナログ変調信号に変換して出力する。周波数変換モジュール３１４は、変調波の周波数を所望の送信波の周波数に変換するモジュールである。電力増幅モジュール３１５は、送信波の電力を所望の電力まで増幅するモジュールである。電力増幅モジュール３１５の出力は、アンテナ３１８から空間に放射される。また、電力増幅モジュール３１５の出力は、方向性結合器３１７でアンテナ３１８に向かう進行波が分離され、変復調モジュール３１３に入力される。変復調モジュール３１３は、この進行波の戻り信号を利用して、後述する無変調を検出する。無線機前面パネル３１６は、送信機３１の動作を監視するための表示器や送信機３１の動作を制御するために操作されるスイッチが設けられる。例えば、無線機前面パネル３１６は、後述する無変調波を検出したことや、特定された無変調波の要因を表示器に表示する報知部として機能する。不揮発メモリ３１９は、電源遮断時にも記憶内容を保持する記憶デバイスである。

【0027】

送信機３１の無変調検出機能を説明する。変復調モジュール３１３は、方向性結合器３１７で分離された進行波の変調度を測定し、測定された変調度が所定の閾値より小さい場合に無変調波が送信されていると判定する。例えば、ＡＭ変調では進行波の出力レベルの変化が小さければ変調度が小さいと判定でき、ＦＭ変調では進行波の周波数偏移が小さければ変調度が小さいと判定できる。例えば、変復調モジュール３１３は、方向性結合器３１７で分離された進行波を変調度測定用Ａ／Ｄ変換器によりデジタル信号として取り込み、取り込んだ信号をベースバンド信号に変換して、サンプリングレートを低くし、ＡＧＣによりレベルを調整した後、変調度を測定する。変調度を判定するための閾値は、制御盤３２や操作卓１１から変更できるとよい。

【0028】

ＰＴＴスイッチが操作されてから話し出すまでの無音時間や会話の途中の無音時間にも無変調波が送信されるため、無変調波が所定時間（例えば３０秒）継続して検出されると無変調波送信を判定するとよい。このように所定時間継続した場合に無変調波を検出することによって、通話に必要な無音時の送信波を無変調だとする誤判定を抑制できる。

【0029】

また、外部インターフェースモジュール３１１は、無変調が生じた要因を特定する機能を有する。例えば、オーディオ信号が入力されており、かつプレス信号がオンであり、無変調波が送信されていれば、変復調モジュール３１３が無変調波送信の要因となっていると推定できる。また、オーディオ信号が入力されていないにもかかわらず、プレス信号が継続してオンであれば、プレス信号が要因となっていると推定できる。

【0030】

無線機制御モジュール３１２は、無変調を検出した時間（検出開始時刻、検出終了時刻）と無変調の推定要因を不揮発性メモリに記録する。

【0031】

また、変復調モジュール３１３は、外部インターフェースモジュール３１１を介して、制御盤３２や操作卓１１に無変調波送信の警報を通知する。

【0032】

制御盤３２や操作卓１１は、無変調波送信の警報を受信すると、無変調送信状態の送信機からの電波の送信を停止してもよい。無変調波の送信停止によって、システム全体の運用への影響を最小限にできる。

【0033】

図３は、受信所４に設けられる受信機４１の構成を示す図である。

【0034】

受信機４１は、外部インターフェースモジュール４１１、無線機制御モジュール４１２、変復調モジュール４１３、周波数変換モジュール４１４、受信増幅モジュール４１５、無線機前面パネル４１６、アンテナ４１８及び不揮発メモリ４１９を有する。

