JP3812817B2

JP3812817B2 - Optical axis adjustment method in optical wireless communication terminal

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Publication number: JP3812817B2
Application number: JP2001363759A
Authority: JP
Inventors: 健男坪岡; 秀敏成木; 克夫奥秋
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2001-11-29
Filing date: 2001-11-29
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2021-11-29
Also published as: JP2003169025A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光無線信号によるデータの送受信を行う光無線通信端末における光軸調整方法に関し、特に、精度の異なる複数の光軸調整方法を実行することができる光無線通信端末における光軸調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光無線通信端末の光軸調整方法では、例えば、特開平６−２２４８５８号公報に開示されているように、ＰＣなどのステーションと接続された光無線通信端末によって、天井に取り付けた光無線集配装置への自動サーチがサーボ手段を用いて行われることによって、光無線通信端末と光無線集配装置との光軸合わせが正確に行われている。
【０００３】
このとき、光無線通信端末は、水平の向きが水平角０度から１５０度までの範囲、垂直の傾きが鉛直方向から７５度までの範囲で光無線集配装置を探し出し、精度５度以下に光軸合わせを行う。このように、広い空間をサーチして狭い光軸へと位置を合わせ込むためには、従来の技術では、リンクの確認が取れない場合には、図１２のフローチャートに示すように、ステップＳ１０００において、光無線集配装置の存在する大まかな方向を特定する段階（以下、粗調１の段階と呼ぶ）、ステップＳ２０００において、特定した大まかな方向から通信光の最も強い方向を探す段階（以下、粗調２の段階と呼ぶ）、ステップＳ３０００において、通信可能な状態にまで向きを追い込む段階（以下、微調の段階と呼ぶ）の３段階の工程で光軸合わせを行っている。
【０００４】
以下、従来の光軸の調整の際に行われる上記の粗調１の段階、粗調２の段階、微調の段階について説明する。図１３は、光無線通信端末の光受信手段の受光強度領域を示す模式図である。光受信手段上における光源からの光の光軸の位置に従って、光受信手段の受光強度（光源から受信する光の受信効率）が変化する。なお、図１３（ａ）のＸ軸及びＹ軸の中心位置は受光強度が最大となる位置であり、図１３（ｂ）では、光軸がこの中心位置からずれるに従って、光無線通信端末での受光強度が小さくなる様子が図示されている。
【０００５】
まず、図１２に示すステップＳ１０００の粗調１の段階の詳細について説明する。図７は、従来及び本発明に共通の光軸調整方法における粗調１の段階を説明するためのフローチャートである。粗調１の段階では、比較的低い受光強度の閾値（以下、第１の閾値と呼ぶ）を設定し、大まかに設定された所定の範囲においてパイロット光又はリンク光を探し、この第１の閾値を超える受光強度を有する受光強度領域αを探索する。
【０００６】
まず、ステップＳ１００１において、光軸の探索を行う範囲を定め、光無線通信端末の光受信手段の水平向き及び傾きを光軸の探索の初期位置に定める。そして、ステップＳ１００２において、受光強度の確認を行い、ステップＳ１００３において、受光強度が第１の閾値より大きいか否か（受光強度＞第１の閾値）を判断する。受光強度が第１の閾値以下の場合には、光無線通信端末の光受信手段の向きを水平方向に所定の方向（水平方向又は傾き方向）に変更する。
【０００７】
すなわち、例えば、所定の範囲に関して、傾きを固定しながら水平方向の走査を行う場合、まず、ステップＳ１００４において、水平方向の走査が終了したか否かを判断する。水平方向の走査が終了していない場合には、ステップＳ１００５において、所定の距離だけ光受信手段の向きを水平方向に変更する。一方、水平方向の走査が終了した場合には、ステップＳ１００６において、傾き方向の走査が終了したか否かを判断し、傾き方向の走査が終了していない場合には、ステップＳ１００７において、所定の角度だけ光受信手段の向きを傾き方向に変更して、再度、ステップＳ１００２における受光強度の確認を行う。
【０００８】
このようにして、光無線通信端末の光受信手段の向きを一定の粗いステップで変更しながら、所定の範囲を素早く走査して、光受信手段の受光強度を観測し、第１の閾値より大きい受光強度を検出した場合には、粗調２の段階（ステップＳ２０００）に進む。このとき、光無線通信端末の光受信手段は、図１３に示す受光強度領域αを検出したことになる。なお、所定の範囲をすべて走査しても（すなわち、ステップＳ１００６で傾き方向の走査が終了と判断）、第１の閾値以上となる受光強度を検出できなかった場合には、所定の範囲には所望する光（パイロット光／リンク光）が存在しないと判断される。
【０００９】
次に、図１２に示すステップＳ２０００の粗調２の段階の詳細について説明する。図８は、従来及び本発明に共通の光軸調整方法における粗調２の段階を説明するためのフローチャートである。粗調２の段階では、光無線通信端末の光受信手段の向きの変更を粗調１の段階よりも細かく設定し、パイロット光又はリンク光の受光強度がより大きくなる方向に向きを合わせていく。この場合、第１の閾値よりも大きな受光強度の閾値（以下、第２の閾値と呼ぶ）を設定し、この第２の閾値を超える受光強度を有する領域βを探索する。
【００１０】
まず、ステップＳ２００１において、受光強度の確認を行い、ステップＳ２００２において、受光強度が第２の閾値より大きいか否か（受光強度＞第２の閾値）を判断する。受光強度が第２の閾値以下の場合には、ステップＳ２００３において、受光強度が第１の閾値より大きいか否か（受光強度＞第１の閾値）を判断し、受光強度が第１の閾値以下の場合には、ステップＳ２００５において、所定の角度だけ光受信手段の向きを傾き方向に変更して、再度、ステップＳ２００１における受光強度の確認を行う。一方、受光強度が第１の閾値より大きい場合には、ステップＳ２００６において、所定の距離だけ光受信手段の向きを水平方向に変更して、再度、ステップＳ２００１における受光強度の確認を行う。
【００１１】
このようにして、光無線通信端末の光受信手段の向きを一定のステップで変更しながら、第１の閾値より大きな受光強度領域を走査して、光受信手段の受光強度を観測し、第２の閾値より大きい受光強度を検出した場合には、微調の段階（ステップＳ３０００）に進む。このとき、光無線通信端末の光受信手段は、図１３に示す受光強度領域βを検出したことになる。なお、受光強度が第１の閾値以上の範囲をすべて走査しても（すなわち、ステップＳ２００４で傾き方向の走査が終了と判断）、第２の閾値以上となる受光強度を検出できなかった場合には、所定の範囲には光の検出は失敗となる。
【００１２】
図１４は、従来の光軸調整方法の粗調１及び粗調２の段階における光源の軌跡の一例を示す模式図である。図１４に示すように、まず粗調１の段階で、受光強度が第１の閾値より大きな受光強度領域αを検出し、続いて粗調２の段階で、受光強度が第２の閾値より大きな受光強度領域βを検出することができる。
【００１３】
次に、図１２に示すステップＳ３０００の微調の段階の詳細について説明する。この微調の段階によって最終的に光通信が可能となるリンク光が光受信手段と重なるように調整する。図１５は、光受信手段に使用される４つのセルに当分割されたＰＤ（Photo Detector：フォトディテクタ）の模式図であり、図１６は、微調の段階における受信光の軌跡の一例を示す模式図である。微調の段階では、特開平６−２２４８５８号公報に開示されているように、４つのセルに等分割されたＰＤ４０を光無線通信端末の光受信手段に使用して、分割された各々のセルが均等な受信強度となるよう光受信手段の向きを調整する。なお、実際の通信では、特定のセルのみを使用するため、この特定のセルで受信強度を確保できるよう光受信手段の向きを最終調整する。
【００１４】
図９は、従来及び本発明に共通の光軸調整方法における微調の段階を説明するためのフローチャートである。まず、ステップＳ３００１において、４つのセルの受光強度の確認を行い、ステップＳ３００２において、図１５に示すＡのセルの受光強度とＤのセルの受光強度とが等しい（Ａ＝Ｄ）か否かを判断する。Ａのセルの受光強度とＤのセルの受光強度とが等しくない場合には、ステップＳ３００３において、所定の距離だけ光受信手段の向きを水平方向に変更して、再度、ステップＳ３００１における受光強度の確認を行う。
【００１５】
Ａのセルの受光強度とＤのセルの受光強度とが等しくなった場合、ステップＳ３００４において、図１５に示すＢのセルの受光強度とＣのセルの受光強度とが等しい（Ｂ＝Ｃ）か否かを判断する。Ｂのセルの受光強度とＣのセルの受光強度とが等しくない場合には、ステップＳ３００５において、所定の角度だけ光受信手段の向きを傾き方向に変更して、再度、ステップＳ３００１における受光強度の確認を行う。
【００１６】
