WO2011052300A1

WO2011052300A1 - 無線通信システムおよび制御方法

Info

Publication number: WO2011052300A1
Application number: PCT/JP2010/065504
Authority: WO
Inventors: 克志山本; 佳夫伊東
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2011-05-05
Also published as: JP2011097155A; CN102598560B; US9444538B2; US20120262336A1; EP2495897A1; CN102598560A; EP2495897A4

Abstract

　ＣＯ－ＣＨで無線通信システムにおいて、低コストで、受信品質を向上する。　無線通信システムは、第１の偏波信号及び第２の偏波信号を受信機へ送信し、該受信機の指示に従って、該第２の偏波信号の送信を停止する送信機と、前記送信機から前記偏波信号を受信し、該第２の偏波信号の受信品質が閾値未満になったか否かを判断し、該受信品質が該閾値未満になったのであれば、該送信機に対して該第２の偏波信号の停止を指示する受信機と、を有する。

Description

無線通信システムおよび制御方法

　本発明は、同一周波数無線通信システムおよび制御方法に関する。

　特許文献１、２には、同じ周波数の垂直偏波および水平偏波を利用して無線通信を行う、同一周波数（CO-CH:　Co-Channel）無線通信システムが記載されている。この無線通信システムは、垂直偏波と水平偏波に対応する２回線を通信に利用できる。そのため、垂直偏波および水平偏波のうち、いずれかを単独で伝送する場合よりもスループットが向上する。

　ところが、ＣＯ－ＣＨ伝送システムでは、垂直偏波と水平偏波との間に相互干渉が生じ、この偏波間の相互干渉によりＣＯ－ＣＨ伝送システムの通信品質が低下することがあった。また、ＣＯ－ＣＨ伝送システムでは天候不良などの要因により水平偏波および垂直偏波が減衰し、その結果として通信品質がかえって低下することがあった。

　図１に、一般的なＣＯ－ＣＨ伝送システムの構成の一例を示す。

　このようなＣＯ－ＣＨ伝送システムにおいて、直交偏波識別度（XPD:　Cross　Polarization　Discrimination）の高いアンテナを用いたり、図１に示すように、受信側に交差偏波干渉除去器（XPIC:　Cross　Polarization　Interference　Canceller）２０４１、２０５１を設けたりすれば、偏波間の相互干渉による通信品質の低下を防ぐことができる。

特開２００５－７２７３９号公報特開２００７－２１４７８０号公報

　しかしながら、直交偏波識別度の高いアンテナは、通常のアンテナに比べて高価である。また、交差偏波干渉除去器を設けると、その分だけコストが向上する。

　このため、ＣＯ―ＣＨ無線通信システムにおいて、低コストで通信品質を向上するのが困難であるという問題があった。

　本発明は、ＣＯ－ＣＨ無線通信システムにおいて、低コストで、受信品質を向上する技術を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、第１の偏波信号及び第２の偏波信号を受信機へ送信し、該受信機の指示に従って、該第２の偏波信号の送信を停止する送信機と、前記送信機から前記第１の偏波信号及び前記第２の偏波信号を受信し、該第２の偏波信号の受信品質が閾値未満になったか否かを判断し、該受信品質が該閾値未満になったのであれば、該送信機に対して該第２の偏波信号の停止を指示する受信機と、を有する。

　本発明の送信機は、第１の偏波信号及び第２の偏波信号を受信機へ送信する送信手段と、前記受信機の指示を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記指示に従って、前記送信手段に前記第２の偏波信号の送信を停止させる切替手段と、を有する。

　本発明の送信機は、前記送信機から第１の偏波信号及び第２の偏波信号を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された前記第２の偏波信号の受信品質が閾値未満になったか否かを判断する判断手段と、前記判断手段により前記受信品質が前記閾値未満になったと判断されたのであれば、該送信機に対して該第２の偏波信号の停止を指示する指示手段と、を有する。

　本発明の無線通信システムの制御方法は、送信機が、第１の偏波信号及び第２の偏波信号を受信機へ送信し、前記受信機が、前記送信機から前記第１の偏波信号及び前記第２の偏波信号を受信し、前記第２の偏波信号の受信品質が閾値未満になったか否かを判断し、該受信品質が該閾値未満になったのであれば、該送信機に対して該第２の偏波信号の停止を指示し、前記送信機は、前記受信機の指示に従って、前記第２の偏波信号の送信を停止する、無線通信システムの制御方法である。

