通信システム
【課題】送信側から受信側へ信号を通信する通信システムで、周波数利用効率を改善し、更に受信特性を改善する。
【解決手段】送信側では、ＳＴＢＣ符号化手段１、２つの送信ベースバンド処理手段２ａ、２ｂ、２つの無線送信処理手段４ａ、４ｂ、送信側スイッチ手段３ａ、３ｂを備え、送信制御手段６が送信側の状態の監視結果に基づいて送信側スイッチ手段による切り替え及び無線送信処理手段からの出力の状態を制御する。受信側では、２つの無線受信処理手段１２ａ、１２ｂ、２つのＳＴＢＣ復号化手段１４ａ、１４ｂ、合成処理手段１６、受信側スイッチ手段１３ａ、１３ｂを備え、受信制御手段１５が受信側の状態の監視結果に基づいて受信側スイッチ手段による切り替え及びＳＴＢＣ復号化手段からの出力の状態を制御する。
【解決手段】送信側では、ＳＴＢＣ符号化手段１、２つの送信ベースバンド処理手段２ａ、２ｂ、２つの無線送信処理手段４ａ、４ｂ、送信側スイッチ手段３ａ、３ｂを備え、送信制御手段６が送信側の状態の監視結果に基づいて送信側スイッチ手段による切り替え及び無線送信処理手段からの出力の状態を制御する。受信側では、２つの無線受信処理手段１２ａ、１２ｂ、２つのＳＴＢＣ復号化手段１４ａ、１４ｂ、合成処理手段１６、受信側スイッチ手段１３ａ、１３ｂを備え、受信制御手段１５が受信側の状態の監視結果に基づいて受信側スイッチ手段による切り替え及びＳＴＢＣ復号化手段からの出力の状態を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、デジタル無線通信を行う通信システムに関し、特に、第１の系（例えば、現用系）及び第２の系（例えば、機器が故障した場合に切り替えられる予備系）を備える構成に対して、周波数利用効率を改善し、更に受信特性を改善する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３には、背景技術に係る現用系と予備系の送受信機（通信システム）の構成例を示してある。
本例の送受信機では、現用系と予備系の搬送波周波数をそれぞれ異なる周波数ｆ１とｆ２とし、受信機側でいずれの系の信号を選択するかをスイッチで切り替える構成例を示してある。
本例の送受信機では、送信機は、現用系送信ベースバンド部１０１、現用系無線送信部１０２、現用系送信アンテナ１０３、予備系送信ベースバンド部１０４、予備系無線送信部１０５、予備系送信アンテナ１０６を備えて構成されており、受信機は、現用系受信アンテナ１１１、現用系無線受信部１１２、現用系受信ベースバンド部１１３、予備系受信アンテナ１１４、予備系無線受信部１１５、予備系受信ベースバンド部１１６、受信制御部１１７、スイッチ１１８を備えて構成されている。
【０００３】
送信機側の動作例を示す。
送信側では、伝送データを現用系送信ベースバンド部１０１と予備系送信ベースバンド部１０４に入力し、それぞれのベースバンド部１０１、１０４で変調等の処理が施された信号が、それぞれ、現用系無線送信部１０２と予備系無線送信部１０５を介して現用系送信アンテナ１０３と予備系送信アンテナ１０６から無線により送信される。このとき、現用系送信アンテナ１０３からは搬送波周波数ｆ１で送信され、予備系送信アンテナ１０６からは搬送波周波数ｆ２で送信される。
【０００４】
受信機側の動作例を示す。
受信側では、現用系受信アンテナ１１１で受信された信号が現用系無線受信部１１２に入力され、現用系無線受信部１１２において、現用系で使用する周波数ｆ１以外の成分がフィルタ処理により除去された後に、ベースバンド信号へ周波数変換される。また、現用系無線受信部１１２は、入出力される信号を受信制御部１１７へ通知する。
同様に、予備系受信アンテナ１１４で受信された信号が予備系無線受信部１１５に入力され、予備系無線受信部１１５において、予備系で使用する周波数ｆ２以外の成分がフィルタ処理により除去された後に、ベースバンド信号へ周波数変換される。
【０００５】
それぞれの無線受信部１１２、１１５において周波数ｆ１の成分のみとなった信号と周波数ｆ２の成分のみとなった信号が、それぞれ、現用系受信ベースバンド部１１３と予備系受信ベースバンド部１１６に入力され、そして、等化や復調されたそれぞれの信号がスイッチ１１８に入力される。また、現用系受信ベースバンド部１１３は、装置の状態の監視用として周期的なパルス信号を受信制御部１１７に入力する。
【０００６】
受信制御部１１７は、現用系無線受信部１１２と現用系受信ベースバンド部１１３から入力される信号に基づいて、それぞれの状態を判定して、スイッチ１１８の制御を行う。
スイッチ１１８は、受信制御部１１７からの制御信号を基に、現用系と予備系との切り替え動作を行う。
【０００７】
ここで、まず、現用系無線受信部１１２に関する判定方法について説明する。
受信制御部１１７では、現用系無線受信部１１２から入力された信号の強度を算出し、受信信号強度がゼロ（受信信号なし）であると判定した場合には、スイッチ１１８を制御して現用系から予備系へ切り替える。ここで、受信信号なしと判定される原因としては、装置の故障や伝搬路に何らかの障害が発生したということが考えられる。
【０００８】
次に、現用系受信ベースバンド部１１３に関する判定方法について説明する。
一例として、受信制御部１１７は、ウォッチドッグタイマに使用されるようなリセット付きカウンタを持ち、現用系受信ベースバンド部１１３から定期的に入力されるパルス信号をリセット信号として扱い、カウンタをリセットする。この場合、現用系受信ベースバンド部１１３から定期的に信号が入力されないとカウンタが上限値に到達することになり、それにより現用系受信ベースバンド部１１３に何らかの問題が生じていることを検出することができる。また、ここではカウンタを用いた監視方法（検出方法）について説明したが、他の一例として、現用系無線受信部１１２の場合と同様に、現用系受信ベースバンド部１１３の入出力の信号の強度を監視する方法を用いて検出（判定）することも可能である。
従来の技術では、機器の故障が発生した場合には、以上のような方法でそれを検出して、現用系から予備系へ切り替える制御（ここでは、スイッチ１１８の制御）が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１３１６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のような送受信機のように、現用系及び予備系を備えるシステムでは、それぞれの系で干渉が無いように異なる周波数を使用するため、１つのシステムに２つの周波数の割り当てが必要となり、周波数利用効率が低くなってしまうといった問題があった。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、第１の系及び第２の系（例えば、現用系及び予備系）を備える構成に対して、周波数利用効率を改善することができ、更に受信特性を改善することができる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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明では、送信側から受信側へ信号を通信する通信システムにおいて、次のような構成とした。
すなわち、前記送信側では、ＳＴＢＣ符号化手段が、送信対象のデータについてＳＴＢＣ方式で符号化する。２つの送信ベースバンド処理手段が、前記ＳＴＢＣ符号化手段による符号化結果を処理する。２つの無線送信処理手段が、前記送信ベースバンド処理手段による処理結果を無線送信処理する。送信側スイッチ手段が、前記２つの送信ベースバンド処理手段と前記２つの無線送信処理手段との接続状態を切り替える。送信制御手段が、当該送信側の状態を監視して、当該監視結果に基づいて、前記送信側スイッチ手段による切り替え及び前記無線送信処理手段からの出力の状態を制御する。
また、前記受信側では、２つの無線受信処理手段が、前記送信側から送信された無線信号を受信処理する。２つのＳＴＢＣ復号化手段が、前記無線受信処理手段による処理結果についてＳＴＢＣ方式で復号する。合成処理手段が、前記２つのＳＴＢＣ復号化手段による復号結果について合成処理する。受信側スイッチ手段が、前記２つの無線受信処理手段と前記２つのＳＴＢＣ復号化手段との接続状態を切り替える。受信制御手段が、当該受信側の状態を監視して、当該監視結果に基づいて、前記受信側スイッチ手段による切り替え及び前記ＳＴＢＣ復号化手段からの出力の状態を制御する。
