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(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】P2024179034
(43)【公開日】2024-12-26
(54)【発明の名称】無線機及び無線通信システム
(51)【国際特許分類】
H04W 24/04 20090101AFI20241219BHJP
H04W 72/0457 20230101ALI20241219BHJP
H04B 1/40 20150101ALI20241219BHJP
【ＦＩ】
H04W24/04
H04W72/0457
H04B1/40
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023097523
(22)【出願日】2023-06-14
(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】100093104
【弁理士】
【氏名又は名称】船津 暢宏
(72)【発明者】
【氏名】四本 宏二
【テーマコード（参考）】
5K011
5K067
【Ｆターム（参考）】
5K011BA04
5K011DA02
5K011DA15
5K011EA01
5K011FA07
5K011KA13
5K067AA23
5K067AA33
5K067EE25
5K067EE34
5K067GG09
(57)【要約】
【課題】 降水等により通信環境が変化しても、通信速度を一定に保持したまま安定した通信品質で無線伝送を実現できる無線機及び無線通信システムを提供する。
【解決手段】 対向して送受信を行う無線機１の適応帯域幅制御部１７が、受信信号から通信品質を測定、又は受信電力から減衰量を算出して、通信品質又は減衰量に基づいて、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更する無線機、及び無線機１を送信装置及び受信装置として対向で通信を行う無線通信システムとしている。
【選択図】 図３
【解決手段】 対向して送受信を行う無線機１の適応帯域幅制御部１７が、受信信号から通信品質を測定、又は受信電力から減衰量を算出して、通信品質又は減衰量に基づいて、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更する無線機、及び無線機１を送信装置及び受信装置として対向で通信を行う無線通信システムとしている。
【選択図】 図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向で送受信を行う無線機であって、
通信環境の変化に応じて、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更することを特徴とする無線機。
通信環境の変化に応じて、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更することを特徴とする無線機。
【請求項2】
受信信号の通信品質を測定して、通信環境の変化を判断することを特徴とする請求項１記載の無線機。
【請求項3】
受信電力のレベルの変化から伝送路の電波の減衰量を算出して、通信環境の変化を判断することを特徴とする請求項１記載の無線機。
【請求項4】
周波数帯域幅の最大値を記憶しており、前記最大値に達するまでは、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更し、周波数帯域幅が前記最大値に達した場合には、周波数帯域幅を前記最大値に保持しつつ変調方式を変えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の無線機。
【請求項5】
対向で送受信を行う無線通信システムであって、
請求項２又は３記載の無線機を第一の装置とし、
前記第一の装置が、受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報を第二の装置に送信し、
前記第二の装置が、受信した受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報に基づいて通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更することを特徴とする無線通信システム。
請求項２又は３記載の無線機を第一の装置とし、
前記第一の装置が、受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報を第二の装置に送信し、
前記第二の装置が、受信した受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報に基づいて通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更することを特徴とする無線通信システム。
【請求項6】
第二の装置は、請求項２又は３記載の無線機であって、受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報を第一の装置に送信し、
前記第一の装置が、前記第二の装置から送信された受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報に基づいて周波数帯域幅における送信電力を制御し、
前記第二の装置が、前記第一の装置から送信された受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報に基づいて周波数帯域幅における送信電力を制御することを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
前記第一の装置が、前記第二の装置から送信された受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報に基づいて周波数帯域幅における送信電力を制御し、
