JP2005191772A - 異常情報監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 送信装置から受信装置へ一方向でデータ伝送を行う通信システムにおいて、中継装置が正味のデータ誤りビット数を受信装置へ伝達できるようにする。
【解決手段】 送信装置、中継装置、及び受信装置で構成される一方向通信の通信システムにおいて、中継装置は、伝送データ中にデータ誤りがどの程度あったかをビット数によって受信装置へ伝達する。すなわち、異常情報のフレーム区分には、各中継装置で累積されたデータ誤りビット数として、例えば“００１００”という２進データが記録される。中継装置が５段構成の場合は、データ誤りビット数が４ビットである情報によって３段目の中継装置のみが異常であることが伝送される。このようにして、中継装置に規定値以下のデータ誤りビット数が発生していても、中継装置は確実に正味のデータ誤りビット数を受信装置へ伝達することができる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、送信装置から受信装置へ一方向でデータ通信を行う通信システムの伝送データに含まれる異常情報を監視する異常情報監視システムに関する。

従来より、送信装置から受信装置へ一方向通信を行う通信システムとして、ビット再生方式による中継装置を用いてＡＵＤＩＯ信号等を伝送するディジタル変復調無線システムが知られている。このようなディジタル変復調無線システムにおいては、送信装置から中継装置を介して受信装置へ一方向通信で送信される伝送データにデータ誤りが発生した場合には、中継装置から受信装置へ異常情報が伝達される。また、このような技術の応用例としては、例えば、下記の特許文献１などが開示されている。この技術は、送信ノードからの信号を、中継ノードを介して受信ノードへ伝送する通信システムにおいて、伝送路に発生した伝送路障害の監視情報を中継ノードから受信ノードへ伝送することによって受信ノードにおける異常情報の監視状態を支援し、通信システムにおける運用保守作業の簡素化を図るものである。つまり、各中継ノードが、所定時間ごとに無障害通知監視情報または符号誤り通知監視情報を受信信号に対して付加して受信ノードへ送信することにより、受信ノードにおける異常情報の監視を容易にしている。
特開２００１−３０８７５３号公報（段落番号００１２〜００１９、図１及び図２参照）

しかしながら、上記のディジタル変復調無線システムにおいては、中継装置から受信装置に対しては伝送データが正常であるか異常であるかの二者択一の情報しか伝達されない。そのため、中継装置の誤り検出器が伝送データから復調データの誤りを検出しても、そのデータ誤りビット数が規定値以下の場合には中継装置は異常情報として検出しない。従って、受信装置は、受信データのデータ誤りビット数が規定値以下のときは異常情報として受信することはできない。このために、受信装置の実際の受信データに受信装置側で決められている既定値以上のデータ誤りビット数が発生していても、受信装置はこのデータ誤りビット数を検知することができない場合もある。また、上記の特許文献１の技術においても、データ誤りビット数を検出する構成の具体的な技術は開示されていないので、当然のことながら、受信ノードは、受信データのデータ誤りビット数が規定値以下のときは異常情報として検出することはできない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、送信装置から受信装置へ一方向通信でデータ伝送を行う通信システムおいて、中継装置が正味のデータ誤りビット数を受信装置へ伝達できるようにし、送信データに規定値以下のデータ誤りビット数が発生していても、確実に受信装置へ異常情報を伝達することができるような異常情報監視システムを提供することにある。

本発明の異常情報監視システムは上記の目的を達成するために創案されたものであり、送信装置から中継装置を介して受信装置へ一方向通信でデータの伝送を行う通信システムに用いられ、伝送されるデータの異常情報に含まれるデータ誤りビット数を監視する異常情報監視システムであって、中継装置の誤り検出器は、前段の中継装置から受信した受信データに含まれる異常情報よりデータ誤りビット数を検出する第１異常情報検出手段と、送信装置から受信した受信データに含まれる異常情報よりデータ誤りビット数を検出する第１誤り検出手段と、第１異常情報検出手段が検出したデータ誤りビット数と第１誤り検出手段が検出したデータ誤りビット数とを加算する第１加算手段と、第１加算手段によって加算されたデータ誤りビット数を異常情報としてデータに挿入する異常情報挿入手段とを備えている。また、受信装置の誤り検出器は、前段の中継装置から受信した受信データに含まれる異常情報よりデータ誤りビット数を検出する第２異常情報検出手段と、中継装置から受信した受信データに含まれる異常情報よりデータ誤りビット数を検出する第２誤り検出手段と、第２異常情報検出手段が検出したデータ誤りビット数と第２誤り検出手段が検出したデータ誤りビット数とを加算する第２加算手段と、第２加算手段によって加算されたデータ誤りビット数に基づいて受信データの異常判定を行い、異常信号を出力する異常判定手段とを備えている。