【００１２】
従って、第１の系及び第２の系（例えば、現用系及び予備系）を備える構成に対して、周波数利用効率を改善することができ、更に受信特性を改善することができる。具体的には、２つの系を同一の周波数で実現して周波数利用効率を改善することができ、また、ＳＴＢＣ方式を使用することによりダイバーシティと同様な効果（例えば、受信特性の改善）を得ることができ、また、送信側や受信側で故障などが生じた場合においても、故障などの程度が許容範囲であれば、良好な通信特性を確保することができる。
【００１３】
ここで、送信ベースバンド処理手段や、無線送信処理手段や、無線受信処理手段としては、それぞれ、種々な処理が行われるものに適用されてもよい。
また、合成処理としては、例えば、最大比合成処理を用いることができる。
また、送信側の状態の監視としては、例えば、送信ベースバンド処理手段や無線送信処理手段の監視を行うことができる。
また、受信側の状態の監視としては、例えば、無線受信処理手段やＳＴＢＣ復号化手段の監視を行うことができる。
また、送信制御手段や受信制御手段は、それぞれ、例えば、送信側や受信側における一部の処理手段に故障などの不具合が発生した場合には、正常な処理手段が通信に使用されるように、送信側や受信側の制御を行う。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明に係る通信システムによると、第１の系及び第２の系（例えば、現用系及び予備系）を備える構成に対して、周波数利用効率を改善することができ、更に受信特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係る送受信機の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係るＳＴＢＣの原理を説明するための模式的な送受信機のブロック構成例を示す図である。
【図３】現用系と予備系の送受信機の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る送受信機（通信システム）の構成例を示してある。
ここで、本例では、送信機の側から受信機の側へ信号を無線送信する構成例を示してあるが、送信機の機能と受信機の機能の両方を有する送受信機が構成される。
また、本例では、送信機側と受信機側のそれぞれにおいて、２つの処理系（第１の系であるａ系、第２の系であるｂ系）を有しており、これら２つの処理系で使用する搬送波周波数を共にｆ１としている。
【００１７】
本例の送受信機では、送信機は、ＳＴＢＣ（Ｓｐａｃｅ Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｉｎｇ）符号化部１、第１の送信ベースバンド部２ａ、第１のスイッチ３ａ、第１の無線送信部４ａ、第１の送信アンテナ５ａ、第２の送信ベースバンド部２ｂ、第２のスイッチ３ｂ、第２の無線送信部４ｂ、第２の送信アンテナ５ｂ、送信制御部６を備えて構成されており、受信機は、第１の受信アンテナ１１ａ、第１の無線受信部１２ａ、第１のスイッチ１３ａ、第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａ、第２の受信アンテナ１１ｂ、第２のスイッチ１３ｂ、第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂ、受信制御部１５、最大比合成部１６を備えて構成されている。
【００１８】
送信機において、第１のスイッチ３ａでは、１側に設定されると第１の送信ベースバンド部２ａと第１の無線送信部４ａが接続され、２側に設定されると第２の送信ベースバンド部２ｂと第１の無線送信部４ａが接続され、また、第２のスイッチ３ｂでは、１側に設定されると第１の送信ベースバンド部２ａと第２の無線送信部４ｂが接続され、２側に設定されると第２の送信ベースバンド部２ｂと第２の無線送信部４ｂが接続される。
受信機において、第１のスイッチ１３ａでは、１側に設定されると第１の無線受信部１２ａと第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａが接続され、２側に設定されると第１の無線受信部１２ａと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂが接続され、また、第２のスイッチ１３ｂでは、１側に設定されると第２の無線受信部１２ｂと第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａが接続され、２側に設定されると第２の無線受信部１２ｂと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂが接続される。
【００１９】
まず、ＳＴＢＣの原理について説明する。
図２には、ＳＴＢＣの原理を説明するための模式的な送受信機のブロック構成例を示してある。
図２に示されるブロック構成例では、送信機側に、ＳＴＢＣ符号化部２１、第１の送信アンテナ２２ａ、第２の送信アンテナ２２ｂを示してあり、受信機側に、第１の受信アンテナ３１ａ、雑音成分を加算する第１の雑音加算部３２ａ、第１のＳＴＢＣ復号化部３３ａ、第１の受信アンテナ３１ｂ、雑音成分を加算する第２の雑音加算部３２ｂ、第２のＳＴＢＣ復号化部３３ｂ、最大比合成部３４を示してある。
【００２０】
本例のシステム（送受信機）で採用するＳＴＢＣについて説明する。
送信側では、データｘ１、ｘ２をＳＴＢＣ符号化部２１に入力し、第１の送信アンテナ２２ａからは時刻１にｘ１、時刻２に−ｘ２*（*は複素共役を表す）を送信し、第２の送信アンテナ２２ｂからは時刻１にｘ２、時刻２にｘ１*を送信するように、符号化を行う。
送信された信号は伝搬路ｈ１１、ｈ２１、ｈ１２、ｈ２２を介して受信側に入力される。ｈ１１は第１の送信アンテナ２２ａと第１の受信アンテナ３１ａとの間の特性を表し、ｈ２１は第１の送信アンテナ２２ａと第２の受信アンテナ３１ｂとの間の特性を表し、ｈ１２は第２の送信アンテナ２２ｂと第１の受信アンテナ３１ａとの間の特性を表し、ｈ２２は第２の送信アンテナ２２ｂと第２の受信アンテナ３１ｂとの間の特性を表す。
【００２１】
ここで、第１の受信アンテナ３１ａのみに着目して説明する。
時刻１の受信信号と雑音成分をそれぞれｒ１１、ｎ１１とし、時刻２の受信信号と雑音成分をそれぞれｒ１２、ｎ１２とすると、（式１）及び（式２）が成り立つ。
【００２２】
【数１】
【００２３】
【数２】
【００２４】
第１のＳＴＢＣ復号化部３３ａの出力をｘ＾１（１）、ｘ＾２（１）とし、（式３）、（式４）のようにおくと、（式５）、（式６）のように表すことができ、これは２ブランチの受信ダイバーシティと同じ結果となる。つまり、ＳＴＢＣ符号化／復号化を行うことで、送信側で伝搬路の情報を知ることなく、受信アンテナが１本でも２ブランチの受信ダイバーシティ効果を得ることができる。
なお、本例では、ｐ、ｑをそれぞれ任意の整数値として、ｘ＾ｐ（ｑ）は（式３）に示されるように定義した。
【００２５】
【数３】
【００２６】
【数４】
【００２７】
【数５】
【００２８】
【数６】
【００２９】
ここでは、第１の受信アンテナ３１ａにのみ着目して説明したが、第２の受信アンテナ３１ｂについても処理は同様であり、第２のＳＴＢＣ復号化部３３ｂの出力をｘ＾１（２）、ｘ＾２（２）とすると、（式７）、（式８）のように表すことができる。
なお、時刻１の受信信号と雑音成分をそれぞれｒ２１、ｎ２１とし、時刻２の受信信号と雑音成分をそれぞれｒ２２、ｎ２２とする。
【００３０】
【数７】
【００３１】
【数８】
【００３２】
最後に、第１のＳＴＢＣ復号化部３３ａ、第２のＳＴＢＣ復号化部３３ｂで得られた結果について最大比合成部３４により最大比合成を行うと、復調信号ｘ＾１、ｘ＾２は（式９）、（式１０）のようになる。