ステップＳ３００２でＡのセルの受光強度とＤのセルの受光強度とが等しいと判断された場合には、図１３及び図１４におけるＹ＝Ｘ上に光受信手段の中心点（４つのセルが接する点）が存在することになる。また、ステップＳ３００４でＢのセルの受光強度とＣのセルの受光強度とが等しいと判断された場合には、図１３及び図１４におけるＹ＝−Ｘ上に光受信手段の中心点（４つのセルが接する点）が存在することになる。すなわち、Ａのセルの受光強度とＤのセルの受光強度とが等しく、かつ、Ｂのセルの受光強度とＣのセルの受光強度とが等しくなっている状態は、光無線通信端末の光受信手段の中心の受光強度が最大（光軸の位置）となっている状態である。そして、ステップＳ３００６において、実際に通信を行う特定のセルに光軸を合わせ、この特定のセルで受信強度を確保できるよう光受信手段の向きを最終調整する。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光軸調整方法では、粗調１の段階で、光受信手段の指向特性に比べて極めて広い範囲を検索するため、光無線集配装置の存在の確認に非常に長い時間が必要であるという問題がある。さらに、光軸合わせの手順を一通り行っても光通信のリンクを確立できない場合があり、この場合には、光軸合わせの手順をもう一度最初から繰り返す必要があるという問題がある。
【００１８】
また、従来の光軸調整方法では、光無線集配装置から光無線通信端末に向かう光軸（以下、下り光軸と呼ぶ）を合わせることは可能であるが、これによって、必ずしも光無線通信端末から光無線集配装置への光軸（以下、上り光軸と呼ぶ）が合うとは限らない。このため、下り光軸は合っているが上り光軸が合っていないという状態が起こり、光軸合わせがきちんと行われてリンクしているはずなのに、通信を行うことができないという不具合が発生することがある。
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明は、無駄な段階を行わずに光無線通信端末の光無線のリンク状態に適した光軸合わせを即座に行って、光軸合わせに費やされる時間を短縮し、さらに、上り光軸及び下り光軸の両方を正確に合わせ、光通信が正常に行われるようにすることを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、光無線集配装置と光無線通信端末との間で、少なくとも光リンク信号による光同期を光無線通信端末が検出できる程度に光軸が合っている場合には、光無線通信端末と光無線集配装置との間で双方向データ通信を実行させ、その結果に応じた光軸調整を行うようにしている。
【００２１】
すなわち、本発明によれば、光無線集配装置との間で光リンク信号による光同期に基づき、パケットデータを光無線通信により送受信する光無線通信端末における光軸調整方法であって、
前記光無線通信端末が前記光無線集配装置からの前記光リンク信号の同期を検出できない場合に、前記光リンク信号の受光強度に応じてそれぞれ調整精度の異なる複数の光軸調整方法のうちのいずれかによる光軸調整を選択する第１ステップを有する一方、
前記光無線通信端末が前記光リンク信号の同期を検出できた場合に、前記光無線集配装置に対してテストパケットを送信する第２ステップと、
前記光無線集配装置からの応答信号を所定時間以内に受信するまで待機する第３ステップと、
前記第３ステップにおける応答結果に基づき、前記応答信号が受信された場合には前記応答信号が前記テストパケットに対する信号であるか否かを判定する一方、前記応答信号が受信されない場合と、前記受信された応答信号が前記テストパケットに対する信号でないと判定された場合とのいずれかにおいて、前記複数の光軸調整方法のうちのいずれかによる光軸調整を選択する第４ステップとを、
それぞれ有して光軸調整を実行する光無線通信端末における光軸調整方法が提供される。
【００２２】
また、上記目的を達成するため、本発明は、光無線集配装置と光無線通信端末との間で、少なくとも光リンク信号による光同期を光無線通信端末が検出できる程度に光軸が合っている場合には、光無線通信端末と光無線集配装置との間で複数回の双方向データ通信を実行させ、その結果に応じた光軸調整を行うようにしている。
【００２３】
すなわち、本発明によれば、光無線集配装置との間で光リンク信号による光同期に基づき、パケットデータを光無線通信により送受信する光無線通信端末における光軸調整方法であって、
前記光無線通信端末が前記光無線集配装置からの前記光リンク信号の同期を検出できない場合に、前記光リンク信号の受光強度に応じてそれぞれ調整精度の異なる複数の光軸調整方法のうちのいずれかによる光軸調整を選択する第１ステップを有する一方、
前記光無線通信端末が前記光リンク信号の同期を検出できた場合に、前記光無線集配装置に対してテストパケットを送信する第２ステップと、
前記光無線集配装置からの応答信号を所定時間以内に受信するまで待機する第３ステップと、
前記第３ステップにおける応答結果に基づき、前記応答信号が受信された場合には前記応答信号が前記テストパケットに対する信号であるか否かを判定して、この判定結果回数を１つ加算する一方、前記応答信号が受信されない場合には非検出結果回数を１つ加算する第４ステップと、
前記第２から第４ステップをそれぞれ複数回実行させた後、前記加算された判定結果回数及び非検出結果回数に基づき、前記複数の光軸調整方法のうちのいずれかによる光軸調整を選択する第５ステップとを、
それぞれ有して光軸調整を実行する光無線通信端末における光軸調整方法が提供される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の光無線通信端末における光軸調整方法の一実施の形態について説明する。まず、本発明で使用される光無線通信端末１０の構成について説明する。図１は、本発明で使用される光無線通信端末の一構成例を示すブロック図である。図１に示す光無線通信端末１０は、受信手段１１、通信データ処理手段１２、光通信手続き処理手段１３、光送信手段１４、光受信手段１５、送信手段１６、パイロット光抽出手段１７、光軸合わせ制御手段１８、サーボ手段１９を有している。
【００２５】
受信手段１１は、光無線通信端末１０に接続されているパーソナルコンピュータや（ＰＣ）ワークステーション（ＷＳ）などの外部機器（不図示）から送信されてくるデータを受信するためのインターフェイス機能を有する手段である。通信データ処理手段１２は、受信手段１１で受信したデータを光無線集配装置２０に送信するために手続き処理を行う手段である。
【００２６】
光通信手続き処理手段１３は、光無線集配装置２０との光無線の通信手続きを行うための手続き処理を行う手段である。光送信手段１４は、光通信手続き処理手段１３により生成された光通信の手続きを行うための通信信号、及び、通信データ処理手段１２によって処理された光無線集配装置２０に送信すべき通信データを、光信号に変換して発光素子を発光させ、光無線集配装置２０に光信号を送信する手段である。
【００２７】
光受信手段１５は、光無線集配装置２０から送信されてくる光信号をＰＤ（フォトディテクタ）４０などの受光素子により受光して、光電変換して出力する手段である。送信手段１６は、光受信手段１５から出力され通信データ処理手段１２によって処理された光無線集配装置２０からの通信データを、自機に接続されているＰＣ又はＷＳなどの外部機器（不図示）に送信するための手段である。
【００２８】
パイロット光抽出手段１７は、光受信手段１５の出力する光受信信号から、光無線集配装置２０のパイロット光を抽出する手段である。光軸合わせ制御手段１８は、パイロット光抽出手段１７により抽出されたパイロット光を用いて光無線集配装置２０との光軸合わせを制御する手段である。また、光軸合わせ制御手段１８は、精度の異なる複数の光軸調整方法のうち、どの光軸調整方法を選択するかを要求する信号を通信制御ブロックに送信し、通信制御ブロックによる判定結果に応じて、光軸調整方法を選択し、サーボ手段１９を駆動させる。サーボ手段１９は、光軸合わせ制御手段１８が出力するパン、チルトといったサーボ機構用の制御信号を動力に変換し、光送信手段１４及び光受信手段１５の向きの変更を実行する手段である。
【００２９】
次に、本発明で使用される光無線集配装置２０の構成について説明する。図２は本発明で使用される光無線集配装置の一構成例を示すブロック図である。図２に示す光無線集配装置２０は、光受信手段２１、通信データ処理手段２２、光通信手続き処理手段２３、送信手段２４、受信手段２５、光送信手段２６、パイロット光発生手段２７、パイロット光送信手段２８を有している。
【００３０】
光受信手段２１は、光無線通信端末１０から送信されてくる光無線信号を受信するＰＤ（フォトディテクタ）４０などの受光素子と、この受光素子で受信した光信号を電気信号に変換する光電変換部とにより構成される手段である。通信データ処理手段２２は、光無線通信端末１０からの通信データを抽出して、光空間方向又は幹線方向の適切な方向に転送するための手段である。
【００３１】
光通信手続き処理手段２３は、光受信手段２１で受信した光信号から光無線通信端末１０からの通信信号を抽出し、光無線通信のための制御を行う手段である。送信手段２４は、幹線などに対し送信すべき信号（通信データや衝突通知信号）を出力する手段である。受信手段２５は、幹線などと接続して通信データを受け取る手段である。
【００３２】
光送信手段２６は、光空間に送信すべき通信信号（光通信手続き信号や通信データ）を光信号に変換して、発光ダイオードなどの発光手段により光無線通信端末１０に対して送信する手段である。パイロット光発生手段２７及びパイロット光送信手段２８は、光無線集配装置２０と光通信による接続を行おうとする光無線通信端末１０が光軸合わせを行うために、パイロット光を発生し、空間に放射する手段である。
【００３３】
上記の構成を有する複数の光無線通信端末１０と光無線集配装置２０の間で、スター型トポロジを構成するネットワークを形成し、光無線集配装置２０を介して、各光無線通信端末１０間で通信を行ったり、幹線と光無線通信端末１０間で通信を行ったりすることができるようにしている。以下、この光無線通信端末１０と光無線集配装置２０との間の光通信の準備段階に行われる光無線通信端末における光軸調整方法の動作について説明する。
【００３４】
＜第１の実施の形態＞
