JP7601232B2 - 通信システム、通信方法、及び通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、通信方法、及び通信装置に関する。

通信システムにおいては、例えば現用の中継無線装置が故障した場合や、現用の周波数チャネルに干渉が発生して回線断となった場合に、冗長系の周波数チャネル（予備システム）へ切替える技術が知られている。

また、携帯電話の無線設備などには、異常を検知した場合に、異常に応じてアラーム（警報：通知）を伝送させることにより、当該無線設備を監視可能にするものがある（例えば非特許文献１参照）。

株式会社ＮＴＴドコモ、他５社、「携帯電話及びＢＷＡ向け無線基地局の運用保守について」、総務省、高度化された陸上無線システムに対する定期検査のあり方に関する検討会（第３回）、資料３－３、令和２年７月９日

しかしながら、非特許文献１に記載された技術は、無線局の設備に異常が発生した場合に、故障を検知して監視制御局へ警報を転送するものであるが、無線伝送路が遮断されてしまうと、警報や制御信号を転送できないという課題があった。

本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を伝送する無線伝送路に障害が生じても、異常又は状態変化が生じた通信装置を効率的に制御することを可能にする通信システム、通信方法、及び通信装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様にかかる通信システムは、第１通信装置と第２通信装置が有線伝送路及び無線伝送路を介して相互に通信を行う通信システムにおいて、前記第１通信装置が、前記有線伝送路を介して前記第２通信装置へ信号を送信する有線信号送信部と、前記無線伝送路を介して前記第２通信装置へ信号を送信する無線信号送信部と、前記第２通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記無線伝送路を介して受信する無線信号受信部と、前記無線伝送路に障害が生じた場合に、前記第２通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記有線伝送路を介して受信する有線信号受信部と、前記無線信号受信部又は前記有線信号受信部が通知を受信した場合に、当該通知に応じて前記第２通信装置を制御する制御信号を、前記無線信号送信部及び前記有線信号送信部の少なくともいずれかが送信するように制御する制御部とを有することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる通信方法は、第１通信装置と第２通信装置が有線伝送路及び無線伝送路を介して相互に通信を行う通信方法において、前記無線伝送路に障害が生じた場合に、前記第２通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記第１通信装置が前記有線伝送路を介して前記第２通信装置から受信するステップと、前記第１通信装置が通知を受信した場合に、当該通知に応じて前記第２通信装置を制御する制御信号を、前記第１通信装置が前記有線伝送路を介して前記第２通信装置へ送信するように制御するステップとを含み、前記無線伝送路は、複数の無線回線を収容し、前記第１通信装置は、前記無線回線ごとに通知を受信することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる通信装置は、有線伝送路及び無線伝送路を介して他の通信装置と相互に通信を行う通信装置において、前記有線伝送路を介して前記他の通信装置へ信号を送信する有線信号送信部と、前記無線伝送路を介して前記他の通信装置へ信号を送信する無線信号送信部と、前記他の通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記無線伝送路を介して受信する無線信号受信部と、前記無線伝送路に障害が生じた場合に、前記他の通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記有線伝送路を介して受信する有線信号受信部と、前記無線信号受信部又は前記有線信号受信部が通知を受信した場合に、当該通知に応じて前記他の通信装置を制御する制御信号を、前記無線信号送信部及び前記有線信号送信部の少なくともいずれかが送信するように制御する制御部とを有することを特徴とする。

また、本発明の一態様にかかる通信装置は、有線伝送路及び無線伝送路を介して他の通信装置と相互に通信を行う通信装置において、前記無線伝送路に障害が生じた場合に、当該通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記有線伝送路を介して前記他の通信装置へ送信する有線信号送信部と、前記有線信号送信部が前記他の通信装置へ通知を送信した場合に、当該通信装置を制御する制御信号を、前記他の通信装置から前記有線伝送路を介して受信する有線信号受信部とを有し、前記無線伝送路は、複数の無線回線を収容し、前記有線信号送信部は、前記無線回線ごとに通知を送信することを特徴とする。

本発明によれば、通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を伝送する無線伝送路に障害が生じても、異常又は状態変化が生じた通信装置を効率的に制御することを可能にする。

一実施形態にかかる通信システムの構成例を示す図である。 一実施形態にかかる通信装置である第１通信装置が有する機能を例示する機能ブロック図である。

以下に、図面を用いて通信システムの一実施形態について説明する。図１は、一実施形態にかかる通信システム１の構成例を示す図である。図１に示すように、通信システム１は、例えば第１通信装置２－１と第２通信装置２－２が有線伝送路３及び無線伝送路４を介して相互に通信を行うように構成されている。