本発明の異常情報監視システムによれば、中継装置から受信装置へ伝送されるデータの中にデータ誤りがどの程度あったかをビット数によって伝達している。これによって、中継装置に規定値以下のデータ誤りビット数が発生していても、中継装置は確実に正味のデータ誤りビット数を受信装置へ伝達することができる。つまり、中継装置が検出した正味のデータ誤りビット数を受信装置へ伝達する手段を用いているので、受信装置は、自己が検出したデータ誤りビット数を加算することによって、送信装置から受信装置までの正確なデータ誤りビット数に基づいて伝送データの正常／異常の判定を行うことができる。また、中継装置が多段中継の構成になっている場合でも、各中継装置がデータ誤りビット数を加算して送信しているので、受信装置に対して正しいデータ誤りビット数を伝達することができる。従って、受信装置は、伝送データに含まれるデータ誤りビット数の多少に関わらず、確実に異常情報を検出することができる。

本発明によれば、中継装置にデータ誤りが発生したときには、そのデータ誤りビット数が規定値以下の場合であっても正味のデータ誤りビット数を受信装置へ伝送している。従って、受信装置においては、各中継装置からのデータ誤りビット数を加算することにより、中継装置から受信装置までに発生した正確なデータ誤りビット数に基づいて伝送データの正常／以上の判定を行うことができる。

＜本発明における異常情報監視システムの概要＞
以下、図面を参照しながら本発明における異常情報監視システムの実施の形態を詳細に説明するが、まず、理解を容易にするために本発明における異常情報監視システムの概要について説明する。本発明は、送信装置から中継装置を介して受信装置へ一方向通信でデータ伝送を行う通信システムに適用され、その通信システムにおいて伝送される復調データ中の異常情報に含まれるデータ誤りビット数を監視する異常情報監視システムである。つまり、本発明の異常情報監視システムにおいては、個々の中継装置で検出されたデータ誤りビット数を各中継装置から受信装置へ伝送する。そして、受信装置が検出されたデータ誤りビット数を加算することによって、送信装置から受信装置までのデータ誤りビット数の判定を行う。これによって、中継装置から送信されるデータに規定値以下のデータ誤りビット数が発生している場合でも、確実に受信装置へ異常情報を伝達することができるので、受信装置はデータ誤りビット数の数量に応じた適切な対応を行うことができる。

＜本発明に適用される通信システムの構成及び動作＞
まず、本発明の異常情報監視システムを実装する通信システムの一例としてディジタル変復調無線システムを取り上げ、このディジタル変復調無線システムの構成及び動作について述べる。本発明に適用されるディジタル変復調無線システムは、従来技術と同様に、送信装置、ビット再生方式の中継装置、及び受信装置を備えていて一方向通信を行う通信システムの構成となっている。

図１は、本発明に適用されるディジタル変復調無線システムに用いられる送信装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、送信装置１００は現用系と予備系とによって構成されている。つまり、送信装置１００は、現用系と予備系に共有される分配器１、現用系と予備系がそれぞれ持っているＡ／Ｄ変換器２，２’、フレーム化処理器３，３’、変調器４，４’、周波数変換器５，５’、電力増幅器６，６’、及び現用系と予備系に共有される合成器７によって構成されている。

次に、図１に示す送信装置１００の動作について説明する。送信装置１００に入力されたＡＵＤＩＯ信号は分配器１によって現用系と予備系に分配される。さらに、分配された信号は、それぞれ、Ａ／Ｄ変換器２，２’でディジタル信号に変換され、フレーム化処理器３，３’において同期コードが挿入されてフレーム化される。そして、変調器４，４’で変調された後に周波数変換器５，５’でＲＦ信号に周波数変換され、さらに電力増幅器６，６’によって電力増幅される。そして、現用系と予備系の送信信号は合成器７によって合成されて空中線より出力される。

図２は、本発明に適用されるディジタル変復調無線システムに用いられる中継装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、中継装置２００は、現用系と予備系とによって構成されている。つまり、中継装置２００は、現用系と予備系に共有される分配器８、現用系と予備系がそれぞれ持っている周波数変換器９，９’、復調器１０，１０’、同期処理器１１，１１’、誤り検出器１２，１２’、フレーム化処理器１３，１３’、変調器１４，１４’、周波数変換器１５，１５’、電力増幅器１６，１６’、及び現用系と予備系に共有される合成器７によって構成されている。