前記第二の装置が、前記第一の装置から送信された受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報に基づいて周波数帯域幅における送信電力を制御することを特徴とする請求項５記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、対向で送受信を行う無線通信システムに係り、特に、通信環境が変化しても、通信路容量を一定に保持して通信速度の低減を防ぎ、安定した通信品質で無線伝送を実現できる無線機及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【0002】
［従来の技術］
従来、１対１あるいは１対Ｎの無線機が互いに対向して、送受信を行う無線システムがある。このような無線システムは、中継回線やエントランス回線として広帯域伝送用途に使用されており、準ミリ波帯（3GHz～30GHz）やミリ波帯（30GHz～300GHz）が多く用いられている。
従来、１対１あるいは１対Ｎの無線機が互いに対向して、送受信を行う無線システムがある。このような無線システムは、中継回線やエントランス回線として広帯域伝送用途に使用されており、準ミリ波帯（3GHz～30GHz）やミリ波帯（30GHz～300GHz）が多く用いられている。
【0003】
準ミリ波帯やミリ波帯は、長距離高速伝送に有利となる広帯域を確保しやすく、また波長が短いため指向性が鋭いアンテナを小型に構成することができ、狙った伝搬路のみに放射することで周波数利用効率を高くすることが可能となっている。
【0004】
しかし、一方で、これらの周波数帯は降雨や降雪など水分による電波の減衰の影響が大きく、従来の無線通信システムでは、その対策として適応変調方式が導入されている。
適応変調方式は、降雨減衰などの影響で通信品質が悪くなった場合に、伝搬路の回線品質が低くても良好な伝送が可能な変調方式に切り替えることで通信の切断を防ぎ、通信状態を維持するものである。
適応変調方式は、降雨減衰などの影響で通信品質が悪くなった場合に、伝搬路の回線品質が低くても良好な伝送が可能な変調方式に切り替えることで通信の切断を防ぎ、通信状態を維持するものである。
【0005】
[従来の無線通信システムの構成例：図９]
適応変調方式の従来の無線通信システムの構成例について図９を用いて説明する。図９は、従来の無線通信システムの構成例を示す説明図である。
図９に示すように、従来の無線通信システムは、無線機Ａと無線機Ｂとが対向して見通し通信を行うシステムである。尚、ここでは、無線機Ａと無線機Ｂは同一構成としており、無線機Ａと無線機Ｂには同じ符号を付している。
適応変調方式の従来の無線通信システムの構成例について図９を用いて説明する。図９は、従来の無線通信システムの構成例を示す説明図である。
図９に示すように、従来の無線通信システムは、無線機Ａと無線機Ｂとが対向して見通し通信を行うシステムである。尚、ここでは、無線機Ａと無線機Ｂは同一構成としており、無線機Ａと無線機Ｂには同じ符号を付している。
【0006】
従来の無線機の構成について説明する。
図９に示すように、従来の無線機７は、アンテナ７１と、送信部７２と、受信部７３と、変調部７４と、復調部７５と、適応変調部７６とを備えている。
アンテナ７１は、指向性アンテナであり、無線機Ａと無線機Ｂのアンテナ７１は、互いに対向してPoint-to-Pointの送受信を行う。
送信部７２は、送信信号を無線信号にアップコンバートしてアンテナ７１に出力する。
受信部７３は、アンテナ７１で受信された無線信号をダウンコンバートして復調部７５に出力する。
図９に示すように、従来の無線機７は、アンテナ７１と、送信部７２と、受信部７３と、変調部７４と、復調部７５と、適応変調部７６とを備えている。
アンテナ７１は、指向性アンテナであり、無線機Ａと無線機Ｂのアンテナ７１は、互いに対向してPoint-to-Pointの送受信を行う。
送信部７２は、送信信号を無線信号にアップコンバートしてアンテナ７１に出力する。
受信部７３は、アンテナ７１で受信された無線信号をダウンコンバートして復調部７５に出力する。
【0007】
変調部７４は、適応変調部７６から指示された変調方式で送信データを変調して送信部７２に出力する。
復調部７５は、適応変調部７６から指示された変調方式に基づいて、受信部７３から入力された信号から希望波を抽出して復調し、適応変調部７６に出力する。
適応変調部７６は、復調部７５から入力される受信信号から通信品質を算出し、通信品質に基づいて、適切な変調方式を選択し、選択された変調方式を変調部７４及び復調部７５に通知する。
復調部７５は、適応変調部７６から指示された変調方式に基づいて、受信部７３から入力された信号から希望波を抽出して復調し、適応変調部７６に出力する。
適応変調部７６は、復調部７５から入力される受信信号から通信品質を算出し、通信品質に基づいて、適切な変調方式を選択し、選択された変調方式を変調部７４及び復調部７５に通知する。
【0008】
適応変調方式では、通信品質が良好な場合には、変調多値数を上げて伝送速度を高くする一方、通信品質が悪い場合には変調多値数を少なくして、伝送速度よりも通信の継続を優先する。
この方法は、通信路を途切れさせないためには有効だが、降水等により通信環境が悪い場合には通信速度が遅くなってしまう。
この方法は、通信路を途切れさせないためには有効だが、降水等により通信環境が悪い場合には通信速度が遅くなってしまう。
【0009】
例えば、晴天時に４０９６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）の変調方式で１Gbpsの通信路容量の高速伝送を行っていても、豪雨時には、変調方式をＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）に切り替えて通信状態を維持する。これにより、通信状態を維持できたとしても、通信速度は１５０Mbpsと大きく低下してしまう。
【0010】
また、従来の無線通信システムでは、割り当てられたチャネル（利用周波数帯域）で通信を行うため、通信に用いる帯域幅は固定となっている。
【0011】
［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開２００８－１６７５００号公報「送信電力制御方法及び無線アクセスシステム」（特許文献１）がある。
尚、関連する先行技術として、特開２００８－１６７５００号公報「送信電力制御方法及び無線アクセスシステム」（特許文献１）がある。
【0012】
