無線送受信装置
【課題】送信電力の出力レベルが低レベルでも精度が劣化しないように調整することができる無線送受信装置を提供する。
【解決手段】制御部１２０は、伝搬距離算出処理部１１０ａから無線伝搬距離を入力すると、経路選択データテーブル１３０ａから無線伝搬距離に対応する選択経路を選択し、選択経路を設定した選択制御信号１５０を固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３と固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７に出力する。固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３と固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７は、選択制御信号１５０に基づいて経路を切り替える。制御部１２０は、信号処理部１１０から無線局Ｂの受信電力を入力し、この受信電力を基準として検出した伝搬路の減衰量により送信信号の送信電力を調整するための送信電力の出力レベル設定値を利得制御信号１５１に設定し、ＶＡＴＴ１４８に出力する。ＶＡＴＴ１４８は、利得制御信号１５１に基づいて送信電力の出力レベルを制御する。
【解決手段】制御部１２０は、伝搬距離算出処理部１１０ａから無線伝搬距離を入力すると、経路選択データテーブル１３０ａから無線伝搬距離に対応する選択経路を選択し、選択経路を設定した選択制御信号１５０を固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３と固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７に出力する。固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３と固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７は、選択制御信号１５０に基づいて経路を切り替える。制御部１２０は、信号処理部１１０から無線局Ｂの受信電力を入力し、この受信電力を基準として検出した伝搬路の減衰量により送信信号の送信電力を調整するための送信電力の出力レベル設定値を利得制御信号１５１に設定し、ＶＡＴＴ１４８に出力する。ＶＡＴＴ１４８は、利得制御信号１５１に基づいて送信電力の出力レベルを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送受信装置に係り、特に無線伝搬距離に応じて可変アナログアッテネータにより利得を制御することで送信信号の送信電力を調整する無線送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線送受信装置において、無線電波距離が短いときには送信信号における送信電力の出力レベルを下げる必要があるので、可変アナログアッテネータ（以下、ＶＡＴＴという）を用いて利得を制御し送信電力の出力レベルを調整している。しかし、ＶＡＴＴを用いて利得を制御する場合に、送信電力が低レベルのときにＶＡＴＴに対して設定されるべき利得に対しＶＡＴＴに実際に設定される利得がずれて設定される。これは、線形性を保つことができるダイナミックレンジが狭いＶＡＴＴを用いているので、ＶＡＴＴに対して設定される利得の精度が送信電力の出力レベルが低い領域で劣化するためである。
【０００３】
従来の無線送受信装置における送信電力の利得制御について、図４を用いて説明する。従来の無線送受信装置に用いられているＶＡＴＴの利得制御信号対利得の関係を図４（１）の利得特性グラフ４０に示す。また、従来の無線送受信装置において、送信電力の出力レベル設定値が０ｄＢｍ（高いレベル領域）にある場合と−３０ｄＢｍ（低レベル領域）にある場合について、送信電力とＶＡＴＴの各特性を比較した例を図４（２）を参照して説明する。
【０００４】
まず、図４（１）の利得特性グラフ４０について説明する。理想の特性４１は、ＶＡＴＴの利得制御信号とそれに対応する理想の利得との関係を示す。実際の特性４２は、ＶＡＴＴの利得制御信号とそれに対応する実際の利得との関係を示す。ＶＡＴＴ可変領域４３は、ＶＡＴＴのダイナミックレンジの領域を示す。必要可変領域４４は、ＶＡＴＴ可変領域４３に対して無線送受信装置が必要とするＶＡＴＴの利得領域を示す。線形性を保てない利得領域４５は、必要可変領域４４において、ＶＡＴＴの利得制御特性が理想の特性４１と実際の特性４２とで異なっている領域を示す。線形性を保てない出力レベル領域４６は、線形性を保てない利得領域４５に対応する送信電力の出力レベル領域を示す。このような利得特性グラフ４０において、送信電力の出力レベルが低くなるにつれて実際の特性４２は、理想の特性４１に比べて利得が大きく下降するため、必要可変領域４４において線形性を保てない領域４５が発生してしまう。このため、送信電力の出力レベル設定値に対応した理想の送信電力の出力レベルと実際の送信電力の出力レベルとの間に誤差が生じていた。
【０００５】
次に、ＶＡＴＴの利得が「−２ｄＢ」で制御されることで送信電力の出力レベルが「０ｄＢｍ」になるよう組まれた無線送受信装置の回路において、送信電力の出力レベル設定値を「０ｄＢｍ（高レベル）」と「−３０ｄＢｍ（低レベル）」に設定したときの例について、図４（２）の送信電力とＶＡＴＴの各特性表５０を参照して説明する。送信電力とＶＡＴＴの各特性表５０の「送信電力の出力レベル設定値」が「０ｄＢｍ（高レベル）」のときには「ＶＡＴＴの理想の利得」としては「−２ｄＢ」に設定されるものとする。しかし、「ＶＡＴＴに設定される実際の利得」は、「−２．２ｄＢ」となる。したがって「ＶＡＴＴの理想の利得」と「ＶＡＴＴの実際の利得」との差である「ＶＡＴＴの理想と実際の利得の差」は、「−０．２ｄＢ」となる。このような無線送受信装置において実際の送信電力の出力レベルである「実際の送信電力の出力レベル」は、「−０．２ｄＢｍ」となる。この結果、「送信電力の出力レベル設定値」が「０ｄＢｍ」のときには、「送信電力の出力レベル設定値」と「実際の送信電力の出力レベル」との差である「出力レベル設定値と実際の出力レベルの差」が「−０．２ｄＢｍ」となり、比較的差が小さい。
【０００６】
これに対し、送信電力とＶＡＴＴの各特性表５０の「送信電力の出力レベル設定値」が「−３０ｄＢｍ（低レベル）」のときには「ＶＡＴＴの理想の利得」は「−３２ｄＢ」となる。しかし、「ＶＡＴＴの実際の利得」は、「−３３．４ｄＢ」となるので、「ＶＡＴＴの理想と実際の利得の差」は、「−１．４ｄＢ」となる。このような無線送受信装置において「実際の送信電力の出力レベル」は、「−３１．４ｄＢｍ」となる。この結果、「送信電力の出力レベル設定値」が「−３０ｄＢｍ」のときには、「出力レベル設定値と実際の出力レベルの差」が「−１．４ｄＢｍ」となり、差が大きくなる。
【０００７】
つまり、「送信電力の出力レベル設定値」が「０ｄＢｍ（高レベル）」のときには、「出力レベル設定値と実際の出力レベルの差」が「−０．２ｄＢｍ」であるが、「０ｄＢｍ」より送信電力の出力レベル設定値が低い「−３０ｄＢｍ（低レベル）」のときには「出力レベル設定値と実際の出力レベルの差」が「−１．４ｄＢｍ」となり、送信電力の出力レベル設定値に対する実際の送信電力の出力レベルとの差が大きくなり精度が劣化する。
【０００８】
このように線形性を保つことができるダイナミックレンジが狭いＶＡＴＴを用いて利得を制御する場合には、送信電力の出力レベル設定値が低レベルになるほどＶＡＴＴの精度が劣化するため、送信電力の出力レベル設定値に対する実際の送信電力の出力レベルとの差が大きくなっていた。このため、送信電力の出力レベル設定値が低レベルでも精度が劣化しないようにするためには、線形性を保つことができるダイナミックレンジが広いＶＡＴＴを用いていた。