まず、本発明の光無線通信端末１０における光軸調整方法の第１の実施の形態について説明する。図３及び図４は、本発明の光無線通信端末における光軸調整方法の第１の実施の形態を説明するためのフローチャートである。なお、図３は、後述の第２の実施の形態と共通のフローチャートである。
【００３５】
第１の実施の形態では、まず、ステップＳ１０１において、光無線通信端末１０が、例えば、起動時などに、光無線集配装置２０との光通信のリンク光を確認する。光無線通信端末１０は、光無線集配装置２０との光同期を維持するために光リンク信号を用い、光通信データのないアイドル時にこの光リンク信号を発光している。光無線通信端末１０が、上記の光リンク信号や光通信データなどの受信信号を一定時間以上確認できない場合、光無線集配装置２０との通信を行うための光軸がずれていると判断し、光軸合わせを実行する。
【００３６】
光軸がずれている場合の光軸合わせでは、光受信手段１５が受信している受信信号の受光強度（信号強度）に応じて、光軸調整方法を選択する。ステップＳ１０３において、受光強度の確認を行い、ステップＳ１０５において、受光強度が第２の閾値より大きいか否か（受光強度＞第２の閾値）を判断する。受光強度が第２の閾値より大きい場合には、ステップＳ１０７において、細かな光軸合わせを行う微調の段階（図９に示すフローチャート）に進む。一方、受光強度が第２の閾値以下の場合には、ステップＳ１０９において、受光強度が第１の閾値より大きいか否か（受光強度＞第１の閾値）を判断する。
【００３７】
そして、受光強度が第１の閾値より大きい場合には、ステップＳ１１１において、受光強度が第２の閾値より大きくなる方向を探す粗調２の段階（図８に示すフローチャート）を行い、受光強度が第１の閾値以下の場合には、ステップＳ１１３において、受光強度が第１の閾値より大きくなる方向を探す粗調１の段階（図７に示すフローチャート）を行う。なお、ステップＳ１０７の微調の段階、ステップＳ１１１の粗調２の段階、ステップＳ１１３の粗調１の段階が終了した後、再び、ステップＳ１０１の光通信のリンク光の確認に戻るようにすれば、再度、光通信のリンク光が確認できるか否かを判断して、光軸調整方法を選択することができる。
【００３８】
一方、ステップＳ１０１でリンク光の確認ができた場合（すなわち、光リンク信号や光通信データを受信できる場合）、光通信が成立するか確認する。ステップＳ１２１において、光無線通信端末１０は、テストパケット３０を生成し、ステップＳ１２３において、光伝送路が回線空き状態か否かを確認し、回線空き状態（すなわち、テストパケット３０を送信可能な状態）になった場合、ステップＳ１２５において、光無線集配装置２０に向けて、テストパケット３０を送信する。
【００３９】
図１０は、テストパケット及び通信用フレームの構造の一例を示す模式図である。図１０に示すように、テストパケット３０は光通信のリンクの確認にのみ用いられるものであり、通信用フレーム５０に比べて非常にデータ容量が小さなものである。また、図１０に示すテストパケット３０のＩＤ部には、各テストパケット３０に固有の値を設定する。このように、テストパケット３０のそれぞれに固有の値を設定して、各テストパケット３０の識別が可能となるようにしておく。
【００４０】
ステップＳ１２１で生成されるテストパケット３０は、光空間のみで有効なパケットであり、光無線集配装置２０やネットワークに接続している全ての光無線通信端末１０がこのテストパケット３０を受信した場合に、この受信信号をテストパケット３０であると認識できるようなフォーマットを有している。また、このテストパケット３０は、光通信のリンクの確認のためにのみ用いられ、幹線やＰＣなどに向けて送出しないよう各々の光通信手続き処理手段１３で処理されるものとする。
【００４１】
光無線集配装置２０は、光無線通信端末１０からのテストパケット３０を受信、検出した場合、これを取り込んで、光伝送路側（光無線通信端末１０側）に応答信号を光送信する。光無線通信端末１０は、ステップＳ１２７において、光無線集配装置２０から応答信号を受信した場合、ステップＳ１２９において、この応答信号がステップＳ１２５で送信されたテストパケット３０に係る応答信号か否かを判断する。そして、この応答信号がステップＳ１２５で送信されたテストパケット３０への応答信号の場合、ステップＳ１３１において、ステップＳ１２５で送信したテストパケット３０の内容と一致しているか否かの照合を行い、ステップＳ１３１における照合結果が一致した場合、ステップＳ１３３において、光通信のリンクが成立していると判断し、光軸合わせを終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ１２７で光無線集配装置２０からの応答がない場合、ステップＳ１２９で応答信号がステップＳ１２５で送信されたテストパケット３０への応答信号ではない場合（例えば、別の光無線通信端末１０のテストパケット３０である場合）、ステップＳ１３１でテストパケット３０の照合結果が一致しない場合には、自端末から光無線集配装置２０に向かう光軸がわずかにずれていると考えられるので、微調の段階を行う。なお、ステップＳ１３５の微調の段階が終了した後、再び、ステップＳ１０１の光通信のリンク光の確認に戻る。
【００４３】
このように、光無線通信端末１０と光無線集配装置２０との間における光通信のリンク光の状態を判断し、さらに、テストパケット３０を用いてリンクが成立しているか否かを判断することによって、その判断結果に応じて最も適切な光軸調整方法を選択するので、無駄な段階を行わずに適切な光軸合わせを即座に行うことが可能となり、光軸合わせに費やされる時間を短縮することが可能となる。
【００４４】
また、光無線通信端末１０と光無線集配装置２０との間における光通信のリンク光の状態を適時判断することによって例えば、大まかに光軸合わせを行う粗調１の段階が終了した時点で再度判定を行って、偶然、光軸が正確に合い通信可能となった場合などには、粗調２の段階や微調の段階を行わずに、即座に通信を行うことが可能となり、無駄な段階を行わずに適切な光軸合わせを即座に行うことが可能となり、光軸合わせに費やされる時間を短縮することが可能となる。また、光無線集配装置２０の応答の結果を用いて光軸合わせを行うため、上り光軸及び下り光軸の両方を正確に合わせ、光通信が正常に行われるようにすることが可能となる。
【００４５】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の光無線通信端末１０における光軸調整方法の第２の実施の形態について説明する。図３、図５、図６は、本発明の光無線通信端末における光軸調整方法の第２の実施の形態を説明するためのフローチャートである。なお、図３は、前述の第１の実施の形態と共通のフローチャートである。
【００４６】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、光通信のリンク光の確認ができない場合には、受光強度が第１及び第２の閾値の閾値より大きいか否かを判断して、受光強度が第２の閾値より大きい場合には微調の段階を、受光強度が第２の閾値以下で第１の閾値より大きい場合には粗調２の段階を、受光強度が第１の閾値以下の場合には粗調１の段階をそれぞれ行うようにする（図３のステップＳ１０１〜Ｓ１１３）。
【００４７】
光通信のリンク光の確認ができた場合には、第１の実施の形態と同様に、光無線通信端末１０は、光無線集配装置２０に対してテストパケット３０を送信する（図５のステップＳ２２１〜Ｓ２２５）。そして、光無線通信端末１０は、ステップＳ２２７において、光無線集配装置２０から応答信号を受信した場合、ステップＳ２２９において、この応答信号がステップＳ２２５で送信されたテストパケット３０に係る応答信号か否かを判断する。そして、この応答信号がステップＳ２２５で送信されたテストパケット３０への応答信号の場合、ステップＳ２３１において、ステップＳ２２５で送信されたテストパケット３０の内容と一致しているか否かの照合を行い、ステップＳ２３１における照合結果が一致した場合、ステップＳ２３３において、照合結果が一致したことを示す一致回数を１つカウントアップする。
【００４８】
一方、ステップＳ２２７で光無線集配装置２０からの応答がない場合には、ステップＳ２３５において、応答がなかったことを示す非検出回数を１つカウントアップする。また、ステップＳ２２９で応答信号がステップＳ１２５で送信されたテストパケット３０への応答信号ではない場合（例えば、別の光無線通信端末１０のテストパケット３０である場合）、ステップＳ２３１でテストパケット３０の照合結果が一致しない場合には、ステップＳ２３７において、受信したテストパケット３０が適切なテストパケット３０ではないことを示す不一致回数を１つカウントアップする。
【００４９】
ステップＳ２３３〜ステップＳ２３７のいずれかの処理において、一致回数、非検出回数、不一致回数のいずれかが１つカウントアップされた後、ステップＳ２３９において、送信回数を１つカウントアップする。ステップＳ２４１において、この送信回数が所定の回数（例えば１０回）になるまで、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返し、送信回数が所定の回数（１０回）になった場合、後続の処理で、一致回数を参照して、光通信のリンクの状態を判断する。
【００５０】
まず、ステップＳ２４３において、一致回数が送信回数（１０回）と一致しているか否かを判断する。一致回数が送信回数と一致している場合には、ステップＳ２４５において、光通信のリンクは成立していると判断され、光軸合わせは不要である。一致回数が送信回数（１０回）と一致していない場合は、ステップＳ２４７において、一致回数が送信回数の半分以上（５〜９回）か否かを判断し、一致回数が送信回数の半分以上（５〜９回）でない場合には、さらに、ステップＳ２４９において、一致回数がカウントアップされている（１〜４回）か否かを判断する。