特許文献１には、無線アクセスシステムにおいて、基地局装置が加入者基地局からの受信レベルを測定して加入者基地局に送信し、加入者基地局で最適な送信電力を計算して送信電力を調整することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0013】
【特許文献1】特開２００８－１６７５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
しかしながら、従来の無線通信システムでは、通信環境の変化に対して変調方式を変更して通信を継続するものの、通信速度を一定に維持したまま通信を行うものとはなっておらず、安定した通信品質で高速伝送を行うことができないという問題点があった。
【0015】
尚、特許文献１には、通信環境の変化に応じて周波数帯域幅を変更する構成の記載がない。
【0016】
本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、降水等により通信環境が変化しても、通信速度を一定に保持したまま安定した通信品質で無線伝送を実現できる無線機及び無線通信システム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】
【0017】
上記従来例の問題点を解決するための本発明は、対向で送受信を行う無線機であって、通信環境の変化に応じて、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更することを特徴としている。
【0018】
また、本発明は、上記無線機において、受信信号の通信品質を測定して、通信環境の変化を判断することを特徴としている。
【0019】
また、本発明は、上記無線機において、受信電力のレベルの変化から伝送路の電波の減衰量を算出して、通信環境の変化を判断することを特徴としている。
【0020】
また、本発明は、上記無線機において、周波数帯域幅の最大値を記憶しており、最大値に達するまでは、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更し、周波数帯域幅が最大値に達した場合には、周波数帯域幅を最大値に保持しつつ変調方式を変えることを特徴としている。
【0021】
また、本発明は、対向で送受信を行う無線通信システムであって、上記無線機を第一の装置とし、第一の装置が、受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報を第二の装置に送信し、第二の装置が、受信した受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報に基づいて通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更することを特徴としている。
【0022】
また、本発明は、上記無線通信システムにおいて、第二の装置は、上記無線機であって、受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報を第一の装置に送信し、第一の装置が、第二の装置から送信された受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報に基づいて周波数帯域幅における送信電力を制御し、第二の装置が、第一の装置から送信された受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報に基づいて周波数帯域幅における送信電力を制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、対向で送受信を行う無線機であって、通信環境の変化に応じて、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更することを特徴としているので、降水等による環境の変化があっても、通信速度を維持することができ、安定した通信品質で無線伝送を実現することができる効果がある。
【0024】
また、本発明によれば、上記無線機において、周波数帯域幅の最大値を記憶しており、最大値に達するまでは、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更し、周波数帯域幅が最大値に達した場合には、周波数帯域幅を最大値に保持しつつ変調方式を変える無線機としているので、周波数帯域幅を最大値まで広くしてもなお、通信切断の恐れがある場合には、より低い回線品質でも通信可能な変調方式に切り替えて通信状態を維持することができる効果がある。
【0025】
また、本発明によれば、対向で送受信を行う無線通信システムであって、上記無線機を第一の装置とし、第一の装置が、受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報を第二の装置に送信し、第二の装置が、受信した受信信号の通信品質の情報又は電波の減衰量の情報に基づいて通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更する無線通信システムとしているので、降水等による環境の変化があっても、通信速度を維持することができると共に、通信品質又は減衰量の測定と、周波数帯域幅の変更の機能を送信装置と受信装置で分担して、各無線機の構成及び処理を簡易にすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】見通し環境における受信電力と通信路容量の関係を示す説明図である。
【図2】本無線機における周波数帯域幅制御の概要を示す説明図である。
【図3】第１のシステムの構成を示す説明図である。
【図4】適応帯域幅制御部の構成例（１）を示す説明図である。
【図5】適応帯域幅制御部の構成例（２）を示す説明図である。
【図6】周波数帯域幅テーブル（１）（２）の概略説明図である。
【図7】第２のシステムの構成を示す説明図である。
【図8】第３のシステムの構成を示す説明図である。
【図9】従来の無線通信システムの構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る無線機（本無線機）は、対向で送受信を行う無線機で、通信環境が変化しても通信速度を一定に保持するよう、通信環境に応じて周波数帯域幅を変更するものであり、降水等によって通信環境が劣化した場合でも、通信速度を保ったまま安定した通信品質での無線伝送を行うことができるものである。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る無線機（本無線機）は、対向で送受信を行う無線機で、通信環境が変化しても通信速度を一定に保持するよう、通信環境に応じて周波数帯域幅を変更するものであり、降水等によって通信環境が劣化した場合でも、通信速度を保ったまま安定した通信品質での無線伝送を行うことができるものである。