　本発明によれば、第２の偏波信号の受信品質が閾値未満となったとき、送信機が第２の偏波信号の送信を停止するので、第１の偏波信号、および第２の偏波信号の間の干渉がなくなり、第１の偏波信号の通信品質が向上する。そして、直交偏波識別度の高いアンテナや交差偏波干渉除去器を設ける必要はないので、低コストで通信品質の向上を実現できる。

一般的な無線通信システムの全体図の一例である。本発明の実施形態の無線通信システムの全体図の一例である。本発明の送信機の一構成例を示すブロック図である。本発明の受信機の一構成例を示すブロック図である。マイクロ波の減衰量と降雨強度との間の関係を示す図である。マイクロ波の受信品質と降雨強度との間の関係を示す図である。（ａ）本発明の実施形態における、受信品質と降雨強度との間の関係を示す図である。（ｂ）一般的なシステムにおけるスループットと降雨強度との間の関係を示す図である。（ｃ）本発明の実施形態における、スループットと降雨強度との間の関係を示す図である。本発明の実施形態の送信機の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態の受信機の動作を示すフローチャートである。

　本発明を実施するための実施形態について図面を参照して説明する。図２は、本実施形態の無線通信システム１の全体図の一例である。無線通信システム１は、データ信号を、水平偏波のマイクロ波と、垂直偏波のマイクロ波とに乗せて、２回線で送受信する無線通信システムである。但し、本実施形態では、無線通信システム１は、リンクアグリゲーション技術を用いて、この２回線を束ね、論理的に１本の回線として使用している。

　本実施形態では、水平偏波、垂直偏波のそれぞれには、送受信するデータ信号が重畳されているので、以下、水平偏波、垂直偏波のそれぞれのマイクロ波を垂直偏波信号、水平偏波信号と称する。マイクロ波に乗せるデータ信号は、例えば、イーサネット（登録商標）信号である。

　図２を参照すると、無線通信システム１は、送信機１０、および受信機２０を有する。送信機１０は、データ信号を受信機２０へ送信し、受信機２０は、送信機１０からのデータ信号を受信する。また、受信機２０は、制御信号を送信機１０へ送信し、送信機１０は、受信機２０からの制御信号を受信する。本実施形態で送受信される制御信号には、警報信号、および復旧信号がある。

　ここで、警報信号は、受信機２０が送信機１０に対して、水平偏波信号の送信の停止を指示する制御信号である。復旧信号は、受信機２０が送信機１０に対して、停止された水平偏波信号の送信の再開を指示する制御信号である。これらのデータ信号、警報信号、および復旧信号は、無線で送受信される。

　送信機１０は送信回路および受信回路を有しているが、図２ではイーサネット信号を送信する送信回路の構成のみを示し、受信回路を省略している。また、受信機２０は送信回路および受信回路を有しているが、図２では、イーサネット信号を受信する受信回路の構成のみを示し、送信回路を省略している。

　まず、送信機１０の構成について説明する。送信機１０は、リンク・アグリゲーション部１０１、ＤＰＵ／ＭＯＤ（Data　Processing　Unit/Modulator）１０２、ＤＰＵ／ＭＯＤ１０３、ＴＸ１０４、ＴＸ１０５、切替部１０６、およびアンテナ１０７を有する。アンテナ１０７は、垂直偏波信号を送信するためのアンテナ素子１０７Ｖと、水平偏波信号を送信するためのアンテナ素子１０７Ｈとを有する。

　リンク・アグリゲーション部１０１には、イーサネット信号が入力される。リンク・アグリゲーション部１０１は、入力されたイーサネット信号を、信号スループットが所望の伝送容量になるように２分割し、それぞれＤＰＵ／ＭＯＤ１０２、およびＤＰＵ／ＭＯＤ１０３へ出力する。

　ＤＰＵ／ＭＯＤ１０２は、リンク・アグリゲーション部１０１からのイーサネット信号をパケット単位で分割し、生成したパケットデータを搬送波に乗せてＴＸ１０４へ出力する。ＤＰＵ／ＭＯＤ１０３は、リンク・アグリゲーション部１０１からのイーサネット信号をパケット単位で分割し、生成したパケットデータを搬送波に乗せてＴＸ１０５へ出力する。

