JP2010093517A - 回線品質検出装置、回線品質検出方法及びそれを用いた回線切替装置、回線切替方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 シンドロームエラーパルスのみを用いて、互いにトレードオフの関係にある回線検出速度と回線検出精度とを両立することが可能な簡単な構成の回線品質検出装置を得る。
【解決手段】 伝送信号のビット誤りの検出に応答して生成されるシンドロームエラーパルスの発生頻度を第一の周期で監視して回線品質状態を検出する第一の回線品質検出手段１と、前記シンドロームエラーパルスの発生頻度を、前記第一の周期よりも短い第二の周期で監視して回線品質状態を検出する第二の回線品質検出手段２と、前記第一および第二の回線品質検出手段の検出結果の少なくとも一つが回線品質劣化を示す時、アラーム信号を生成するアラーム信号生成手段３とを含むことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は回線品質検出装置、回線品質検出方法及びそれを用いた回線切替装置、回線切替方法に関し、特に現用回線及び予備回線の切替えを無瞬断で行うヒットレス回線切替回路に用いて好適な回線品質検出方式に関するものである。

デジタル無線通信システムでは、フェージングによる回線品質の劣化に備えて、Ｎ（Ｎは正の整数）本の現用回線とは別に予備回線を１本設け、受端で各々の回線品質を監視し、この回線品質に基づいて現用回線と予備回線とをヒットレス（無瞬断）で切替える機能を持たせることが一般的となっている。

特許文献１を参照すると、誤り訂正機能を有するヒットレス回線切替装置において、誤り訂正前の伝送信号品質及び誤り訂正後の伝送信号品質に基づいて、回線切替えの判定を行うようになっている。この特許文献１に開示の回線切替装置について、以下に図面を参照しつつ説明する。

図５は、この回線回線切替装置の全体構成を示すブロック図である。同図を参照すると、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Ａ（Ａ‐１〜Ａ‐（Ｎ＋１））と、受信回路Ｂ（Ｂ‐１〜Ｂ‐（Ｎ＋１））と、ヒットレス回線切替回路１１（１１‐１〜１１‐Ｎ）と、パイロット信号発生回路１２と、パイロット信号検出回路１３と、送端回線切替制御回路１４と、予備無線回線（以下、予備回線と表記する）Ｃ‐（Ｎ＋１）と、現用無線回線（以下、現用回線と表記する）Ｃ‐１〜Ｃ‐Ｎとを有している。

送信回路Ａ‐Ｎおよび受信回路Ｂ‐Ｎは現用回線Ｃ‐Ｎに接続され、送信回路Ａ‐（Ｎ＋１）および受信回路Ｂ‐（Ｎ＋１）は予備回線Ｃ‐（Ｎ＋１）に接続されている。すなわち、回線切替装置はＮ本の現用回線と、１本の予備回線とを有している。

図５における回線切替装置の一般的な切替手順は次の通りである。現用回線Ｃ‐１〜Ｃ‐Ｎの回線品質が良好であるため回線切替の必要がなく予備回線が空き状態であるとき、パイロット信号発生回路１２にて生成されたパイロット信号は、予備回線Ｃ‐（Ｎ＋１）にて伝送され、受端のパイロット信号検出回路１３にて検出される。

ここで、現用回線Ｃ‐１〜Ｃ‐Ｎのいずれかに障害が発生したとき、パイロット信号を監視して予備回線Ｃ‐（Ｎ＋１）の使用状態を確認した後、送端回線切替制御回路１４を動作させ、障害の発生した現用回線で伝送している信号と同じ信号を予備回線で伝送する。次に、受端側において、障害の発生した現用回線にて伝送する信号と予備回線にて伝送する信号との比較により、ビット及び位相が合致したと確認された後、ヒットレス切替が行われ、障害回線の救済が完了する。

図６は、送信回路Ａおよび受信回路Ｂの構成を示すブロック図である。送信回路Ａは、多重化回路Ａ１と、パリティ計数回路Ａ２と、誤り訂正演算回路Ａ３とを有している。また、受信回路Ｂは、誤り訂正回路Ｂ１と、パリティ計数回路Ｂ２と、分離化回路Ｂ３と、パリティ比較回路Ｂ４と、回線品質判定回路Ｂ５とを有している。