第１通信装置２－１及び第２通信装置２－２それぞれは、送信装置としての機能、及び受信装置としての機能を備え、双方向通信を行うことを可能にされている。また、第１通信装置２－１及び第２通信装置２－２は、それぞれ中継無線装置としても動作可能である。ここでは、第１通信装置２－１がユーザ信号を送信し、第２通信装置２－２がユーザ信号を受信する場合を例に説明する。

有線伝送路３は、第１通信装置２－１と第２通信装置２－２との間を例えば光ケーブルなどによって接続することにより構成され、双方向通信を可能にしている有線区間である。ここでは、有線伝送路３は、通信装置１０－１，１０－２が信号を中継する場合を例としている。また、通信装置１０－１と通信装置１０－２との間は、例えば海底光ケーブルなどで接続されている。

無線伝送路４は、例えば複数の周波数チャネルによる複数の無線回線を収容し、第１通信装置２－１と第２通信装置２－２との間で双方向通信を可能にしている無線区間である。例えば、無線伝送路４は、有線伝送路３のバックアップ回線として活用される。

監視制御装置１００は、例えば通信装置１０－１を介して第１通信装置２－１及び第２通信装置２－２の異常又は状態変化などを監視可能にされている。なお、監視制御装置１００は、通信装置１０－１と一体に構成されてもよいし、通信装置１０－１及び第１通信装置２－１と一体に構成されてもよい。

図２は、一実施形態にかかる通信装置である第１通信装置２－１が有する機能を例示する機能ブロック図である。なお、第２通信装置２－２も、図２に示した第１通信装置２－１と同一の機能を有することとする。

図２に示すように、第１通信装置２－１は、例えば送信部５及び受信部６を有する。図２においては、第１通信装置２－１は、送信部５及び受信部６が重複する機能を備える場合を例に示されているが、送信部５及び受信部６に共通する機能がそれぞれ１つにされて共用するように構成されてもよい。

送信部５は、例えばインターフェース（Ｉ／Ｆ）部５０、優先処理部５１、フレーム処理部５２、切替部５３、それぞれ周波数チャネルに対応する２つの変調部５４、無線信号送信部５５、制御部５６、及び有線信号通信部５７を有する。

Ｉ／Ｆ部５０は、ユーザ信号を取得して優先処理部５１へ出力するユーザインターフェースである。

優先処理部５１は、Ｉ／Ｆ部５０が出力したユーザ信号それぞれの優先度を識別する処理を行い、処理したユーザ信号をフレーム処理部５２に対して出力する。例えば、優先処理部５１は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅに規定されたＱｏＳ（quality of services）制御と同様にユーザ信号それぞれの優先度を処理する。

フレーム処理部５２は、優先処理部５１が出力したユーザ信号に対し、バッファリング等を行って所定のフレームを生成し、生成したフレームを切替部５３に対して出力する。

切替部５３は、無線信号送信部５５がユーザ信号を送信する例えば現用系（０系）の周波数チャネルに異常が生じた場合に、異常が生じた現用系の周波数チャネルを冗長系（１系）の周波数チャネルに切り替える処理を行う。そして、切替部５３は、処理したユーザ信号を２つの変調部５４に対して周波数チャネルごとにそれぞれ出力する。また、切替部５３は、現用系の周波数チャネルに異常が生じた場合に、制御部５６に対して警報を出力する機能を備えている。

変調部５４それぞれは、切替部５３が出力したユーザ信号を周波数チャネルごとに変調し、変調したユーザ信号を無線信号送信部５５に対して出力する。また、変調部５４は、ＢＥＲ（Bit Error Rate）測定機能を備えていてもよい。また、変調部５４それぞれは、現用系の周波数チャネルに異常が生じた場合に、制御部５６に対して警報を出力する機能を備えている。

無線信号送信部５５は、それぞれ周波数チャネルに対応する２つのＲＦ（radio frequency）部５５０及びアンテナ５５２を有し、無線伝送路４を介して他の通信装置へ信号を送信する。ＲＦ部５５０それぞれは、送信アンプ及びフィルタ等を備え、変調部５４が変調したユーザ信号を、アンテナ５５２を介して周波数チャネルごとにそれぞれ送信する。また、ＲＦ部５５０それぞれは、現用系の周波数チャネルに異常が生じた場合に、制御部５６に対して警報を出力する機能を備えている。

制御部５６は、現用系の周波数チャネルに異常が生じているか否かを監視するとともに、送信部５を構成する各部を制御する。例えば、制御部５６は、送信部５と受信部６における送受信の同時切替制御や、現用系の周波数チャネルにおける異常などを検出し、切替部５３が現用系の周波数チャネルを冗長系の周波数チャネルに切り替えるように制御を行う。また、制御部５６は、優先処理部５１がユーザ信号の優先度を処理するように制御を行う。