【0028】
また、本発明の実施の形態に係る無線通信システム（本システム）は、本無線機を送信装置及び受信装置として備え、対向して見通し通信を行うシステムであり、後述するように、第１～第３のシステムがある。
【0029】
［受信電力と通信路容量：図１］
本システムの構成について説明する前に、見通し環境における受信電力と通信路容量の関係について図１を用いて説明する。図１は、見通し環境における受信電力と通信路容量の関係を示す説明図である。
図１では、受信電力と通信路容量との関係を様々な周波数帯域幅について示している。ここで、本明細書では、準ミリ波帯（3GHz～30GHz）やミリ波帯（30GHz～300GHz）といった通信帯域において、実際に通信に利用する周波数の幅を周波数帯域幅（利用周波数帯域幅）と称する。
本システムの構成について説明する前に、見通し環境における受信電力と通信路容量の関係について図１を用いて説明する。図１は、見通し環境における受信電力と通信路容量の関係を示す説明図である。
図１では、受信電力と通信路容量との関係を様々な周波数帯域幅について示している。ここで、本明細書では、準ミリ波帯（3GHz～30GHz）やミリ波帯（30GHz～300GHz）といった通信帯域において、実際に通信に利用する周波数の幅を周波数帯域幅（利用周波数帯域幅）と称する。
【0030】
図１では、周波数帯域幅を５０MHz、１００MHz、２００MHz、４００MHzとした場合の受信電力と通信路容量との関係を示している。
図１に示すように、特定の通信路容量を確保する場合、周波数帯域幅が広くなるにつれて、所要受信電力は小さくなる。
また、通信路の環境が良好であれば、周波数帯域幅が狭くても特定の通信路容量を保持することが可能である。ここでは、５０MHzを周波数帯域幅の最小単位としている。
図１に示すように、特定の通信路容量を確保する場合、周波数帯域幅が広くなるにつれて、所要受信電力は小さくなる。
また、通信路の環境が良好であれば、周波数帯域幅が狭くても特定の通信路容量を保持することが可能である。ここでは、５０MHzを周波数帯域幅の最小単位としている。
【0031】
例えば所望の通信容量を１Gbpsとすると、周波数帯域幅が５０MHzの場合、－３７dBm以上の受信電力が必要となるが、周波数帯域幅が１００MHzの場合には、所要受信電力は－６４dBmであり、５０MHzの場合よりも受信電力が２７dBm低くても所望の通信路容量を確保ことができる。
つまり、晴天時に５０MHzの周波数帯域幅で通信可能な場合、１００MHzの周波数帯域幅で通信を行っていれば、降水等による電波の減衰が２７dBmに達するまでは、１Gbpsの通信路容量を維持することが可能となる。
つまり、晴天時に５０MHzの周波数帯域幅で通信可能な場合、１００MHzの周波数帯域幅で通信を行っていれば、降水等による電波の減衰が２７dBmに達するまでは、１Gbpsの通信路容量を維持することが可能となる。
【0032】
同様に、周波数帯域幅が２００MHzの場合、所要受信電力は－７６dBm以上であり、晴天時と比較して伝送路における電波の減衰が３９dBmに達するまで、通信路容量を維持できるものである。
更に、周波数帯域幅を４００MHzとした場合には、所要受信電力は－８１dBm以上であり、減衰が４４dBmに達するまで、同一の通信路容量を維持して、同一の伝送速度で通信を行うことが可能となる。
更に、周波数帯域幅を４００MHzとした場合には、所要受信電力は－８１dBm以上であり、減衰が４４dBmに達するまで、同一の通信路容量を維持して、同一の伝送速度で通信を行うことが可能となる。
【0033】
本無線機及び本システムでは、このことを利用して、通信環境の変化に伴う通信品質に応じて、周波数帯域幅を適応的に制御して、降水時でも通信路容量を一定に保つようにしたものである。
【0034】
［本無線機における周波数帯域幅制御の概要：図２］
次に、本無線機における周波数帯域幅制御の概要について図２を用いて説明する。図２は、本無線機における周波数帯域幅制御の概要を示す説明図である。
本無線機では、最大送信電力が固定されている条件下において、降雨や降雪による減衰を考慮して、天候による通信環境の劣化に基づいて周波数帯域幅を制御する。
次に、本無線機における周波数帯域幅制御の概要について図２を用いて説明する。図２は、本無線機における周波数帯域幅制御の概要を示す説明図である。
本無線機では、最大送信電力が固定されている条件下において、降雨や降雪による減衰を考慮して、天候による通信環境の劣化に基づいて周波数帯域幅を制御する。
【0035】
図２に示すように、晴天又は曇天の場合には降雨減衰はないので、周波数帯域幅を最小幅の５０MHzとし、例えば、通常の雨の場合には１００MHz、大雨の場合には２００MHz、豪雨の場合には４００MHzとするよう制御する。
【0036】
降水強度が強くなれば、降雨減衰も大きくなるため、それを補償して通信路容量を維持するよう、周波数帯域幅を広くする。
これにより、降雨減衰があっても、一定の通信路容量を確保して、通信速度を維持することが可能となるものである。
これにより、降雨減衰があっても、一定の通信路容量を確保して、通信速度を維持することが可能となるものである。
【0037】
［第１のシステムの構成：図３］
本システムにおける第１のシステムについて図３を用いて説明する。図３は、第１のシステムの構成を示す説明図である。
図３に示すように、第１のシステムは、同一の構成を備えた無線機Ａと無線機Ｂとが対向して無線通信を行うものである。無線機Ａ及び無線機Ｂはいずれも本無線機であり、図３では、無線機Ａと無線機Ｂに同じ符号を付している。
本システムにおける第１のシステムについて図３を用いて説明する。図３は、第１のシステムの構成を示す説明図である。
図３に示すように、第１のシステムは、同一の構成を備えた無線機Ａと無線機Ｂとが対向して無線通信を行うものである。無線機Ａ及び無線機Ｂはいずれも本無線機であり、図３では、無線機Ａと無線機Ｂに同じ符号を付している。