送信回路Ａにおいて、パリティ計数回路Ａ２は、多重化前の伝送信号ａ０１を計数し、多重化回路Ａ１に送信側パリティ計数結果信号ａ２１を出力する。多重化回路Ａ１は、送信側パリティ計数結果信号ａ２１を多重化前の伝送信号ａ０１のある冗長ビットに挿入し、多重化後の伝送信号ａ１１として誤り訂正演算回路Ａ３に出力する。誤り訂正演算回路Ａ３は、多重化後の伝送信号ａ１１に対して誤り訂正方式に従った演算を行い、多重化後の伝送信号ａ１１のある冗長ビットに演算結果を挿入し、誤り訂正前の伝送信号ａ３１として受信回路Ｂに出力する。

次に、受信回路Ｂにおいて、誤り訂正回路Ｂ１は、誤り訂正前の伝送信号ａ３１に対して、誤り訂正演算回路Ａ３と同じ誤り訂正方式に従った演算結果と、誤り訂正前の伝送信号ａ３１の冗長ビット内容とを使用して、誤り訂正前の伝送信号ａ３１に含まれるビット誤りを訂正し、誤り訂正後の伝送信号ｂ１１としてパリティ計数回路Ｂ２と分離化回路Ｂ３とに出力する。更に、誤り訂正回路Ｂ１は、誤り訂正前の伝送信号ａ３１のビット誤りを検出した場合に限り、シンドロームエラーパルスｂ１２を生成し、回線品質判定回路Ｂ５に出力する。

また、パリティ計数回路Ｂ２は、送信回路Ａのパリティ計数回路Ａ２と同じ方法で計数を行い、受信側パリティ計数結果信号ｂ２１としてパリティ比較回路Ｂ４に出力する。分離化回路Ｂ３は、多重化回路Ａ１にて挿入された送信側パリティ計数結果信号ａ２１を誤り訂正後の伝送信号ｂ１１から抽出して、抽出パリティデータｂ３２としてパリティ比較回路Ｂ４に出力する。

パリティ比較回路Ｂ４は、受信側パリティ計数結果信号ｂ２１と抽出パリティデータｂ３２とを比較し、両信号が互いに合致していなかった場合に限りパリティエラーパルスｂ４１を生成し、回線品質回路Ｂ５に出力する。

回線品質判定回路Ｂ５は、シンドロームエラーパルスｂ１２とパリティエラーパルスｂ４１とを入力として回線品質の判定を行う。すなわち、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に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、回線品質が劣化したと判断して、ＢＥＲアラームを発動する。このＢＥＲアラームに応答して、受端回線切替制御回路９が回線切替制御信号Ｓ１３を生成して回線の切替えがなされるようになっている。

ここで、特許文献２を参照すると、シンドロームエラーパルスを監視して急激な回線品質劣化に対処し、また誤り訂正不能パルスを監視して誤り訂正が不可能な品質劣化に対処する、という技術が開示されている。

特開２００６−１８０１４４号公報 特開２００６−２１７１０１号公報

上述した特許文献１の技術では、シンドロームエラーパルスｂ１２の他に、パリティエラーパルスｂ４１をも用いて回線品質状態を検出している。そのために、この技術では、送信回路Ａ側で、パリティ計数回路Ａ２及び多重化回路Ａ１を必要とし、また受信回路Ｂ側で、パリティ計数回路Ｂ２及びパリティ比較回路Ｂ４を必要とし、よって、回路規模が増大して、装置の小型化、低コスト化に逆行するという問題がある。

また、シンドロームエラーパルスｂ１２に基づいて回線品質状態を検出するようにしたこの技術では、フェージングによるバースト的な誤り発生に対して、パルス計数周期を短く設定し回線切替えを早く行うことにより、急激な回線品質劣化が生じた場合であっても、回線断を回避することが可能である。しかしながら、瞬間的なランダム誤り発生時における不要な回線切替えを防止するには、パルス計数周期を十分大きくして検出精度を高めることが必要になる。

要するに、この特許文献１の技術のように、シンドロームエラーパルスを監視して回線品質状態を検出する技術では、検出速度と検出精度とが、いわゆるトレードオフの関係にあるために、不要な回線切替えの防止と、急激な回線品質劣化への対応を両立させることはできないという問題がある。

特許文献２の技術は、シンドロームエラーパルスの他に、誤り訂正不能パルスをも用いて回線品質状態を検出している。そのために、この技術では、この誤り訂正不能パルスの発生のための回路及びその監視回路が必要となり、上述した特許文献１の場合と同様に、回路規模が増大して、装置の小型化、低コスト化に逆行するという問題がある。

