JP4863320B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システム、特に、運用系の優先度を設定したホットスタンバイ方式を採用し、かつ現用系への切戻し機能を有する無線通信における送信切替え制御に関する。

マイクロ波帯の無線通信装置では、送信機を現用，予備の二系統用意し、通常は一方の送信機を運用し、故障時に他方の送信機に切り替えるホットスタンバイ方式が広く採用されている。

図５は、この種の従来のホットスタンバイ方式を用いた無線通信装置を示すブロック図である。図５において、入力端子１から入力された信号は、変調部２で変調され、送信部３で増幅される。他方も同様に、入力端子４から入力された信号が変調部５で変調され、送信部６で増幅される。

切替制御部７は、変調部２，５および送信部３，６で各々検出した警報情報2ａ，５ａおよび３ａ，６ａによって各部の異常を検出し、変調部と送信部の両方共が正常に動作している系を選択して切替制御情報７ａを出力する。送信切替部８は、切替制御部７から出力された切替制御情報７ａにより、送信部３または送信部６の内の正常に動作している、何れか一方の出力信号を選択して送信アンテナ９に出力し、送信アンテナ９から送出された信号は、受信アンテナ１０により受信される。

受信アンテナ１０の出力信号は分配部１１により２つに分岐され、一方は受信部１２により増幅された後に復調部１３により復調され、出力端子１４から出力される。他方は受信部１５により増幅された後に復調部１６により復調され、出力端子１７から出力される。

通常、切替制御部７は、入力された警報情報により、正常に動作している系を選択し、その後、異常を検出していた系が正常に戻っても前状態を保持し、選択された送信部が切り替わることはないが、送信部３，６の内どちらか一方を優先度の高い系として利用者が任意に選択することも可能である。

例えば、送信部３を優先度の高い系として設定した場合は、変調部２からの警報情報２ａ、または送信部３からの警報情報３ａの何れかを検出した場合は送信部６を選択するが、その後に警報情報２ａ，３ａが消えて、送信部３が正常に戻った場合は優先度の高い送信部３に切り替える、いわゆる切戻し機能を有している。

しかし、上述した従来の無線通信装置では、優先度の高い系として選択した装置の状態が異常状態と正常状態を繰り返すような不安定な状態の場合、警報情報の発動／復旧を繰り返すことによって不要な切替えが連続するので回線障害が発生するのと同様な状態になるという問題がある。

このような問題に対して、現用系が障害状態となって現用系から予備系へ切り替わった時にその時刻を記憶しておき、現用系が回復状態となり予備系から現用系への切戻し制御が実行された後、再度現用系が障害状態となって現用系から予備系へ切り替わった時に、この間の切替発生時刻間隔を求め、予め設定された切替時間間隔と比較し、この時間間隔内に切替えが発生したときは、予備系への切替制御を行った後は以降の切戻しは抑止する制御を行うようにした方式が公知である。

しかしながら、この技術では、一度でも切替発生時刻間隔が切替時間間隔内になると、運用は予備系に固定されてしまうので、障害の発動と復旧を繰り返している状態ではなく、真に短い間隔で切替えが必要な場合であっても、切替えが行われなくなるという問題がある。また、切戻し条件が現用系の状態のみであるため、予備系の異常を検出して現用系に切り替えたいときにも切換えが行われなくなる。更に、一度予備系に固定されてしまうと、自動切戻しモードを再設定しない限り、自動切戻しモードを再開できないという問題点もある。

特開平５−３７４２４

解決しようとする問題点は、送信系の不要な切戻しの抑止に伴って切替え制御が硬直する点である。

本発明は、送信系の切替え制御を柔軟化するため、利用者が任意に設定する切替監視時間と切替停止回数とにより切戻しを制御することを最も主要な特徴とする。

本発明の無線通信システムは、ホットスタンバイ方式における現用，予備の不要な送信切替えを回避して回線品質の劣化を防ぐと共に、利用者により設定された切替監視時間と切替停止回数とで切戻しを制御することによって、切替え制御を柔軟化できるという利点がある。

本発明の無線通信装置の一実施例を示すブロック図である。 切替制御部と制御値保持部と切替監視部の詳細を示すブロック図である。 送信系切替えの判定条件を表示する図である。 送信系切替え処理のフローチャートである。 従来の無線通信装置のブロック図である。

