JP2006180144A

JP2006180144A - 回線切替装置および回線切替方法

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Publication number: JP2006180144A
Application number: JP2004370321A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakagawa; 浩一中川
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2024-12-22
Also published as: JP4506452B2

Abstract

【課題】不要な回線切替を防止することが可能な回線切替装置および回線切替方法の提供。
【解決手段】受信回路１２の回線品質判定回路８１は誤り訂正後の受信デジタル信号にパリティエラーが発生し、かつシンドロームエラーパルスＳ４より計算された誤り訂正前のＢＥＲ(bit error rate)が閾値を超えた場合にＢＥＲアラームを発動する。また、受端回線切替制御回路９は回線品質判定回路８１がＢＥＲアラームを発動し、かつパイロット信号を検出した時に回線切替を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、回線切替装置および回線切替方法に関し、特に現用および予備の切り替えを無瞬断で行う（１＋Ｎ）ヒットレス回線切替装置および回線切替方法に関する。

誤り訂正機能を有するデジタル伝送方式の（１＋Ｎ）ヒットレス回線切替装置（N は正の整数）においては、１つまたは複数の現用回線に対して予備回線を設け、現用回線に回線障害が発生した場合には回線障害が発生している現用回線で伝送している通信データを予備回線でも伝送する方式が採用されている。これにより、現用回線と予備回線の両方の回線で同じ通信データを並列伝送し、受端では障害の発生した現用回線から予備回線へヒットレス回線切替を行って障害回線の救済を行っている。

ここで、ヒットレス回線切替は元来、誤り訂正後のパリティチェックを行うことにより、回線切替の判定を行ってきた。このパリティチェックによる回線切替の送信および受信回路の一例を図４および図５を参照しながら説明する。

図７は従来の回線切替装置の送信回路の一例の構成図、図８は従来の回線切替装置の受信回路の一例の構成図である。図７を参照すると、従来の送信回路の一例は、多重化回路１と、誤り訂正演算回路２と、パリティ計数回路５とを含んで構成される。また、図８を参照すると、従来の受信回路の一例は、誤り訂正回路３と、分離化回路４と、パリティ計数回路６と、パリティ比較回路７と、回線品質判定回路８３とを含んで構成される。

パリティチェックによる回線切替は以下のように行われる。送信データを送信回路のパリティ計数回路５で計数し、計数した信号を受信回路へ送信する。受信回路では受信データを再度、パリティ計数回路６で計数した計数結果信号と分離化回路４で分離された信号（パリティ計数回路５で計数した信号に等しい）とをパリティ比較回路７で比較することによりパリティエラーパルスを生成し、それを回線品質判定回路８３にて回線品質判定し、判定結果に基づいて回線切替を行う。

このパリティチェックによる回線切替は誤り訂正機能を有するディジタル無線通信では、誤り訂正後の受信ディジタル信号の回線品質をベースにすることになり、誤り訂正前の受信ディジタル信号のビット誤り状態が劣化しても、その品質劣化はパリティ誤りとして検知するまで判定することができない。したがって、伝播路の品質劣化速度に対して充分に追従することが困難なため、回線切替による救済前に回線断を引き起こす可能性がある。

この欠点を解消する回線切替方式としてシンドロームエラーパルスを用いて回線品質の劣化を判定する技術が開示されている。その一例は、送信側誤り訂正演算回路で誤り訂正方式に従った演算を行い、演算結果をあるタイムスロット（冗長ビット）を使用して受端に伝送し、受端側の誤り訂正回路では誤り訂正方式に従った演算結果で誤り訂正前のビットシーケンス中のビット誤りを訂正する。この訂正機構で発生した誤り訂正ビットをベースに回線品質判定回路で誤り訂正前のビットシーケンスの回線品質判定を行う、というものである（特許文献１および２参照）。

これは受端側で検出した誤り訂正前のＢＥＲ(bit error rate)をもとに回線切替を無瞬断に行う方式である。この方式を図９および図１０を参照して説明する。図９は従来の回線切替装置の送信回路の他の例の構成図、図１０は従来の回線切替装置の受信回路の他の例の構成図である。図９を参照すると、従来の送信回路の他の例は、多重化回路１と、誤り訂正演算回路２とを含んで構成される。また、図１０を参照すると、従来の受信回路の他の例は、誤り訂正回路３と、分離化回路４と、回線品質判定回路８２とを含んで構成される。