【００５１】
ステップＳ２４９で一致回数がカウントアップされていない（すなわち、一致回数が０回）と判断された場合には、ステップＳ２５１において、微調の段階（図９に示すフローチャート）に進む。なお、ステップＳ２５１の微調の段階が終了した後、再び、図３のステップＳ１０１の光通信のリンク光の確認に戻るようにすれば、再度、光通信のリンクが成立しているか否かを判断して、光軸調整方法を選択することができる。
【００５２】
また、ステップＳ２４７で、一致回数が送信回数の半分以上（５〜９回）であると判断された場合には、ステップＳ２５３において、不一致回数が０か否かを判断する。ステップＳ２５３で不一致回数が０の場合、光軸が完全には合っていないが通信はほぼ正確に行われているか、又は、光回線が混雑してパケット間の衝突が多発しているが通信は正確に行われていると考えられるため、ステップＳ２５５において、光通信のリンクが成立しているものとみなす。また、ステップＳ２５３で不一致回数が０でない場合には、光軸がずれているために正確な通信が行えないと考えられるため、ステップＳ２５７において、微調の段階（図９に示すフローチャート）に進む。なお、ここでも微調の段階が終了した後、再び、図３のステップＳ１０１の光通信のリンク光の確認に戻ることが好ましい。
【００５３】
また、ステップＳ２４９で、一致回数がカウントアップされている（１〜４回）と判断された場合も、ステップＳ２５９において、不一致回数が０か否かを判断する。ステップＳ２５９で不一致回数が０の場合、光軸が正確に定まって光通信のリンクが成立しているか否かを判断するのは困難であるとみなし、送信回数、一致回数、非検出回数、不一致回数などのカウンタを初期化して、再度、初め（図３のステップＳ１０１）に戻って処理を繰り返し行うようにする。また、ステップＳ２５９で不一致回数が０でない場合には、ステップＳ２６１において、微調の段階（図９に示すフローチャート）に進む。なお、ここでも微調の段階が終了した後、再び、図３のステップＳ１０１の光通信のリンク光の確認に戻ることが好ましい。
【００５４】
このように、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と比較して、リンク光の確認が得られた場合に送信するテストパケット３０の送信回数を複数回とし、その応答結果及び照合結果に応じて最も適切な光軸調整方法を選択するので、光通信のリンクの状態をより正確に把握し、無駄な段階を行わずに適切な光軸合わせを即座に行うことが可能となり、光軸合わせに費やされる時間を短縮することが可能となる。また、光無線集配装置２０の応答の結果を用いて光軸合わせを行うため、上り光軸及び下り光軸の両方を正確に合わせ、光通信が正常に行われるようにすることが可能となる。
【００５５】
以上の第１及び第２の実施の形態をまとめたものを図１１に示す。図１１は、本発明の光軸調整方法の第１及び第２の実施の形態において、選択される光軸調整方法とその選択条件を示す表である。このように、様々な条件を考慮して、その条件となる状態に最適な光軸調整方法を選択することが可能となる。また、第１及び第２の実施の形態では、第１及び第２の閾値として任意の適切な値を設定することが可能である。また、第２の実施の形態では、テストパケット３０の送信回数は１０回としているが、適切な回数を適宜選択して設定することが可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、光無線集配装置と光無線通信端末との間で、少なくとも光リンク信号による光同期を光無線通信端末が検出できる程度に光軸が合っている場合には、光無線通信端末と光無線集配装置との間で双方向データ通信を実行させ、その結果に応じた光軸調整を行うようにしているので、無駄な段階を行わずに光無線通信端末の光無線のリンク状態に適した光軸合わせを即座に行って、光軸合わせに費やされる時間を短縮することが可能となる。また、特に、大まかな精度の光軸調整方法を行った段階で、偶然、光無線通信端末の光受信手段が通信可能な向きになった場合には、即座に光軸合わせを終了して光通信を行うことが可能となり有効である。また、光無線集配装置の応答の結果を用いて光軸合わせを行うため、上り光軸及び下り光軸の両方を正確に合わせ、光通信が正常に行われるようにすることが可能となる。
【００５７】
また、本発明によれば、光無線集配装置と光無線通信端末との間で、少なくとも光リンク信号による光同期を光無線通信端末が検出できる程度に光軸が合っている場合には、光無線通信端末と光無線集配装置との間で複数回の双方向データ通信を実行させ、その結果に応じた光軸調整を行うようにしているので、無駄な段階を行わずに光無線通信端末の光無線のリンク状態に適した光軸合わせを即座に行って、光軸合わせに費やされる時間を短縮することが可能となる。また、特に、大まかな精度の光軸調整方法を行った段階で、偶然、光無線通信端末の光受信手段が通信可能な向きになった場合には、即座に光軸合わせを終了して光通信を行うことが可能となり有効である。また、光無線集配装置の応答の結果を用いて光軸合わせを行うため、上り光軸及び下り光軸の両方を正確に合わせ、光通信が正常に行われるようにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用される光無線通信端末の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明で使用される光無線集配装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の光無線通信端末における光軸調整方法の第１及び第２の実施の形態を説明するためのフローチャートの１ページ目である。
【図４】本発明の光無線通信端末における光軸調整方法の第１の実施の形態を説明するためのフローチャートの２ページ目である。
【図５】本発明の光無線通信端末における光軸調整方法の第２の実施の形態を説明するためのフローチャートの２ページ目である。
【図６】本発明の光無線通信端末における光軸調整方法の第２の実施の形態を説明するためのフローチャートの３ページ目である。
【図７】従来及び本発明に共通の光軸調整方法における粗調１の段階を説明するためのフローチャートである。
【図８】従来及び本発明に共通の光軸調整方法における粗調２の段階を説明するためのフローチャートである。
【図９】従来及び本発明に共通の光軸調整方法における微調の段階を説明するためのフローチャートである。
【図１０】テストパケット及び通信用フレームの構造の一例を示す模式図である。
【図１１】本発明の光軸調整方法の第１及び第２の実施の形態において、選択される光軸調整方法とその選択条件を示す表である。
【図１２】従来の光軸調整方法の一例を示すフローチャートである。
【図１３】光無線通信端末の光受信手段の受光強度領域を示す模式図である。
【図１４】従来の光軸調整方法の粗調１及び粗調２の段階における光源の軌跡の一例を示す模式図である。
【図１５】光受信手段に使用される４つのセルに当分割されたＰＤ（Photo Detector：フォトディテクタ）の模式図である。
【図１６】微調の段階における受信光の軌跡の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
１０光無線通信端末
１１、２５受信手段
１２、２２通信データ処理手段
１３、２３光通信手続き処理手段
１４、２６光送信手段
１５、２１光受信手段
１６、２４送信手段
１７パイロット光抽出手段
１８光軸合わせ制御手段
１９サーボ手段
２０光無線集配装置
２７パイロット光発生手段
２８パイロット光送信手段
３０テストパケット
４０ＰＤ（フォトディテクタ）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical axis adjustment method in an optical wireless communication terminal that transmits and receives data using an optical wireless signal, and in particular, an optical axis adjustment method in an optical wireless communication terminal capable of executing a plurality of optical axis adjustment methods with different accuracy. About.
[0002]
[Prior art]
In the conventional optical axis adjustment method of an optical wireless communication terminal, for example, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-224858, an optical wireless attached to the ceiling by an optical wireless communication terminal connected to a station such as a PC. By performing an automatic search to the collection / delivery device using the servo means, the optical axis alignment between the optical wireless communication terminal and the optical wireless collection / delivery device is accurately performed.