　ＴＸ１０４は、ＤＰＵ／ＭＯＤ１０２によりイーサネット信号が重畳された電気信号を受信して増幅し、アンテナ素子１０７Ｖへ出力する。ＴＸ１０５は、ＤＰＵ／ＭＯＤ１０２によりイーサネット信号が重畳された電気信号を受信して増幅し、切替部１０６を介して、アンテナ素子１０７Ｈへ出力する。

　切替部１０６は、受信回路（不図示）を介して受信機２０から制御信号を受信し、その制御信号に応じて、ＯＮ／ＯＦＦの状態を切り替える。ＯＮである場合、切替部１０６は、ＤＰＵ／ＭＯＤ１０３からの電気信号をアンテナ１０７へ出力し、ＯＦＦである場合、その電気信号を出力しない。

　初期状態において、切替部１０６はＯＮ状態であり、受信機２０から警報信号を受信したとき、ＯＦＦ状態に移行する。そして、受信機２０から復旧信号を受信したとき、切替部１０６はＯＮ状態に移行する。

　アンテナ素子１０７Ｖは、ＴＸ１０４からの電気信号を垂直偏波信号に変換して出力し、アンテナ素子１０７Ｈは、ＴＸ１０５からの電気信号を水平偏波信号に変換して出力する。

　次に、受信機２０の構成について説明する。受信機２０は、アンテナ２０１、ＲＸ２０２、ＲＸ２０３、ＤＥＭ（Demodulator）／ＤＰＵ２０４、ＤＥＭ／ＤＰＵ２０５、およびリンク・アグリゲーション部２０６を有する。アンテナ２０１は、垂直偏波信号を受信するためのアンテナ素子２０１Ｖと、水平偏波信号を受信するためのアンテナ素子２０１Ｈとを有する。

　アンテナ素子２０１Ｖは、垂直偏波信号を受信し、その垂直偏波信号を電気信号に変換してＲＸ２０２へ出力する。アンテナ素子２０１Ｈは、水平偏波信号を受信し、その水平偏波信号を電気信号に変換してＲＸ２０３へ出力する。

　ＲＸ２０２は、アンテナ素子２０１Ｖからの電気信号を増幅し、ＤＥＭ／ＤＰＵ２０４へ出力する。ＲＸ２０３は、アンテナ素子２０１Ｈからの電気信号を増幅し、ＤＥＭ／ＤＰＵ２０５へ出力する。

　また、ＲＸ２０２は、アンテナ素子２０１Ｈからの電気信号のレベル、すなわち、垂直偏波信号の受信電界レベルを測定する。そして、ＲＸ２０２は、水平偏波信号の送信を再開した場合における、水平偏波信号の受信品質を、測定した受信電界レベルから推定する。

　ここで、受信品質は、例えば、システム故障率（System　Outrage）、やＢＥＲ(Bit　Error　Rate)である。

　受信品質が閾値以上になるのであれば、ＲＸ２０２は、送信回路（不図示）を介して、復旧信号を送信機１０へ送信する。

　ＤＥＭ／ＤＰＵ２０４は、ＲＸ２０２により出力された電気信号からイーサネット信号を取り出し、リンク・アグリゲーション部２０６へ出力する。

　また、ＤＥＭ／ＤＰＵ２０４は、ＲＸ２０３からの電気信号を監視し、水平偏波信号の受信品質が閾値未満に低下したか否かを判断する。本実施形態では、ＲＸ２０２からの電気信号を利用した通信が切断されたとき、ＤＥＭ／ＤＰＵ２０４は、水平偏波信号の受信品質が閾値未満になったと判断してもよい。

　そして、ＤＥＭ／ＤＰＵ２０４は、水平偏波信号の受信品質が閾値未満であれば、送信回路（不図示）を介して警報信号を送信機１０へ送信する。

　ＤＥＭ／ＤＰＵ２０５は、ＲＸ２０３により出力された電気信号からイーサネット信号を取り出し、リンク・アグリゲーション部２０６へ出力する。

　リンク・アグリゲーション部２０６は、ＤＥＭ／ＤＰＵ２０４、およびＤＥＭ／ＤＰＵ２０４からの２回線分のイーサネット信号を論理的に束ねて、１回線のイーサネット信号として出力する。