送信回路からの送信データは受信回路へ送信される。受信回路において、誤り訂正前のＢＥＲは、誤り訂正回路３で生成されるシンドロームエラーパルスから算出され、それを回線品質判定回路８２にて回線品質判定する。これによりパリティエラー発生前に回線品質の劣化を判断することができるので、伝播路の品質劣化速度に充分追従可能な切替が実現される。

一方、デジタル多重化信号に付加される誤り訂正符号に対応して所定のシンドロームの抽出およびパリティの検出を行うことにより回線誤りを検出する技術が開示されている（特許文献３参照）。さらに、シンドロームエラーパルスまたはパリティエラーパルスの一方が発生すると回線切替を行う技術が開示されている（特許文献４参照）。

特公平８−４２５７号公報（第２頁、第４欄第８行〜１８行、図１）特開平５−１４５５３１号公報（段落００１２〜００１３、図１）特開昭６１−１０２８４１号公報（第３頁、右下欄第１２行〜１６行、図）特開平７−２５００４８号公報（段落００２９，００３８、図１）

しかしながら特許文献１および２記載の回線切替方式においては、次のような課題がある。第一の課題は、シンドロームエラーパルスから算出された誤り訂正前のＢＥＲによる回線品質判定では、シンドロームエラーパルスが生成された状態でも実際には誤り訂正回路で誤りビットが全て訂正される場合もあり、その場合は誤り訂正後の受信データは良好な状態を保持していて信号通過としてはエラーなし（ＮｏＥｒｒｏｒ）であるにも関わらず不要な回線切替を行ってしまう場合があることである。

第二の課題は、不要な回線切替を行うことにより上位の監視系に掛かる不要な負荷が増大することである。

一方、特許文献３記載の技術は、回線品質監視の精度を上げることを目的としているのに対し、本発明は回線切替の精度を上げることを目的としており、両者は目的が相違する。また、特許文献３記載の技術には回路構成においても回線切替に関する記載はない。

また、特許文献４記載の技術は、シンドロームエラーパルスとパリティエラーパルスのどちらか一方が発生すると回線切替を行うのに対し、本発明はシンドロームエラーパルスとパリティエラーパルスの両方が発生した場合に回線切替を行うという点で、両者は構成が相違する。また、特許文献４記載の技術では誤り訂正前のビット誤り率が低レートの場合に、誤り訂正後の伝送データがエラーなし（ＮｏＥｒｒｏｒ）状態であっても不要な回線切替を行うという欠点がある。

そこで本発明の目的は、不要な回線切替を防止することが可能な回線切替装置および回線切替方法を提供することにある。

前記課題を解決するために本発明による回線切替装置は、送信回路で送信データに誤り訂正演算を行って受信回路に送信し、前記受信回路で受信データに誤り訂正を行い、その誤り訂正結果に基づいて回線品質判定を行う回線品質判定手段と、前記回線品質判定手段における判定結果に基づいて回線切替を行う回線切替制御手段とを含む回線切替装置であって、前記回線品質判定手段は前記受信データの誤り訂正結果と、誤り訂正前の受信データ中のビット誤りを訂正して得られるシンドロームエラーパルスとに基づいて回線品質を判定することを特徴とする。

前記課題を解決するために本発明による回線切替方法は、送信回路で送信データに誤り訂正演算を行って受信回路に送信し、前記受信回路で受信データに誤り訂正を行い、その誤り訂正結果に基づいて回線品質判定を行う回線品質判定ステップと、前記回線品質判定ステップにおける判定結果に基づいて回線切替を行う回線切替制御ステップとを含む回線切替方法であって、前記回線品質判定ステップは前記受信データの誤り訂正結果と、誤り訂正前の受信データ中のビット誤りを訂正して得られるシンドロームエラーパルスとに基づいて回線品質を判定することを特徴とする。

本発明によれば、前記回線品質判定手段は前記受信データの誤り訂正結果と、シンドロームエラーパルスとの両方を用いて回線品質を判定する。

本発明によれば、誤り訂正前のＢＥＲ判定とパリティチェックによる判定を併せて判断することにより、従来実施されていた信号通過エラーなし（ＮｏＥｒｒｏｒ）状態での不要な回線切替を防止することが可能となる。