【０００９】
なお、上記従来の可変アッテネータを用いる技術として下記特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２４２２３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１では、信号検出回路が備えるＡ／Ｄ変換器の入力信号レベルを可変アッテネータで減衰させてからＡ／Ｄ変換器の出力信号レベルを監視することで、入力信号レベルが変動した場合でも監視対象の信号を正確に検出することができる信号検出回路を提供している。しかし、線形性を保つことができるダイナミックレンジの範囲を調整することはできないので、送信電力の出力レベルが低い領域で精度が劣化するという問題が発生する。また、線形性を保つことができるダイナミックレンジが広い可変アッテネータは高額であるため、無線送受信装置に容易に用いることができなかった。
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決できる無線送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】
本発明の無線送受信装置は、無線局間の無線通信を行う無線送受信装置において、前記無線局間の無線伝搬距離を計測する無線伝搬距離計測手段と、複数の固定アッテネータと、前記複数の固定アッテネータから前記無線伝搬距離に対応した固定アッテネータを選択して設定する固定アッテネータ選択手段と、選択された前記固定アッテネータの後段に、電力の出力レベルに応じて可変アッテネータを制御する可変アッテネータ制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、送信電力の出力レベル設定値が低レベルでも精度が劣化しないように送信信号の送信電力を調整することができる無線送受信装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る無線システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る経路選択データテーブルの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る利得特性グラフを示す。
【図４】従来の実施例に係るＶＡＴＴ利得制御特性グラフ、及び送信電力とＶＡＴＴの各特性表を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）について図面を参照して説明する。本発明の実施形態は、減衰量の異なる複数の固定アナログアッテネータ（以下、固定ＡＴＴという）を並列に接続し、計測した無線局間の無線伝搬距離に応じて減衰量の異なる固定ＡＴＴをスイッチで選択して切り替え、更にこのスイッチの後段に設けられたＶＡＴＴを用いて伝搬路の減衰量を制御する。これにより、本発明の無線送受信装置は、送信電力の出力レベル設定値が低レベルでも精度が劣化しないように送信電力の出力レベルを下げることが可能となる。
【００１７】
図１に無線システム１０の構成を示す。無線システム１０は複数の無線局から構成されるが、本発明の実施形態においては対向する無線局Ａと無線局Ｂで送受信する場合について説明する。無線局Ａは、無線送受信装置１００とアンテナ（以下、ＡＮＴという）２００を備え、時分割無線通信方式（以下、ＴＤＤ方式という）を用いてディジタル信号の送受信を行う無線局である。無線局Ｂは、無線送受信装置３００とＡＮＴ４００を備え、ＴＤＤ方式を用いてディジタル信号の送受信を行う無線局である。また、無線局を設置したときに、予め決められた特定フレームが設定されたディジタル信号を無線局Ａから無線局Ｂに送信し、更に無線局Ｂは受信した特定フレームのディジタル信号を次のＴＤＤ送信タイミングで無線局Ａに送信する。このように無線局Ａから無線局Ｂに送信した特定フレームを、再び無線局Ａが無線局Ｂから受信することで、無線局Ａは特定フレームの送信による遅延時間から無線局Ａと無線局Ｂの間の無線伝搬距離を算出する。そして、無線局Ａは、算出した無線電波距離に応じて送信電力の出力レベルを調整する。具体的には後述のように固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、固定ＡＴＴ（３）１４６のいずれかを選択する。更に、無線局Ａは、無線局Ｂから通知（送信）される無線局Ｂの受信信号の受信電力を基準として送信信号の送信電力を調整する。具体的には後述のようにＶＡＴＴ１４８を調整する。
【００１８】
また、無線局Ｂにおいても同様に、無線局Ｂから無線局Ａに送信した特定フレームを、再び無線局Ｂが無線局Ａから受信することで、無線局Ｂは特定フレームの送信による遅延時間から無線局Ｂと無線局Ａの間の無線伝搬距離を算出する。そして、無線局Ｂは、算出した無線電波距離に応じて送信電力の出力レベルを調整する。更に、無線局Ｂは、無線局Ａから通知（送信）される無線局Ａの受信信号の受信電力を基準として送信信号の送信電力を調整する。
【００１９】
まず、本発明の実施形態における図１に示す無線局Ａの無線送受信装置１００の構成について説明する。なお、無線局Ｂの無線送受信装置３００の構成は、無線局Ａの無線送受信装置１００の構成と同様であるので、無線送受信装置３００の構成については説明を省略する。無線送受信装置１００は、信号処理部１１０、制御部１２０、ＲＯＭ１３０、及び無線部（以下、ＲＦ部という）１４０から構成されている。また、信号処理部１１０には、伝搬距離算出処理部１１０ａが設けられ、ＲＯＭ１３０には経路選択データテーブル１３０ａが保存されている。また、ＲＦ部１４０は、送受信切替ＳＷ１４１、受信信号ダウンコンバート用ミキサ１４２、固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３、固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、固定ＡＴＴ（３）１４６、固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７、ＶＡＴＴ１４８、及び送信信号アップコンバート用ミキサ１４９から構成されている。ＲＦ部１４０の送受信切替ＳＷ１４１には、ＡＮＴ２００が設置されている。
【００２０】
次に、不揮発性メモリであるＲＯＭ１３０に保存されている図２に示す経路選択データテーブル１３０ａの構成について説明する。経路選択データテーブル１３０ａは、「無線伝搬距離範囲」と「選択経路」の項目から構成されている。「無線伝搬距離範囲」は、無線伝搬距離に応じた範囲が設定されている項目である。計測した無線伝搬距離「ｄｋｍ」に応じ「ｄ≦０．５ｋｍ」、「０．５ｋｍ<ｄ≦２ｋｍ」、及び「２ｋｍ<ｄ≦１０ｋｍ」の範囲が選択される。「選択経路」は、「無線伝搬距離範囲」の項目に対応して選択される経路である。「選択経路」には、経路１として「固定ＡＴＴ（１）：−４０ｄＢ」、経路２として「固定ＡＴＴ（２）：−２０ｄＢ」、及び経路３として「固定ＡＴＴ（３）：０ｄＢ」の経路が設定されている。すなわち、各経路には無線伝搬距離に応じて固定ＡＴＴ装置（固定ＡＴＴ（１）、固定ＡＴＴ（２）、固定ＡＴＴ（３））とその利得（−４０ｄＢ、−２０ｄＢ、０ｄＢ）が設定されている。例えば、無線伝搬距離「ｄｋｍ」が「１．５ｋｍ」であれば、経路選択データテーブル１３０ａにおいて「無線伝搬距離範囲」の「０．５ｋｍ<ｄ≦２ｋｍ」の範囲となるので、「選択経路」として「０．５ｋｍ<ｄ≦２ｋｍ」に対応する経路２の「固定ＡＴＴ（２）：−２０ｄＢ」が選択される。つまり、固定ＡＴＴ（２）の経路を通ることで−２０ｄＢの利得制御が行われる。
【００２１】