　図３は、送信機１０の一構成例を示すブロック図である。同図を参照すると、送信機１０は、データ信号送信部１１１、制御信号受信部１１２、および切替部１１３を有する。

　図２における、リンク・アグリゲーション部１０１、ＤＰＵ／ＭＯＤ１０２、ＤＰＵ／ＭＯＤ１０３、ＴＸ１０４、ＴＸ１０５、およびアンテナ１０７が、図３における、データ信号送信部１１１に相当する。また、図２において省略された受信回路が、図３における制御信号受信部１１２に相当する。図２における切替部１０６が、図３における切替部１１３に相当する。

　データ信号送信部１１１は、データ信号であるイーサネット信号を、水平偏波信号、および垂直偏波信号に乗せて受信機２０へ送信する。また、データ信号送信部１１１は、切替部１１３の制御に従って、水平偏波信号の送信を停止したり、再開したりする。

　制御信号受信部１１２は、受信機２０から、制御信号である警報信号、または復旧信号を受信する。

　切替部１１３は、制御信号受信部１１２が警報信号を受信した場合、データ信号送信部１１１に、水平偏波信号の送信を停止させる。そして、切替部１１３は、制御信号受信部１１２が復旧信号を受信した場合、データ信号送信部１１１に、水平偏波信号の送信を再開させる。

　図４は、受信機２０の一構成例を示すブロック図である。同図を参照すると、受信機２０は、データ信号受信部２１１、監視部２１２、および制御信号送信部２１３を有する。

　図２における、アンテナ２０１、ＲＸ２０２、ＲＸ２０３、ＤＥＭ／ＤＰＵ２０４、ＤＥＭ／ＤＰＵ２０５、およびリンク・アグリゲーション部２０６が、図４における、データ信号受信部２１１に相当する。図４の監視部２１２の機能を実現する回路が、図２における、ＲＸ２０２の一部と、ＤＥＭ／ＤＰＵ２０５の一部とに設けられている。ＲＸ２０２、およびＤＥＭ／ＤＰＵ２０５から、監視部２１２に相当する回路を除いた構成と、図２におけるアンテナ２０１、ＲＸ２０３およびＤＥＭ／ＤＰＵ２０４とが図４におけるデータ信号受信部２１１に相当する。図２における、ＲＸ２０２、およびＤＥＭ／ＤＰＵ２０５が、図４における監視部２１２に相当する。図２において省略された受信回路が、図４における制御信号送信部２１３に相当する。

　データ信号受信部２１１は、データ信号であるイーサネット信号が重畳された水平偏波信号、および垂直偏波信号を、送信機１０から受信する。

　監視部２１２は、水平偏波信号の受信品質を監視する。警報信号送信前においては、監視部２１２は、水平偏波信号を利用した通信の切断の有無により、水平偏波信号の受信品質が閾値未満となったか否かを判断する。警報信号送信後においては、監視部２１２は、垂直偏波信号の受信電界レベルから水平偏波信号の受信品質を推定し、その受信品質が閾値以上になったか否かを判断する。

　制御信号送信部２１３は、監視部２１２により、水平偏波信号の受信品質が閾値未満になったと判断されたとき、制御信号である警報信号を送信機１０へ送信する。そして、制御信号送信部２１３は、監視部２１２により、水平偏波信号の受信品質が閾値以上になったと判断されたとき、制御信号である復旧信号を送信機１０へ送信する。

　続いて、図５～図７を参照して、水平偏波信号の受信品質に応じて、送信側が、水平偏波信号の送信を停止する効果について説明する。

　図５は、水平偏波信号、垂直偏波信号の減衰量と、降雨強度との間の関係を示す図である。同図における縦軸は、水平偏波信号、垂直偏波信号のそれぞれの減衰量（dB）であり、横軸は降雨強度（mm/h）である。実線Ｈは、水平偏波信号の特性を示し、破線Ｖは、垂直偏波信号の特性を示している。

　図５に示すように、降雨強度が強くなるほど、水平偏波信号、垂直偏波信号の減衰量は大きくなる。そして、マイクロ波の降雨による減衰は、常にアンテナの水平偏波側が、垂直偏波側に比べて大きくなる。すなわち、マイクロ波通信において、降雨時の伝送品質は、同じ降雨強度において、通常、水平偏波側が垂直偏波側に比べて低い。