なお、本例では、ｐを任意の整数値として、ｘ＾ｐは（式９）に示されるように定義した。
（式９）、（式１０）は、４ブランチの受信ダイバーシティと同じ結果であり、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本の構成でも、ＳＴＢＣを採用することで、４ブランチの受信ダイバーシティと同様な受信の性能を得ることができる。
【００３３】
【数９】
【００３４】
【数１０】
【００３５】
次に、図１を参照して、本例の送受信機の動作の一例について説明する。
送信側では、伝送データｘ１、ｘ２をＳＴＢＣ符号化部１に入力し、ＳＴＢＣ符号化を行ったデータを第１の送信ベースバンド部２ａと第２の送信ベースバンド部２ｂに入力し、それぞれのベースバンド部２ａ、２ｂで変調等の処理を行う。また、第１の送信ベースバンド部２ａと第２の送信ベースバンド部２ｂは、それぞれ、状態の監視用として周期的なパルス信号を送信制御部６に入力する。
【００３６】
送信制御部６は、それぞれのベースバンド部２ａ、２ｂの故障状況を監視し、その結果に応じて２つのスイッチ３ａ、３ｂを制御する。
それぞれのベースバンド部２ａ、２ｂにより変調等が施された信号は第１のスイッチ３ａと第２のスイッチ３ｂに入力され、第１のスイッチ３ａと第２のスイッチ３ｂでは送信制御部６からの制御信号に基づいて信号選択を行う。
【００３７】
一例として、送信制御部６は、ウォッチドッグタイマに使用されるようなリセット付きカウンタを持ち、第１の送信ベースバンド部２ａと第２の送信ベースバンド部２ｂから定期的に入力されるパルス信号をリセット信号として扱い、カウンタをリセットする。この場合、いずれかのベースバンド部２ａ、２ｂから定期的に信号が入力されないとカウンタが上限値に到達することになり、それにより該当するベースバンド部２ａ、２ｂに何らかの問題が生じていることを検出することができる。また、ここではカウンタを用いた監視方法（検出方法）について説明したが、他の一例として、第１のベースバンド部２ａや第２のベースバンド部２ｂに入出力される信号の強度を監視する方法を用いて検出（判定）することも可能である。
【００３８】
本例では、故障がない場合には、第１のスイッチ３ａは１側に設定することで第１の送信ベースバンド部２ａの出力を選択し、第２のスイッチ３ｂは２側に設定することで第２の送信ベースバンド部２ｂの出力を選択する。そして、それぞれ、選択された信号を第１の無線送信部４ａと第２の無線送信部４ｂに入力し、無線送信部４ａ、４ｂにおいて、搬送波周波数ｆ１の信号へ周波数変換する。
【００３９】
また、第１の無線送信部４ａと第２の無線送信部４ｂは、入出力される信号を送信制御部６に入力する。そして、送信制御部６は、第１の無線送信部４ａと第２の無線送信部４ｂの故障状況を監視し、その結果に応じて無線部出力のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替える制御を行う。
一例として、送信制御部６は、入出力される信号の強度を監視し、故障と判定された場合には、第１の無線送信部４ａや第２の無線送信部４ｂの出力を遮断し（電力をゼロとし）、対応するアンテナ５ａ、５ｂから信号を送信しないようにする。
一方、このような故障がない場合には、第１の無線送信部４ａや第２の無線送信部４ｂを介して、それぞれ、第１の送信アンテナ５ａや第２の送信アンテナ５ｂから周波数ｆ１の信号が無線により送信される。
【００４０】
受信側では、第１の受信アンテナ１１ａで受信した信号を第１の無線受信部１２ａに入力し、第１の無線受信部１２ａにおいてフィルタ処理により使用する周波数ｆ１以外の成分を除去した後にベースバンド信号へ周波数変換する。また、第１の無線受信部１２ａは、入出力される信号を受信制御部１５に通知する。
同様に、第２の受信アンテナ１１ｂで受信した信号を第２の無線受信部１２ｂに入力し、第２の無線受信部１２ｂにおいてフィルタ処理により使用する周波数ｆ１以外の成分を除去した後にベースバンド信号へ周波数変換する。また、第２の無線受信部１２ｂは、入出力される信号を受信制御部１５に通知する。
【００４１】
次に、周波数ｆ１の成分のみとなったそれぞれの無線受信部１２ａ、１２ｂからの信号を、それぞれ、第１のスイッチ１３ａ、第２のスイッチ１３ｂに入力する。
受信制御部１５は、それぞれの無線受信部１２ａ、１２ｂから入力される信号の強度を監視し、その監視結果に応じてスイッチ１３ａ、１３ｂを切り替える。
【００４２】
本例では、故障がない場合には、第１のスイッチ１３ａを１側に設定することで第１の無線受信部１２ａからの出力を第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａに入力するとともに、第２のスイッチ１３ｂを２側に設定することで第２の無線受信部１２ｂからの出力を第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂに入力し、これらのＳＴＢＣ復号化部１４ａ、１４ｂにおいて、（式１）〜（式８）に示されるようなＳＴＢＣ復号を行う。
そして、それぞれのＳＴＢＣ復号化部１４ａ、１４ｂはＳＴＢＣ復号された２つの信号を最大比合成部１６に入力し、最大比合成部１６において最大比合成処理を行い、最終的に、（式９）及び（式１０）に示される結果を得る。
以上のように、故障がなければ、４ブランチの受信ダイバーシティと同等の性能を得ることができる。
【００４３】
なお、第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂは、監視用の信号（例えば、入出力される信号）を受信制御部１５に入力する。そして、受信制御部１５は、第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの故障状況を監視し、その結果に応じてＳＴＢＣ復号化部出力のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替える制御を行う。
【００４４】
次に、送受信側に故障が発生した場合について説明する。
送信側で、第１の送信ベースバンド部２ａと第１の無線送信部４ａの一方でも故障した際には、送信制御部６がそれを検出し、第１のスイッチ３ａを１側に設定し、第２のスイッチ３ｂを２側に設定した上で、第１の無線送信部４ａの出力を遮断する。これにより、送信側は１つの系のみで送信を行うことになる。この時、送信を行う一方の系の送信電力を２倍にし、２つの系で送信を行う場合の全送信電力と等しくなるように、電力調整を行う。同様に、第２の送信ベースバンド部２ｂと第２の無線送信部４ｂの一方でも故障した際には、２つのスイッチ３ａ、３ｂの設定は前記と同じとして、第２の無線送信部４ｂの出力を遮断し、送信を行う系の電力を２倍にする。
【００４５】
また、第１の送信ベースバンド部２ａと第２の無線送信部４ｂの両方が故障した際には、第１のスイッチ３ａを２側に設定し、第２の無線送信部４ｂの出力を遮断し、送信を行う系の電力を２倍にする。これにより、送信側は１つの系のみで送信することになる。同様に、第２の送信ベースバンド部２ｂと第１の無線送信部４ａの両方が故障した際には、第２のスイッチ３ｂを１側に設定し、第１の無線送信部４ａの出力を遮断し、送信を行う系の電力を２倍にする。
【００４６】
このように、送信側が電力２倍となった１つの系で送信する場合であって、受信側に故障がないという条件である場合には、受信側では、送信側に故障があることを知らない上で、片方の系から送信される信号を受信できないため、その結果、受信できなかった系に関連する伝送路は信号電力をつぶして受信側に信号を到達させることができない特性であると推定される。
つまり、（式１）〜（式１０）における｜ｈ１１｜２、｜ｈ２１｜２（若しくは、｜ｈ１２｜２、｜ｈ２２｜２）の値をゼロ（０）とみなすことになり、これは送信アンテナ１本、受信アンテナ２本の２ブランチの受信ダイバーシティと同等の性能を得ることができる。
【００４７】
次いで、送信側では故障がなく、受信側に故障が発生した場合について説明する。