次に、ＡＮＴ２００と無線送受信装置１００を構成する各部の処理について図１をもとにして説明する。ＡＮＴ２００は、送受信切替ＳＷ１４１から入力した無線局Ｂに送信する高周波信号を電波に変換して空間に放射し、また、無線局Ｂから送信された空間の電波を受信し高周波信号に変換して送受信切替ＳＷ１４１に出力する。送受信切替ＳＷ１４１は、送信側と受信側を時分割で切り替えを行うスイッチである。送受信切替ＳＷ１４１が送信側に切り替えられているときには、送信信号アップコンバート用ミキサ１４９から高周波信号を入力しＡＮＴ２００に出力する。送受信切替ＳＷ１４１が受信側に切り替えられているときには、ＡＮＴ２００から出力される高周波信号を入力し、受信信号ダウンコンバート用ミキサ１４２に出力する。受信信号ダウンコンバート用ミキサ１４２は、送受信切替ＳＷ１４１から高周波信号を入力すると低周波信号に変換し、変換した低周波信号の受信信号を信号処理部１１０に出力する。
【００２２】
信号処理部１１０は、受信信号を入力するとこの受信信号に予め決められた特定フレームが含まれているかを判定する。信号処理部１１０が受信信号に特定フレームが含まれていると判定したときには、信号処理部１１０は伝搬距離算出処理部１１０ａに特定フレーム受信の通知を出力する。また、信号処理部１１０が受信信号に特定フレームが含まれていないと判定したときには、受信信号の処理を行い制御部１２０に出力する。更に、信号処理部１１０は、無線局Ｂからの受信電力を通知する受信信号を入力すると、無線局Ｂからの受信電力の通知を制御部１２０に出力する。伝搬距離算出処理部１１０ａは、無線局Ｂが設置されたときに特定フレームを設定した送信信号の送信要求を制御部１２０に行う。また、伝搬距離算出処理部１１０ａは、信号処理部１１０からの特定フレーム受信の通知により、特定フレームの送信から受信までの遅延時間を計測することで無線伝搬距離を算出し、算出した無線伝搬距離を制御部１２０に出力する。
【００２３】
制御部１２０は、無線送受信装置１００全体を制御し、送信要求が行なわれた送信データを送信信号として固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３の切替端子ａに出力する。また、制御部１２０は、伝搬距離算出処理部１１０ａから無線伝搬距離を入力すると、ＲＯＭ１３０から経路選択データテーブル１３０ａを読み出し、無線伝搬距離に対応する選択経路を決定する。そして、制御部１２０は、決定した選択経路を選択制御信号１５０に設定し、選択制御信号１５０を固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３と固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７に出力する。例えば、無線伝搬距離「ｄｋｍ」が「３ｋｍ」であれば、経路選択データテーブル１３０ａの「無線伝搬距離範囲」の「２ｋｍ<ｄ≦１０ｋｍ」の範囲となるので、「選択経路」として「固定ＡＴＴ（３）：０ｄＢ」が読み出され、選択制御信号１５０には「固定ＡＴＴ（３）：０ｄＢ」の選択経路が設定される。更に、制御部１２０は、信号処理部１１０から入力する無線局Ｂからの受信電力の通知により受信電力を基準として検出された伝搬路の減衰量に基づいて送信信号の送信電力を調整するための利得を決定する。そして制御部１２０は、決定した利得を利得制御信号１５１に設定し、利得制御信号１５１をＶＡＴＴ１４８に出力する。このように、無線局Ｂの受信信号の受信電力を基準として無線局Ａの送信信号の送信電力を調整することで、無線局Ａと無線局Ｂの伝搬路の流動的な減衰量を制御する。
【００２４】
固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３は、制御部１２０から選択制御信号１５０を入力すると選択制御信号１５０に設定された選択経路に基づいてスイッチを切り替えることで、制御部１２０から出力される送信信号を選択された固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、または固定ＡＴＴ（３）１４６のいずれかの経路に出力する。固定ＡＴＴ（１）１４４は、送信信号の送信電力を−４０ｄＢの利得で制御する固定アナログアッテネータである。固定ＡＴＴ（２）１４５は、送信信号の送信電力を−２０ｄＢの利得で制御する固定アナログアッテネータである。固定ＡＴＴ（３）１４６は、送信信号の送信電力を０ｄＢの利得で制御する固定アナログアッテネータである。固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７は、制御部１２０から選択制御信号１５０を入力すると選択制御信号１５０に設定された選択経路に基づいてスイッチを切り替えることで、送信信号を選択された固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、または固定ＡＴＴ（３）１４６のいずれかの経路から入力し、ＶＡＴＴ１４８に出力する。例えば、選択制御信号１５０に「固定ＡＴＴ（２）：−２０ｄＢ」の経路が設定されたときには、固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３と固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７は、固定ＡＴＴ（２）１４５の経路に切り替わるため、制御部１２０から出力される送信信号の送信電力は−２０ｄＢの利得で制御される。ＶＡＴＴ１４８は、可変アナログアッテネータであり、制御部１２０から利得制御信号１５１を入力すると、固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７から入力した送信信号の送信電力を、利得制御信号１５１に設定されている利得で制御し、送信信号アップコンバート用ミキサ１４９に出力する。送信信号アップコンバート用ミキサ１４９は、送信信号を入力すると高周波信号に変換し、送受信切替ＳＷ１４１に出力する。高周波信号は、送受信切替ＳＷ１４１が送信側に切り替えられているときに、ＡＮＴ２００から出力される。
【００２５】
本発明の無線送受信装置１００における送信電力の利得制御について、図３を用いて説明する。本発明の無線送受信装置１００におけるＶＡＴＴの利得制御信号とそれに対応する利得との関係を図３の利得特性グラフ２０に示す。
【００２６】
まず、図３の利得特性グラフ２０について説明する。経路１の特性２１、経路２の特性２２、及び経路３の特性２３は、利得制御信号とそれに対応するそれぞれの経路の利得の関係を示す。必要可変領域２４は、無線送受信装置１００が必要とする利得領域を示す。ＶＡＴＴ可変領域２５は、ＶＡＴＴ１４８のダイナミックレンジの領域における利得制御信号と利得の線形性が保てる可変領域を示す。経路１の特性２１、経路２の特性２２、及び経路３の特性２３は、可変領域が従来に比較し狭くなっており、全ての可変領域において線形性を保つことができるようになっている。ＶＡＴＴの特性２６は、形成されたそれぞれの経路１、経路２、及び経路３においてＶＡＴＴ１４８が示す利得制御信号と利得の関係である。
【００２７】
固定ＡＴＴ量（−４０ｄＢ）２７は、経路１が形成されたときの固定ＡＴＴ（１）１４４の利得を示す。したがって経路１の利得特性はＶＡＴＴ１４８と固定ＡＴＴ（１）１４４の和である経路１の特性２１となる。この経路１の特性２１は線形性が保たれている。すなわち、無線送受信装置１００では図１の経路１において、固定ＡＴＴ（１）１４４により送信電力を−４０ｄＢの利得で制御し、次にＶＡＴＴ１４８により可変利得の制御を行っているので、ＶＡＴＴの特性２６を経路１の特性２１に適用することができる。
同様に、図１の経路２において、固定ＡＴＴ（２）１４５により送信電力を−２０ｄＢの利得で制御し、次にＶＡＴＴ１４８により可変利得の制御を行っているので、ＶＡＴＴの特性２６を経路２の特性２２に適用することができる。