本発明の目的は、シンドロームエラーパルスのみを用いて、互いにトレードオフの関係にある検出速度と検出精度とを両立することが可能な簡単な構成の回線品質検出装置、回線品質検出方法及びそれを用いた回線切替装置、回線切替方法を提供することである。

本発明による回線品質検出装置は、伝送信号のビット誤りの検出に応答して生成されるシンドロームエラーパルスの発生頻度を第一の周期で監視して回線品質状態を検出する第一の回線品質検出手段と、前記シンドロームエラーパルスの発生頻度を、前記第一の周期よりも短い第二の周期で監視して回線品質状態を検出する第二の回線品質検出手段と、前記第一および第二の回線品質検出手段の検出結果の少なくとも一つが回線品質劣化を示す時、アラーム信号を生成するアラーム信号生成手段とを含むことを特徴とする。

本発明による回線切替装置は、上記の回線品質検出装置と、前記アラーム信号の発生に応答して、前記伝送信号の現用回線を予備回線に切替える手段とを含むことを特徴とする。

本発明による回線品質検出方法は、伝送信号のビット誤りの検出に応答して生成されるシンドロームエラーパルスの発生頻度を第一の周期で監視して回線品質状態を検出する第一の回線品質検出ステップと、前記シンドロームエラーパルスの発生頻度を、前記第一の周期よりも短い第二の周期で監視して回線品質状態を検出する第二の回線品質検出ステップと、前記第一および第二の回線品質検出ステップによる検出結果の少なくとも一つが回線品質劣化を示す時、アラーム信号を生成するステップとを含むことを特徴とする。

本発明による回線切替方法は、上記の回線品質検出方法における各ステップと、前記アラーム信号の発生に応答して、前記伝送信号の現用回線を予備回線に切替えるステップとを含むことを特徴とする。

本発明では、シンドロームエラーパルスを用いてランダム誤りが誤り訂正能力を超えたことを検出し、また同じくシンドロームエラーパルスを用いてバースト誤りを検出するようにし、これら少なくともいずれかを検出した時に回線品質劣化状態を検出判定するようにしている。よって、回線品質状態の検出において、簡単な構成で、検出速度と検出精度とを両立させることができるという効果がある。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。それに先立ち、本発明をより良く理解するために、本発明の原理を説明する。図１は、本発明の原理を説明するための概略機能ブロック図である。

図１を参照すると、本発明による回線品質検出装置は、シンドロームエラーパルスを入力として、このシンドロームエラーパルスの発生頻度を第一の周期で監視して回線品質状態を検出する第一の回線品質検出回路１と、同じくシンドロームエラーパルスを入力として、このシンドロームエラーパルスの発生頻度を、第一の周期よりも短い第二の周期で監視して回線品質状態を検出する第二の回線品質検出回路２とを有している。

更に、本発明による回線品質検出装置は、これら第一および第二の回線品質検出回路１および２の検出結果を入力として、少なくともいずれか一方の検出結果が回線品質劣化を示す時、回線品質が劣化したことを示すアラーム信号を生成するアラーム信号生成回路３とを含んでいる。

第一の回線品質検出回路１は、シンドロームエラーパルスの発生頻度を比較的長い第一の周期で監視して受信信号のランダム誤りを検出するものである。第二の回線品質検出回路２は、シンドロームエラーパルスの発生頻度を、第一の周期よりも短い第二の周期で監視して受信信号のバースト誤りを検出するものである。そして、アラーム信号生成回路３は、これら検出結果の少なくともいずれか一つが回線品質劣化を示す時に、回線品質劣化であると判定してアラーム信号を発動するのである。

すなわち、本発明では、シンドロームエラーパルスのみを監視して回線品質を判定するものであり、回線品質状態の検出条件を２種類設けている。一つは、パルス計数周期を十分長くし、検出精度を高めている。もう一つは、パルス計数周期を短くして急激な回線劣化に対応する。これにより、伝送信号のエラー無しの状態での不要なアラームの発動を防止しつつ、フェージングによって伝送信号にバースト的なビット誤りが生じた場合においても、早急にアラーム発動が可能となる。