図１は、本発明の無線通信装置の一実施例を示すブロック図であって、１〜１７は図５と同様である。この無線通信装置の送信側は、一方の送信系である変調部２，送信部３と、他方の送信系である変調部５，送信部６と、これら２つの送信系を切り替えるための切替制御部７，送信切替部８，制御値保持部１８，切替監視部１９および定周期タイマ２０と、送信アンテナ９とで構成されている。２つ送信系は優先度の高い現用系と、優先度の低い予備系として扱われる。受信側は、図５と異なるところがなく、受信アンテナ１０、分配部１１、受信部１２，１５および復調部１３，１６から構成されている。

変調部２は、入力端子１から入力される信号を変調し、送信部３は変調部２の出力信号を増幅する。他方の変調部５は、入力端子４から入力される信号を変調し、送信部６は変調部５の出力信号を増幅する。

切替制御部７は変調部２，５から出力された警報情報2a,5aと、送信部３，６から出力された警報情報3a,6aによって対応する部の異常を検出し、変調部と送信部の両方共が正常に動作している系を選択して、切替停止情報19aの入力が無い限り、切替制御情報7aと切替情報7bを出力する。切替制御部７は、警報情報2a,5aと警報情報3a,6aによって、現在運用中の系を認識することができる。

送信切替部８は、切替制御部７から出力された切替制御情報7aにより、送信部３または送信部６の内の正常に動作している、何れか一方の出力信号を選択して送信アンテナ９に出力し、送信アンテナ９から送出された信号は、受信アンテナ１０により受信される。

受信アンテナ１０の出力信号は分配部１１により２つに分岐され、受信部１２は、受信アンテナ１０を介して受信した信号を増幅し、復調部１３は、受信部１２の出力信号を復調して、出力端子１４から出力する。他方の受信部１５も同様に、受信アンテナ１０を介して受信した信号を増幅し、復調部１６は、受信部１５の出力信号を復調して、出力端子１７から出力する。

制御値保持部１８には、切戻し制御の時間枠である切替監視時間182aと、切戻しを停止するための閾値となる切替停止回数181aが利用者によって任意に設定することができる。送信系の切替えは送信系の障害を回避する一方で回線障害を引き起こすので、そのトレードオフにより、切替監視時間182aと切替停止回数181aを適切に設定すべきである。即ち、切替監視時間182aと切替停止回数181aは、この無線通信システムの環境とユーザニーズによって定められ、制御値保持部１８に設定される。

切替監視部１９は、切替制御部７からの切替情報7bにより送信系の切戻回数を計数する。そして、切替監視時間182aに優先度の高い現用系への切戻しが切替停止回数181a以上発生した場合は、切替停止情報19aを出力して送信系を優先度の低い予備系に固定する。切替監視時間182aにおける切戻しの発生が切替停止回数181a未満なら予備系への固定はなく、また、切替監視時間182aを経過すれば、改めて切戻し回数が計数され始めることに留意されたい。この措置により、利用者は不要な切戻しによる回線障害の発生を回避すると共に、予備系への固定を防ぎ、柔軟なシステムの運用を図ることができるようになるのである。

定周期タイマ２０は、一定の周期で起動信号20aを切替制御部７と切替監視部１９へ出力して、これらを一定の周期で作動させる。

図２は、切替制御部７と制御値保持部１８と切替監視部１９の詳細を示すブロック図である。図２を参照すると、切替制御部７は、警報情報2a,3aの何れかが入力すると現用系の警報情報71aを出力するＯＲ回路７１と、警報情報5a,6aの何れかが入力すると予備系の警報情報72aを出力するＯＲ回路７２と、起動信号20aに応答して警報情報71a,72aにより切替情報7bを出力する切替判定部７３と、切替停止情報19aが入力しない限り切替情報7bにより切替制御情報7aを出力する切替停止部７４により構成される。切替情報7bは、現状維持、現用系への切替え、予備系への切替え、または現用系への切戻しを指定する情報を含んでいる。現用系への切戻しは、その判定条件（図３に示す）において現用系への切替えと異なる。

また、制御値保持部１８は、設定された切替監視時間182aを保持する切替監視時間保持部１８２と、設定された切替停止回数181aを保持する切替停止回数保持部１８１により構成される。