第１の無線受信部１２ａと第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａの一方でも故障した際には、受信制御部１５がそれを検出し、第１のスイッチ１３ａを１側に設定し、第２のスイッチ１３ｂを２側に設定し、第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａの出力をゼロにする。これにより、受信側は１つの系のみで受信を行うことになる。同様に、第２の無線受信部１２ｂと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの一方でも故障した際には、２つのスイッチ１３ａ、１３ｂの設定は前記と同じとして、第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの出力をゼロにする。
【００４８】
また、第１の無線受信部１２ａと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの両方が故障した際には、第２のスイッチ１３ｂを１側に設定し、第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの出力をゼロにする。これにより、受信側は１つの系のみで受信することになる。同様に、第２の無線受信部１２ｂと第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａの両方が故障した際には、第１のスイッチ１３ａを２側に設定し、第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａの出力をゼロにする。
【００４９】
以上のように、受信側が１つの系で受信する場合であって、送信側に故障がないという条件である場合には、受信側では、片方の系では信号を受信できないため、その系に関連する伝送路は信号電力をつぶして受信側に信号を到達させることができない特性であるとみなす。つまり、（式１）〜（式１０）における｜ｈ１１｜２、｜ｈ１２｜２（若しくは、｜ｈ２１｜２、｜ｈ２２｜２）の値をゼロとみなし、これは送信アンテナ２本、受信アンテナ１本の送信ダイバーシティと同等の性能を得ることができる。
【００５０】
次いで、送信側と受信側の両方に故障が発生した場合について説明する。
上記のように、送信側と受信側でそれぞれ上記のような２箇所以内の故障であれば、１つの系は確保することができ、例えば、従来通りの１対１の通信は確保することができる。例えば、送信側で第１の送信ベースバンド部２ａと第１の無線送信部４ａが故障し、受信側で第１の無線受信部１２ａと第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａが故障した場合には、送信側では第２の送信ベースバンド部２ｂと第２の無線送信部４ｂの系で２倍の送信電力で送信を行い、受信側では第２の無線受信部１２ｂと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの系で受信を行う。
【００５１】
この時、受信側では、第１の送信アンテナ５ａに関連する伝送路と第１の受信アンテナ１１ａに関連する伝送路は信号電力をつぶして受信側に信号を到達させることができない特性であると判断する。つまり、（式１）〜（式１０）における｜ｈ１１｜２、｜ｈ２１｜２、｜ｈ１２｜２の値をゼロとみなすことになる。これにより、例えば、従来のシステムと同様である１対１と同じ特性が得られる。
【００５２】
以上のように、本例の通信システムでは、第１の系（例えば、現用系）及び第２の系（例えば、機器が故障した場合に切り替えられる予備系）を備えるシステムに対して、ＳＴＢＣ方式を採用した上で、送信ベースバンド部２ａ、２ｂや無線送信部４ａ、４ｂの状態を監視して監視結果に基づいて送信側を制御する送信制御部６と、送信制御部６からの制御信号により切り替え動作を行う送信側のスイッチ３ａ、３ｂと、無線受信部１２ａ、１２ｂやＳＴＢＣ復号化部１４ａ、１４ｂの状態を監視して監視結果に基づいて受信側を制御する受信制御部１５と、受信制御部１５からの制御信号により切り替え動作を行う受信側のスイッチ１３ａ、１３ｂを備えた。
【００５３】
このように、本例の通信システムでは、ＳＴＢＣ方式を採用し、更に、送受信側のそれぞれで故障を検出し、その検出結果に応じて通信に用いるベースバンド部や無線部などを切り替える。
そして、本例の通信システムでは、同一の周波数で２つの系（例えば、現用系／予備系のようなもの）を構成することができ、更に、ダイバーシティ効果により受信特性が改善し、また、送受信側で故障が発生しても、送受信側のそれぞれで上記したような２箇所以内の故障であれば、例えば、従来と同等（又は、それ以上）の特性を確保することができる。
【００５４】
なお、本例の通信システムにおける送信側の送信機では、ＳＴＢＣ符号化部１の機能によりＳＴＢＣ符号化手段が構成されており、２つの送信ベースバンド部２ａ、２ｂの機能により２つの送信ベースバンド処理手段が構成されており、２つの無線送信部４ａ、４ｂ（及び、２つの送信アンテナ４ａ、４ｂが含まれてもよい）の機能により２つの無線送信処理手段が構成されており、２つのスイッチ３ａ、３ｂの機能により送信側スイッチ手段が構成されており、送信制御部６の機能により送信制御手段が構成されている。
また、本例の通信システムにおける受信側の受信機では、２つの無線受信部１２ａ、１２ｂ（及び、２つの受信アンテナ１１ａ、１１ｂが含まれてもよい）の機能により２つの無線受信処理手段が構成されており、２つのＳＴＢＣ復号化部１４ａ、１４ｂの機能により２つのＳＴＢＣ復号化手段が構成されており、最大比合成部１６の機能により合成処理手段が構成されており、２つのスイッチ１３ａ、１３ｂの機能により受信側スイッチ手段が構成されており、受信制御部１５の機能により受信制御手段が構成されている。
【００５５】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１・・ＳＴＢＣ符号化部、 ２ａ、２ｂ・・送信ベースバンド部、 ３ａ、３ｂ・・スイッチ（送信部スイッチ）、 ４ａ、４ｂ・・無線送信部、 ５ａ、５ｂ・・送信アンテナ、 ６・・送信制御部、 １１ａ、１１ｂ・・受信アンテナ、 １２ａ、１２ｂ・・無線受信部、 １３ａ、１３ｂ・・スイッチ（受信部スイッチ）、 １４ａ、１４ｂ・・ＳＴＢＣ復号化部、 １５・・受信制御部、 １６・・最大比合成部、
２１・・ＳＴＢＣ符号化部、 ２２ａ、２２ｂ・・送信アンテナ、 ３１ａ、３１ｂ・・受信アンテナ、 ３２ａ、３２ｂ・・雑音加算部、 ３３ａ、３３ｂ・・ＳＴＢＣ復号化部、 ３４・・最大比合成部、
１０１・・現用系送信ベースバンド部、 １０２・・現用系無線送信部、 １０３・・現用系送信アンテナ、 １０４・・予備系送信ベースバンド部、 １０５・・予備系無線送信部、 １０６・・予備系送信アンテナ、 １１１・・現用系受信アンテナ、 １１２・・現用系無線受信部、 １１３・・現用系受信ベースバンド部、 １１４・・予備系受信アンテナ、 １１５・・予備系無線受信部、 １１６・・予備系受信ベースバンド部、 １１７・・受信制御部、 １１８・・スイッチ、
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、デジタル無線通信を行う通信システムに関し、特に、第１の系（例えば、現用系）及び第２の系（例えば、機器が故障した場合に切り替えられる予備系）を備える構成に対して、周波数利用効率を改善し、更に受信特性を改善する通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図３には、背景技術に係る現用系と予備系の送受信機（通信システム）の構成例を示してある。
本例の送受信機では、現用系と予備系の搬送波周波数をそれぞれ異なる周波数ｆ１とｆ２とし、受信機側でいずれの系の信号を選択するかをスイッチで切り替える構成例を示してある。
本例の送受信機では、送信機は、現用系送信ベースバンド部１０１、現用系無線送信部１０２、現用系送信アンテナ１０３、予備系送信ベースバンド部１０４、予備系無線送信部１０５、予備系送信アンテナ１０６を備えて構成されており、受信機は、現用系受信アンテナ１１１、現用系無線受信部１１２、現用系受信ベースバンド部１１３、予備系受信アンテナ１１４、予備系無線受信部１１５、予備系受信ベースバンド部１１６、受信制御部１１７、スイッチ１１８を備えて構成されている。