【0038】
図３に示すように、第１のシステムの無線機Ａ及び無線機Ｂとして用いられる本無線機１は、アンテナ１１と、送信部１２と、変調部１４と、復調部１５と、適応帯域幅制御部１７とを備えている。
これらの内、アンテナ１１は、図９に示した従来の無線機と同様であり、送信部１２、受信部１３、変調部１４、復調部１５は、基本的な動作は、図９に示した従来の無線機と同様であるが、本無線機の特徴として、適応帯域幅制御部１７によって選択され、通知された周波数帯域幅に基づいて処理を行う。
これらの内、アンテナ１１は、図９に示した従来の無線機と同様であり、送信部１２、受信部１３、変調部１４、復調部１５は、基本的な動作は、図９に示した従来の無線機と同様であるが、本無線機の特徴として、適応帯域幅制御部１７によって選択され、通知された周波数帯域幅に基づいて処理を行う。
【0039】
適応帯域幅制御部１７は、本無線機の特徴部分であり、環境の変化に応じて適切な周波数帯域幅を選択して、送信部１２、受信部１３、変調部１４、復調部１５における周波数帯域幅を制御する。
適応帯域幅制御部１７は、復調部１５から入力される受信信号の通信品質、又は受信信号の電力レベルの変化に基づいて、適切な周波数帯域幅を選択する。適応帯域幅制御部１７については後述する。
そして、第１のシステムでは、無線機Ａ及び無線機Ｂは、それぞれ独立して周波数帯域幅の制御を行うものとなっている。
適応帯域幅制御部１７は、復調部１５から入力される受信信号の通信品質、又は受信信号の電力レベルの変化に基づいて、適切な周波数帯域幅を選択する。適応帯域幅制御部１７については後述する。
そして、第１のシステムでは、無線機Ａ及び無線機Ｂは、それぞれ独立して周波数帯域幅の制御を行うものとなっている。
【0040】
[適応帯域幅制御部１７の構成例（１）：図４]
次に、適応帯域幅制御部１７の構成例（１）について図４を用いて説明する。図４は、適応帯域幅制御部の構成例（１）を示す説明図である。
図４に示すように、構成例（１）の適応帯域幅制御部１７を適応帯域幅制御部１７ａとする。
次に、適応帯域幅制御部１７の構成例（１）について図４を用いて説明する。図４は、適応帯域幅制御部の構成例（１）を示す説明図である。
図４に示すように、構成例（１）の適応帯域幅制御部１７を適応帯域幅制御部１７ａとする。
【0041】
適応帯域幅制御部１７ａは、通信品質測定部１７１と、帯域幅選定切替制御部１７２とを備えている。
通信品質測定部１７１は、復調部１５からの入力信号（希望波信号）とノイズレベルに基づいて、通信品質を測定する。
通信品質としては、希望波信号のレベルとノイズ成分のレベルとを検出して、その比（ＳＮ比等）を用いる。
通信品質測定部１７１は、復調部１５からの入力信号（希望波信号）とノイズレベルに基づいて、通信品質を測定する。
通信品質としては、希望波信号のレベルとノイズ成分のレベルとを検出して、その比（ＳＮ比等）を用いる。
【0042】
帯域幅選定切替制御部１７２は、予め記憶されている複数の周波数帯域幅の中から、通信品質測定部１７１で測定された通信品質に対応する周波数帯域幅を選択（選定）する。
具体的には、帯域幅選定切替制御部１７２は、後述する図６（ａ）に示すように、予め通信品質と、周波数帯域幅とを対応付けた周波数帯域幅テーブル（１）を備えており、当該テーブルに基づいて周波数帯域幅を選択する。
具体的には、帯域幅選定切替制御部１７２は、後述する図６（ａ）に示すように、予め通信品質と、周波数帯域幅とを対応付けた周波数帯域幅テーブル（１）を備えており、当該テーブルに基づいて周波数帯域幅を選択する。
【0043】
[適応帯域幅制御部１７の構成例（２）：図５]
次に、適応帯域幅制御部１７の構成例（２）について図５を用いて説明する。図５は、適応帯域幅制御部の構成例（２）を示す説明図である。
図５に示すように、構成例（２）の適応帯域幅制御部１７を適応帯域幅制御部１７ｂとする。
次に、適応帯域幅制御部１７の構成例（２）について図５を用いて説明する。図５は、適応帯域幅制御部の構成例（２）を示す説明図である。
図５に示すように、構成例（２）の適応帯域幅制御部１７を適応帯域幅制御部１７ｂとする。
【0044】
図５に示すように、適応帯域幅制御部１７ｂは、受信電力測定減衰量算出部１７３と、帯域幅選定切替制御部１７４とを備えている。
受信電力測定減衰量算出部１７３は、復調部１５から入力される受信信号について受信電力を測定し、通信環境が良好な晴天時の受信電力と比較して減衰量を算出する。
降雨減衰がある場合には、減衰量が大きくなる。
受信電力測定減衰量算出部１７３は、復調部１５から入力される受信信号について受信電力を測定し、通信環境が良好な晴天時の受信電力と比較して減衰量を算出する。
降雨減衰がある場合には、減衰量が大きくなる。
【0045】
帯域幅選定切替制御部１７４は、予め記憶されている複数の周波数帯域幅の中から、受信電力測定減衰量算出部１７３で算出された減衰量に対応する周波数帯域幅を選択する。
具体的には、帯域幅選定切替制御部１７４は、後述する図６（ｂ）に示すように、予め減衰量と周波数帯域幅とを対応付けた周波数帯域幅テーブル（２）を備えており、当該テーブルに基づいて周波数帯域幅を選択する。
具体的には、帯域幅選定切替制御部１７４は、後述する図６（ｂ）に示すように、予め減衰量と周波数帯域幅とを対応付けた周波数帯域幅テーブル（２）を備えており、当該テーブルに基づいて周波数帯域幅を選択する。
【0046】
[周波数帯域幅テーブル：図６]
周波数帯域幅テーブル（１）（２）について、図６を用いて説明する。図６は、周波数帯域幅テーブル（１）（２）の概略説明図である。
図６（ａ）に示すように、周波数帯域幅テーブル（１）は、通信品質と、それに対応する周波数帯域幅とを対応付けて記憶している。
周波数帯域幅テーブル（１）（２）について、図６を用いて説明する。図６は、周波数帯域幅テーブル（１）（２）の概略説明図である。
図６（ａ）に示すように、周波数帯域幅テーブル（１）は、通信品質と、それに対応する周波数帯域幅とを対応付けて記憶している。
【0047】
具体的には、周波数帯域幅テーブル（１）は、通信品質に応じて、所望の通信路容量を維持するために必要な周波数帯域幅を記憶しているものであり、通信品質が良好な場合には狭い周波数帯域幅が対応付けられ、通信品質が劣悪な場合には広い周波数帯域幅が対応付けられている。
【0048】