以下に、図２を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、図２と図６とにおいて、同等部分および同等信号は同一符号により示している。本発明の実施の形態が適用される回線切替装置の全体構成は、図５のそれと同等であるので、その説明は省略する。

図２を参照すると、送信回路Ａは、伝送信号ａ０１が直接入力されて誤り訂正方式に従った演算を行う誤り訂正演算回路Ａ３を有している。本発明では、パリティエラーパルスを用いることなく、シンドロームエラーパルスのみを用いるので、図６の例で必要であったパリティ計数回路Ａ２および多重化回路Ａ１は不要となる。

受信回路Ｂは、誤り訂正回路Ｂ１と、分離回路Ｂ３と、回線品質判定回路Ｂ５とを有している。誤り訂正回路Ｂ１および分離回路Ｂ３は、図６に示したものと同等であるので、その説明は省略する。

回線品質判定回路Ｂ５は、ランダム誤り検出回路Ｂ５１と、バースト誤り検出回路Ｂ５２と、論理和回路Ｂ５３とを有している。ランダム誤り検出回路Ｂ５１は、誤り訂正回路Ｂ１から入力されるシンドロームエラーパルスｂ１２をより長い第一の周期で監視し、高い精度で回線品質劣化を検出し、ランダム誤り検出信号ｂ５１１を論理和回路Ｂ５３に出力する。

また、バースト誤り検出回路Ｂ５２は、シンドロームエラーパルスｂ１２を第一の周期よりも短い第二の周期で監視し、回線断となる前に回線品質劣化を検出し、バースト誤り検出信号ｂ５２１を論理和回路Ｂ５３に出力する。論理和回路Ｂ５３は、ランダム誤りが検出されるか、またはバースト誤りが検出されたとき、回線品質劣化信号（アラーム信号）ｂ５１を受端回線切替制御回路９に出力する。

以下に、本発明の実施の形態の動作を説明する。誤り訂正回路Ｂ１は、伝送信号にビット誤りを検出した場合に限り、シンドロームエラーパルスｂ１２を生成し、ランダム誤り検出回路Ｂ５１とバースト誤り検出回路Ｂ５２とに出力する。次に、ランダム誤り検出回路Ｂ５１およびバースト誤り検出回路Ｂ５２は、それぞれ個別の計数方法に従って、シンドロームエラーパルスｂ１２を計数する。

ここで、これら計数方法についてタイミングチャートを用いて説明する。先ず図３を参照すると、ビット誤りがランダムに発生しているときのランダム誤り検出回路Ｂ５１の計数動作の一例を示している。時間軸上の四角形の枠は、１個で１つのＲＳ（リード・ソロモン）フレームを表している。枠内に×印がマークされているのは、誤り訂正回路Ｂ１にて１フレーム中にビット誤りが検出されたことを示し、このビット誤りの検出と同時に、シンドロームエラーパルスｂ１２が生成されたことを示している。

ＭとＮとは所定の閾値（Ｍ＞Ｎの関係がある）であり、Ｍをパルス計数周期と定める。そして、ランダム誤り検出信号ｂ５１１の発動条件を、Ｍ個のＲＳフレーム中にＮ個のビット誤りを検出したときと定める。不要な回線切替を防止するためには、品質劣化の検出精度を高めるために、ＭとＮを大きくする必要がある。

次に、図４を参照すると、ビット誤りがバースト的に発生しているときのバースト誤り検出回路Ｂ５２の計数動作の一例を示している。図中には、理解を助けるために、ランダム誤り検出回路Ｂ５１の計数動作も併せて示している。ここで、バースト誤り検出信号ｂ５２１の発動条件を、５回連続してビット誤りが検出されたときとする。また、ランダム誤り検出信号ｂ５１１の発動条件を、１０００個のＲＳフレーム中に５０個のビット誤りが検出されたときとする。

フェージングによって回線品質が急激に劣化するような場合に、例えば、１０回連続してビット誤りが生じたときに回線断が生じるとすると、ランダム誤り検出回路Ｂ５２では、５０個のビット誤りを検出するまで検出信号を発動しない。しかし、バースト誤り検出回路Ｂ５１では、５回連続してビット誤りを検出した時点で、検出信号を発生するので、論理和回路Ｂ５３は、これにより回線品質劣化信号であるアラーム信号を発動することになる。