【０００３】
送信機側の動作例を示す。
送信側では、伝送データを現用系送信ベースバンド部１０１と予備系送信ベースバンド部１０４に入力し、それぞれのベースバンド部１０１、１０４で変調等の処理が施された信号が、それぞれ、現用系無線送信部１０２と予備系無線送信部１０５を介して現用系送信アンテナ１０３と予備系送信アンテナ１０６から無線により送信される。このとき、現用系送信アンテナ１０３からは搬送波周波数ｆ１で送信され、予備系送信アンテナ１０６からは搬送波周波数ｆ２で送信される。
【０００４】
受信機側の動作例を示す。
受信側では、現用系受信アンテナ１１１で受信された信号が現用系無線受信部１１２に入力され、現用系無線受信部１１２において、現用系で使用する周波数ｆ１以外の成分がフィルタ処理により除去された後に、ベースバンド信号へ周波数変換される。また、現用系無線受信部１１２は、入出力される信号を受信制御部１１７へ通知する。
同様に、予備系受信アンテナ１１４で受信された信号が予備系無線受信部１１５に入力され、予備系無線受信部１１５において、予備系で使用する周波数ｆ２以外の成分がフィルタ処理により除去された後に、ベースバンド信号へ周波数変換される。
【０００５】
それぞれの無線受信部１１２、１１５において周波数ｆ１の成分のみとなった信号と周波数ｆ２の成分のみとなった信号が、それぞれ、現用系受信ベースバンド部１１３と予備系受信ベースバンド部１１６に入力され、そして、等化や復調されたそれぞれの信号がスイッチ１１８に入力される。また、現用系受信ベースバンド部１１３は、装置の状態の監視用として周期的なパルス信号を受信制御部１１７に入力する。
【０００６】
受信制御部１１７は、現用系無線受信部１１２と現用系受信ベースバンド部１１３から入力される信号に基づいて、それぞれの状態を判定して、スイッチ１１８の制御を行う。
スイッチ１１８は、受信制御部１１７からの制御信号を基に、現用系と予備系との切り替え動作を行う。
【０００７】
ここで、まず、現用系無線受信部１１２に関する判定方法について説明する。
受信制御部１１７では、現用系無線受信部１１２から入力された信号の強度を算出し、受信信号強度がゼロ（受信信号なし）であると判定した場合には、スイッチ１１８を制御して現用系から予備系へ切り替える。ここで、受信信号なしと判定される原因としては、装置の故障や伝搬路に何らかの障害が発生したということが考えられる。
【０００８】
次に、現用系受信ベースバンド部１１３に関する判定方法について説明する。
一例として、受信制御部１１７は、ウォッチドッグタイマに使用されるようなリセット付きカウンタを持ち、現用系受信ベースバンド部１１３から定期的に入力されるパルス信号をリセット信号として扱い、カウンタをリセットする。この場合、現用系受信ベースバンド部１１３から定期的に信号が入力されないとカウンタが上限値に到達することになり、それにより現用系受信ベースバンド部１１３に何らかの問題が生じていることを検出することができる。また、ここではカウンタを用いた監視方法（検出方法）について説明したが、他の一例として、現用系無線受信部１１２の場合と同様に、現用系受信ベースバンド部１１３の入出力の信号の強度を監視する方法を用いて検出（判定）することも可能である。
従来の技術では、機器の故障が発生した場合には、以上のような方法でそれを検出して、現用系から予備系へ切り替える制御（ここでは、スイッチ１１８の制御）が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１３１６５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記のような送受信機のように、現用系及び予備系を備えるシステムでは、それぞれの系で干渉が無いように異なる周波数を使用するため、１つのシステムに２つの周波数の割り当てが必要となり、周波数利用効率が低くなってしまうといった問題があった。
本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、第１の系及び第２の系（例えば、現用系及び予備系）を備える構成に対して、周波数利用効率を改善することができ、更に受信特性を改善することができる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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明では、送信側から受信側へ信号を通信する通信システムにおいて、次のような構成とした。
すなわち、前記送信側では、ＳＴＢＣ符号化手段が、送信対象のデータについてＳＴＢＣ方式で符号化する。２つの送信ベースバンド処理手段が、前記ＳＴＢＣ符号化手段による符号化結果を処理する。２つの無線送信処理手段が、前記送信ベースバンド処理手段による処理結果を無線送信処理する。送信側スイッチ手段が、前記２つの送信ベースバンド処理手段と前記２つの無線送信処理手段との接続状態を切り替える。送信制御手段が、当該送信側の状態を監視して、当該監視結果に基づいて、前記送信側スイッチ手段による切り替え及び前記無線送信処理手段からの出力の状態を制御する。
また、前記受信側では、２つの無線受信処理手段が、前記送信側から送信された無線信号を受信処理する。２つのＳＴＢＣ復号化手段が、前記無線受信処理手段による処理結果についてＳＴＢＣ方式で復号する。合成処理手段が、前記２つのＳＴＢＣ復号化手段による復号結果について合成処理する。受信側スイッチ手段が、前記２つの無線受信処理手段と前記２つのＳＴＢＣ復号化手段との接続状態を切り替える。受信制御手段が、当該受信側の状態を監視して、当該監視結果に基づいて、前記受信側スイッチ手段による切り替え及び前記ＳＴＢＣ復号化手段からの出力の状態を制御する。
【００１２】
従って、第１の系及び第２の系（例えば、現用系及び予備系）を備える構成に対して、周波数利用効率を改善することができ、更に受信特性を改善することができる。具体的には、２つの系を同一の周波数で実現して周波数利用効率を改善することができ、また、ＳＴＢＣ方式を使用することによりダイバーシティと同様な効果（例えば、受信特性の改善）を得ることができ、また、送信側や受信側で故障などが生じた場合においても、故障などの程度が許容範囲であれば、良好な通信特性を確保することができる。
【００１３】
ここで、送信ベースバンド処理手段や、無線送信処理手段や、無線受信処理手段としては、それぞれ、種々な処理が行われるものに適用されてもよい。
また、合成処理としては、例えば、最大比合成処理を用いることができる。
また、送信側の状態の監視としては、例えば、送信ベースバンド処理手段や無線送信処理手段の監視を行うことができる。
また、受信側の状態の監視としては、例えば、無線受信処理手段やＳＴＢＣ復号化手段の監視を行うことができる。
また、送信制御手段や受信制御手段は、それぞれ、例えば、送信側や受信側における一部の処理手段に故障などの不具合が発生した場合には、正常な処理手段が通信に使用されるように、送信側や受信側の制御を行う。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明に係る通信システムによると、第１の系及び第２の系（例えば、現用系及び予備系）を備える構成に対して、周波数利用効率を改善することができ、更に受信特性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例に係る送受信機の構成例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例に係るＳＴＢＣの原理を説明するための模式的な送受信機のブロック構成例を示す図である。
【図３】現用系と予備系の送受信機の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
図１には、本発明の一実施例に係る送受信機（通信システム）の構成例を示してある。