ここでは、周波数帯域幅を、５０MHz、１００MHz、２００MHz、４００MHzの４段階としており、通信品質がＡ以上の場合には周波数帯域幅５０MHz、Ｂ以上Ａ未満の場合には１００MHz、Ｃ以上Ｂ未満の場合には２００MHz、通信品質がＣ未満の場合には４００MHzが対応づけられている。Ａ，Ｂ，Ｃは、実測やシミュレーションによって求められた通信品質の数値である。
【0049】
そして、帯域幅選定切替制御部１７４は、周波数テーブル（１）を参照して、通信品質測定部１７１で測定された通信品質が含まれる通信品質の段階（範囲）に対応する周波数帯域幅を選択する。
４００MHzが利用可能な周波数帯域幅の上限値となっており、それより広い周波数帯域幅を設定することはできないものである。
４００MHzが利用可能な周波数帯域幅の上限値となっており、それより広い周波数帯域幅を設定することはできないものである。
【0050】
また、図６（ｂ）に示すように、周波数帯域幅テーブル（２）は、減衰量と周波数帯域幅とを対応付けて記憶している。
周波数帯域幅テーブル（２）では、図１に示したように、所望の通信路容量を得るために、各周波数帯域幅で許容される減衰量は既知であり、これに基づいて、算出された減衰量に対応する周波数帯域幅を記憶しているものである。減衰量が小さい場合には狭い周波数帯域幅が対応付けられ、減衰量が大きい場合には広い周波数帯域幅が対応付けられている。
周波数帯域幅テーブル（２）では、図１に示したように、所望の通信路容量を得るために、各周波数帯域幅で許容される減衰量は既知であり、これに基づいて、算出された減衰量に対応する周波数帯域幅を記憶しているものである。減衰量が小さい場合には狭い周波数帯域幅が対応付けられ、減衰量が大きい場合には広い周波数帯域幅が対応付けられている。
【0051】
図６（ｂ）の例では、減衰量がＰ未満の場合には周波数帯域幅５０MHz、Ｐ以上Ｑ未満の場合には１００MHz、Ｑ以上Ｒ未満の場合には２００MHz、減衰量がＲ以上の場合には４００MHzが対応付けられている。Ｐ，Ｑ，Ｒは、実測やシミュレーションによって求められた減衰量の数値である。
尚、周波数帯域幅テーブル（２）では、図１に示した許容範囲よりも余裕をもって、理論上の減衰量よりも小さい減衰量で切り替えるよう、減衰量と周波数帯域幅とを対応付けている。
図１に示すように、周波数帯域幅１００MHzの場合、理論上は－６４dBmまでは１Gbpsの通信路容量を維持できるものであるが、周波数帯域幅テーブル（２）においては、例えば－６１dBmで切り替えるよう記憶している。
尚、周波数帯域幅テーブル（２）では、図１に示した許容範囲よりも余裕をもって、理論上の減衰量よりも小さい減衰量で切り替えるよう、減衰量と周波数帯域幅とを対応付けている。
図１に示すように、周波数帯域幅１００MHzの場合、理論上は－６４dBmまでは１Gbpsの通信路容量を維持できるものであるが、周波数帯域幅テーブル（２）においては、例えば－６１dBmで切り替えるよう記憶している。
【0052】
本システムでは、起動時には、周波数帯域幅の最小単位である５０MHzで動作を開始し、その後、環境に応じて適宜周波数帯域幅を選定する。
具体的には、適応帯域幅制御部１７は、定期的に通信品質の測定又は減衰量の算出を行って、適切な周波数帯域幅を選択し、各部の周波数帯域幅を制御する。
具体的には、適応帯域幅制御部１７は、定期的に通信品質の測定又は減衰量の算出を行って、適切な周波数帯域幅を選択し、各部の周波数帯域幅を制御する。
【0053】
これにより、降水等によって伝搬路の環境が変わった場合でも、それに追随して周波数帯域幅を変更することができ、所望の通信路容量を維持して、通信速度を落とすことなく安定した通信品質で通信を継続させることができるものである。
また、降水が止んで伝搬路の環境が良好に戻った場合には、速やかに元の周波数帯域幅に戻すことができ、周波数資源の無駄な使用を防ぐことができるものである。
また、降水が止んで伝搬路の環境が良好に戻った場合には、速やかに元の周波数帯域幅に戻すことができ、周波数資源の無駄な使用を防ぐことができるものである。
【0054】
更に、本無線機１の適応帯域幅制御部１７は、通信環境の変化に応じて周波数帯域幅を制御すると共に、送信電力を制御してもよい。
具体的には、適応帯域幅制御部１７は、上述した周波数帯域幅テーブルと同様に、通信品質又は減衰量と送信電力とを対応付けて記憶したテーブルを備え、受信信号から測定された通信品質又は算出された減衰量に基づいて、適切な送信電力を選択する。
具体的には、適応帯域幅制御部１７は、上述した周波数帯域幅テーブルと同様に、通信品質又は減衰量と送信電力とを対応付けて記憶したテーブルを備え、受信信号から測定された通信品質又は算出された減衰量に基づいて、適切な送信電力を選択する。
【0055】
また、本無線機１の適応帯域幅制御部１７は、選択可能な周波数帯域幅の最大値（４００MHz）で通信を行っても、通信品質が改善しない場合には、周波数帯域幅を上限値に保持した状態で、適応変調を行う。
つまり、適応帯域幅制御部１７は、図９に示した従来の適応変調部７６と同等の機能を備えている。
これにより、降雨減衰等に応じて周波数帯域幅を上限まで広くしても通信切断の恐れがある場合には、より低速な変調方式に切り替えて、通信状態を維持することができるものである。
つまり、適応帯域幅制御部１７は、図９に示した従来の適応変調部７６と同等の機能を備えている。
これにより、降雨減衰等に応じて周波数帯域幅を上限まで広くしても通信切断の恐れがある場合には、より低速な変調方式に切り替えて、通信状態を維持することができるものである。
【0056】
また、第１のシステムでは、無線機Ａ及び無線機Ｂが同じ処理を行ってそれぞれ独立して自装置における周波数帯域幅の制御を行うものであり、同一装置で構成することができ、低コストで実現可能となっている。
【0057】
[第２のシステムの構成：図７]
次に、本システムにおける第２のシステムについて図７を用いて説明する。図７は、第２のシステムの構成を示す説明図である。
第２のシステムは、第１のシステムにおける無線機１の適応帯域幅制御部１７における通信品質の測定又は減衰量の算出の機能と、通信品質又は減衰量に基づいて周波数帯域幅を選択する機能を、対向する２台の無線機で分担して備えたものである。
次に、本システムにおける第２のシステムについて図７を用いて説明する。図７は、第２のシステムの構成を示す説明図である。