[0003]
At this time, the optical wireless communication terminal searches for an optical wireless pickup / delivery device in a range where the horizontal direction is from 0 to 150 degrees in the horizontal direction and a vertical inclination is in the range from 75 degrees to 75 degrees. Align the axis. As described above, in order to search a wide space and adjust the position to the narrow optical axis, when the link cannot be confirmed with the conventional technique, as shown in the flowchart of FIG. In the step of specifying the rough direction in which the optical wireless pickup and delivery apparatus exists (hereinafter referred to as the coarse adjustment 1 step), in step S2000, the step of searching for the strongest direction of communication light from the specified rough direction (hereinafter referred to as the rough adjustment). In step S3000, optical axis alignment is performed in a three-stage process, in which the direction is driven to a communicable state (hereinafter referred to as a fine adjustment stage).
[0004]
Hereinafter, the above-described coarse adjustment 1 stage, coarse adjustment 2 stage, and fine adjustment stage performed when adjusting the optical axis will be described. FIG. 13 is a schematic diagram showing the light reception intensity region of the optical receiver of the optical wireless communication terminal. In accordance with the position of the optical axis of light from the light source on the light receiving means, the light receiving intensity of the light receiving means (reception efficiency of light received from the light source) changes. Note that the center positions of the X axis and the Y axis in FIG. 13A are the positions where the received light intensity is maximum, and in FIG. 13B, as the optical axis deviates from this center position, A state in which the received light intensity decreases is illustrated.
[0005]
First, details of the stage of coarse adjustment 1 in step S1000 shown in FIG. 12 will be described. FIG. 7 is a flowchart for explaining the stage of coarse adjustment 1 in the optical axis adjustment method common to the prior art and the present invention. In the coarse adjustment 1 stage, a relatively low received light intensity threshold value (hereinafter referred to as a first threshold value) is set, and pilot light or link light is searched in a roughly set predetermined range. A light reception intensity region α having a light reception intensity exceeding 1 is searched.
[0006]
First, in step S1001, the optical axis search range is determined, and the horizontal direction and inclination of the optical receiving means of the optical wireless communication terminal are determined as the initial position of the optical axis search. In step S1002, the received light intensity is confirmed. In step S1003, it is determined whether the received light intensity is greater than the first threshold value (received light intensity> first threshold value). When the received light intensity is less than or equal to the first threshold, the direction of the optical receiving means of the optical wireless communication terminal is changed to a predetermined direction (horizontal direction or tilt direction) in the horizontal direction.
[0007]
That is, for example, when scanning in the horizontal direction with a fixed inclination with respect to a predetermined range, first, in step S1004, it is determined whether or not the scanning in the horizontal direction has ended. If the horizontal scanning is not completed, the direction of the light receiving means is changed to the horizontal direction by a predetermined distance in step S1005. On the other hand, if the scanning in the horizontal direction is completed, it is determined in step S1006 whether or not the scanning in the inclination direction has been completed. If the scanning in the inclination direction has not been completed, a predetermined value is determined in step S1007. The direction of the light receiving means is changed to the tilt direction by the angle, and the received light intensity is checked again in step S1002.
[0008]
In this way, while changing the direction of the optical receiving means of the optical wireless communication terminal in a certain rough step, the predetermined range is quickly scanned to observe the received light intensity of the optical receiving means, which is larger than the first threshold value. When the received light intensity is detected, the process proceeds to the coarse adjustment 2 stage (step S2000). At this time, the optical receiving means of the optical wireless communication terminal has detected the received light intensity region α shown in FIG. Note that even if the entire predetermined range is scanned (that is, it is determined in step S1006 that the scan in the tilt direction has been completed), if the received light intensity that is equal to or greater than the first threshold value cannot be detected, the predetermined range includes It is determined that the desired light (pilot light / link light) does not exist.
[0009]
Next, details of the stage of coarse adjustment 2 in step S2000 shown in FIG. 12 will be described. FIG. 8 is a flowchart for explaining the stage of coarse adjustment 2 in the optical axis adjustment method common to the prior art and the present invention. In the coarse adjustment 2 stage, the change in the direction of the optical receiving means of the optical wireless communication terminal is set more finely than in the coarse adjustment 1 stage, and the direction is adjusted in the direction in which the received light intensity of the pilot light or the link light becomes larger. . In this case, a threshold value of received light intensity (hereinafter referred to as a second threshold value) larger than the first threshold value is set, and a region β having a received light intensity exceeding the second threshold value is searched.
[0010]
First, in step S2001, the received light intensity is confirmed. In step S2002, it is determined whether the received light intensity is greater than the second threshold value (received light intensity> second threshold value). If the received light intensity is less than or equal to the second threshold, it is determined in step S2003 whether the received light intensity is greater than the first threshold (received light intensity> first threshold), and the received light intensity is less than or equal to the first threshold. In this case, in step S2005, the direction of the light receiving means is changed to the tilt direction by a predetermined angle, and the received light intensity is checked again in step S2001. On the other hand, if the received light intensity is greater than the first threshold, in step S2006, the direction of the light receiving means is changed to the horizontal direction by a predetermined distance, and the received light intensity is confirmed again in step S2001.
[0011]
In this way, while changing the direction of the light receiving means of the optical wireless communication terminal in a certain step, the light receiving intensity region larger than the first threshold is scanned, the light receiving intensity of the light receiving means is observed, and the second If the received light intensity greater than the threshold value is detected, the process proceeds to the fine adjustment stage (step S3000). At this time, the optical receiving means of the optical wireless communication terminal has detected the received light intensity region β shown in FIG. Note that, even when the entire range in which the received light intensity is equal to or higher than the first threshold is scanned (that is, the scan in the tilt direction is determined to be completed in step S2004), the received light intensity exceeding the second threshold cannot be detected. In the predetermined range, the light detection fails.
[0012]
FIG. 14 is a schematic diagram showing an example of the locus of the light source at the stage of coarse adjustment 1 and coarse adjustment 2 of the conventional optical axis adjustment method. As shown in FIG. 14, first, a light reception intensity region α having a light reception intensity greater than the first threshold value is detected at the stage of coarse adjustment 1, and subsequently, the light reception intensity is greater than the second threshold value at the stage of coarse adjustment 2. The received light intensity region β can be detected.
[0013]
Next, details of the fine adjustment stage of step S3000 shown in FIG. 12 will be described. By this fine adjustment step, adjustment is made so that the link light finally enabling optical communication overlaps with the optical receiving means. FIG. 15 is a schematic diagram of a PD (Photo Detector) divided into four cells used for the optical receiving means, and FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an example of a received light trajectory at a fine adjustment stage. It is. At the fine adjustment stage, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-224858, the PD 40 equally divided into four cells is used as the optical receiving means of the optical wireless communication terminal, and each divided cell is The direction of the light receiving means is adjusted so that the reception intensity is uniform. Since actual communication uses only a specific cell, the direction of the optical receiving means is finally adjusted so that the reception intensity can be secured in the specific cell.
[0014]
FIG. 9 is a flowchart for explaining the fine adjustment stage in the optical axis adjustment method common to the prior art and the present invention. First, in step S3001, the received light intensity of the four cells is confirmed. In step S3002, whether the received light intensity of the A cell and the received light intensity of the D cell shown in FIG. 15 are equal (A = D) or not. to decide. If the received light intensity of the A cell and the received light intensity of the D cell are not equal, in step S3003, the direction of the light receiving means is changed in the horizontal direction by a predetermined distance, and the received light intensity in step S3001 is again measured. Confirm.
[0015]
If the received light intensity of the A cell and the received light intensity of the D cell are equal, in step S3004, is the received light intensity of the B cell and the received light intensity of the C cell shown in FIG. 15 (B = C)? Judge whether or not. If the received light intensity of the B cell and the received light intensity of the C cell are not equal, in step S3005, the direction of the light receiving means is changed to the tilt direction by a predetermined angle, and the received light intensity in step S3001 is again measured. Confirm.
[0016]
If it is determined in step S3002 that the received light intensity of cell A is equal to the received light intensity of cell D, the center point of the light receiving means (four cells are in contact with each other) on Y = X in FIGS. Point) will exist. If it is determined in step S3004 that the received light intensity of the B cell and the received light intensity of the C cell are equal, the center point of the light receiving means (four points on Y = −X in FIGS. 13 and 14). The point where the cell touches). That is, the light reception intensity of the cell A is equal to the light reception intensity of the cell D, and the light reception intensity of the cell B is equal to the light reception intensity of the cell C. In this state, the light receiving intensity at the center of the means is maximum (position of the optical axis). In step S3006, the optical axis is aligned with a specific cell that actually performs communication, and the direction of the optical receiving unit is finally adjusted so that the reception intensity can be secured in the specific cell.
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional optical axis adjustment method, a very wide range is searched at the stage of coarse adjustment 1 compared to the directivity characteristics of the optical receiving means, so it takes a very long time to confirm the existence of the optical wireless pickup and delivery device. There is a problem that there is. Furthermore, there is a case where an optical communication link may not be established even if the optical axis alignment procedure is performed in a single sequence. In this case, there is a problem that the optical axis alignment procedure needs to be repeated again from the beginning.