さらに、制御部５６は、後述する無線信号受信部６０又は有線信号受信部５７２（後述）が所定の通知を受信した場合に、当該通知に応じて他の通信装置を制御する制御信号を、無線信号送信部５５及び有線信号送信部５７０（後述）の少なくともいずれかが送信するように制御する。

有線信号通信部５７は、有線伝送路３（図１参照）を介して信号を送受信する有線信号送信部５７０及び有線信号受信部５７２を備えた有線通信インターフェースであり、制御部５６の制御に応じて信号を送受信する。

有線信号送信部５７０は、有線伝送路３を介して他の通信装置へ信号を送信する。また、有線信号送信部５７０は、無線伝送路４における無線回線ごとに、有線伝送路３を介して所定の通知を送信する。例えば、有線信号送信部５７０は、無線伝送路４に障害が生じた場合に、当該通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、有線伝送路３の空き容量を活用して他の通信装置へ送信する。

有線信号受信部５７２は、例えば無線伝送路４に障害が生じた場合に、他の通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、有線伝送路３を介して受信する。例えば、有線信号受信部５７２は、無線伝送路４における無線回線ごとに、有線伝送路３を介して所定の通知を受信する。

なお、有線信号受信部５７２が受信する通知は、例えば警報（装置警報、通信警報）やイベント情報などが、回路基板などの部位ごとに名称を分けて送信されている。

また、有線信号受信部５７２は、例えば有線信号送信部５７０が他の通信装置へ所定の通知を送信した場合に、当該通信装置を制御する制御信号を、他の通信装置から有線伝送路３を介して受信する。

受信部６は、例えば無線信号受信部６０、周波数チャネルそれぞれに対応する２つの復調部６１、切替部６２、フレーム処理部６３、優先処理部６４、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６５、制御部６６、及び有線信号通信部６７を有する。

無線信号受信部６０は、それぞれ周波数チャネルに対応する２つのアンテナ６００及びＲＦ部６０２を有し、無線伝送路４を介して信号を受信する。アンテナ６００は、周波数チャネルごとにユーザ信号を受信する。ＲＦ部６０２は、受信アンプ及びＡＧＣ（automatic gain control）等を備え、アンテナ６００を介して周波数チャネルごとにユーザ信号を受信信号として検出し、検出したユーザ信号を復調部６１に対して出力する。

また、無線信号受信部６０は、他の通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、無線伝送路４を介して受信する。また、ＲＦ部６０２それぞれは、検出した信号を制御部６６に対して出力する。また、ＲＦ部６０２それぞれは、現用系の周波数チャネルに異常が生じた場合に、制御部６６に対して警報を出力する機能を備えている。

復調部６１それぞれは、無線信号受信部６０が受信したユーザ信号を周波数チャネルごとに復調し、復調したユーザ信号を切替部６２に対して出力する。また、復調部６１は、ＢＥＲ測定機能を備えていてもよい。また、復調部６１それぞれは、現用系の周波数チャネルに異常が生じた場合に、制御部６６に対して警報を出力する機能を備えている。

切替部６２は、復調部６１それぞれが復調したユーザ信号を送信する現用系の周波数チャネルに異常が生じた場合に、異常が生じた現用系の周波数チャネルを冗長系の周波数チャネルに切り替える処理を行う。そして、切替部６２は、処理したユーザ信号をフレーム処理部６３に対して周波数チャネルごとにそれぞれ出力する。また、切替部６２は、現用系の周波数チャネルに異常が生じた場合に、制御部６６に対して警報を出力する機能を備えている。

フレーム処理部６３は、切替部６２が出力したユーザ信号に対し、バッファリング等を行って所定のフレームを生成し、生成したフレームを優先処理部６４に対して出力する。

優先処理部６４は、フレーム処理部６３が出力したユーザ信号の優先度を識別する処理を行い、処理したユーザ信号をＩ／Ｆ部６５に対して出力する。例えば、優先処理部６４は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｅに規定されたＱｏＳ制御と同様にユーザ信号それぞれの優先度を処理する。

Ｉ／Ｆ部６５は、優先処理部６４が出力したユーザ信号を取得して、後段へそれぞれ出力するユーザインターフェースである。

制御部６６は、現用系の周波数チャネルに異常が生じているか否かを監視するとともに、受信部６を構成する各部を制御する。例えば、制御部６６は、受信部６と送信部５における送受信の同時切替制御や、現用系の周波数チャネルにおける異常などを検出し、切替部６２が現用系の周波数チャネルを冗長系の周波数チャネルに切り替えるように制御を行う。また、制御部６６は、優先処理部６４がユーザ信号の優先度を処理するように制御を行う。