第２のシステムは、第１のシステムにおける無線機１の適応帯域幅制御部１７における通信品質の測定又は減衰量の算出の機能と、通信品質又は減衰量に基づいて周波数帯域幅を選択する機能を、対向する２台の無線機で分担して備えたものである。
【0058】
つまり、第２のシステムでは、対向通信を行う無線機の一方が通信品質又は減衰量を測定（算出）して、測定（算出）した通信品質又は減衰量を他方に通知し、他方の無線機では、通知された通信品質又は減衰量に基づいて周波数帯域幅を選択して、自装置の各部を制御すると共に、一方の無線機に選択した周波数帯域幅を通知し、一方の無線機では、通知された周波数帯域幅で各部の制御を行うものである。
尚、以下では、通信品質に基づいて周波数帯域幅を制御する場合を例として説明するが、減衰量に基づく場合も同様の制御を行う。
尚、以下では、通信品質に基づいて周波数帯域幅を制御する場合を例として説明するが、減衰量に基づく場合も同様の制御を行う。
【0059】
図７に示すように、第２のシステムでは、無線機Ａ（無線機２）と、無線機Ｂ（無線機３）が対向して通信を行う。尚、無線機２は請求項に記載した第一の装置に相当し、無線機３は請求項に記載した第二の装置に相当している。
無線機Ａを構成する無線機２は、適応帯域幅制御部２７に、通信品質測定部２７１と、帯域幅切替制御部２７２とを備えている。但し、無線機２の適応帯域制御部２７は、通信品質に基づいて周波数帯域幅を選択する機能は備えていない。
ここで、帯域幅切替制御部２７２は、通知された周波数帯域幅の値に従って、自装置内の各部の周波数帯域幅を制御するものである。
無線機Ａを構成する無線機２は、適応帯域幅制御部２７に、通信品質測定部２７１と、帯域幅切替制御部２７２とを備えている。但し、無線機２の適応帯域制御部２７は、通信品質に基づいて周波数帯域幅を選択する機能は備えていない。
ここで、帯域幅切替制御部２７２は、通知された周波数帯域幅の値に従って、自装置内の各部の周波数帯域幅を制御するものである。
【0060】
また、無線機Ｂを構成する無線機３は、適応帯域幅制御部３７に、帯域幅選定切替制御部３７２を備えているが、受信信号から通信品質を測定する機能は備えていない。
帯域幅選定切替制御部３７２は、通信品質の情報に基づいて周波数帯域幅を選択すると共に、選択した周波数帯域幅を自装置内の各部に通知して、周波数帯域幅を制御するものである。
帯域幅選定切替制御部３７２は、通信品質の情報に基づいて周波数帯域幅を選択すると共に、選択した周波数帯域幅を自装置内の各部に通知して、周波数帯域幅を制御するものである。
【0061】
第２のシステムにおける動作について説明する。
無線機２の適応帯域幅制御部２７では、通信品質測定部２７１で通信品質を測定すると、通信品質の測定値を、変調部２４、送信部２２を介して無線機３に送信する。
無線機２の適応帯域幅制御部２７では、通信品質測定部２７１で通信品質を測定すると、通信品質の測定値を、変調部２４、送信部２２を介して無線機３に送信する。
【0062】
無線機３において、無線機２からの通信品質の情報が受信され、復調部３５を介して適応帯域幅制御部３７に通信品質の値が入力されると、帯域幅選定切替制御部３７２は、無線機２から受信した通信品質の値に基づいて、周波数帯域幅テーブルを参照して周波数帯域幅を選択する。
そして、無線機３の適応帯域幅制御部３７は、送信部３２、受信部３３、変調部３４、復調部３５に選択された周波数帯域幅を通知して各部の周波数帯域幅を制御する。
そして、無線機３の適応帯域幅制御部３７は、送信部３２、受信部３３、変調部３４、復調部３５に選択された周波数帯域幅を通知して各部の周波数帯域幅を制御する。
【0063】
無線機３の適応帯域幅制御部３７は、選択した周波数帯域幅の情報を、変調部３４、送信部３２を介して無線機２に送信する。
無線機２の適応帯域幅制御部２７では、復調部２５から周波数帯域幅の情報が入力されると、帯域幅切替制御部２７２が、送信部２２、受信部２３、変調部２４、復調部２５の周波数帯域幅を制御する。
このようにして、第２のシステムの動作が行われる。
無線機２の適応帯域幅制御部２７では、復調部２５から周波数帯域幅の情報が入力されると、帯域幅切替制御部２７２が、送信部２２、受信部２３、変調部２４、復調部２５の周波数帯域幅を制御する。
このようにして、第２のシステムの動作が行われる。
【0064】
尚、上記第２のシステムにおける動作を開始する前に、無線機３が無線機２に選択した周波数帯域幅を通知して、無線機２から当該通知への応答を受信した後に、選択した周波数帯域幅での制御を行い、無線機２も通知された周波数帯域での制御に移行するようにしてもよい。
【0065】
第２のシステムでは、対向する２台の無線機で、周波数帯域幅制御の機能を分担して行う構成としているので、第１のシステムに比べて各無線機の負荷を低減することができるものである。
【0066】
［第２のシステムの応用例］
尚、ここでは、無線機Ａと無線機Ｂが機能を分担する構成としたが、第２のシステムの応用例として、一方を主、他方を従として他方の制御を簡易にするよう構成してもよい。
具体的には、無線機２の帯域幅切替制御部２７２の代わりに、周波数帯域幅の選択も行う帯域幅選定切替制御部を設ける。
尚、ここでは、無線機Ａと無線機Ｂが機能を分担する構成としたが、第２のシステムの応用例として、一方を主、他方を従として他方の制御を簡易にするよう構成してもよい。
具体的には、無線機２の帯域幅切替制御部２７２の代わりに、周波数帯域幅の選択も行う帯域幅選定切替制御部を設ける。
【0067】
そして、無線機２の適応帯域幅制御部２７１は、通信品質を測定して、その情報を無線機３に送信すると共に、当該通信品質に基づいて周波数帯域幅を選択して、保持しておく。
無線機３では、無線機２から受信した通信品質の情報に基づいて、周波数帯域幅を選択して各部を制御し、無線機２に受信確認を示す応答信号を送信する。
無線機２では、無線機３からの応答信号を受信すると、適応帯域幅制御部２７が、自装置内の各部の周波数帯域幅を、保持している周波数帯域幅で制御する。
このようにして、第２のシステムの応用例における動作が行われるものである。
無線機３では、無線機２から受信した通信品質の情報に基づいて、周波数帯域幅を選択して各部を制御し、無線機２に受信確認を示す応答信号を送信する。
無線機２では、無線機３からの応答信号を受信すると、適応帯域幅制御部２７が、自装置内の各部の周波数帯域幅を、保持している周波数帯域幅で制御する。