　このため、天候により通信に影響が生じないように、水平偏波信号、垂直偏波信号のいずれかの送信を停止するのであれば、降雨の影響を受けやすい水平偏波信号の送信を停止することが望ましい。

　図６は、ＣＯ－ＣＨ伝送時、単独伝送時のそれぞれの受信品質と、降雨強度との間の関係を示す図である。同図における縦軸は、システム故障率やＢＥＲなどの伝送品質であり、横軸は降雨強度である。実線Ｖs、Ｈsは、単独伝送時における水平偏波信号、垂直偏波信号の特性を示し、波線Ｖc、Ｈcは、ＣＯ－ＣＨ伝送時における水平偏波信号、垂直偏波信号の特性を示している。矢印の長さは、水平偏波信号、垂直偏波信号の相互の干渉により、劣化した分の伝送品質の量を示している。太線は、水平偏波信号を利用した通信に切断が生じるときの、受信品質の閾値Ｔｈを示している。

　図６に示すように、ＣＯ―ＣＨ伝送システムでは、水平偏波信号と、垂直偏波信号との間の干渉が伝送品質を劣化させる。

　従って、通常のＣＯ－ＣＨ伝送システムでは、この干渉分を軽減するため、High　XPDアンテナや、ＸＰＩＣを設けることが必要となる。また、通常のＣＯ－ＣＨ伝送システムにおいては、水平偏波信号が閾値（Ｔｈ）未満となっても、水平偏波信号を出力し続けるので、依然として、垂直偏波信号は、この水平偏波信号からの干渉を受けてしまう。

　このため、水平偏波信号が閾値未満となったのであれば、送信側は、その水平偏波信号の送信を停止するのが望ましい。

　図７（ａ）は、本実施形態の無線通信システム１における、受信品質と降雨強度との間の関係を示す図である。同図（ａ）における縦軸は、システム故障率やＢＥＲなどの伝送品質であり、横軸は降雨強度である。実線Ｖｃ、Ｈｃは、ＣＯ－ＣＨ伝送時における水平偏波信号、垂直偏波信号の特性を示し、実線Ｖｓは、単独伝送時における垂直偏波信号の特性を示している。実線Ｈｃ上の「○」は、警報信号が出力される時点を示し、実線Ｖｓ上の「○」は、復旧信号が出力される時点を示している。太線は、水平偏波信号を利用した通信の切断が生じる、受信品質の閾値Ｔｈを示している。

　図７（ａ）に示すように、雨が降っていない状態から、降雨強度が増加するにつれ、ＣＯ－ＣＨ伝送時における水平偏波信号、垂直偏波信号の受信品質は劣化してゆく。水平偏波信号の受信品質が、閾値未満となったとき、受信機２０からの警報信号に応じて、送信機１０は、水平偏波信号の送信を停止して単独伝送に移行する。

　水平偏波信号の受信品質が、閾値未満となっても、依然としてＣＯ－ＣＨ伝送を継続した場合について考える。この場合、垂直偏波信号は引き続き水平偏波信号の干渉を受けるため、図６で示したように、垂直偏波信号の伝送品質は、降雨強度の増大に伴い、劣化してゆく。

　これに対して、上述したように、本実施形態の送信機１０は、警報信号を受信したときに水平偏波信号の送出を停止している。このため、水平偏波信号による垂直偏波信号への干渉、すなわち漏れこみがなくなり、図７（ａ）の上向きの矢印で示すように、垂直偏波信号の受信品質が改善する。

　次に、降雨強度が弱くなって、水平偏波信号の送信を復旧させる場合を、図７（ａ）を参照して説明する。

　単独伝送に移行した後、受信機２０は、垂直偏波信号の受信電界レベルから、水平偏波信号の送信を再開する場合における、水平偏波信号の受信品質を推定する。

　水平偏波信号の受信品質が閾値未満となるような降雨強度における、単独伝送時の垂直偏波信号の受信電界レベルが所定値として予め登録されている。この受信電界レベル（所定値）よりも垂直偏波信号の受信電界レベルが上昇したとき、水平偏波信号の受信品質が閾値以上になると推定される。このとき、受信機２０は、復旧信号を送信機１０に送信する。送信機１０は、その復旧信号に応じて、水平偏波信号の送信を再開する。なお、所定値は、通信が切断されるときの降雨強度における垂直偏波信号の受信電界レベルより大きな値である。