また、不要な回線切替を防止することによって、上位の監視系に通知するアラーム／ステータスが必要以上に通知されることなく監視系への負荷を軽減することも可能となる。すなわち、ディジタル伝送方式の（１＋Ｎ）ヒットレス回線切替装置では、通例、上位の監視系が各局舎のそれぞれの装置の回線状態、アラーム等のステータスを収集して管理している。監視する各装置で必要外のステータスが通知されると管理する情報量が増大して監視系のパフォーマンスに影響を与えることになる。したがって、不要な回線切替によるアラーム通知は避ける必要がある。

以下、本発明の実施例について添付図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る回線切替装置の一例の構成図である。

同図を参照すると、本発明に係る回線切替装置は受端回線切替制御回路９と、送信回線切替回路１０（１０−１〜１０−Ｎ）と、送信回路１１（１１〜Ｎ，（Ｎ＋１））と、受信回路１２（１２〜Ｎ，（Ｎ＋１））と、ヒットレス回線切替回路１３（１３−１〜１３−Ｎ）と、パイロット信号発生回路１４と、パイロット信号検出回路１５と、送端回線切替制御回路１６と、予備無線回線（以下、予備回線と表示する）１７−（Ｎ＋１）と、現用無線回線（以下、現用回線と表示する）１７−１〜１７−Ｎとを含んで構成される。

送信回路１１〜Ｎおよび受信回路１２〜Ｎは現用回線１７−１〜１７−Ｎに接続され、送信回路１１−（Ｎ＋１）および受信回路１２―（Ｎ＋１）は予備回線１７−（Ｎ＋１）に接続されている。すなわち、本回線切替装置は現用回線がＮ回線、予備回線が１回線で構成される回線の切替装置である。

同図を参照すると、送端側において、送端回線切替制御回路１６は現用回線障害発生時に障害が発生した回線の送信データを予備回線１７−（Ｎ＋１）で伝送するように回線切替制御を行い、送端回線切替回路１０は送端回線切替制御回路１６から出力された送端回線切替制御信号Ｓ１を入力して現用回線１７−１〜１７−Ｎで伝送している通信データを現用回線１７−１〜１７−Ｎもしくは予備回線１７−（Ｎ＋１）のいずれかに接続する。パイロット信号発生回路１４は、回線切替を実施しない場合に予備回線１７−（Ｎ＋１）で伝送するパイロット信号を発生する。

一方、受端側において、パイロット信号検出回路１５は予備回線１７−（Ｎ＋１）で伝送されたパイロット信号を検出し、受端回線切替制御回路９は障害の発生した回路に対して現用回線１７−１〜１７−Ｎと予備回線１７−（Ｎ＋１）との回線切替制御をする。ヒットレス回線切替回路１３は受端回線切替制御回路９から出力される受端回線切替制御信号Ｓ２を入力して現用回線１７−１〜１７−Ｎと予備回線１７−（Ｎ＋１）の無瞬断切替を実施する。

次に、送信回路１１および受信回路１２の構成および動作について説明する。図２は送信回路の一例の構成図、図３は受信回路の一例の構成図である。図２を参照すると、送信回路１１は多重化回路１と、誤り訂正演算回路２と、パリティ計数回路５とを含んで構成される。また、図３を参照すると、受信回路１２は誤り訂正回路３と、分離化回路４と、パリティ計数回路６と、パリティ比較回路７と、回線品質判定回路８１とを含んで構成される。

図２の送信回路１１において、多重化回路１はパリティ計数結果を送信データに多重する。誤り訂正演算回路２は誤り訂正方式に従った演算を行い、パリティ計数回路５はパリティ計数を行い計数結果信号Ｓ３を出力する。

一方、受信回路１２において、誤り訂正回路３は誤り訂正方式に従った演算結果と誤り訂正前の受信データ中のビット誤りを訂正してシンドロームエラーパルスＳ４を生成する。

分離化回路４は符号化データ信号（誤り訂正後のデータ信号）Ｓ５より送端側のパリティ計数結果の分離化を行う。パリティ計数回路６は送信側のパリティ計数回路５と同様にパリティ計数を行い計数結果信号Ｓ６を出力する。

パリティ比較回路７は分離された送端側のパリティ計数結果信号Ｓ６と受端側で計数したパリティ計数結果信号Ｓ７の比較を行ってパリティエラーパルスＳ８を生成する。

回線品質判定回路８１はシンドロームエラーパルスＳ４とパリティエラーパルスＳ８を入力して回線品質判定を行う。

次に図１〜図６を参照して本実施例の動作を詳細に説明する。図４〜図６は本発明の動作の中心部分を示すフローチャートである。図１を参照すると、入力された送信データＳ１１は送端回線切替回路１０で現用回線１７−１〜１７−Ｎもしくは予備回線１７−（Ｎ＋１）に接続される。