また、図１の経路３においては、固定ＡＴＴ（３）１４６では送信電力を０ｄＢの利得で制御し、次にＶＡＴＴ１４８により可変利得の制御を行っているので、ＶＡＴＴの特性２６と経路３の特性２３は一致する。
このような利得特性グラフ２０において、ＶＡＴＴ可変領域２５のＶＡＴＴの特性２６では線形性を保てない領域は発生しない。したがって経路１の特性２１、経路２の特性２２、及び経路３の特性２３が連続した特性も必要可変領域２４全体において線形性を保ったものとなる。
【００２８】
本発明の無線送受信装置１００によれば、線形性を保つことができるダイナミックレンジが狭いＶＡＴＴの場合でも、送信電力の出力レベルでなく無線伝搬距離に応じた固定利得の固定ＡＴＴを選択して用い、更に可変利得を制御するＶＡＴＴを用いて送信電力の出力レベルを調整するので、送信電力の出力レベル設定値が低レベルでも精度が劣化しない。つまり、流動的に変化する可変利得を送信電力の出力レベルを監視することで制御するので、容易に利得の制御を行うことができる。また、無線局間の伝搬路において、天候や気温による減衰量の流動的な変化を無線局間の対向局の受信電力を基準として検出するので、天候や気温に依存しない送信電力の出力レベル調整を行うことができる。
【００２９】
なお、実施形態によれば、無線局Ｂから通知される無線局Ｂの受信信号の受信電力を基準として検出される伝搬路の減衰量に基づいて、無線局Ａが送信信号の送信電力を調整する方法について説明した。このように無線局Ｂが受信信号の受信電力を監視し、また無線局Ｂが無線局Ａに受信電力を通知するようにすることで、無線局Ａは送信信号の送信電力を容易に調整することができる。しかし、この方法に限らず、例えば無線局Ａが送信信号を出力する直前に分配器により送信信号を分配して検波することで検出される伝搬路の減衰量に基づいて、無線局Ａが送信信号の送信電力を調整することも可能である。
【００３０】
また、実施形態によれば、図１に示すように無線システム１０において、３段階の固定の利得を制御する固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、及び固定ＡＴＴ（３）１４６を接続したが、この３段階に限らず複数段階の固定ＡＴＴを接続することも可能である。このように、複数段階の固定ＡＴＴを接続することで、利得制御範囲を拡大することができる。
【００３１】
また、実施形態によれば、無線局Ｂに送信するデジタル信号を構成するフレームの遅延時間を計測することで無線伝搬距離を算出する無線伝搬距離計測機能を持つ無線送受信装置について説明した。このような無線伝搬距離計測機能を持つことで、無線伝搬距離を容易に算出することができる。しかし、予め無線伝搬距離が計測されている場合には、無線伝搬距離計測機能で算出する無線伝搬距離の代わりに、予め計測されている無線伝搬距離の情報を使用することも可能である。
【００３２】
また、実施形態によれば、固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、及び固定ＡＴＴ（３）１４６を並列に接続して各々が固定の利得を制御し、ＶＡＴＴ１４８で可変の利得を制御するようにした。このような構成では、線形性を保つことができるダイナミックレンジが狭いＶＡＴＴ１４８が共通に１つあればよいので安価となる。
【００３３】
変形例として次のような形態も考えられる。
ＶＡＴＴ１４８を除いて固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、及び固定ＡＴＴ（３）１４６をＶＡＴＴとし、この複数のＶＡＴＴが可変の利得を制御するようにすることも可能である。この場合、複数設けられたＶＡＴＴを選択制御信号１５０で選択すると共に、選択されたＶＡＴＴの利得を利得制御信号１５１で設定するようにすればよい。このような構成ではＶＡＴＴの個数が複数必要となるが、線形性を保つことができるダイナミックレンジが狭いＶＡＴＴを用いるので安価となる。
【００３４】
以上、具体的な実施の形態により本発明を説明したが、上記実施の形態は本発明の例示であり、この実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
【００３５】
以上をまとめると、本発明は次のような特徴を有する。
（１） 本発明の無線送受信装置は、無線局間の無線通信を行う無線送受信装置において、複数の固定アッテネータと、前記複数の固定アッテネータから前記無線局間の無線伝搬距離に対応した固定アッテネータを選択して設定する固定アッテネータ選択手段と、選択された前記固定アッテネータの後段に、電力の出力レベルに応じて可変アッテネータを制御する可変アッテネータ制御手段と、を備えたことを特徴としている。
（２） （１）の本発明の無線送受信装置は、前記無線伝搬距離を計測する無線伝搬距離計測手段を備えたことを特徴としている。
（３） （２）の本発明の無線送受信装置は、前記無線伝搬距離計測手段が、ディジタル信号を構成する特別なフレームを無線局間で送受信するときの遅延時間から無線伝搬距離を計測することを特徴としている。
（４） （１）から（３）のいずれかの本発明の無線送受信装置は、前記可変アッテネータが、前記無線局間の伝搬路の減衰量に対応するアッテネータであることを特徴としている。
（５） （４）の本発明の無線送受信装置は、対向する無線局から通知される前記対向無線局の受信信号の受信電力を基準として前記減衰量を検出する減衰量検出手段を備えることを特徴としている。
（６） （４）の本発明の無線送受信装置は、送信信号を出力する直前に分配器により送信信号を分配して検波することで前記減衰量を検出する減衰量検出手段を備えることを特徴としている。
（７） 本発明の無線送受信装置の送信電力制御方法は、無線局間の無線通信を行う無線送受信装置の送信電力制御方法において、複数の固定アッテネータと、前記複数の固定アッテネータから前記無線局間の無線伝搬距離に対応した固定アッテネータを選択して設定する固定アッテネータ選択工程と、選択された前記固定アッテネータの後段に、電力の出力レベルに応じて可変アッテネータを制御する可変アッテネータ制御工程と、を備えたことを特徴としている。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、無線送受信装置に好適であるが、伝搬距離に連動して送信電力の制御を行う機器一般に適用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
２０・・・・・利得特性グラフ
２１・・・・・経路１の特性
２２・・・・・経路２の特性
２３・・・・・経路３の特性
２４・・・・・必要可変領域
２５・・・・・ＶＡＴＴ可変領域
２６・・・・・ＶＡＴＴの特性
２７・・・・・固定ＡＴＴ量（−４０ｄＢ）
２８・・・・・固定ＡＴＴ量（−２０ｄＢ）
４０・・・・・利得特性グラフ
４１・・・・・理想の特性
４２・・・・・実際の特性
４３・・・・・ＶＡＴＴ可変領域
４４・・・・・必要可変領域
４５・・・・・線形性を保てない利得領域
４６・・・・・線形性を保てない出力レベル領域
５０・・・・・送信電力とＶＡＴＴの各特性表
１００・・・・・無線送受信装置
１１０・・・・・信号処理部
１１０ａ・・・・伝搬距離算出処理部
１２０・・・・・制御部
１３０・・・・・ＲＯＭ
１３０ａ・・・・経路選択データテーブル
１４０・・・・・ＲＦ部（無線部）
１４１・・・・・送受信切替ＳＷ
１４２・・・・・受信信号ダウンコンバート用ミキサ
１４３・・・・・固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ
１４４・・・・・固定ＡＴＴ（１）
１４５・・・・・固定ＡＴＴ（２）
１４６・・・・・固定ＡＴＴ（３）