　図７（ｂ）は、ＣＯ－ＣＨ伝送から単独伝送へ移行しない無線通信システムにおける、スループットと降雨強度との間の関係を示す図である。図７（ｃ）は、本実施形態の無線通信システム１における、スループットと降雨強度との間の関係を示す図である。同図（ｂ）、（ｃ）の横軸は、降雨強度である。

　図７（ｂ）に示すように、降雨強度が、受信品質の閾値Ｔｈに対応する値となったとき、水平偏波を搬送波としてデータ信号を送受信する通信が切断されてしまう。このため、無線通信システム１において、水平偏波信号に対応する回線の分、スループットが低下する。更に降雨強度が高くなると、垂直偏波信号の受信品質も低下し、垂直偏波信号に対応する通信も切断されてしまう。

　図７（ｃ）に示すように、本実施形態の無線通信システム１では、降雨強度が受信品質の閾値に対応する値となったとき、水平偏波信号の送信停止により、図７（ｂ）の場合と同様に、スループットが低下する。しかし、図７（ａ）に示したように、単独伝送に移行したことにより、偏波間の相互干渉がなくなり、垂直偏波信号の受信品質が向上している。このため、図７（ｂ）の場合であれば、通信が切断されるような高さの降雨強度であっても、無線通信システム１は、通信を継続することができる。

　図８および図９を参照して、無線通信システム１の動作について説明する。図８は、送信機１０の動作を示すフローチャートである。この動作は、受信機２０へ送信するイーサネット信号が、送信機１０に入力されたときに開始する。

　送信機１０は、イーサネット信号を乗せた、水平偏波信号および垂直偏波信号を受信機２０へ送信する（ステップＳ１）。

　水平偏波信号および垂直偏波信号の送信中に、送信機１０は、受信機２０からの警報信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ２）。警報信号を受信していなければ（ステップＳ２：ＮＯ）、送信機１０は、ステップＳ２に戻る。

　警報信号を受信したのであれば（ステップＳ２：ＹＥＳ）、送信機１０は、水平偏波信号の送信を停止し、垂直偏波信号のみの単独伝送に移行する（ステップＳ３）。

　そして、送信機１０は、垂直偏波信号のみの単独伝送中に受信機２０からの復旧信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ４）。復旧信号を受信していなければ（ステップＳ４：ＮＯ）、送信機１０は、ステップＳ４に戻る。

　復旧信号を受信したのであれば（ステップＳ４：ＹＥＳ）、送信機１０は、水平偏波信号の送信を再開し、ＣＯ－ＣＨ伝送に移行する（ステップＳ５）。ステップＳ５の後、送信機１０は、ステップＳ２に戻る。

　図９は、受信機２０の動作を示すフローチャートである。この動作は、送信機１０から、イーサネット信号を乗せた、水平偏波信号および垂直偏波信号を受信したときに開始する。

　受信機２０は、水平偏波信号の受信品質を監視する（ステップＴ１）。受信機２０は、水平偏波信号の受信品質が閾値未満になったか否かを判断する。本実施形態では、受信機２０は、水平偏波側の回線の通信断を検出したとき、水平偏波信号の受信品質が閾値未満になったと判断する（ステップＴ２）。受信品質が閾値未満になっていなければ（ステップＴ２：ＮＯ）、受信機２０は、ステップＴ１に戻る。

　受信品質が閾値未満になると（ステップＴ２：ＹＥＳ）、受信機２０は、警報信号を送信機１０へ送信する（ステップＴ３）。

　そして、受信機２０は、警報信号の送信後に垂直偏波信号の受信電界レベルを測定する（ステップＴ４）。受信機２０は、受信電界レベルから、水平偏波信号の送信を再開した場合の水平偏波信号の受信品質を推定し、その受信品質が閾値以上になるか否かを判断する（ステップＴ５）。推定した受信品質が閾値以上にならないのであれば、受信機２０は、ステップＴ４に戻る。