送信回路１１に入力された送信データＳ１１は、図２に示すように、パリティ計数回路５で計数され、計数結果信号Ｓ３を多重化回路１を介して伝送信号中のあるタイムスロットを使用して伝送し、誤り訂正演算回路２で誤り訂正方式に従った演算を行い対向装置の受端側へ送信される。

受端側では、図１の受信回路１２で送端側から送信されたデータを受信し（１０１）、図３に示すように、誤り訂正回路３で誤り訂正方式に従った誤り訂正を行い（１０２）、誤り訂正後の符号化データ信号Ｓ５は分離化回路４とパリティ計数回路６へそれぞれ伝送される（１０３）。

また、誤り訂正回路３で生成されるシンドロームエラーパルスＳ４は回線品質判定回路８１へ伝送される（１０４）。

パリティ計数回路６では送端側と同様に計数を行い（１０５）、分離化回路４で分離された受端側の結果信号（パリティ計数結果信号Ｓ７）をパリティ比較回路７で比較して（１０６）、パリティエラーパルスＳ８を回線品質判定回路８１へ伝送する（１０７）。

回線品質判定回路８１は、シンドロームエラーパルスＳ４により誤り訂正前のＢＥＲを計算し、算出されたＢＥＲと設定したＢＥＲＡＬＭ（ＢＥＲアラーム）の閾値の比較を行う（１０８）。ここに、“ＢＥＲＡＬＭ”とは、受端側で検出した誤り訂正前のビット誤り率警報のことをいう。通常、ＢＥＲＡＬＭの閾値は、１０−９〜１０−６点程度に設定するが、１０−９点やそれ以下の低レートのＢＥＲに設定すると、誤り訂正前のシンドロームエラーは発生しても誤り訂正後の伝送データはエラーなし（ＮｏＥｒｒｏｒ）になる場合がある。

さらに、回線品質判定回路８１は、上記のＢＥＲＡＬＭの閾値の比較結果と、誤り訂正後の受信デジタル信号のパリティエラーの発生有無によりＢＥＲＡＬＭ発動を判断する（１０９）。

パリティエラーが発生した場合には（ステップ１１０にてＹの場合）、監視したＢＥＲが設定したＢＥＲＡＬＭの閾値を超えればＢＥＲＡＬＭを発動する（１１１）。

これに対して、パリティエラーが発生しない場合には（ステップ１１０にてＮの場合）、監視したＢＥＲが設定したＢＥＲＡＬＭの閾値を超えてもＢＥＲＡＬＭを発動しない（１１２）。

以上の回線品質判定回路８１により判定したＢＥＲＡＬＭ発動の有無を示す信号Ｓ９は、受端回線切替制御回路９へ伝送される（１１３）。

受端回線切替制御回路９はＢＥＲＡＬＭ発動の有無を示す回線品質判定信号Ｓ９を入力すると共にパイロット信号検出回路１５から予備回線１７−（Ｎ＋１）のパイロット信号検出の有無を示すパイロット信号検出信号Ｓ１２を入力する（１１４）。パイロット信号検出の有無は、回線切替時における予備回線１７−（Ｎ＋１）の障害発生の有無を確認するための情報入力である。すなわち、パイロット信号を検出した場合は予備回線１７−（Ｎ＋１）が正常であることを示し、パイロット信号を検出しなかった場合は予備回線１７−（Ｎ＋１）に障害が発生したことを示す。

以下に、受端回線切替制御回路９が回線切替を行う場合の動作を説明する。受端回線切替制御回路９は、回線品質判定回路８１がＢＥＲＡＬＭを発動し、且つパイロット信号検出回路１５がパイロット信号を検出した時に回線切替を実施する（１１５）。

回線切替を実施する場合、受端回線切替制御回路９はヒットレス回線切替回路１３に受端回線切替制御信号Ｓ２を伝送し、送端回線切替制御回路１６に回線切替制御信号Ｓ１３を伝送する。

送端回線切替制御回路１６は送端回線切替回路１０に送信回線切替制御信号Ｓ１を伝送する。送端回線切替回路１０は現用回線１７−１〜１７−Ｎから予備回線１７−（Ｎ＋１）に回線接続を切り替え、送信データＳ１１は予備回線１７−（Ｎ＋１）を通って対向装置の受端側へ伝送される。受信データは受端側の受信回路１２を通り、ヒットレス回線切替回路１３へ入力され、同期がとれた場合に回線接続を切り替えて出力される。