次に、図２に示す中継装置２００の動作について説明する。図１の送信装置１００から図２の中継装置２００に入力された受信信号は、分配器８で現用系と予備系に分配される。さらに、分配された受信信号は周波数変換器９，９’で周波数変換された後、復調器１０，１０’によって復調されてディジタルデータとなる。そして、同期処理器１１，１１’によってディジタルデータの同期をとった後に音声データとして取り出される。さらに、誤り検出器１２，１２’で音声データのデータ誤りが検出される。そして、音声データはフレーム化処理器１３，１３’において同期コードが挿入されて再びフレーム化される。フレーム化された音声データは変調器１４，１４’で変調され、さらに周波数変換器１５，１５’でＲＦ信号に周波数変換された後に電力増幅器１６，１６’で電力増幅される。その後、現用系と予備系の送信信号は合成器１７で合成されて空中線より出力される。

図３は、本発明に適用されるディジタル変復調無線システムに用いられる受信装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、受信装置３００は、現用系と予備系とによって構成されている。つまり、受信装置３００は、現用系と予備系に共有される分配器１８、現用系と予備系がそれぞれ持っている周波数変換器１９，１９’、復調器２０，２０’、同期処理器２１，２１’、誤り検出器２２，２２’、Ｄ／Ａ変換器２３，２３’、及び現用系と予備系に共有される制御回路２４、切替器２５によって構成されている。

次に、図３に示す受信装置３００の動作について説明する。図２の中継装置２００から図３の受信装置３００へ入力された受信信号は、分配器１８によって現用系と予備系に信号が分配される。分配された受信信号は、周波数変換器１９，１９’で周波数変換され、さらに復調器２０，２０’で復調されてディジタルデータとなる。そして、同期処理器２１，２１’でデータの同期をとった後に音声データとして取り出される。さらに、誤り検出器２２，２２’でデータ誤りが検出され、データ誤りビット数が一定値以上あった場合には制御回路２４へ異常信号を出力する。また、音声データはＤ／Ａ変換器２３，２３’でアナログのＡＵＤＩＯ信号に変換される。そして、現用系と予備系のＡＵＤＩＯ信号は制御回路２４の制御によって切替器２５で切り替えられて出力される。

＜従来技術における中継装置のビット誤り情報伝送方法＞
ここで、本発明において中継装置２００がビット誤り情報を伝送する方法の理解を容易にするために、従来技術において中継装置２００がビット誤り情報を伝送する方法を簡単に説明する。図６は従来の中継装置異常情報フレームの構成図である。つまり、この図は従来技術において中継装置２００がビット誤り情報を伝送する方法を示すフレームの構成図である。従って、図２の中継装置と図４のフレーム構成を参照しながら、従来技術において中継装置２００がビット誤り情報を伝送する方法について説明する。図２において、中継装置２００の誤り検出器１２，１２’は、例えばＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check:巡回冗長検査）などによって復調したデータからデータ誤りを検出する。そして、受信した入力信号のレベルの低下などにより復調したデータにデータ誤りが発生し、一定のフレーム長の中で検出されたデータ誤りビット数が一定値以上になったときには、フレーム化処理器１３，１３’が中継装置異常フラグを挿入する。

すなわち、図６に示すように、フレーム中に異常情報が含まれていると、それぞれの中継装置について、中継異常が存在しなければ（つまり、伝送データが正常であれば）フラグに“０”を立て、フレーム中に中継異常が存在すれば（つまり、伝送データが異常であれば）フラグに“１”を立てる。その結果、１段目の中継装置はフラグに“０”が立っているので中継異常は無し、２段目の中継装置はフラグ“に０”が立っているので中継異常は無し、３段目の中継装置はフラグに“１”が立っているので中継異常が有り、４段目の中継装置はフラグに“０”が立っているので中継異常は無し、５段目の中継装置はフラグに“０”が立っているので中継異常は無しというように異常情報が検出される。つまり、３段目の中継装置のみが中継異常であると検出された異常情報が受信装置３００へ送信される。

すると、図３に示す受信装置３００の誤り検出器２２，２２’が、３段目の中継装置の中継装置異常フラグ“１”を検出し、該当する中継装置の異常信号を制御回路２４へ出力する。これによって、受信装置３００の制御回路２４は切替器２５を制御して現用・予備の系統切り替えを行い、正常系のＡＵＤＩＯ信号を出力する。