１４７・・・・・固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ
１４８・・・・・ＶＡＴＴ
１４９・・・・・送信信号アップコンバート用ミキサ
１５０・・・・・選択制御信号
１５１・・・・・利得制御信号
２００・・・・・ＡＮＴ（アンテナ）
３００・・・・・無線送受信装置
４００・・・・・ＡＮＴ（アンテナ）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送受信装置に係り、特に無線伝搬距離に応じて可変アナログアッテネータにより利得を制御することで送信信号の送信電力を調整する無線送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線送受信装置において、無線電波距離が短いときには送信信号における送信電力の出力レベルを下げる必要があるので、可変アナログアッテネータ（以下、ＶＡＴＴという）を用いて利得を制御し送信電力の出力レベルを調整している。しかし、ＶＡＴＴを用いて利得を制御する場合に、送信電力が低レベルのときにＶＡＴＴに対して設定されるべき利得に対しＶＡＴＴに実際に設定される利得がずれて設定される。これは、線形性を保つことができるダイナミックレンジが狭いＶＡＴＴを用いているので、ＶＡＴＴに対して設定される利得の精度が送信電力の出力レベルが低い領域で劣化するためである。
【０００３】
従来の無線送受信装置における送信電力の利得制御について、図４を用いて説明する。従来の無線送受信装置に用いられているＶＡＴＴの利得制御信号対利得の関係を図４（１）の利得特性グラフ４０に示す。また、従来の無線送受信装置において、送信電力の出力レベル設定値が０ｄＢｍ（高いレベル領域）にある場合と−３０ｄＢｍ（低レベル領域）にある場合について、送信電力とＶＡＴＴの各特性を比較した例を図４（２）を参照して説明する。
【０００４】
まず、図４（１）の利得特性グラフ４０について説明する。理想の特性４１は、ＶＡＴＴの利得制御信号とそれに対応する理想の利得との関係を示す。実際の特性４２は、ＶＡＴＴの利得制御信号とそれに対応する実際の利得との関係を示す。ＶＡＴＴ可変領域４３は、ＶＡＴＴのダイナミックレンジの領域を示す。必要可変領域４４は、ＶＡＴＴ可変領域４３に対して無線送受信装置が必要とするＶＡＴＴの利得領域を示す。線形性を保てない利得領域４５は、必要可変領域４４において、ＶＡＴＴの利得制御特性が理想の特性４１と実際の特性４２とで異なっている領域を示す。線形性を保てない出力レベル領域４６は、線形性を保てない利得領域４５に対応する送信電力の出力レベル領域を示す。このような利得特性グラフ４０において、送信電力の出力レベルが低くなるにつれて実際の特性４２は、理想の特性４１に比べて利得が大きく下降するため、必要可変領域４４において線形性を保てない領域４５が発生してしまう。このため、送信電力の出力レベル設定値に対応した理想の送信電力の出力レベルと実際の送信電力の出力レベルとの間に誤差が生じていた。
【０００５】
次に、ＶＡＴＴの利得が「−２ｄＢ」で制御されることで送信電力の出力レベルが「０ｄＢｍ」になるよう組まれた無線送受信装置の回路において、送信電力の出力レベル設定値を「０ｄＢｍ（高レベル）」と「−３０ｄＢｍ（低レベル）」に設定したときの例について、図４（２）の送信電力とＶＡＴＴの各特性表５０を参照して説明する。送信電力とＶＡＴＴの各特性表５０の「送信電力の出力レベル設定値」が「０ｄＢｍ（高レベル）」のときには「ＶＡＴＴの理想の利得」としては「−２ｄＢ」に設定されるものとする。しかし、「ＶＡＴＴに設定される実際の利得」は、「−２．２ｄＢ」となる。したがって「ＶＡＴＴの理想の利得」と「ＶＡＴＴの実際の利得」との差である「ＶＡＴＴの理想と実際の利得の差」は、「−０．２ｄＢ」となる。このような無線送受信装置において実際の送信電力の出力レベルである「実際の送信電力の出力レベル」は、「−０．２ｄＢｍ」となる。この結果、「送信電力の出力レベル設定値」が「０ｄＢｍ」のときには、「送信電力の出力レベル設定値」と「実際の送信電力の出力レベル」との差である「出力レベル設定値と実際の出力レベルの差」が「−０．２ｄＢｍ」となり、比較的差が小さい。
【０００６】
これに対し、送信電力とＶＡＴＴの各特性表５０の「送信電力の出力レベル設定値」が「−３０ｄＢｍ（低レベル）」のときには「ＶＡＴＴの理想の利得」は「−３２ｄＢ」となる。しかし、「ＶＡＴＴの実際の利得」は、「−３３．４ｄＢ」となるので、「ＶＡＴＴの理想と実際の利得の差」は、「−１．４ｄＢ」となる。このような無線送受信装置において「実際の送信電力の出力レベル」は、「−３１．４ｄＢｍ」となる。この結果、「送信電力の出力レベル設定値」が「−３０ｄＢｍ」のときには、「出力レベル設定値と実際の出力レベルの差」が「−１．４ｄＢｍ」となり、差が大きくなる。
【０００７】
つまり、「送信電力の出力レベル設定値」が「０ｄＢｍ（高レベル）」のときには、「出力レベル設定値と実際の出力レベルの差」が「−０．２ｄＢｍ」であるが、「０ｄＢｍ」より送信電力の出力レベル設定値が低い「−３０ｄＢｍ（低レベル）」のときには「出力レベル設定値と実際の出力レベルの差」が「−１．４ｄＢｍ」となり、送信電力の出力レベル設定値に対する実際の送信電力の出力レベルとの差が大きくなり精度が劣化する。
【０００８】
このように線形性を保つことができるダイナミックレンジが狭いＶＡＴＴを用いて利得を制御する場合には、送信電力の出力レベル設定値が低レベルになるほどＶＡＴＴの精度が劣化するため、送信電力の出力レベル設定値に対する実際の送信電力の出力レベルとの差が大きくなっていた。このため、送信電力の出力レベル設定値が低レベルでも精度が劣化しないようにするためには、線形性を保つことができるダイナミックレンジが広いＶＡＴＴを用いていた。
【０００９】
なお、上記従来の可変アッテネータを用いる技術として下記特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２４２２３１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１では、信号検出回路が備えるＡ／Ｄ変換器の入力信号レベルを可変アッテネータで減衰させてからＡ／Ｄ変換器の出力信号レベルを監視することで、入力信号レベルが変動した場合でも監視対象の信号を正確に検出することができる信号検出回路を提供している。しかし、線形性を保つことができるダイナミックレンジの範囲を調整することはできないので、送信電力の出力レベルが低い領域で精度が劣化するという問題が発生する。また、線形性を保つことができるダイナミックレンジが広い可変アッテネータは高額であるため、無線送受信装置に容易に用いることができなかった。
【００１２】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、上記課題を解決できる無線送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】
本発明の無線送受信装置は、無線局間の無線通信を行う無線送受信装置において、前記無線局間の無線伝搬距離を計測する無線伝搬距離計測手段と、複数の固定アッテネータと、前記複数の固定アッテネータから前記無線伝搬距離に対応した固定アッテネータを選択して設定する固定アッテネータ選択手段と、選択された前記固定アッテネータの後段に、電力の出力レベルに応じて可変アッテネータを制御する可変アッテネータ制御手段と、を備えたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、送信電力の出力レベル設定値が低レベルでも精度が劣化しないように送信信号の送信電力を調整することができる無線送受信装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る無線システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る経路選択データテーブルの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る利得特性グラフを示す。