尚、受端回線切替制御回路９は、回線品質判定回路８１によるＢＥＲＡＬＭ発動もしくはパイロット信号検出回路１５によるパイロット信号検出のどちらか一方の要因が欠如した場合は、回線切替を実施しない。

このように、従来では誤り訂正前のＢＥＲが劣化してパリティエラーがない場合にも不要な回線切替を実施していたが、誤り訂正前のＢＥＲ判定とパリティチェックによる判定を併せて判断することにより不要な回線切替を阻止できると共に、上位の監視系に通知するアラーム／ステータスが必要以上に通知されることなく監視系への負荷の軽減も可能になる。

本発明をデジタル無線通信装置に適用することが可能である。

本発明に係る回線切替装置の一例の構成図である。送信回路の一例の構成図である。受信回路の一例の構成図である。本発明の動作の中心部分を示すフローチャートである。本発明の動作の中心部分を示すフローチャートである。本発明の動作の中心部分を示すフローチャートである。従来の回線切替装置の送信回路の一例の構成図である。従来の回線切替装置の受信回路の一例の構成図である。従来の回線切替装置の送信回路の他の例の構成図である。従来の回線切替装置の受信回路の他の例の構成図である。

符号の説明

１多重化回路
２誤り訂正演算回路
３誤り訂正回路
４分離化回路
５パリティ計数回路
６パリティ計数回路
７パリティ比較回路
９受端回線切替制御回路
１０送信回線切替回路
１１送信回路
１２受信回路
１３ヒットレス回線切替回路
１４パイロット信号発生回路
１５パイロット信号検出回路
１６送端回線切替制御回路
１７−（Ｎ＋１）予備無線回線
１７−１〜１７−Ｎ現用無線回線
８１回線品質判定回路

Claims

送信回路で送信データに誤り訂正演算を行って受信回路に送信し、前記受信回路で受信データに誤り訂正を行い、その誤り訂正結果に基づいて回線品質判定を行う回線品質判定手段と、前記回線品質判定手段における判定結果に基づいて回線切替を行う回線切替制御手段とを含む回線切替装置であって、
前記回線品質判定手段は前記受信データの誤り訂正結果と、誤り訂正前の受信データ中のビット誤りを訂正して得られるシンドロームエラーパルスとに基づいて回線品質を判定することを特徴とする回線切替装置。
前記回線品質判定手段は前記受信データの誤り訂正結果がエラー有りであり、かつ前記シンドロームエラーパルスにより計算されたＢＥＲ(bit error rate)が所定閾値を超えた場合にＢＥＲアラームを発動することを特徴とする請求項１記載の回線切替装置。
前記送信回路および前記受信回路は少なくとも１本の現用回線と、１本の予備回線とに設けられ、かつ回線切替を実施しない場合に前記予備回線にパイロット信号が伝送され、
前記回線切替制御手段は前記ＢＥＲアラームが発動され、かつ前記パイロット信号を検出した場合に回線切替を行うことを特徴とする請求項２記載の回線切替装置。
送信回路で送信データに誤り訂正演算を行って受信回路に送信し、前記受信回路で受信データに誤り訂正を行い、その誤り訂正結果に基づいて回線品質判定を行う回線品質判定ステップと、前記回線品質判定ステップにおける判定結果に基づいて回線切替を行う回線切替制御ステップとを含む回線切替方法であって、
前記回線品質判定ステップは前記受信データの誤り訂正結果と、誤り訂正前の受信データ中のビット誤りを訂正して得られるシンドロームエラーパルスとに基づいて回線品質を判定することを特徴とする回線切替方法。
前記回線品質判定ステップは前記受信データの誤り訂正結果がエラー有りであり、かつ前記シンドロームエラーパルスにより計算されたＢＥＲ(bit error rate)が所定閾値を超えた場合にＢＥＲアラームを発動することを特徴とする請求項４記載の回線切替方法。
前記送信回路および前記受信回路は少なくとも１本の現用回線と、１本の予備回線とに設けられ、かつ回線切替を実施しない場合に前記予備回線にパイロット信号が伝送され、
前記回線切替制御ステップは前記ＢＥＲアラームが発動され、かつ前記パイロット信号を検出した場合に回線切替を行うことを特徴とする請求項５記載の回線切替方法。