ここで、本例では、送信機の側から受信機の側へ信号を無線送信する構成例を示してあるが、送信機の機能と受信機の機能の両方を有する送受信機が構成される。
また、本例では、送信機側と受信機側のそれぞれにおいて、２つの処理系（第１の系であるａ系、第２の系であるｂ系）を有しており、これら２つの処理系で使用する搬送波周波数を共にｆ１としている。
【００１７】
本例の送受信機では、送信機は、ＳＴＢＣ（Ｓｐａｃｅ Ｔｉｍｅ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｄｉｎｇ）符号化部１、第１の送信ベースバンド部２ａ、第１のスイッチ３ａ、第１の無線送信部４ａ、第１の送信アンテナ５ａ、第２の送信ベースバンド部２ｂ、第２のスイッチ３ｂ、第２の無線送信部４ｂ、第２の送信アンテナ５ｂ、送信制御部６を備えて構成されており、受信機は、第１の受信アンテナ１１ａ、第１の無線受信部１２ａ、第１のスイッチ１３ａ、第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａ、第２の受信アンテナ１１ｂ、第２のスイッチ１３ｂ、第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂ、受信制御部１５、最大比合成部１６を備えて構成されている。
【００１８】
送信機において、第１のスイッチ３ａでは、１側に設定されると第１の送信ベースバンド部２ａと第１の無線送信部４ａが接続され、２側に設定されると第２の送信ベースバンド部２ｂと第１の無線送信部４ａが接続され、また、第２のスイッチ３ｂでは、１側に設定されると第１の送信ベースバンド部２ａと第２の無線送信部４ｂが接続され、２側に設定されると第２の送信ベースバンド部２ｂと第２の無線送信部４ｂが接続される。
受信機において、第１のスイッチ１３ａでは、１側に設定されると第１の無線受信部１２ａと第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａが接続され、２側に設定されると第１の無線受信部１２ａと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂが接続され、また、第２のスイッチ１３ｂでは、１側に設定されると第２の無線受信部１２ｂと第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａが接続され、２側に設定されると第２の無線受信部１２ｂと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂが接続される。
【００１９】
まず、ＳＴＢＣの原理について説明する。
図２には、ＳＴＢＣの原理を説明するための模式的な送受信機のブロック構成例を示してある。
図２に示されるブロック構成例では、送信機側に、ＳＴＢＣ符号化部２１、第１の送信アンテナ２２ａ、第２の送信アンテナ２２ｂを示してあり、受信機側に、第１の受信アンテナ３１ａ、雑音成分を加算する第１の雑音加算部３２ａ、第１のＳＴＢＣ復号化部３３ａ、第１の受信アンテナ３１ｂ、雑音成分を加算する第２の雑音加算部３２ｂ、第２のＳＴＢＣ復号化部３３ｂ、最大比合成部３４を示してある。
【００２０】
本例のシステム（送受信機）で採用するＳＴＢＣについて説明する。
送信側では、データｘ１、ｘ２をＳＴＢＣ符号化部２１に入力し、第１の送信アンテナ２２ａからは時刻１にｘ１、時刻２に−ｘ２*（*は複素共役を表す）を送信し、第２の送信アンテナ２２ｂからは時刻１にｘ２、時刻２にｘ１*を送信するように、符号化を行う。
送信された信号は伝搬路ｈ１１、ｈ２１、ｈ１２、ｈ２２を介して受信側に入力される。ｈ１１は第１の送信アンテナ２２ａと第１の受信アンテナ３１ａとの間の特性を表し、ｈ２１は第１の送信アンテナ２２ａと第２の受信アンテナ３１ｂとの間の特性を表し、ｈ１２は第２の送信アンテナ２２ｂと第１の受信アンテナ３１ａとの間の特性を表し、ｈ２２は第２の送信アンテナ２２ｂと第２の受信アンテナ３１ｂとの間の特性を表す。
【００２１】
ここで、第１の受信アンテナ３１ａのみに着目して説明する。
時刻１の受信信号と雑音成分をそれぞれｒ１１、ｎ１１とし、時刻２の受信信号と雑音成分をそれぞれｒ１２、ｎ１２とすると、（式１）及び（式２）が成り立つ。
【００２２】
【数１】
【００２３】
【数２】
【００２４】
第１のＳＴＢＣ復号化部３３ａの出力をｘ＾１（１）、ｘ＾２（１）とし、（式３）、（式４）のようにおくと、（式５）、（式６）のように表すことができ、これは２ブランチの受信ダイバーシティと同じ結果となる。つまり、ＳＴＢＣ符号化／復号化を行うことで、送信側で伝搬路の情報を知ることなく、受信アンテナが１本でも２ブランチの受信ダイバーシティ効果を得ることができる。
なお、本例では、ｐ、ｑをそれぞれ任意の整数値として、ｘ＾ｐ（ｑ）は（式３）に示されるように定義した。
【００２５】
【数３】
【００２６】
【数４】
【００２７】
【数５】
【００２８】
【数６】
【００２９】
ここでは、第１の受信アンテナ３１ａにのみ着目して説明したが、第２の受信アンテナ３１ｂについても処理は同様であり、第２のＳＴＢＣ復号化部３３ｂの出力をｘ＾１（２）、ｘ＾２（２）とすると、（式７）、（式８）のように表すことができる。
なお、時刻１の受信信号と雑音成分をそれぞれｒ２１、ｎ２１とし、時刻２の受信信号と雑音成分をそれぞれｒ２２、ｎ２２とする。
【００３０】
【数７】
【００３１】
【数８】
【００３２】
最後に、第１のＳＴＢＣ復号化部３３ａ、第２のＳＴＢＣ復号化部３３ｂで得られた結果について最大比合成部３４により最大比合成を行うと、復調信号ｘ＾１、ｘ＾２は（式９）、（式１０）のようになる。
なお、本例では、ｐを任意の整数値として、ｘ＾ｐは（式９）に示されるように定義した。
（式９）、（式１０）は、４ブランチの受信ダイバーシティと同じ結果であり、送信アンテナ２本、受信アンテナ２本の構成でも、ＳＴＢＣを採用することで、４ブランチの受信ダイバーシティと同様な受信の性能を得ることができる。
【００３３】
【数９】
【００３４】
【数１０】
【００３５】
次に、図１を参照して、本例の送受信機の動作の一例について説明する。
送信側では、伝送データｘ１、ｘ２をＳＴＢＣ符号化部１に入力し、ＳＴＢＣ符号化を行ったデータを第１の送信ベースバンド部２ａと第２の送信ベースバンド部２ｂに入力し、それぞれのベースバンド部２ａ、２ｂで変調等の処理を行う。また、第１の送信ベースバンド部２ａと第２の送信ベースバンド部２ｂは、それぞれ、状態の監視用として周期的なパルス信号を送信制御部６に入力する。
【００３６】
送信制御部６は、それぞれのベースバンド部２ａ、２ｂの故障状況を監視し、その結果に応じて２つのスイッチ３ａ、３ｂを制御する。
それぞれのベースバンド部２ａ、２ｂにより変調等が施された信号は第１のスイッチ３ａと第２のスイッチ３ｂに入力され、第１のスイッチ３ａと第２のスイッチ３ｂでは送信制御部６からの制御信号に基づいて信号選択を行う。
【００３７】
一例として、送信制御部６は、ウォッチドッグタイマに使用されるようなリセット付きカウンタを持ち、第１の送信ベースバンド部２ａと第２の送信ベースバンド部２ｂから定期的に入力されるパルス信号をリセット信号として扱い、カウンタをリセットする。この場合、いずれかのベースバンド部２ａ、２ｂから定期的に信号が入力されないとカウンタが上限値に到達することになり、それにより該当するベースバンド部２ａ、２ｂに何らかの問題が生じていることを検出することができる。また、ここではカウンタを用いた監視方法（検出方法）について説明したが、他の一例として、第１のベースバンド部２ａや第２のベースバンド部２ｂに入出力される信号の強度を監視する方法を用いて検出（判定）することも可能である。
【００３８】
本例では、故障がない場合には、第１のスイッチ３ａは１側に設定することで第１の送信ベースバンド部２ａの出力を選択し、第２のスイッチ３ｂは２側に設定することで第２の送信ベースバンド部２ｂの出力を選択する。そして、それぞれ、選択された信号を第１の無線送信部４ａと第２の無線送信部４ｂに入力し、無線送信部４ａ、４ｂにおいて、搬送波周波数ｆ１の信号へ周波数変換する。