ところが、上述のような従来技術における中継装置２００のデータ伝送方法の場合は、フラグが“１”か“０”の何れかを示すように、伝送データが正常であるか異常であるかの二者択一の情報しか伝達されない。そのため、中継装置２００の誤り検出器１２，１２’がデータ誤りを検出しても、データ誤りビット数が規定値以下の場合にはフラグが“０”となって中継異常とはならない。つまり、規定値以下のデータ誤りビット数が発生していても、フラグは“１”を立てないで“０”となっているので、伝送データは正常である旨の情報が伝達されてしまう。従って、受信装置２００においては、受信データのデータ誤りビット数が規定値以下であっても、実際のデータには受信装置側で決められている既定値以上のデータ誤りビット数が発生しているという不具合を生じることがある。

＜本発明における中継装置のビット誤り情報伝送方法の概要＞
そこで、本発明による中継装置のデータ伝送方法の場合は、中継装置から受信装置へ伝送されるデータの中にデータ誤りがどの程度あったかをビット数によって伝達する。これによって、中継装置に規定値以下のデータ誤りビット数が発生していても、中継装置は確実に正味のデータ誤りビット数を受信装置へ伝達することができる。

つまり、本発明の異常情報監視システムは、中継装置が検出した正味のデータ誤りビット数を受信装置へ伝達する手段を用いているので、受信装置は、自己が検出したデータ誤りビット数を加算することによって、送信装置から受信装置までの正確なデータ誤りビット数に基づいて伝送データの正常／異常の判定を行うことができる。また、中継装置が多段中継の構成になっている場合でも、各中継装置がデータ誤りビット数を加算して送信しているので、受信装置に対して正しいデータ誤りビット数を伝達することができる。

＜本発明における中継装置の誤り検出器及び受信装置の誤り検出器の構成＞
図４は、図２に示す中継装置において本発明に適用される誤り検出器の構成を示すブロック図である。図４に示すように、中継装置２００における誤り検出器１２，１２’は、それぞれ、前段の中継装置から受信した受信データに含まれる異常情報よりデータ誤りビット数を検出する中継装置・異常情報検出手段（第１異常情報検出手段）２６と、送信装置１００から受信した受信データに含まれる異常情報よりＣＲＣなどによってデータ誤りビット数を検出する中継装置・誤り検出手段（第１誤り検出手段）２７と、中継装置・異常情報検出手段２６が検出したデータ誤りビット数と中継装置・誤り検出手段２７が検出したデータ誤りビット数とを加算する中継装置・加算手段（第１加算手段）２８と、中継装置・加算手段２８によって加算されたデータ誤りビット数を異常情報としてデータに挿入する異常情報挿入手段２９とを備えた構成となっている。

図５は、図３に示す受信装置において本発明に適用される誤り検出器の構成を示すブロック図である。図５に示すように、受信装置３００の誤り検出器２２，２２’は、それぞれ、前段の中継装置から受信した受信データに含まれる異常情報よりデータ誤りビット数を検出する受信装置・異常情報検出手段（第２異常情報検出手段）３０と、中継装置２００から受信した受信データに含まれる異常情報よりＣＲＣなどによってデータ誤りビット数を検出する受信装置・誤り検出手段（第２誤り検出手段）３１と、受信装置・異常情報検出手段３０が検出したデータ誤りビット数と受信装置・誤り検出手段３１が検出したデータ誤りビット数とを加算する受信装置・加算手段（第２加算手段）３２と、受信装置・加算手段３２によって加算されたデータ誤りビット数に基づいて受信データの異常判定を行い、異常信号を出力する異常判定手段３３とを備えた構成となっている。

＜本発明における中継装置のビット誤り情報伝送方法の詳細説明＞
図７は本発明の中継装置異常情報フレームの構成図である。つまり、この図は本発明において中継装置２００がビット誤り情報を伝送する方法を示すフレームの構成図である。従って、図４に示す中継装置の誤り検出器、図５に示す受信装置の誤り検出器、及び図７に示すフレーム構成を参照しながら、本発明において中継装置がビット誤り情報を伝送する方法について詳細に説明する。

中継装置２００の中継装置・誤り検出手段２７が受信データに含まれるデータ誤りビット数を検出すると、異常情報挿入手段２９が検出されたデータ誤りビット数を異常情報としてディジタルデータに挿入する。これによって、図７に示すように、異常情報のフレーム区分には、各中継装置で累積されたデータ誤りビット数として、例えば“００１００”という２進データが記録される。つまり、図７に示すビット列では、中継装置が５段構成の場合において３段目の中継装置のみが異常となっていることを示している。ここで、最も右側のビットをＬＳＢ（Least Significant Bit：最下位ビット）とした場合にはデータ誤りビット数は４ビットとなる。