このようにして、第２のシステムの応用例における動作が行われるものである。
【0068】
第２のシステムの応用例では、従となる無線機（ここでは無線機３）は、通信品質の測定や減衰量の算出を行わずに済み、簡易な構成で実現することができるものである。
【0069】
［第３のシステム：図８］
次に、本システムにおける第３のシステムについて図８を用いて説明する。図８は、第３のシステムの構成を示す説明図である。
第３のシステムでは、無線機Ａからの通信品質（又は減衰量）の情報を受信した無線機Ｂも、受信信号から通信品質を測定（又は減衰量を算出）して、受信した通信品質の値と、独自に測定した通信品質の測定値とを両方考慮して周波数帯域幅を選択するようにしたものである。
次に、本システムにおける第３のシステムについて図８を用いて説明する。図８は、第３のシステムの構成を示す説明図である。
第３のシステムでは、無線機Ａからの通信品質（又は減衰量）の情報を受信した無線機Ｂも、受信信号から通信品質を測定（又は減衰量を算出）して、受信した通信品質の値と、独自に測定した通信品質の測定値とを両方考慮して周波数帯域幅を選択するようにしたものである。
【0070】
図８に示すように、第３のシステムでは、無線機Ａを構成する無線機４と、無線機Ｂを構成する無線機５は同一の構成となっており、図３に示した無線機１と同等の構成であるが、動作が一部異なっている。尚、無線機４は請求項に記載した第一の装置、無線機５は請求項に記載した第二の装置に相当している。
第３のシステムにおける動作について図８を用いて説明する。
第３のシステムでは、第２のシステムと同様に無線機Ａ（無線機４）において、適応帯域幅制御部４７が、通信品質測定部４７１で受信信号の通信品質を測定し、無線機Ｂ（無線機５）に測定した通信品質の情報を通知する。
第３のシステムにおける動作について図８を用いて説明する。
第３のシステムでは、第２のシステムと同様に無線機Ａ（無線機４）において、適応帯域幅制御部４７が、通信品質測定部４７１で受信信号の通信品質を測定し、無線機Ｂ（無線機５）に測定した通信品質の情報を通知する。
【0071】
無線機５では、適応帯域幅制御部５７が、受信した通信品質の値を記憶しておく。
また、無線機５の適応帯域幅制御部５７では、通信品質測定部５７１で無線機４からの受信信号の通信品質を測定し、記憶する。
そして、帯域幅選定切替制御部５７２が、受信した通信品質の値と、自装置で測定した通信品質との値を比較して、両者が同等である場合には、当該通信品質に対応する周波数帯域幅を選択して、自装置内の各部に周波数帯域幅を通知する。具体的には、帯域幅選定切替制御部５７２は、両者の差が予め設定された範囲内である場合に同等と判断する。
また、無線機５の適応帯域幅制御部５７では、通信品質測定部５７１で無線機４からの受信信号の通信品質を測定し、記憶する。
そして、帯域幅選定切替制御部５７２が、受信した通信品質の値と、自装置で測定した通信品質との値を比較して、両者が同等である場合には、当該通信品質に対応する周波数帯域幅を選択して、自装置内の各部に周波数帯域幅を通知する。具体的には、帯域幅選定切替制御部５７２は、両者の差が予め設定された範囲内である場合に同等と判断する。
【0072】
また、無線機５において、帯域幅選択切替制御部５７２が、受信した通信品質の値と、自装置で測定した通信品質との値が同等ではないと判断した場合、一方の装置の不具合等が疑われるため、システムの管理者に対してアラームを出力して報知する、といった処理を行う。
【0073】
更に、無線機５は、自装置で測定した通信品質を、無線機４に送信してもよい。これにより、無線機４でも同様に、装置の不具合の検出を行うことが可能となる。
更にまた、無線機５及び無線機４が、それぞれ、相手装置から受信した通信品質又は減衰量の値に基づいて、送信電力を制御するように構成してもよい。
更にまた、無線機５及び無線機４が、それぞれ、相手装置から受信した通信品質又は減衰量の値に基づいて、送信電力を制御するように構成してもよい。
【0074】
第３のシステムでは、無線機５（及び無線機４）において、相手方から通知された通信品質と、受信信号に基づいて自装置で測定した通信品質の両方を考慮した上で周波数帯域幅をより適切に選択することができ、また、２つの通信品質に差があったには、管理者に報知して、装置の不具合等を迅速に検知できるものである。
【0075】
尚、上記第３のシステムにおける動作を開始する前に、無線機４又は無線機５が選択した周波数帯域幅を相手の無線機に通知して、相手の無線機から当該通知への応答を受信した後に、選択した周波数帯域幅での制御に移行するようにしてもよい。
【0076】
［実施の形態の効果］
本無線機及び本システムによれば、無線機１の適応帯域幅制御部１７が、受信信号から通信品質又は減衰量を測定して、それに基づいて、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更するものであり、降水等によって通信環境が劣化しても、通信速度を低下させることなく、通信速度を保ったまま安定した通信品質での無線伝送を行うことができる効果がある。
本無線機及び本システムによれば、無線機１の適応帯域幅制御部１７が、受信信号から通信品質又は減衰量を測定して、それに基づいて、通信路容量を一定に保持するよう周波数帯域幅を変更するものであり、降水等によって通信環境が劣化しても、通信速度を低下させることなく、通信速度を保ったまま安定した通信品質での無線伝送を行うことができる効果がある。
【産業上の利用可能性】
【0077】
本発明は、降水等による通信環境の変化があっても、通信速度を一定に保持したまま安定した通信品質で無線伝送を実現できる無線機及び無線通信システムに適している。
【符号の説明】
【0078】
１，２，３，４，５，７…無線機、 １１，２１，３１，４１，５１，７１…アンテナ、 １２，２２，３２，４２，５２，７２…送信部、 １３，２３，３３，４３，５３，７３…受信部、 １４，２４，３４，４４，５４，７４…変調部、 １５，２５，３５，４５，５５，７５…復調部、 ７６…適応変調部、 １７１，２７１，４７１，５７１…通信品質測定部、 １７２，１７４，３７２，４７２，５７２…帯域幅選定切替制御部、 １７３…受信電力測定減衰量算出部、 ２７２…帯域幅切替制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】