【図４】従来の実施例に係るＶＡＴＴ利得制御特性グラフ、及び送信電力とＶＡＴＴの各特性表を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という）について図面を参照して説明する。本発明の実施形態は、減衰量の異なる複数の固定アナログアッテネータ（以下、固定ＡＴＴという）を並列に接続し、計測した無線局間の無線伝搬距離に応じて減衰量の異なる固定ＡＴＴをスイッチで選択して切り替え、更にこのスイッチの後段に設けられたＶＡＴＴを用いて伝搬路の減衰量を制御する。これにより、本発明の無線送受信装置は、送信電力の出力レベル設定値が低レベルでも精度が劣化しないように送信電力の出力レベルを下げることが可能となる。
【００１７】
図１に無線システム１０の構成を示す。無線システム１０は複数の無線局から構成されるが、本発明の実施形態においては対向する無線局Ａと無線局Ｂで送受信する場合について説明する。無線局Ａは、無線送受信装置１００とアンテナ（以下、ＡＮＴという）２００を備え、時分割無線通信方式（以下、ＴＤＤ方式という）を用いてディジタル信号の送受信を行う無線局である。無線局Ｂは、無線送受信装置３００とＡＮＴ４００を備え、ＴＤＤ方式を用いてディジタル信号の送受信を行う無線局である。また、無線局を設置したときに、予め決められた特定フレームが設定されたディジタル信号を無線局Ａから無線局Ｂに送信し、更に無線局Ｂは受信した特定フレームのディジタル信号を次のＴＤＤ送信タイミングで無線局Ａに送信する。このように無線局Ａから無線局Ｂに送信した特定フレームを、再び無線局Ａが無線局Ｂから受信することで、無線局Ａは特定フレームの送信による遅延時間から無線局Ａと無線局Ｂの間の無線伝搬距離を算出する。そして、無線局Ａは、算出した無線電波距離に応じて送信電力の出力レベルを調整する。具体的には後述のように固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、固定ＡＴＴ（３）１４６のいずれかを選択する。更に、無線局Ａは、無線局Ｂから通知（送信）される無線局Ｂの受信信号の受信電力を基準として送信信号の送信電力を調整する。具体的には後述のようにＶＡＴＴ１４８を調整する。
【００１８】
また、無線局Ｂにおいても同様に、無線局Ｂから無線局Ａに送信した特定フレームを、再び無線局Ｂが無線局Ａから受信することで、無線局Ｂは特定フレームの送信による遅延時間から無線局Ｂと無線局Ａの間の無線伝搬距離を算出する。そして、無線局Ｂは、算出した無線電波距離に応じて送信電力の出力レベルを調整する。更に、無線局Ｂは、無線局Ａから通知（送信）される無線局Ａの受信信号の受信電力を基準として送信信号の送信電力を調整する。
【００１９】
まず、本発明の実施形態における図１に示す無線局Ａの無線送受信装置１００の構成について説明する。なお、無線局Ｂの無線送受信装置３００の構成は、無線局Ａの無線送受信装置１００の構成と同様であるので、無線送受信装置３００の構成については説明を省略する。無線送受信装置１００は、信号処理部１１０、制御部１２０、ＲＯＭ１３０、及び無線部（以下、ＲＦ部という）１４０から構成されている。また、信号処理部１１０には、伝搬距離算出処理部１１０ａが設けられ、ＲＯＭ１３０には経路選択データテーブル１３０ａが保存されている。また、ＲＦ部１４０は、送受信切替ＳＷ１４１、受信信号ダウンコンバート用ミキサ１４２、固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３、固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、固定ＡＴＴ（３）１４６、固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７、ＶＡＴＴ１４８、及び送信信号アップコンバート用ミキサ１４９から構成されている。ＲＦ部１４０の送受信切替ＳＷ１４１には、ＡＮＴ２００が設置されている。
【００２０】
次に、不揮発性メモリであるＲＯＭ１３０に保存されている図２に示す経路選択データテーブル１３０ａの構成について説明する。経路選択データテーブル１３０ａは、「無線伝搬距離範囲」と「選択経路」の項目から構成されている。「無線伝搬距離範囲」は、無線伝搬距離に応じた範囲が設定されている項目である。計測した無線伝搬距離「ｄｋｍ」に応じ「ｄ≦０．５ｋｍ」、「０．５ｋｍ<ｄ≦２ｋｍ」、及び「２ｋｍ<ｄ≦１０ｋｍ」の範囲が選択される。「選択経路」は、「無線伝搬距離範囲」の項目に対応して選択される経路である。「選択経路」には、経路１として「固定ＡＴＴ（１）：−４０ｄＢ」、経路２として「固定ＡＴＴ（２）：−２０ｄＢ」、及び経路３として「固定ＡＴＴ（３）：０ｄＢ」の経路が設定されている。すなわち、各経路には無線伝搬距離に応じて固定ＡＴＴ装置（固定ＡＴＴ（１）、固定ＡＴＴ（２）、固定ＡＴＴ（３））とその利得（−４０ｄＢ、−２０ｄＢ、０ｄＢ）が設定されている。例えば、無線伝搬距離「ｄｋｍ」が「１．５ｋｍ」であれば、経路選択データテーブル１３０ａにおいて「無線伝搬距離範囲」の「０．５ｋｍ<ｄ≦２ｋｍ」の範囲となるので、「選択経路」として「０．５ｋｍ<ｄ≦２ｋｍ」に対応する経路２の「固定ＡＴＴ（２）：−２０ｄＢ」が選択される。つまり、固定ＡＴＴ（２）の経路を通ることで−２０ｄＢの利得制御が行われる。
【００２１】
次に、ＡＮＴ２００と無線送受信装置１００を構成する各部の処理について図１をもとにして説明する。ＡＮＴ２００は、送受信切替ＳＷ１４１から入力した無線局Ｂに送信する高周波信号を電波に変換して空間に放射し、また、無線局Ｂから送信された空間の電波を受信し高周波信号に変換して送受信切替ＳＷ１４１に出力する。送受信切替ＳＷ１４１は、送信側と受信側を時分割で切り替えを行うスイッチである。送受信切替ＳＷ１４１が送信側に切り替えられているときには、送信信号アップコンバート用ミキサ１４９から高周波信号を入力しＡＮＴ２００に出力する。送受信切替ＳＷ１４１が受信側に切り替えられているときには、ＡＮＴ２００から出力される高周波信号を入力し、受信信号ダウンコンバート用ミキサ１４２に出力する。受信信号ダウンコンバート用ミキサ１４２は、送受信切替ＳＷ１４１から高周波信号を入力すると低周波信号に変換し、変換した低周波信号の受信信号を信号処理部１１０に出力する。
【００２２】
信号処理部１１０は、受信信号を入力するとこの受信信号に予め決められた特定フレームが含まれているかを判定する。信号処理部１１０が受信信号に特定フレームが含まれていると判定したときには、信号処理部１１０は伝搬距離算出処理部１１０ａに特定フレーム受信の通知を出力する。また、信号処理部１１０が受信信号に特定フレームが含まれていないと判定したときには、受信信号の処理を行い制御部１２０に出力する。更に、信号処理部１１０は、無線局Ｂからの受信電力を通知する受信信号を入力すると、無線局Ｂからの受信電力の通知を制御部１２０に出力する。伝搬距離算出処理部１１０ａは、無線局Ｂが設置されたときに特定フレームを設定した送信信号の送信要求を制御部１２０に行う。また、伝搬距離算出処理部１１０ａは、信号処理部１１０からの特定フレーム受信の通知により、特定フレームの送信から受信までの遅延時間を計測することで無線伝搬距離を算出し、算出した無線伝搬距離を制御部１２０に出力する。
【００２３】