【００３９】
また、第１の無線送信部４ａと第２の無線送信部４ｂは、入出力される信号を送信制御部６に入力する。そして、送信制御部６は、第１の無線送信部４ａと第２の無線送信部４ｂの故障状況を監視し、その結果に応じて無線部出力のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替える制御を行う。
一例として、送信制御部６は、入出力される信号の強度を監視し、故障と判定された場合には、第１の無線送信部４ａや第２の無線送信部４ｂの出力を遮断し（電力をゼロとし）、対応するアンテナ５ａ、５ｂから信号を送信しないようにする。
一方、このような故障がない場合には、第１の無線送信部４ａや第２の無線送信部４ｂを介して、それぞれ、第１の送信アンテナ５ａや第２の送信アンテナ５ｂから周波数ｆ１の信号が無線により送信される。
【００４０】
受信側では、第１の受信アンテナ１１ａで受信した信号を第１の無線受信部１２ａに入力し、第１の無線受信部１２ａにおいてフィルタ処理により使用する周波数ｆ１以外の成分を除去した後にベースバンド信号へ周波数変換する。また、第１の無線受信部１２ａは、入出力される信号を受信制御部１５に通知する。
同様に、第２の受信アンテナ１１ｂで受信した信号を第２の無線受信部１２ｂに入力し、第２の無線受信部１２ｂにおいてフィルタ処理により使用する周波数ｆ１以外の成分を除去した後にベースバンド信号へ周波数変換する。また、第２の無線受信部１２ｂは、入出力される信号を受信制御部１５に通知する。
【００４１】
次に、周波数ｆ１の成分のみとなったそれぞれの無線受信部１２ａ、１２ｂからの信号を、それぞれ、第１のスイッチ１３ａ、第２のスイッチ１３ｂに入力する。
受信制御部１５は、それぞれの無線受信部１２ａ、１２ｂから入力される信号の強度を監視し、その監視結果に応じてスイッチ１３ａ、１３ｂを切り替える。
【００４２】
本例では、故障がない場合には、第１のスイッチ１３ａを１側に設定することで第１の無線受信部１２ａからの出力を第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａに入力するとともに、第２のスイッチ１３ｂを２側に設定することで第２の無線受信部１２ｂからの出力を第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂに入力し、これらのＳＴＢＣ復号化部１４ａ、１４ｂにおいて、（式１）〜（式８）に示されるようなＳＴＢＣ復号を行う。
そして、それぞれのＳＴＢＣ復号化部１４ａ、１４ｂはＳＴＢＣ復号された２つの信号を最大比合成部１６に入力し、最大比合成部１６において最大比合成処理を行い、最終的に、（式９）及び（式１０）に示される結果を得る。
以上のように、故障がなければ、４ブランチの受信ダイバーシティと同等の性能を得ることができる。
【００４３】
なお、第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂは、監視用の信号（例えば、入出力される信号）を受信制御部１５に入力する。そして、受信制御部１５は、第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの故障状況を監視し、その結果に応じてＳＴＢＣ復号化部出力のオン／オフ（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替える制御を行う。
【００４４】
次に、送受信側に故障が発生した場合について説明する。
送信側で、第１の送信ベースバンド部２ａと第１の無線送信部４ａの一方でも故障した際には、送信制御部６がそれを検出し、第１のスイッチ３ａを１側に設定し、第２のスイッチ３ｂを２側に設定した上で、第１の無線送信部４ａの出力を遮断する。これにより、送信側は１つの系のみで送信を行うことになる。この時、送信を行う一方の系の送信電力を２倍にし、２つの系で送信を行う場合の全送信電力と等しくなるように、電力調整を行う。同様に、第２の送信ベースバンド部２ｂと第２の無線送信部４ｂの一方でも故障した際には、２つのスイッチ３ａ、３ｂの設定は前記と同じとして、第２の無線送信部４ｂの出力を遮断し、送信を行う系の電力を２倍にする。
【００４５】
また、第１の送信ベースバンド部２ａと第２の無線送信部４ｂの両方が故障した際には、第１のスイッチ３ａを２側に設定し、第２の無線送信部４ｂの出力を遮断し、送信を行う系の電力を２倍にする。これにより、送信側は１つの系のみで送信することになる。同様に、第２の送信ベースバンド部２ｂと第１の無線送信部４ａの両方が故障した際には、第２のスイッチ３ｂを１側に設定し、第１の無線送信部４ａの出力を遮断し、送信を行う系の電力を２倍にする。
【００４６】
このように、送信側が電力２倍となった１つの系で送信する場合であって、受信側に故障がないという条件である場合には、受信側では、送信側に故障があることを知らない上で、片方の系から送信される信号を受信できないため、その結果、受信できなかった系に関連する伝送路は信号電力をつぶして受信側に信号を到達させることができない特性であると推定される。
つまり、（式１）〜（式１０）における｜ｈ１１｜２、｜ｈ２１｜２（若しくは、｜ｈ１２｜２、｜ｈ２２｜２）の値をゼロ（０）とみなすことになり、これは送信アンテナ１本、受信アンテナ２本の２ブランチの受信ダイバーシティと同等の性能を得ることができる。
【００４７】
次いで、送信側では故障がなく、受信側に故障が発生した場合について説明する。
第１の無線受信部１２ａと第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａの一方でも故障した際には、受信制御部１５がそれを検出し、第１のスイッチ１３ａを１側に設定し、第２のスイッチ１３ｂを２側に設定し、第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａの出力をゼロにする。これにより、受信側は１つの系のみで受信を行うことになる。同様に、第２の無線受信部１２ｂと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの一方でも故障した際には、２つのスイッチ１３ａ、１３ｂの設定は前記と同じとして、第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの出力をゼロにする。
【００４８】
また、第１の無線受信部１２ａと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの両方が故障した際には、第２のスイッチ１３ｂを１側に設定し、第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの出力をゼロにする。これにより、受信側は１つの系のみで受信することになる。同様に、第２の無線受信部１２ｂと第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａの両方が故障した際には、第１のスイッチ１３ａを２側に設定し、第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａの出力をゼロにする。
【００４９】
以上のように、受信側が１つの系で受信する場合であって、送信側に故障がないという条件である場合には、受信側では、片方の系では信号を受信できないため、その系に関連する伝送路は信号電力をつぶして受信側に信号を到達させることができない特性であるとみなす。つまり、（式１）〜（式１０）における｜ｈ１１｜２、｜ｈ１２｜２（若しくは、｜ｈ２１｜２、｜ｈ２２｜２）の値をゼロとみなし、これは送信アンテナ２本、受信アンテナ１本の送信ダイバーシティと同等の性能を得ることができる。
【００５０】
次いで、送信側と受信側の両方に故障が発生した場合について説明する。