[0018]
In addition, in the conventional optical axis adjustment method, it is possible to align the optical axis (hereinafter referred to as the downstream optical axis) from the optical wireless collection and delivery device to the optical wireless communication terminal. The optical axis (hereinafter referred to as the upstream optical axis) to the optical wireless collection / delivery device does not always match. For this reason, the state where the downstream optical axis is aligned but the upstream optical axis is not aligned occurs, and there is a problem that communication cannot be performed even though the optical axis alignment should have been performed properly and linked. There is.
[0019]
In order to solve the above-described problems, the present invention reduces the time spent for optical axis alignment by immediately performing optical axis alignment suitable for the optical wireless link state of the optical wireless communication terminal without performing unnecessary steps. A further object is to accurately match both the upstream optical axis and the downstream optical axis so that optical communication can be performed normally.
[0020]
[Means for Solving the Problems]
  To achieve the above object, the present invention provides an optical wireless communication system.In the case where the optical axis is aligned between the optical collection and distribution device and the optical wireless communication terminal so that the optical wireless communication terminal can detect at least optical synchronization by the optical link signal, the optical wireless communication terminal and the optical wireless distribution and distribution device Execute bi-directional data communication between them and adjust the optical axis according to the resultI am doing so.
[0021]
  That is, according to the present invention, optical wirelessPacket data is transmitted / received via optical wireless communication based on optical synchronization using optical link signals with the collection / delivery device.Optical axis adjustment method for optical wireless communication terminalSoAnd
  When the optical wireless communication terminal cannot detect the synchronization of the optical link signal from the optical wireless collection and delivery device, any one of a plurality of optical axis adjustment methods having different adjustment accuracy according to the received light intensity of the optical link signal While having a first step of selecting optical axis adjustment by
  When the optical wireless communication terminal can detect the synchronization of the optical link signal,For the optical wireless pickup and delivery deviceTeSend a packetSecondSteps,
  A third step of waiting until a response signal from the optical wireless collection and delivery apparatus is received within a predetermined time;
  Based on the response result in the third step, when the response signal is received, it is determined whether the response signal is a signal for the test packet, while the response signal is not received, and the reception Or when the determined response signal is not a signal for the test packet,Of the plurality of optical axis adjustment methods.OureitherOptical axis adjustment bychoose4th to doStep and
  Each has an optical axis adjustmentAn optical axis adjustment method in an optical wireless communication terminal is provided.
[0022]
  In order to achieve the above object, the present invention provides an optical wirelessIn the case where the optical axis is aligned between the optical collection and distribution device and the optical wireless communication terminal so that the optical wireless communication terminal can detect at least optical synchronization by the optical link signal, the optical wireless communication terminal and the optical wireless distribution and distribution device Execute two-way data communication between them and adjust the optical axis according to the result.I am doing so.
[0023]
  That is, according to the present invention, optical wirelessPacket data is transmitted / received via optical wireless communication based on optical synchronization using optical link signals with the collection / delivery device.Optical axis adjustment method for optical wireless communication terminalSoAnd
  When the optical wireless communication terminal cannot detect the synchronization of the optical link signal from the optical wireless collection and delivery device, any one of a plurality of optical axis adjustment methods having different adjustment accuracy according to the received light intensity of the optical link signal While having a first step of selecting optical axis adjustment by
  When the optical wireless communication terminal can detect the synchronization of the optical link signal,For the optical wireless pickup and delivery deviceTeStrike packetSendBelieveSecondSteps,
  A third step of waiting until a response signal from the optical wireless collection and delivery apparatus is received within a predetermined time;
  Based on the response result in the third step, when the response signal is received, it is determined whether the response signal is a signal for the test packet, and the number of determination results is incremented by one, A fourth step of adding one non-detection result count when the response signal is not received;
  After each of the second to fourth steps is executed a plurality of times, based on the added determination result count and non-detection result count,Of the plurality of optical axis adjustment methods.OureitherOptical axis adjustment bychoose5th to doStep and
  Each has an optical axis adjustmentAn optical axis adjustment method in an optical wireless communication terminal is provided.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an optical axis adjustment method in an optical wireless communication terminal of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the configuration of the optical wireless communication terminal 10 used in the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an optical wireless communication terminal used in the present invention. 1 includes a receiving unit 11, a communication data processing unit 12, an optical communication procedure processing unit 13, an optical transmission unit 14, an optical reception unit 15, a transmission unit 16, a pilot light extraction unit 17, an optical axis. An alignment control means 18 and a servo means 19 are provided.
[0025]
The receiving means 11 has an interface function for receiving data transmitted from an external device (not shown) such as a personal computer or a (PC) workstation (WS) connected to the optical wireless communication terminal 10. It is. The communication data processing means 12 is a means for performing a procedural process to transmit the data received by the receiving means 11 to the optical wireless collection and delivery apparatus 20.
[0026]
The optical communication procedure processing means 13 is a means for performing a procedure process for performing an optical wireless communication procedure with the optical wireless collection and delivery apparatus 20. The optical transmission unit 14 transmits a communication signal for performing the optical communication procedure generated by the optical communication procedure processing unit 13 and communication data to be transmitted to the optical wireless collection and delivery apparatus 20 processed by the communication data processing unit 12. , A means for converting the light signal into light to cause the light emitting element to emit light and transmitting the light signal to the optical wireless pickup and delivery device 20.
[0027]
The optical receiving means 15 is a means for receiving an optical signal transmitted from the optical wireless collection and delivery device 20 by a light receiving element such as a PD (photo detector) 40, photoelectrically converting it, and outputting it. The transmission unit 16 outputs the communication data from the optical wireless collection and delivery apparatus 20 output from the optical reception unit 15 and processed by the communication data processing unit 12 to an external device (not shown) such as a PC or WS connected to the own device. It is a means for transmitting to.
[0028]
The pilot light extraction unit 17 is a unit that extracts the pilot light of the optical wireless collection and distribution apparatus 20 from the optical reception signal output from the optical reception unit 15. The optical axis alignment control means 18 is means for controlling the optical axis alignment with the optical wireless collection and distribution device 20 using the pilot light extracted by the pilot light extraction means 17. Further, the optical axis alignment control means 18 transmits a signal requesting which optical axis adjustment method to select from among a plurality of optical axis adjustment methods with different accuracy to the communication control block, and the determination result by the communication control block Accordingly, the optical axis adjustment method is selected and the servo means 19 is driven. The servo unit 19 is a unit that converts the control signals for the servo mechanism such as pan and tilt output from the optical axis alignment control unit 18 into motive power and changes the directions of the optical transmission unit 14 and the optical reception unit 15.
[0029]
Next, the configuration of the optical wireless pickup and delivery device 20 used in the present invention will be described. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the optical wireless pickup and delivery apparatus used in the present invention. 2 includes an optical receiver 21, a communication data processor 22, an optical communication procedure processor 23, a transmitter 24, a receiver 25, an optical transmitter 26, a pilot light generator 27, a pilot light. A transmission means 28 is provided.
[0030]
The optical receiving means 21 includes a light receiving element such as a PD (photo detector) 40 that receives an optical wireless signal transmitted from the optical wireless communication terminal 10, and a photoelectric conversion unit that converts the optical signal received by the light receiving element into an electrical signal. It is the means comprised by these. The communication data processing means 22 is means for extracting communication data from the optical wireless communication terminal 10 and transferring it in an appropriate direction in the optical space direction or the trunk line direction.
[0031]
The optical communication procedure processing means 23 is a means for extracting a communication signal from the optical wireless communication terminal 10 from the optical signal received by the optical receiving means 21 and performing control for optical wireless communication. The transmission means 24 is a means for outputting a signal (communication data or a collision notification signal) to be transmitted to the trunk line or the like. The receiving means 25 is means for receiving communication data by connecting to a trunk line or the like.
[0032]
The optical transmission means 26 is a means for converting a communication signal (optical communication procedure signal or communication data) to be transmitted to an optical space into an optical signal and transmitting the optical signal to the optical wireless communication terminal 10 by a light emitting means such as a light emitting diode. is there. The pilot light generating means 27 and the pilot light transmitting means 28 generate pilot light and radiate it in space in order for the optical wireless communication terminal 10 to be connected to the optical wireless collection and distribution apparatus 20 by optical communication to perform optical axis alignment. It is means to do.
[0033]
A network that forms a star topology is formed between the plurality of optical wireless communication terminals 10 having the above-described configuration and the optical wireless collection and delivery apparatus 20, and each optical wireless communication terminal 10 is connected via the optical wireless collection and distribution apparatus 20. Communication can be performed and communication can be performed between the trunk line and the optical wireless communication terminal 10. Hereinafter, the operation of the optical axis adjustment method in the optical wireless communication terminal performed in the preparation stage of optical communication between the optical wireless communication terminal 10 and the optical wireless collection and delivery apparatus 20 will be described.
[0034]
<First Embodiment>
First, a first embodiment of the optical axis adjustment method in the optical wireless communication terminal 10 of the present invention will be described. 3 and 4 are flowcharts for explaining the first embodiment of the optical axis adjustment method in the optical wireless communication terminal of the present invention. FIG. 3 is a flowchart common to a second embodiment described later.