つまり、中継装置が５段構成の場合は、２進データが、“０００００”＝０から“１１１１１”＝３１までの３２ビットによってそれぞれの中継装置のデータ誤りビット数を伝達することができる。従って、前述のようにデータ誤りビット数が４ビットの場合は３段目の中継装置が異常、データ誤りビット数が５ビットの場合は２進データが“００１０１”となるので１段目と３段目の中継装置が異常、データ誤りビット数が３１ピットの場合は２進データが“１１１１１”となるので全ての中継装置が異常というように、各中継装置の異常情報を段階的に通知することができる。

このように、中継装置が多段中継のときの２段目以降の中継装置の場合は、中継装置・異常情報検出手段２６が前段の中継装置からの異常情報であるデータ誤りビット数を検出する。そして、中継装置・加算器２８が、中継装置・誤り検出手段２７が検出した送信装置１００からの受信データのデータ誤りビット数と、継装置・異常情報検出手段２６が検出した前段の中継装置からの異常情報であるデータ誤りビット数とを加算し、異常情報挿入手段２９によって合計のデータ誤りビット数を異常情報としてディジタルデータに挿入して受信装置３００へ送信する。

また、図５に示す受信装置３００の誤り検出器１２，１２’においては、受信装置・異常情報検出手段３０が中継装置２００からの受信データより異常情報であるデータ誤りビット数を検出する。そして、受信装置・加算手段３２が、受信装置・誤り検出手段３１が検出したデータ誤りビット数と受信装置・異常情報検出手段３０が検出したデータ誤りビット数とを加算する。さらに、異常判定手段３３が、受信装置・加算手段３２によって加算されたデータ誤りビット数が所定の長さのフレーム中に一定のビット数以上あるか否かを判断し、データ誤りビット数が一定のビット数以上ある場合には異常信号として制御回路２４へ出力する。そして、制御回路２４が切替器２５に制御信号を出力してＡＵＤＩＯ信号を現用系から予備系に切り替える。

本発明に適用されるディジタル変復調無線システムに用いられる送信装置の構成を示すブロック図である。 本発明に適用されるディジタル変復調無線システムに用いられる中継装置の構成を示すブロック図である。 本発明に適用されるディジタル変復調無線システムに用いられる受信装置の構成を示すブロック図である。 図２に示す中継装置において本発明に適用される誤り検出器の構成を示すブロック図である。 図３に示す受信装置において本発明に適用される誤り検出器の構成を示すブロック図である。 従来の中継装置異常情報フレームの構成図である。 本発明の中継装置異常情報フレームの構成図である。

符号の説明

１２，１２’ 中継装置の誤り検出器
２２，２２’ 受信装置の誤り検出器
２６ 中継装置・異常情報検出手段
２７ 中継装置・誤り検出手段
２８ 中継装置・加算手段
２９ 異常情報挿入手段
３０ 受信装置・異常情報検出手段
３１ 受信装置・誤り検出手段
３２ 受信装置・加算手段
３３ 異常判定手段
１００ 送信装置
２００ 中継装置
３００ 受信装置

Claims (1)

1. 送信装置から中継装置を介して受信装置へ一方向通信でデータの伝送を行う通信システムに用いられ、前記データの異常情報に含まれるデータ誤りビット数を監視する異常情報監視システムであって、
   前記中継装置の誤り検出器は、
   前段の中継装置から受信した受信データに含まれる異常情報よりデータ誤りビット数を検出する第１異常情報検出手段と、
   前記送信装置から受信した受信データに含まれる異常情報よりデータ誤りビット数を検出する第１誤り検出手段と、
   前記第１異常情報検出手段が検出したデータ誤りビット数と前記第１誤り検出手段が検出したデータ誤りビット数とを加算する第１加算手段と、
   前記第１加算手段によって加算されたデータ誤りビット数を異常情報としてデータに挿入する異常情報挿入手段とを備え、
   前記受信装置の誤り検出器は、
   前段の中継装置から受信した受信データに含まれる異常情報よりデータ誤りビット数を検出する第２異常情報検出手段と、
   前記中継装置から受信した受信データに含まれる異常情報よりデータ誤りビット数を検出する第２誤り検出手段と、
   前記第２異常情報検出手段が検出したデータ誤りビット数と前記第２誤り検出手段が検出したデータ誤りビット数とを加算する第２加算手段と、
   前記第２加算手段によって加算されたデータ誤りビット数に基づいて受信データの異常判定を行い、異常信号を出力する異常判定手段とを備える
   異常情報監視システム。

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