さらに、制御部６６は、無線信号受信部６０又は有線信号受信部６７２（後述）が所定の通知を受信した場合に、当該通知に応じて他の通信装置を制御する制御信号を、無線信号送信部５５及び有線信号送信部６７０（後述）の少なくともいずれかが送信するように制御する。

有線信号通信部６７は、有線伝送路３（図１参照）を介して信号を送受信する有線信号送信部６７０及び有線信号受信部６７２を備えた有線通信インターフェースであり、制御部６６の制御に応じて信号を送受信する。

例えば、有線信号送信部６７０は、有線伝送路３を介して他の通信装置へ信号を送信する。また、有線信号送信部６７０は、無線伝送路４における無線回線ごとに、有線伝送路３を介して所定の通知を送信する。例えば、有線信号送信部６７０は、無線伝送路４に障害が生じた場合に、当該通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、有線伝送路３の空き容量を活用して他の通信装置へ送信する。

有線信号受信部６７２は、例えば無線伝送路４に障害が生じた場合に、他の通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、有線伝送路３を介して受信する。例えば、有線信号受信部６７２は、無線伝送路４における無線回線ごとに、有線伝送路３を介して所定の通知を受信する。

なお、有線信号受信部６７２が受信する通知は、例えば警報（装置警報、通信警報）やイベント情報などが、回路基板などの部位ごとに名称を分けて送信されている。

また、有線信号受信部６７２は、例えば有線信号送信部６７０が他の通信装置へ所定の通知を送信した場合に、当該通信装置を制御する制御信号を、他の通信装置から有線伝送路３を介して受信する。

なお、上述した送信部５及び受信部６それぞれが有する各機能は、それぞれ一部又は全部がＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアによって構成されてもよいし、ＣＰＵ等のプロセッサが実行するプログラムとして構成されてもよい。

例えば、一実施形態にかかる送信部５及び受信部６は、コンピュータとプログラムを用いて実現することができ、プログラムを記憶媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

次に、通信システム１（図１）の具体的な動作例について説明する。例えば、第１通信装置２－１がユーザ信号を送信し、第２通信装置２－２がユーザ信号を受信する。

ここで、無線伝送路４に障害が生じた場合には、第２通信装置２－２の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、第１通信装置２－１が有線伝送路３を介して第２通信装置２－２から受信する。

第１通信装置２－１が受信する通知は、例えば通信警報などであり、無線回線ごとのビットエラーレート劣化や同期はずれなど、無線伝送路４に収容されている回線ごとに第２通信装置２－２から送信された情報である。また、第１通信装置２－１が受信する通知は、例えばイベント情報などであり、当該通信装置内の０系／１系の系切替結果やＣＰＵスタートなど、運用状態の変化を示す情報であってもよい。

第１通信装置２－１は、通知を受信すると、当該通知に応じて第２通信装置２－２を制御する制御信号を、有線伝送路３を介して第２通信装置２－２へ送信するように制御を行う。

このように、一実施形態にかかる通信システム１は、無線伝送路４に障害が生じた場合に、例えば、第１通信装置２－１は、第２通信装置２－２の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、有線伝送路３を介して受信し、当該通知に応じて第２通信装置２－２を制御する。

つまり、通信システム１は、無線伝送路４に並設される有線伝送路３を介して、警報や制御信号を転送する。よって、通信システム１は、第１通信装置２－１又は第２通信装置２－２が対向する通信装置の警報やイベント情報を詳細に把握できるため、無線伝送路４で障害が発生した場合に、原因を的確に切り分けて、通信を復旧するために必要な方法を正確に判定することができる。

例えば、第１通信装置２－１が有人局であり、第２通信装置２－２が無人局である場合に、無線伝送路４を利用する第２通信装置２－２の一部が故障したときに、第２通信装置２－２は、有線伝送路３を介して第１通信装置２－１へ故障個所を装置警報として通知する。その後、第１通信装置２－１は、有線伝送路３を介して第２通信装置２－２を制御することにより、第２通信装置２－２の故障装置を予備装置に切替えることが可能である。

また、第２通信装置２－２のＣＰＵが異常状態となった場合に、第１通信装置２－１が遠隔リセット制御を行うことも可能である。また、第１通信装置２－１は、第２通信装置２－２の送信機出力信号を擬似負荷又はアンテナへ遠隔操作で切替える制御も可能である。