制御部１２０は、無線送受信装置１００全体を制御し、送信要求が行なわれた送信データを送信信号として固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３の切替端子ａに出力する。また、制御部１２０は、伝搬距離算出処理部１１０ａから無線伝搬距離を入力すると、ＲＯＭ１３０から経路選択データテーブル１３０ａを読み出し、無線伝搬距離に対応する選択経路を決定する。そして、制御部１２０は、決定した選択経路を選択制御信号１５０に設定し、選択制御信号１５０を固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３と固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７に出力する。例えば、無線伝搬距離「ｄｋｍ」が「３ｋｍ」であれば、経路選択データテーブル１３０ａの「無線伝搬距離範囲」の「２ｋｍ<ｄ≦１０ｋｍ」の範囲となるので、「選択経路」として「固定ＡＴＴ（３）：０ｄＢ」が読み出され、選択制御信号１５０には「固定ＡＴＴ（３）：０ｄＢ」の選択経路が設定される。更に、制御部１２０は、信号処理部１１０から入力する無線局Ｂからの受信電力の通知により受信電力を基準として検出された伝搬路の減衰量に基づいて送信信号の送信電力を調整するための利得を決定する。そして制御部１２０は、決定した利得を利得制御信号１５１に設定し、利得制御信号１５１をＶＡＴＴ１４８に出力する。このように、無線局Ｂの受信信号の受信電力を基準として無線局Ａの送信信号の送信電力を調整することで、無線局Ａと無線局Ｂの伝搬路の流動的な減衰量を制御する。
【００２４】
固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３は、制御部１２０から選択制御信号１５０を入力すると選択制御信号１５０に設定された選択経路に基づいてスイッチを切り替えることで、制御部１２０から出力される送信信号を選択された固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、または固定ＡＴＴ（３）１４６のいずれかの経路に出力する。固定ＡＴＴ（１）１４４は、送信信号の送信電力を−４０ｄＢの利得で制御する固定アナログアッテネータである。固定ＡＴＴ（２）１４５は、送信信号の送信電力を−２０ｄＢの利得で制御する固定アナログアッテネータである。固定ＡＴＴ（３）１４６は、送信信号の送信電力を０ｄＢの利得で制御する固定アナログアッテネータである。固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７は、制御部１２０から選択制御信号１５０を入力すると選択制御信号１５０に設定された選択経路に基づいてスイッチを切り替えることで、送信信号を選択された固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、または固定ＡＴＴ（３）１４６のいずれかの経路から入力し、ＶＡＴＴ１４８に出力する。例えば、選択制御信号１５０に「固定ＡＴＴ（２）：−２０ｄＢ」の経路が設定されたときには、固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４３と固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７は、固定ＡＴＴ（２）１４５の経路に切り替わるため、制御部１２０から出力される送信信号の送信電力は−２０ｄＢの利得で制御される。ＶＡＴＴ１４８は、可変アナログアッテネータであり、制御部１２０から利得制御信号１５１を入力すると、固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ１４７から入力した送信信号の送信電力を、利得制御信号１５１に設定されている利得で制御し、送信信号アップコンバート用ミキサ１４９に出力する。送信信号アップコンバート用ミキサ１４９は、送信信号を入力すると高周波信号に変換し、送受信切替ＳＷ１４１に出力する。高周波信号は、送受信切替ＳＷ１４１が送信側に切り替えられているときに、ＡＮＴ２００から出力される。
【００２５】
本発明の無線送受信装置１００における送信電力の利得制御について、図３を用いて説明する。本発明の無線送受信装置１００におけるＶＡＴＴの利得制御信号とそれに対応する利得との関係を図３の利得特性グラフ２０に示す。
【００２６】
まず、図３の利得特性グラフ２０について説明する。経路１の特性２１、経路２の特性２２、及び経路３の特性２３は、利得制御信号とそれに対応するそれぞれの経路の利得の関係を示す。必要可変領域２４は、無線送受信装置１００が必要とする利得領域を示す。ＶＡＴＴ可変領域２５は、ＶＡＴＴ１４８のダイナミックレンジの領域における利得制御信号と利得の線形性が保てる可変領域を示す。経路１の特性２１、経路２の特性２２、及び経路３の特性２３は、可変領域が従来に比較し狭くなっており、全ての可変領域において線形性を保つことができるようになっている。ＶＡＴＴの特性２６は、形成されたそれぞれの経路１、経路２、及び経路３においてＶＡＴＴ１４８が示す利得制御信号と利得の関係である。
【００２７】
固定ＡＴＴ量（−４０ｄＢ）２７は、経路１が形成されたときの固定ＡＴＴ（１）１４４の利得を示す。したがって経路１の利得特性はＶＡＴＴ１４８と固定ＡＴＴ（１）１４４の和である経路１の特性２１となる。この経路１の特性２１は線形性が保たれている。すなわち、無線送受信装置１００では図１の経路１において、固定ＡＴＴ（１）１４４により送信電力を−４０ｄＢの利得で制御し、次にＶＡＴＴ１４８により可変利得の制御を行っているので、ＶＡＴＴの特性２６を経路１の特性２１に適用することができる。
同様に、図１の経路２において、固定ＡＴＴ（２）１４５により送信電力を−２０ｄＢの利得で制御し、次にＶＡＴＴ１４８により可変利得の制御を行っているので、ＶＡＴＴの特性２６を経路２の特性２２に適用することができる。
また、図１の経路３においては、固定ＡＴＴ（３）１４６では送信電力を０ｄＢの利得で制御し、次にＶＡＴＴ１４８により可変利得の制御を行っているので、ＶＡＴＴの特性２６と経路３の特性２３は一致する。
このような利得特性グラフ２０において、ＶＡＴＴ可変領域２５のＶＡＴＴの特性２６では線形性を保てない領域は発生しない。したがって経路１の特性２１、経路２の特性２２、及び経路３の特性２３が連続した特性も必要可変領域２４全体において線形性を保ったものとなる。
【００２８】
本発明の無線送受信装置１００によれば、線形性を保つことができるダイナミックレンジが狭いＶＡＴＴの場合でも、送信電力の出力レベルでなく無線伝搬距離に応じた固定利得の固定ＡＴＴを選択して用い、更に可変利得を制御するＶＡＴＴを用いて送信電力の出力レベルを調整するので、送信電力の出力レベル設定値が低レベルでも精度が劣化しない。つまり、流動的に変化する可変利得を送信電力の出力レベルを監視することで制御するので、容易に利得の制御を行うことができる。また、無線局間の伝搬路において、天候や気温による減衰量の流動的な変化を無線局間の対向局の受信電力を基準として検出するので、天候や気温に依存しない送信電力の出力レベル調整を行うことができる。
【００２９】
なお、実施形態によれば、無線局Ｂから通知される無線局Ｂの受信信号の受信電力を基準として検出される伝搬路の減衰量に基づいて、無線局Ａが送信信号の送信電力を調整する方法について説明した。このように無線局Ｂが受信信号の受信電力を監視し、また無線局Ｂが無線局Ａに受信電力を通知するようにすることで、無線局Ａは送信信号の送信電力を容易に調整することができる。しかし、この方法に限らず、例えば無線局Ａが送信信号を出力する直前に分配器により送信信号を分配して検波することで検出される伝搬路の減衰量に基づいて、無線局Ａが送信信号の送信電力を調整することも可能である。
【００３０】