また、切替監視部１９は、起動信号20aに応答して切替情報7bにより切戻回数191aを計数する切戻回数カウント部１９１と、切替監視時間182aに切戻回数191aが切替停止回数181a以上発生した場合には切替停止情報19aを出力し、切替監視時間182aを超過すると切戻回数カウント部１９１へカウンタクリア情報192aを出力する切替停止判定部１９２により構成される。切替停止判定部１９２は、起動信号20aをカウントする切替えタイマを内蔵しており、この切替えタイマの値と切替監視時間182aを比較することにより、上記切替監視時間182aの超過を判定する。

以下、送信部３を優先度の高い系（現用系）として設定したものとして説明する。図３は、送信系切替えの判定条件を表示する。警報情報71a,72aの何れもがOFFであって、現用系と予備系が正常な場合は、現在の運用が現用系なら現状維持である。しかし、現在の運用が予備系なら現用系への切戻しが発生する。この場合は、予備系が正常にも拘らず現用系へ切り替え、このときのみ切戻回数カウンタ191がカウントアップされる。

これに対して、警報情報71aがOFF、警報情報72aがONであって、現用系が正常、予備系が異常な場合は、現在の運用が現用系なら現状維持であるが、現在の運用が予備系なら現用系への切替えが発生する。これは単純な切替えのケースであり切戻回数は不変である。警報情報71aがON、警報情報72aがOFFであって、現用系が異常、予備系が正常な場合も同様である。

図４は、送信系切替え処理のフローチャートである。図３に表示した送信系切替えの判定条件により、切替制御部７の切替判定部７３は送信部３への切戻しが発生したか否かを判定する（図４のステップＳ１）。切戻しが発生した場合、切替情報7bで指定されるので、切替監視部１９の切戻回数カウント部１９１は１カウントアップする（図４のステップＳ２）。切替停止判定部１９２は、切戻回数が切替停止回数181a未満であって（図４のステップＳ３でNo）、切替えタイマの値が切替監視時間182a以内なら（図４のステップＳ４でYes）、切替えタイマの値を１アップする（図４のステップＳ５）。この場合は、切戻しが実行される。

しかし、切戻回数カウント部１９１がカウントしている切戻回数191aが切替停止回数181a以上になると（図４のステップＳ３でYes）、切替停止判定部１９２は切替停止部７４へ切替停止情報19aを出力して切戻しを停止し、予備系である送信部６に固定する（図４のステップＳ６）。従って、その後、現用系の変調部２と送信部３が正常に戻ったとしても、送信部３への切替えは行わない。

切替タイマの値が切替監視時間182a以上になると（図４のステップＳ４でNo）、切戻回数カウント部１９１は切替タイマと共に０クリアされる（図４のステップＳ７）ので当初の状態に戻る。

なお、図４に示した手順は、切替制御部７および切替監視部１９を構成するＣＰＵが実行するプログラムにより実現することもできる。

以上説明したように、切替監視時間182aに切替停止回数181a以上の切戻しが発生した場合は、送信部を優先度の低い系に固定することによって、不要な切替えを防止している。それと共に、送信部６に固定された後、送信部３が不安定な状態から回復できた時の対処方法として、所定の期間に１度も変調部２と送信部３の異常が検出されなかった場合は、送信部の固定モードを解除する機能も備えている。この時の解除時間についても利用者が任意に設定できることにより、状況に応じてより回線の信頼性を向上させることも可能である。

また、利用者がマニュアルで任意に固定モードを解除できるようにしても良い。なお、以上の説明は送信部３を優先系としたが、これとは逆に送信部６を優先系としても、本発明による送信切り替え制御を実行することができるのは言うまでもない。

１、４ 入力端子
２、５ 変調部
３、６ 送信部
７ 切替制御部
８ 送信切替部
９ 送信アンテナ
１０ 受信アンテナ
１１ 分配部
１２、１５ 受信部
１３、１６ 復調部
１４、１７ 出力端子
１８ 制御値保持部
１９ 切替監視部
２０ 定周期タイマ
７１，７２ ＯＲ回路
７３ 切替判定部
７４ 切替停止部
１８１ 切替停止回数保持部
１８２ 切替監視時間保持部
１９１ 切戻回数カウント部
１９２ 切替停止判定部

Claims (7)