上記のように、送信側と受信側でそれぞれ上記のような２箇所以内の故障であれば、１つの系は確保することができ、例えば、従来通りの１対１の通信は確保することができる。例えば、送信側で第１の送信ベースバンド部２ａと第１の無線送信部４ａが故障し、受信側で第１の無線受信部１２ａと第１のＳＴＢＣ復号化部１４ａが故障した場合には、送信側では第２の送信ベースバンド部２ｂと第２の無線送信部４ｂの系で２倍の送信電力で送信を行い、受信側では第２の無線受信部１２ｂと第２のＳＴＢＣ復号化部１４ｂの系で受信を行う。
【００５１】
この時、受信側では、第１の送信アンテナ５ａに関連する伝送路と第１の受信アンテナ１１ａに関連する伝送路は信号電力をつぶして受信側に信号を到達させることができない特性であると判断する。つまり、（式１）〜（式１０）における｜ｈ１１｜２、｜ｈ２１｜２、｜ｈ１２｜２の値をゼロとみなすことになる。これにより、例えば、従来のシステムと同様である１対１と同じ特性が得られる。
【００５２】
以上のように、本例の通信システムでは、第１の系（例えば、現用系）及び第２の系（例えば、機器が故障した場合に切り替えられる予備系）を備えるシステムに対して、ＳＴＢＣ方式を採用した上で、送信ベースバンド部２ａ、２ｂや無線送信部４ａ、４ｂの状態を監視して監視結果に基づいて送信側を制御する送信制御部６と、送信制御部６からの制御信号により切り替え動作を行う送信側のスイッチ３ａ、３ｂと、無線受信部１２ａ、１２ｂやＳＴＢＣ復号化部１４ａ、１４ｂの状態を監視して監視結果に基づいて受信側を制御する受信制御部１５と、受信制御部１５からの制御信号により切り替え動作を行う受信側のスイッチ１３ａ、１３ｂを備えた。
【００５３】
このように、本例の通信システムでは、ＳＴＢＣ方式を採用し、更に、送受信側のそれぞれで故障を検出し、その検出結果に応じて通信に用いるベースバンド部や無線部などを切り替える。
そして、本例の通信システムでは、同一の周波数で２つの系（例えば、現用系／予備系のようなもの）を構成することができ、更に、ダイバーシティ効果により受信特性が改善し、また、送受信側で故障が発生しても、送受信側のそれぞれで上記したような２箇所以内の故障であれば、例えば、従来と同等（又は、それ以上）の特性を確保することができる。
【００５４】
なお、本例の通信システムにおける送信側の送信機では、ＳＴＢＣ符号化部１の機能によりＳＴＢＣ符号化手段が構成されており、２つの送信ベースバンド部２ａ、２ｂの機能により２つの送信ベースバンド処理手段が構成されており、２つの無線送信部４ａ、４ｂ（及び、２つの送信アンテナ４ａ、４ｂが含まれてもよい）の機能により２つの無線送信処理手段が構成されており、２つのスイッチ３ａ、３ｂの機能により送信側スイッチ手段が構成されており、送信制御部６の機能により送信制御手段が構成されている。
また、本例の通信システムにおける受信側の受信機では、２つの無線受信部１２ａ、１２ｂ（及び、２つの受信アンテナ１１ａ、１１ｂが含まれてもよい）の機能により２つの無線受信処理手段が構成されており、２つのＳＴＢＣ復号化部１４ａ、１４ｂの機能により２つのＳＴＢＣ復号化手段が構成されており、最大比合成部１６の機能により合成処理手段が構成されており、２つのスイッチ１３ａ、１３ｂの機能により受信側スイッチ手段が構成されており、受信制御部１５の機能により受信制御手段が構成されている。
【００５５】
ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。
【符号の説明】
【００５６】
１・・ＳＴＢＣ符号化部、 ２ａ、２ｂ・・送信ベースバンド部、 ３ａ、３ｂ・・スイッチ（送信部スイッチ）、 ４ａ、４ｂ・・無線送信部、 ５ａ、５ｂ・・送信アンテナ、 ６・・送信制御部、 １１ａ、１１ｂ・・受信アンテナ、 １２ａ、１２ｂ・・無線受信部、 １３ａ、１３ｂ・・スイッチ（受信部スイッチ）、 １４ａ、１４ｂ・・ＳＴＢＣ復号化部、 １５・・受信制御部、 １６・・最大比合成部、
２１・・ＳＴＢＣ符号化部、 ２２ａ、２２ｂ・・送信アンテナ、 ３１ａ、３１ｂ・・受信アンテナ、 ３２ａ、３２ｂ・・雑音加算部、 ３３ａ、３３ｂ・・ＳＴＢＣ復号化部、 ３４・・最大比合成部、
１０１・・現用系送信ベースバンド部、 １０２・・現用系無線送信部、 １０３・・現用系送信アンテナ、 １０４・・予備系送信ベースバンド部、 １０５・・予備系無線送信部、 １０６・・予備系送信アンテナ、 １１１・・現用系受信アンテナ、 １１２・・現用系無線受信部、 １１３・・現用系受信ベースバンド部、 １１４・・予備系受信アンテナ、 １１５・・予備系無線受信部、 １１６・・予備系受信ベースバンド部、 １１７・・受信制御部、 １１８・・スイッチ、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信側から受信側へ信号を通信する通信システムにおいて、
前記送信側は、送信対象のデータについてＳＴＢＣ方式で符号化するＳＴＢＣ符号化手段と、前記ＳＴＢＣ符号化手段による符号化結果を処理する２つの送信ベースバンド処理手段と、前記送信ベースバンド処理手段による処理結果を無線送信処理する２つの無線送信処理手段と、前記２つの送信ベースバンド処理手段と前記２つの無線送信処理手段との接続状態を切り替える送信側スイッチ手段と、当該送信側の状態を監視して当該監視結果に基づいて前記送信側スイッチ手段による切り替え及び前記無線送信処理手段からの出力の状態を制御する送信制御手段と、を備え、
前記受信側は、前記送信側から送信された無線信号を受信処理する２つの無線受信処理手段と、前記無線受信処理手段による処理結果についてＳＴＢＣ方式で復号する２つのＳＴＢＣ復号化手段と、前記２つのＳＴＢＣ復号化手段による復号結果について合成処理する合成処理手段と、前記２つの無線受信処理手段と前記２つのＳＴＢＣ復号化手段との接続状態を切り替える受信側スイッチ手段と、当該受信側の状態を監視して当該監視結果に基づいて前記受信側スイッチ手段による切り替え及び前記ＳＴＢＣ復号化手段からの出力の状態を制御する受信制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする通信システム。
【請求項１】
送信側から受信側へ信号を通信する通信システムにおいて、
前記送信側は、送信対象のデータについてＳＴＢＣ方式で符号化するＳＴＢＣ符号化手段と、前記ＳＴＢＣ符号化手段による符号化結果を処理する２つの送信ベースバンド処理手段と、前記送信ベースバンド処理手段による処理結果を無線送信処理する２つの無線送信処理手段と、前記２つの送信ベースバンド処理手段と前記２つの無線送信処理手段との接続状態を切り替える送信側スイッチ手段と、当該送信側の状態を監視して当該監視結果に基づいて前記送信側スイッチ手段による切り替え及び前記無線送信処理手段からの出力の状態を制御する送信制御手段と、を備え、
前記受信側は、前記送信側から送信された無線信号を受信処理する２つの無線受信処理手段と、前記無線受信処理手段による処理結果についてＳＴＢＣ方式で復号する２つのＳＴＢＣ復号化手段と、前記２つのＳＴＢＣ復号化手段による復号結果について合成処理する合成処理手段と、前記２つの無線受信処理手段と前記２つのＳＴＢＣ復号化手段との接続状態を切り替える受信側スイッチ手段と、当該受信側の状態を監視して当該監視結果に基づいて前記受信側スイッチ手段による切り替え及び前記ＳＴＢＣ復号化手段からの出力の状態を制御する受信制御手段と、を備えた、
ことを特徴とする通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−２７８８４７（Ｐ２０１０−２７８８４７Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３０２１９（Ｐ２００９−１３０２１９）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【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２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【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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