また、実施形態によれば、図１に示すように無線システム１０において、３段階の固定の利得を制御する固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、及び固定ＡＴＴ（３）１４６を接続したが、この３段階に限らず複数段階の固定ＡＴＴを接続することも可能である。このように、複数段階の固定ＡＴＴを接続することで、利得制御範囲を拡大することができる。
【００３１】
また、実施形態によれば、無線局Ｂに送信するデジタル信号を構成するフレームの遅延時間を計測することで無線伝搬距離を算出する無線伝搬距離計測機能を持つ無線送受信装置について説明した。このような無線伝搬距離計測機能を持つことで、無線伝搬距離を容易に算出することができる。しかし、予め無線伝搬距離が計測されている場合には、無線伝搬距離計測機能で算出する無線伝搬距離の代わりに、予め計測されている無線伝搬距離の情報を使用することも可能である。
【００３２】
また、実施形態によれば、固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、及び固定ＡＴＴ（３）１４６を並列に接続して各々が固定の利得を制御し、ＶＡＴＴ１４８で可変の利得を制御するようにした。このような構成では、線形性を保つことができるダイナミックレンジが狭いＶＡＴＴ１４８が共通に１つあればよいので安価となる。
【００３３】
変形例として次のような形態も考えられる。
ＶＡＴＴ１４８を除いて固定ＡＴＴ（１）１４４、固定ＡＴＴ（２）１４５、及び固定ＡＴＴ（３）１４６をＶＡＴＴとし、この複数のＶＡＴＴが可変の利得を制御するようにすることも可能である。この場合、複数設けられたＶＡＴＴを選択制御信号１５０で選択すると共に、選択されたＶＡＴＴの利得を利得制御信号１５１で設定するようにすればよい。このような構成ではＶＡＴＴの個数が複数必要となるが、線形性を保つことができるダイナミックレンジが狭いＶＡＴＴを用いるので安価となる。
【００３４】
以上、具体的な実施の形態により本発明を説明したが、上記実施の形態は本発明の例示であり、この実施の形態に限定されないことは言うまでもない。
【００３５】
以上をまとめると、本発明は次のような特徴を有する。
（１） 本発明の無線送受信装置は、無線局間の無線通信を行う無線送受信装置において、複数の固定アッテネータと、前記複数の固定アッテネータから前記無線局間の無線伝搬距離に対応した固定アッテネータを選択して設定する固定アッテネータ選択手段と、選択された前記固定アッテネータの後段に、電力の出力レベルに応じて可変アッテネータを制御する可変アッテネータ制御手段と、を備えたことを特徴としている。
（２） （１）の本発明の無線送受信装置は、前記無線伝搬距離を計測する無線伝搬距離計測手段を備えたことを特徴としている。
（３） （２）の本発明の無線送受信装置は、前記無線伝搬距離計測手段が、ディジタル信号を構成する特別なフレームを無線局間で送受信するときの遅延時間から無線伝搬距離を計測することを特徴としている。
（４） （１）から（３）のいずれかの本発明の無線送受信装置は、前記可変アッテネータが、前記無線局間の伝搬路の減衰量に対応するアッテネータであることを特徴としている。
（５） （４）の本発明の無線送受信装置は、対向する無線局から通知される前記対向無線局の受信信号の受信電力を基準として前記減衰量を検出する減衰量検出手段を備えることを特徴としている。
（６） （４）の本発明の無線送受信装置は、送信信号を出力する直前に分配器により送信信号を分配して検波することで前記減衰量を検出する減衰量検出手段を備えることを特徴としている。
（７） 本発明の無線送受信装置の送信電力制御方法は、無線局間の無線通信を行う無線送受信装置の送信電力制御方法において、複数の固定アッテネータと、前記複数の固定アッテネータから前記無線局間の無線伝搬距離に対応した固定アッテネータを選択して設定する固定アッテネータ選択工程と、選択された前記固定アッテネータの後段に、電力の出力レベルに応じて可変アッテネータを制御する可変アッテネータ制御工程と、を備えたことを特徴としている。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、無線送受信装置に好適であるが、伝搬距離に連動して送信電力の制御を行う機器一般に適用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
２０・・・・・利得特性グラフ
２１・・・・・経路１の特性
２２・・・・・経路２の特性
２３・・・・・経路３の特性
２４・・・・・必要可変領域
２５・・・・・ＶＡＴＴ可変領域
２６・・・・・ＶＡＴＴの特性
２７・・・・・固定ＡＴＴ量（−４０ｄＢ）
２８・・・・・固定ＡＴＴ量（−２０ｄＢ）
４０・・・・・利得特性グラフ
４１・・・・・理想の特性
４２・・・・・実際の特性
４３・・・・・ＶＡＴＴ可変領域
４４・・・・・必要可変領域
４５・・・・・線形性を保てない利得領域
４６・・・・・線形性を保てない出力レベル領域
５０・・・・・送信電力とＶＡＴＴの各特性表
１００・・・・・無線送受信装置
１１０・・・・・信号処理部
１１０ａ・・・・伝搬距離算出処理部
１２０・・・・・制御部
１３０・・・・・ＲＯＭ
１３０ａ・・・・経路選択データテーブル
１４０・・・・・ＲＦ部（無線部）
１４１・・・・・送受信切替ＳＷ
１４２・・・・・受信信号ダウンコンバート用ミキサ
１４３・・・・・固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ
１４４・・・・・固定ＡＴＴ（１）
１４５・・・・・固定ＡＴＴ（２）
１４６・・・・・固定ＡＴＴ（３）
１４７・・・・・固定ＡＴＴ経路切替ＳＷ
１４８・・・・・ＶＡＴＴ
１４９・・・・・送信信号アップコンバート用ミキサ
１５０・・・・・選択制御信号
１５１・・・・・利得制御信号
２００・・・・・ＡＮＴ（アンテナ）
３００・・・・・無線送受信装置
４００・・・・・ＡＮＴ（アンテナ）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線局間の無線通信を行う無線送受信装置において、
前記無線局間の無線伝搬距離を計測する無線伝搬距離計測手段と、
複数の固定アッテネータと、前記複数の固定アッテネータから前記無線伝搬距離に対応した固定アッテネータを選択して設定する固定アッテネータ選択手段と、
選択された前記固定アッテネータの後段に、電力の出力レベルに応じて可変アッテネータを制御する可変アッテネータ制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線送受信装置。
【請求項１】
無線局間の無線通信を行う無線送受信装置において、
前記無線局間の無線伝搬距離を計測する無線伝搬距離計測手段と、
複数の固定アッテネータと、前記複数の固定アッテネータから前記無線伝搬距離に対応した固定アッテネータを選択して設定する固定アッテネータ選択手段と、
選択された前記固定アッテネータの後段に、電力の出力レベルに応じて可変アッテネータを制御する可変アッテネータ制御手段と、
を備えたことを特徴とする無線送受信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１６５３４７（Ｐ２０１２−１６５３４７Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６３７２（Ｐ２０１１−２６３７２）
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月９日（２０１１．２．９）
【出願人】（０００００１１２２）株式会社日立国際電気 (5,007)
【Ｆターム（参考）】
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