1. 現用系を予備系に優先して使用するホットスタンバイ方式を採用した無線通信装置にお
   いて、
   運用中の前記現用系または前記予備系に異常が検出されると正常状態の前記予備系または前記現用系へ切り替え、
   前記予備系で運用中に前記現用系が正常状態に復した場合は前記予備系が正常状態であっても前記現用系へ切り替える切戻しが発生するが、
   所定の切替監視時間に前記切戻しが所定の切替停止回数以上発生すると前記切戻しを停
   止し前記予備系に固定して運用することを特徴とする無線通信装置。
2. 現用系を予備系に優先して使用するホットスタンバイ方式を採用した無線通信装置にお
   いて、
   前記現用系と予備系それぞれの変調部と送信部の両方共が正常に動作している送信系を
   選択して切替停止情報の入力が無い限り切替制御情報と切替情報を出力する切替制御部と
   、
   前記切替制御情報により、現用系または予備系の送信部の内の正常に動作している何れ
   か一方の出力信号を選択する送信切替部と、
   切替監視時間と切替停止回数が利用者によって任意に設定される制御値保持部と、
   前記予備系で運用中に前記現用系が正常状態に復した場合に前記予備系が正常状態であっても前記現用系へ切り替える切戻しの回数を前記切替情報により計数して前記切替監視時間に前記切戻しの回数が前記切替停止回数以上発生した場合は前記切替停止情報を出力して送信系を前記予備系に固定する切替監視部と、
   一定の周期で起動信号を前記切替制御部と前記切替監視部へ出力して一定の周期で作動
   させる定周期タイマと、
   を有することを特徴とする無線通信装置。
3. 前記切替制御部は、
   前記現用系の変調部と送信部の何れかから入力する警報情報を出力するＯＲ回路と、
   前記予備系の変調部と送信部の何れかから入力する警報情報を出力するＯＲ回路と、
   前記起動信号に応答して前記２つのＯＲ回路からの警報情報により前記切替情報を出力する切替判定部と、
   前記切替停止情報が入力しない限り前記切替情報により前記切替制御情報を出力する切替停止部と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記切替監視部は、
   前記起動信号に応答して前記切替情報により前記切戻回数を計数する切戻回数カウント部と、
   前記切替監視時間内に前記切戻回数が前記切替停止回数以上発生した場合には前記切替停止情報を出力し、前記切替監視時間を超過すると前記切戻回数カウント部を０クリアする切替停止判定部と、
   を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記切替停止判定部は、前記起動信号をカウントする切替タイマを内蔵しており該切替タイマの値と前記切替監視時間を比較することにより上記切替監視時間の超過を判定することを特徴とする請求項４に記載の無線通信装置。
6. 現用系を予備系に優先して使用するホットスタンバイ方式を採用した無線通信装置にお
   ける送信系切替制御方法であって、
   切替監視時間と切替停止回数を利用者が任意に設定する手順と、
   前記現用系から入力する警報情報と前記予備系から入力する警報情報と現在の運用が前
   記現用系と前記予備系の何れであるかという情報から、前記予備系で運用中に前記現用系が正常状態に復した場合に前記予備系が正常状態であっても前記現用系へ切り替える切戻しが発生したか否かを判定する手順と、
   前記切戻しが発生した場合には切戻回数を１つ増数する手順と、
   前記切戻回数が前記切替停止回数以上の場合には前記切戻しを停止する手順と、
   前記切戻回数が前記切替停止回数未満であって前記切替監視時間内の場合は切替タイマ
   を１つ増数する手順と、
   前記切替監視時間を超過すると前記切戻回数および前記切替タイマを０クリアする手順
   とを有することを特徴とする送信系切替制御方法。
7. 現用系を予備系に優先して使用するホットスタンバイ方式を採用した無線通信装置にお
   いて実行される送信系切替制御プログラムであって、
   前記現用系から入力する警報情報と前記予備系から入力する警報情報と現在の運用が前
   記現用系と前記予備系の何れであるかという情報から、前記予備系で運用中に前記現用系が正常状態に復した場合に前記予備系が正常状態であっても前記現用系へ切り替える切戻しが発生したか否かを判定するステップと、
   前記切戻しが発生した場合には切戻回数を１つ増数するステップと、
   前記切戻回数が所定の切替停止回数数以上の場合には前記切戻しを停止するステップと
   、
   前記切戻回数が前記切替停止回数未満であって所定の切替監視時間内の場合は切替タイ
   マを１つ増数するステップと、
   前記切替監視時間を超過すると前記切戻回数および前記切替タイマを０クリアするステ
   ップとを有することを特徴とする送信系切替制御プログラム。
   

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