　推定した受信品質が閾値以上であれば、受信機２０は、警報信号を送信機１０へ送信する（ステップＴ６）。ステップＴ６の後、受信機２０は、ステップＴ１に戻る。

　なお、上述したように、水平偏波信号の受信品質は、垂直偏波信号よりも、降雨強度から受ける影響が大きい。このため、降雨を想定して、送信機１０は、水平偏波信号の送信を停止していた。

　しかし、受信品質を劣化させる要因によっては、垂直偏波信号の受信品質の受ける影響が水平偏波信号よりも大きいものもある。例えば、垂直偏波信号を送信するアンテナ素子の故障により、垂直偏波信号の受信品質が水平偏波信号よりも低下することがある。このような、降雨以外の要因を想定する場合、送信機１０は、垂直偏波信号の受信品質に応じて、その垂直偏波信号の送信を停止する構成としてもよい。

　また、常に一方の信号を停止する構成でなく、水平偏波信号、垂直偏波信号の双方の受信品質を監視し、いずれかの信号の受信品質が閾値より低下したとき、その送信を停止する構成とすることも可能である。

　垂直偏波信号を停止する構成も可能なのは、降雨以外の理由により、受信品質が低下する場合、水平偏波信号の方が、垂直偏波信号よりも、常に受信品質が低いとは限らないためである。例えば、垂直偏波信号を送信するアンテナ素子が故障して、垂直偏波信号の受信品質が、水平偏波信号の受信品質よりも低下することも考えられる。

　また、本実施形態では、水平偏波信号の送信を停止した後、受信品質が回復すると、送信機１０が自動的に復旧しているが、送信機１０が自律的な復旧を行わない構成としてもよい。例えば、前述したように、故障による受信品質の低下を想定している場合、修理が完了してから、利用者の操作により、ＣＯ－ＣＨ伝送に復旧する構成とすることもできる。

　本実施形態では、受信機２０は、通信の切断の有無から、水平偏波信号の受信品質が閾値未満となったか否かを判断している。しかし、受信機２０は、通信の切断の有無以外の事象やパラメータの監視により、水平偏波信号の受信品質が閾値未満となったか否かを判断してもよい。例えば、受信機２０は、水平偏波信号に対応する回線のＢＥＲやシステム故障率を測定したり、水平偏波信号の受信電界レベルを測定したりしてもよい。

　本実施形態では、受信機２０は、垂直偏波信号の受信電界レベルから、水平偏波信号の受信品質を推定している。しかし、受信機２０は、水平偏波信号の受信品質を推定できるパラメータであれば、他のパラメータから、水平偏波信号の受信品質が閾値以上になったか否かを判断してもよい。例えば、垂直偏波信号に対応する回線のＢＥＲやシステム故障率を利用してもよい。

　更に、本実施形態では、High　XPDアンテナや、ＸＰＩＣを設けない構成としているが、受信品質を更に向上させたい場合、High　XPDアンテナ、またはＸＰＩＣを設ける構成としてもよい。この場合であっても、上述したように、無線通信システム１の通信品質は、水平偏波信号の送信を停止しないシステムに比べて向上している。このため、所望の通信品質を実現するのに、水平偏波信号の送信を停止しないシステムでHigh　XPDアンテナ、ＸＰＩＣの双方を設けなくてはならない場合であっても、無線通信システム１では、そのうちの一方のみですみ、コストが低減することが多い。

　なお、本実施形態の垂直偏波信号が、本発明の第１の偏波信号に相当し、本実施形態の水平偏波信号が、本発明の第２の偏波信号に相当する。

　以上説明したように、本実施形態によれば、第２の偏波信号の受信品質が閾値未満となったとき、送信機が第２の偏波信号の送信を停止するので、第１の偏波信号、および第２の偏波信号の間の干渉がなくなり、第１の偏波信号の通信品質が向上する。そして、直交偏波識別度の高いアンテナや交差偏波干渉除去器を設ける必要はない。偏波信号の送信、停止を制御するための回路やソフトウェアを設ける必要があるものの、直交偏波識別度の高いアンテナや交差偏波干渉除去器を設けるよりは、コストはかからない。このため、低コストで通信品質の向上を実現できる。