[0035]
In the first embodiment, first, in step S101, the optical wireless communication terminal 10 checks the link light of the optical communication with the optical wireless collection and delivery apparatus 20 at the time of activation, for example. The optical wireless communication terminal 10 uses an optical link signal in order to maintain optical synchronization with the optical wireless collection and delivery apparatus 20, and emits this optical link signal when idle without optical communication data. When the optical wireless communication terminal 10 cannot confirm the received signal such as the optical link signal or the optical communication data for a certain time or more, it is determined that the optical axis for performing communication with the optical wireless distribution device 20 is shifted, Perform optical axis alignment.
[0036]
In the optical axis alignment when the optical axis is deviated, the optical axis adjustment method is selected according to the received light intensity (signal intensity) of the received signal received by the optical receiver 15. In step S103, the received light intensity is confirmed. In step S105, it is determined whether the received light intensity is greater than the second threshold value (received light intensity> second threshold value). If the received light intensity is greater than the second threshold, in step S107, the process proceeds to a fine adjustment stage (flowchart shown in FIG. 9) in which fine optical axis alignment is performed. On the other hand, if the received light intensity is less than or equal to the second threshold value, it is determined in step S109 whether the received light intensity is greater than the first threshold value (received light intensity> first threshold value).
[0037]
If the received light intensity is greater than the first threshold value, a coarse adjustment 2 stage (flowchart shown in FIG. 8) for searching for a direction in which the received light intensity is greater than the second threshold value is performed in step S111. If it is equal to or smaller than the first threshold value, the coarse tuning 1 stage (the flowchart shown in FIG. 7) is performed in step S113 to search for a direction in which the received light intensity is greater than the first threshold value. After the fine adjustment stage of step S107, the coarse adjustment stage 2 of step S111, and the coarse adjustment stage 1 of step S113 are completed, the process returns to the confirmation of the link light of the optical communication in step S101. It is possible to select an optical axis adjustment method again by determining whether or not the link light for optical communication can be confirmed.
[0038]
On the other hand, when link light can be confirmed in step S101 (that is, when an optical link signal or optical communication data can be received), it is confirmed whether optical communication is established. In step S121, the optical wireless communication terminal 10 generates a test packet 30. In step S123, the optical wireless communication terminal 10 confirms whether or not the optical transmission line is in a line available state, and the line available state (that is, a state in which the test packet 30 can be transmitted). ), The test packet 30 is transmitted to the optical wireless collection and delivery apparatus 20 in step S125.
[0039]
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of the structure of a test packet and a communication frame. As shown in FIG. 10, the test packet 30 is used only for confirming the link of optical communication, and has a data capacity much smaller than that of the communication frame 50. Also, a unique value for each test packet 30 is set in the ID portion of the test packet 30 shown in FIG. In this manner, a unique value is set for each test packet 30 so that each test packet 30 can be identified.
[0040]
The test packet 30 generated in step S121 is a packet that is valid only in the optical space, and when all the optical wireless communication terminals 10 connected to the optical wireless collection and delivery apparatus 20 and the network have received this test packet 30. The received signal has a format that can be recognized as the test packet 30. The test packet 30 is used only for confirmation of the optical communication link, and is processed by each optical communication procedure processing means 13 so as not to be sent to the trunk line or the PC.
[0041]
When receiving and detecting the test packet 30 from the optical wireless communication terminal 10, the optical wireless collection and delivery apparatus 20 captures the test packet 30 and optically transmits a response signal to the optical transmission path side (optical wireless communication terminal 10 side). If the optical wireless communication terminal 10 receives a response signal from the optical wireless collection and delivery apparatus 20 in step S127, the optical wireless communication terminal 10 determines in step S129 whether or not this response signal is a response signal related to the test packet 30 transmitted in step S125. To do. If this response signal is a response signal to the test packet 30 transmitted in step S125, it is verified in step S131 whether or not it matches the content of the test packet 30 transmitted in step S125. If the collation results in match are determined in step S133, it is determined that the optical communication link is established, and the optical axis alignment is terminated.
[0042]
On the other hand, if there is no response from the optical wireless collection and delivery apparatus 20 in step S127, if the response signal is not a response signal to the test packet 30 transmitted in step S125 in step S129 (for example, another optical wireless communication terminal 10 If the verification result of the test packet 30 does not match in step S131), it is considered that the optical axis from the terminal to the optical wireless collection and delivery apparatus 20 is slightly shifted. I do. In addition, after the fine adjustment stage of step S135 is completed, the process returns to the confirmation of the link light of the optical communication in step S101 again.
[0043]
In this manner, the state of the link light of the optical communication between the optical wireless communication terminal 10 and the optical wireless collection and distribution device 20 is determined, and further, it is determined whether or not the link is established using the test packet 30. Depending on the judgment result, the most appropriate optical axis adjustment method is selected, so that appropriate optical axis alignment can be performed immediately without unnecessary steps, and the time spent for optical axis alignment is reduced. It becomes possible to do.
[0044]
Further, by appropriately determining the state of the link light of the optical communication between the optical wireless communication terminal 10 and the optical wireless collection and delivery device 20, for example, when the coarse adjustment 1 stage in which the optical axis is roughly aligned is completed, again. If it is determined that the optical axes are aligned correctly and communication becomes possible, it is possible to perform communication immediately without performing the coarse adjustment 2 stage or the fine adjustment stage. It is possible to immediately perform appropriate optical axis alignment without performing the above, and it is possible to reduce the time spent for optical axis alignment. In addition, since the optical axis is aligned using the response result of the optical wireless collection and delivery device 20, it is possible to accurately align both the upstream optical axis and the downstream optical axis so that optical communication can be performed normally. .
[0045]
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the optical axis adjustment method in the optical wireless communication terminal 10 of the present invention will be described. 3, 5, and 6 are flowcharts for explaining a second embodiment of the optical axis adjustment method in the optical wireless communication terminal of the present invention. FIG. 3 is a flowchart common to the first embodiment described above.
[0046]
In the second embodiment, as in the first embodiment, when the link light for optical communication cannot be confirmed, it is determined whether or not the received light intensity is greater than the threshold values of the first and second threshold values. If the received light intensity is greater than the second threshold value, the fine adjustment stage is performed. If the received light intensity is less than the second threshold value and greater than the first threshold value, the coarse adjustment stage 2 is performed. When the value is equal to or smaller than the threshold value, the coarse adjustment 1 is performed (steps S101 to S113 in FIG. 3).
[0047]
When the link light of the optical communication is confirmed, the optical wireless communication terminal 10 transmits the test packet 30 to the optical wireless collection and delivery apparatus 20 as in the first embodiment (step of FIG. 5). S221 to S225). If the optical wireless communication terminal 10 receives a response signal from the optical wireless collection and delivery apparatus 20 in step S227, whether or not the response signal is a response signal related to the test packet 30 transmitted in step S225 in step S229. Judging. If this response signal is a response signal to the test packet 30 transmitted in step S225, it is checked in step S231 whether or not it matches the content of the test packet 30 transmitted in step S225. If the collation results in S231 match, in step S233, the number of matches indicating that the collation results match is incremented by one.
[0048]
On the other hand, if there is no response from the optical wireless collection and delivery apparatus 20 in step S227, the number of non-detections indicating that there is no response is incremented by one in step S235. If the response signal is not a response signal to the test packet 30 transmitted in step S125 in step S229 (for example, if it is the test packet 30 of another optical wireless communication terminal 10), the test packet 30 is updated in step S231. If the collation results do not match, the number of mismatches indicating that the received test packet 30 is not an appropriate test packet 30 is incremented by one in step S237.
[0049]
In any one of steps S233 to S237, one of the number of matches, the number of non-detections, and the number of mismatches is counted up, and then the number of transmissions is incremented by one in step S239. In step S241, the processing after step S101 is repeated until the number of transmissions reaches a predetermined number (for example, 10 times). When the number of transmissions reaches the predetermined number (10 times), The link state of the optical communication is determined with reference to FIG.
[0050]
First, in step S243, it is determined whether or not the number of matches matches the number of transmissions (10 times). If the number of matches matches the number of transmissions, it is determined in step S245 that an optical communication link has been established, and optical axis alignment is unnecessary. If the number of matches does not match the number of transmissions (10 times), it is determined in step S247 whether or not the number of matches is half or more of the number of transmissions (5 to 9). If not (5 to 9 times), it is further determined in step S249 whether or not the number of matches has been counted up (1 to 4 times).
[0051]
If it is determined in step S249 that the number of matches has not been counted up (that is, the number of matches is 0), in step S251, the process proceeds to the fine tuning stage (the flowchart shown in FIG. 9). After the fine adjustment stage of step S251 is completed, it is determined again whether the optical communication link is established by returning to the confirmation of the optical communication link light in step S101 of FIG. Thus, the optical axis adjustment method can be selected.