このように、通信システム１は、通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を伝送する無線伝送路に障害が生じても、異常又は状態変化が生じた通信装置を効率的に制御することを可能にし、効率的に通信を回復させることができ、品質の高い無線通信を行うことができる。

１・・・通信システム、２－１・・・第１通信装置、２－２・・・第２通信装置、３・・・有線伝送路、４・・・無線伝送路、５・・・送信部、６・・・受信部、１０－１・・・通信装置、１０－２・・・通信装置、５０・・・Ｉ／Ｆ部、５１・・・優先処理部、５２・・・フレーム処理部、５３・・・切替部、５４・・・変調部、５５・・・無線信号送信部、５６・・・制御部、５７・・・有線信号通信部、６０・・・無線信号受信部、６１・・・復調部、６２・・・切替部、６３・・・フレーム処理部、６４・・・優先処理部、６５・・・Ｉ／Ｆ部、６６・・・制御部、６７・・・有線信号通信部、１００・・・監視制御装置、５５０・・・ＲＦ部、５５２・・・アンテナ、５７０・・・有線信号送信部、５７２・・・有線信号受信部、６００・・・アンテナ、６０２・・・ＲＦ部、６７０・・・有線信号送信部、６７２・・・有線信号受信部

Claims (6)

1. 第１通信装置と第２通信装置が有線伝送路及び無線伝送路を介して相互に通信を行う通信システムにおいて、
   前記第１通信装置は、
   前記有線伝送路を介して前記第２通信装置へ信号を送信する有線信号送信部と、
   前記無線伝送路を介して前記第２通信装置へ信号を送信する無線信号送信部と、
   前記第２通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記無線伝送路を介して受信する無線信号受信部と、
   前記無線伝送路に障害が生じた場合に、前記第２通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記有線伝送路を介して受信する有線信号受信部と、
   前記無線信号受信部又は前記有線信号受信部が通知を受信した場合に、当該通知に応じて前記第２通信装置を制御する制御信号を、前記無線信号送信部及び前記有線信号送信部の少なくともいずれかが送信するように制御する制御部と
   を有することを特徴とする通信システム。
2. 前記無線伝送路は、
   複数の無線回線を収容し、
   前記有線信号受信部は、
   前記無線回線ごとに通知を受信すること
   を特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 第１通信装置と第２通信装置が有線伝送路及び無線伝送路を介して相互に通信を行う通信方法において、
   前記無線伝送路に障害が生じた場合に、前記第２通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記第１通信装置が前記有線伝送路を介して前記第２通信装置から受信するステップと、
   前記第１通信装置が通知を受信した場合に、当該通知に応じて前記第２通信装置を制御する制御信号を、前記第１通信装置が前記有線伝送路を介して前記第２通信装置へ送信するように制御するステップと
   を含み、
   前記無線伝送路は、
   複数の無線回線を収容し、
   前記第１通信装置は、
   前記無線回線ごとに通知を受信すること
   を特徴とする通信方法。
4. 有線伝送路及び無線伝送路を介して他の通信装置と相互に通信を行う通信装置において、
   前記有線伝送路を介して前記他の通信装置へ信号を送信する有線信号送信部と、
   前記無線伝送路を介して前記他の通信装置へ信号を送信する無線信号送信部と、
   前記他の通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記無線伝送路を介して受信する無線信号受信部と、
   前記無線伝送路に障害が生じた場合に、前記他の通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記有線伝送路を介して受信する有線信号受信部と、
   前記無線信号受信部又は前記有線信号受信部が通知を受信した場合に、当該通知に応じて前記他の通信装置を制御する制御信号を、前記無線信号送信部及び前記有線信号送信部の少なくともいずれかが送信するように制御する制御部と
   を有することを特徴とする通信装置。
5. 前記無線伝送路は、
   複数の無線回線を収容し、
   前記有線信号受信部は、
   前記無線回線ごとに通知を受信すること
   を特徴とする請求項４に記載の通信装置。
6. 有線伝送路及び無線伝送路を介して他の通信装置と相互に通信を行う通信装置において、
   前記無線伝送路に障害が生じた場合に、当該通信装置の一部に生じた異常又は状態変化を示す通知を、前記有線伝送路を介して前記他の通信装置へ送信する有線信号送信部と、
   前記有線信号送信部が前記他の通信装置へ通知を送信した場合に、当該通信装置を制御する制御信号を、前記他の通信装置から前記有線伝送路を介して受信する有線信号受信部と
   を有し、
   前記無線伝送路は、
   複数の無線回線を収容し、
   前記有線信号送信部は、
   前記無線回線ごとに通知を送信すること
   を特徴とする通信装置。

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