【0035】

外部インターフェースモジュール４１１は、制御盤４２と接続して、制御盤４２と信号を送受信するモジュールである。例えば、受信機４１の外部インターフェースモジュール３１１から制御盤３２には、復調された受信内容であるオーディオ信号が出力される。この他、制御盤４２と外部インターフェースモジュール４１１との間では制御信号が転送される。無線機制御モジュール４１２は、受信機４１の動作を制御するモジュールである。受信増幅モジュール４１５は、アンテナ４１８で受信した受信波の電力を増幅するモジュールである。周波数変換モジュール４１４は、増幅された受信波の周波数を所望のベースバンド周波数に変換するモジュールである。変復調モジュール４１３は、バースバンド周波数に変換された受信信号を復調しアナログのオーディオ信号で出力するモジュールである。また、変復調モジュール４１３は、受信波を解析して、対向する送信機が無変調波を送信しているかを判定する。無線機前面パネル４１６は、送信機３１の動作を監視するための表示器や送信機３１の動作を制御するために操作されるスイッチが設けられる。例えば、無線機前面パネル４１６は、後述する無変調波の検出を表示器に表示する報知部として機能する。不揮発メモリ４１９は、電源遮断時にも記憶内容を保持する記憶デバイスである。

【0036】

受信機４１の無変調検出機能を説明する。変復調モジュール４１３は、周波数変換モジュール４１４で変換されたベースバンド信号を取り込み、サンプリングレートを低くして、ＡＧＣによりレベルを調整して復調した信号の変調度を測定し、変調度が所定の閾値より小さい場合に送信機から無変調波が送信されていると判定する。例えば、ＡＭ変調では進行波の出力レベルの変化が小さければ変調度が小さいと判定でき、ＦＭ変調では進行波の周波数偏移が小さければ変調度が小さいと判定できる。変調度を判定するための閾値は、制御盤４２や操作卓１１から変更できるとよい。

【0037】

ＰＴＴスイッチが操作されてから話し出すまでの無音時間や会話の途中の無音時間にも無変調波が送信されるため、無変調波が所定時間（例えば３０秒）継続して検出されると無変調波送信を判定するとよい。このように所定時間継続した場合に無変調波を検出することによって、通話に必要な無音時の送信波を無変調だとする誤判定を抑制できる。

【0038】

無線機制御モジュール４１２は、無変調を検出した時間（検出開始時刻、検出終了時刻）を不揮発性メモリに記録する。

【0039】

また、変復調モジュール４１３は、外部インターフェースモジュール４１１を介して、制御盤４２や操作卓１１に無変調波受信の警報を通知する。

【0040】

制御盤４２や操作卓１１は、無変調波送信の警報を受信すると、無変調送信状態の送信機を特定し、当該送信機からの電波の送信を停止してもよい。無変調波の送信停止によって、システム全体の運用への影響を最小限にできる。

【0041】

以上に説明したように、本発明の無線通信機（送信機、受信機）は、送信又は受信する信号の変調度を測定し、前記測定された変調度を所定の閾値と比較して、変調度が低い変調波を検出する変復調部と、前記変調波の検出に関する情報を出力するインターフェースを備えるので、故障又は誤操作による無変調状態での異常送信を自動的に検出できる。

【0042】

なお、本発明は前述した実施例に限定されるものではなく、添付した特許請求の範囲の趣旨内における様々な変形例及び同等の構成が含まれる。例えば、前述した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに本発明は限定されない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えてもよい。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えてもよい。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をしてもよい。

【0043】

また、前述した各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等により、ハードウェアで実現してもよく、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。

【0044】

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、又は、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に格納することができる。

【0045】

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、実装上必要な全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、ほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてよい。

【符号の説明】

【0046】

１ 局舎
２ 遠隔地局舎
３ 送信所
４ 受信所
１１ 操作卓
１２、２２ 伝送装置
３１ 送信機
３２ 制御盤
４１ 受信機
４２ 制御盤
３１１、４１１ 外部インターフェースモジュール
３１２、４１２ 無線機制御モジュール
３１３、４１３ 変復調モジュール
３１４、４１４ 周波数変換モジュール
３１５ 電力増幅モジュール
３１６、４１６ 無線機前面パネル
３１７ 方向性結合器
３１８、４１８ アンテナ
３１９、４１９ 不揮発メモリ
４１５ 受信増幅モジュール

【図1】

【図2】

【図3】