[0052]
If it is determined in step S247 that the number of matches is half or more of the number of transmissions (5 to 9), it is determined in step S253 whether or not the number of mismatches is zero. If the number of mismatches is 0 in step S253, the optical axes are not perfectly aligned but the communication is being performed almost accurately, or the optical line is congested and there are many collisions between packets, but the communication is not Since it is considered that the communication is accurately performed, it is considered that the optical communication link is established in step S255. Further, if the number of mismatches is not 0 in step S253, it is considered that accurate communication cannot be performed because the optical axis is deviated, and therefore, in step S257, the process proceeds to the fine adjustment stage (the flowchart shown in FIG. 9). Here again, it is preferable to return to the confirmation of the link light of the optical communication in step S101 in FIG. 3 after the fine adjustment stage is completed.
[0053]
Also, if it is determined in step S249 that the number of matches has been counted up (1 to 4 times), it is determined in step S259 whether or not the number of mismatches is zero. If the number of mismatches is zero in step S259, it is considered difficult to determine whether the optical axis is accurately determined and the optical communication link is established, and the number of transmissions, the number of matches, the number of non-detections, and the mismatch A counter such as the number of times is initialized, and the process returns to the beginning (step S101 in FIG. 3) to repeat the process. If the number of mismatches is not 0 in step S259, the process proceeds to the fine adjustment stage (the flowchart shown in FIG. 9) in step S261. Here again, it is preferable to return to the confirmation of the link light of the optical communication in step S101 in FIG. 3 after the fine adjustment stage is completed.
[0054]
As described above, in the second embodiment, the number of transmissions of the test packet 30 to be transmitted when the confirmation of the link light is obtained is set to a plurality of times as compared with the first embodiment, and the response result and Since the most appropriate optical axis adjustment method is selected according to the verification result, it is possible to grasp the state of the optical communication link more accurately and to immediately perform appropriate optical axis alignment without performing unnecessary steps. It is possible to reduce the time spent for optical axis alignment. In addition, since the optical axis is aligned using the response result of the optical wireless collection and delivery device 20, it is possible to accurately align both the upstream optical axis and the downstream optical axis so that optical communication can be performed normally. .
[0055]
FIG. 11 shows a summary of the first and second embodiments described above. FIG. 11 is a table showing optical axis adjustment methods to be selected and selection conditions in the first and second embodiments of the optical axis adjustment method of the present invention. In this way, it is possible to select an optical axis adjustment method that is optimal for the state that satisfies the various conditions. In the first and second embodiments, any appropriate value can be set as the first and second thresholds. In the second embodiment, the number of transmissions of the test packet 30 is 10, but an appropriate number can be selected and set as appropriate.
[0056]
【The invention's effect】
  As described above, according to the present invention, optical wirelessIn the case where the optical axis is aligned between the optical collection and distribution device and the optical wireless communication terminal so that the optical wireless communication terminal can detect at least optical synchronization by the optical link signal, the optical wireless communication terminal and the optical wireless distribution and distribution device Execute bi-directional data communication between them and adjust the optical axis according to the resultTherefore, it is possible to immediately perform optical axis alignment suitable for the optical wireless link state of the optical wireless communication terminal without performing a useless step, and to reduce the time spent for optical axis alignment. . In particular, when the optical receiver of the optical wireless communication terminal is in a communicable direction by chance when the optical axis adjustment method with rough accuracy is performed, the optical axis alignment is immediately terminated and the optical axis adjustment is completed. Communication is possible and effective. In addition, since the optical axis is aligned using the result of the response of the optical wireless collection and delivery apparatus, it is possible to accurately align both the upstream optical axis and the downstream optical axis so that optical communication can be performed normally.
[0057]
  Moreover, according to the present invention, optical wirelessIn the case where the optical axis is aligned between the optical collection and distribution device and the optical wireless communication terminal so that the optical wireless communication terminal can detect at least optical synchronization by the optical link signal, the optical wireless communication terminal and the optical wireless distribution and distribution device Execute two-way data communication between them and adjust the optical axis according to the result.Therefore, it is possible to immediately perform optical axis alignment suitable for the optical wireless link state of the optical wireless communication terminal without performing a useless step, and to reduce the time spent for optical axis alignment. . In particular, when the optical receiver of the optical wireless communication terminal is in a communicable direction by chance when the optical axis adjustment method with rough accuracy is performed, the optical axis alignment is immediately terminated and the optical axis adjustment is completed. Communication is possible and effective. In addition, since the optical axis is aligned using the result of the response of the optical wireless collection and delivery apparatus, it is possible to accurately align both the upstream optical axis and the downstream optical axis so that optical communication can be performed normally.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an optical wireless communication terminal used in the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of an optical wireless collection and delivery apparatus used in the present invention.
FIG. 3 is a first page of a flowchart for explaining the first and second embodiments of the optical axis adjustment method in the optical wireless communication terminal of the present invention.
FIG. 4 is the second page of the flowchart for explaining the first embodiment of the optical axis adjustment method in the optical wireless communication terminal of the invention.
FIG. 5 is the second page of the flowchart for explaining the second embodiment of the optical axis adjustment method in the optical wireless communication terminal of the present invention;
FIG. 6 is the third page of the flowchart for explaining the second embodiment of the optical axis adjustment method in the optical wireless communication terminal of the invention.
FIG. 7 is a flowchart for explaining a coarse adjustment 1 stage in an optical axis adjustment method common to the related art and the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining a coarse adjustment 2 stage in an optical axis adjustment method common to the prior art and the present invention;
FIG. 9 is a flowchart for explaining a fine adjustment step in an optical axis adjustment method common to the related art and the present invention.
FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a structure of a test packet and a communication frame.
FIG. 11 is a table showing optical axis adjustment methods to be selected and selection conditions in the first and second embodiments of the optical axis adjustment method of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing an example of a conventional optical axis adjustment method.
FIG. 13 is a schematic diagram showing a light receiving intensity region of an optical receiving unit of an optical wireless communication terminal.
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of a locus of a light source at a stage of coarse adjustment 1 and coarse adjustment 2 of a conventional optical axis adjustment method.
FIG. 15 is a schematic diagram of a PD (Photo Detector) divided into four cells used for optical receiving means.
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an example of a locus of received light at a fine adjustment stage.
[Explanation of symbols]
10 Optical wireless communication terminal
11, 25 Receiving means
12, 22 Communication data processing means
13, 23 Optical communication procedure processing means
14, 26 Optical transmission means
15, 21 Optical receiving means
16, 24 Transmission means
17 Pilot light extraction means
18 Optical axis alignment control means
19 Servo means
20 Optical wireless pickup and delivery device
27 Pilot light generating means
28 Pilot optical transmission means
30 test packets
40 PD (photo detector)

Claims

Based on the optical synchronization by optical link signal between the optical wireless pickup and delivery device, meet the optical axis adjusting method in an optical wireless communication terminal that sends and receives the optical wireless communication packet data,
When the optical wireless communication terminal cannot detect the synchronization of the optical link signal from the optical wireless collection and delivery device, any one of a plurality of optical axis adjustment methods having different adjustment accuracy according to the received light intensity of the optical link signal While having a first step of selecting optical axis adjustment by
When the optical wireless communication terminal can detect the synchronization of the optical link signal, a second step of transmitting a test packet to said optical wireless pick-up device,
A third step of waiting until a response signal from the optical wireless collection and delivery apparatus is received within a predetermined time;
Based on the response result in the third step, when the response signal is received, it is determined whether the response signal is a signal for the test packet, while the response signal is not received, and the reception in either the case where the response signal is determined not to be the signal for the test packet, and a fourth step of selecting the optical axis adjustment by one of the plurality of optical axis adjustment process,
Optical axis adjusting method in an optical wireless communication terminal to perform the optical axis adjustment has respectively.

Based on the optical synchronization by optical link signal between the optical wireless pickup and delivery device, meet the optical axis adjusting method in an optical wireless communication terminal that sends and receives the optical wireless communication packet data,
When the optical wireless communication terminal cannot detect the synchronization of the optical link signal from the optical wireless collection and delivery device, any one of a plurality of optical axis adjustment methods having different adjustment accuracy according to the received light intensity of the optical link signal While having a first step of selecting optical axis adjustment by
When the optical wireless communication terminal can detect the synchronization of the optical link signal, a second step of sending a test packet to said optical wireless pick-up device,
A third step of waiting until a response signal from the optical wireless collection and delivery apparatus is received within a predetermined time;
Based on the response result in the third step, when the response signal is received, it is determined whether the response signal is a signal for the test packet, and the number of determination results is incremented by one, A fourth step of adding one non-detection result count when the response signal is not received;
After each is executed several times a fourth step from the second, on the basis of the number of the summed determination result number and the non-detection result, selects the optical axis adjustment by one of the plurality of optical axis adjustment method And the fifth step
Optical axis adjusting method in an optical wireless communication terminal to perform the optical axis adjustment has respectively.