　また、受信品質が閾値以上になったとき、送信機１０は、復旧信号に応じて、水平偏波信号の送信を再開するので、無線通信システム１は、自律的に、ＣＯ－ＣＨ伝送に復旧してスループットを向上させることができる。

　上述したように、水平偏波信号の方が垂直偏波信号よりも降雨による減衰が大きい。このため、降雨による通信品質の低下を想定するのであれば、垂直偏波信号でなく、水平偏波信号の送信を停止する方が通信に影響が生じにくい。

　受信機２０は、通信の切断の有無により、受信品質が閾値未満となったか否かを判断しているので、受信品質を測定するための構成を設ける必要がなく、簡易な構成で受信品質を改善できる。

　受信機２０は、警報信号送信後は、垂直偏波信号の受信電界レベルを測定している。この時点では、水平偏波信号の送信は停止されているが、図６に示したように、単独伝送時の垂直偏波信号の受信品質と、ＣＯ－ＣＨ伝送時の水平偏波信号の受信品質との間には相関関係がある。このため、受信機２０は、垂直偏波信号の受信電界レベルを測定することにより、水平偏波信号の送信停止中において、その送信を再開した場合における受信品質を推定することができる。

　この出願は、２００９年１０月２７日に出願された日本出願特願２００９－２４６５２０号公報を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims

　第１の偏波信号及び第２の偏波信号を受信機へ送信し、該受信機の指示に従って、該第２の偏波信号の送信を停止する送信機と、
　前記送信機から前記偏波信号を受信し、該第２の偏波信号の受信品質が閾値未満になったか否かを判断し、該受信品質が該閾値未満になったのであれば、該送信機に対して該第２の偏波信号の停止を指示する受信機と、を有する無線通信システム。
　前記受信機は、前記送信機に対して前記第２の偏波信号の停止を指示した後、該第２の偏波信号の送信を再開した場合における該第２の偏波信号の受信品質が前記閾値以上になったか否かを推定し、該受信品質が該閾値以上になったのであれば、該第２の偏波信号の送信再開を前記送信機に指示し、
　前記送信機は、前記第２の偏波信号の送信を停止した後、前記送信機により該第２の偏波信号の送信再開が指示されると、該第２の偏波信号の送信を再開する、請求項１に記載の無線通信システム。
　前記受信機は、前記第１の偏波信号の受信電界レベルを測定し、前記送信機に対して前記第２の偏波信号の停止を指示した後、該受信電界レベルが所定値以上となったとき、該第２の偏波信号の受信品質が閾値未満になったと判断する、請求項２に記載の無線通信システム。
　前記所定値は、前記通信が切断されるときの降雨強度における前記第１の偏波信号の受信電界レベルより大きな値である、請求項３に記載の無線通信システム。
　前記受信機は、前記送信機に対して前記第２の偏波信号の停止を指示する前において、前記第２の偏波信号を利用した通信が切断されたとき、該第２の偏波信号の受信品質が閾値未満になったと判断する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
　前記第１の偏波信号は垂直偏波信号であり、前記第２の偏波信号は水平偏波信号である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
　第１の偏波信号及び第２の偏波信号を受信機へ送信する送信手段と、
　前記受信機の指示を受信する受信手段と、
　前記受信手段により受信された前記指示に従って、前記送信手段に前記第２の偏波信号の送信を停止させる切替手段と、を有する送信機。
　前記送信機から第１の偏波信号及び第２の偏波信号を受信する受信手段と、
　前記受信手段により受信された前記第２の偏波信号の受信品質が閾値未満になったか否かを判断する判断手段と、
　前記判断手段により前記受信品質が前記閾値未満になったと判断されたのであれば、該送信機に対して該第２の偏波信号の停止を指示する指示手段と、を有する受信機。
　送信機および受信機を有する無線通信システムの制御方法であって、
　前記送信機が、第１の偏波信号及び第２の偏波信号を受信機へ送信し、
　前記受信機が、前記送信機から前記第１の偏波信号及び前記第２の偏波信号を受信し、
　前記受信機が、前記第２の偏波信号の受信品質が閾値未満になったか否かを判断し、
　前記受信機が、該受信品質が該閾値未満になったのであれば、該送信機に対して該第２の偏波信号の停止を指示し、
　前記送信機が、前記受信機の指示に従って、前記第２の偏波信号の送信を停止する、無線通信システムの制御方法。