ここで、論理和回路Ｂ５３は、ランダム誤り検出信号ｂ５１１またはバースト誤り検出信号ｂ５２１の少なくともいずれかが発動されたときに、受端回線切替制御回路９（図５参照）に回線品質劣化信号（アラーム信号）ｂ５１を発動し、受端回線切替制御回路９は、この回線品質劣化信号ｂ５１に基づいて、回線切替制御を行うようになっている。よって、この回線品質劣化信号ｂ５１を受けた受端回線切替制御回路９は、回線切替制御信号Ｓ１３を発動するので、回線断となる前に回線切替が可能となるのである。

なお、上記の実施の形態では、バースト誤り検出回路Ｂ５２におけるバースト誤り検出条件を、連続してビット誤りが検出されたときと定める必要はなく、７個のＲＳフレーム中に５個のビット誤りが検出されたとき、と定めても同じ効果が得られる。但し、回線品質劣化の検出速度を高めるため、計数周期を短くすると共に、ビット誤りの比率（閾値）を大きくする必要がある。

以上述べたように、本発明による回線品質検出装置を、回線切替装置の回線切替用の信号に用いることにより、エラー無しの状態での不要な回線切替を防止しつつ、フェージングによって伝送信号にバースト的なビット誤りが生じた場合においても、回線断となる前に、回線切替を行うことが可能となるのである。

本発明の原理を説明するための概略ブロック図である。 本発明の実施の形態の機能ブロック図である。 本発明の実施の形態において、ビット誤りがランダムに発生しているときのランダム誤り検出回路Ｂ５１の計数動作の一例を示している。 本発明の実施の形態において、ビット誤りがバースト的に発生しているときのバースト誤り検出回路Ｂ５２の計数動作の一例を示している。 本発明が適用される回線切替装置のシステム構成図である。 図６の送信回路および受信回路の一例を示す図であり、本発明に関連する機能ブロック図である。

符号の説明

１ 第一の回線品質検出回路
２ 第二の回線品質検出回路
３ アラーム信号生成回路
Ｂ１ 誤り訂正回路
Ｂ５ 回線品質判定回路
Ｂ９ 受端回線切替制御回路
Ｂ５１ ランダム誤り検出回路
Ｂ５２ バースト誤り検出回路

Claims (8)

1. 伝送信号のビット誤りの検出に応答して生成されるシンドロームエラーパルスの発生頻度を第一の周期で監視して回線品質状態を検出する第一の回線品質検出手段と、
   前記シンドロームエラーパルスの発生頻度を、前記第一の周期よりも短い第二の周期で監視して回線品質状態を検出する第二の回線品質検出手段と、
   前記第一および第二の回線品質検出手段の検出結果の少なくとも一つが回線品質劣化を示す時、アラーム信号を生成するアラーム信号生成手段とを含むことを特徴とする回線品質検出装置。
2. 前記第一の回線品質検出手段は、前記第一の周期内に前記シンドロームエラーパルスが所定数生成されたときに、前記回線品質劣化を示す信号を生成することを特徴とする請求項１記載の回線品質検出装置。
3. 前記第二の回線品質検出手段は、前記第二の周期内に前記シンドロームエラーパルスの連続発生回数が所定数のときに、前記回線品質劣化を示す信号を生成することを特徴とする請求項１または２記載の回線品質検出装置。
4. 請求項１〜３いずれか記載の回線品質検出装置と、前記アラーム信号の発生に応答して、前記伝送信号の現用回線を予備回線に切替える手段とを含むことを特徴とする回線切替装置。
5. 伝送信号のビット誤りの検出に応答して生成されるシンドロームエラーパルスの発生頻度を第一の周期で監視して回線品質状態を検出する第一の回線品質検出ステップと、
   前記シンドロームエラーパルスの発生頻度を、前記第一の周期よりも短い第二の周期で監視して回線品質状態を検出する第二の回線品質検出ステップと、
   前記第一および第二の回線品質検出ステップによる検出結果の少なくとも一つが回線品質劣化を示す時、アラーム信号を生成するステップとを含むことを特徴とする回線品質検出方法。
6. 前記第一の回線品質検出ステップは、前記第一の周期内に前記シンドロームエラーパルスが所定数生成されたときに、前記回線品質劣化を示す信号を生成することを特徴とする請求項５記載の回線品質検出方法。
7. 前記第二の回線品質検出ステップは、前記第二の周期内に前記シンドロームエラーパルスの連続発生回数が所定数のときに、前記回線品質劣化を示す信号を生成することを特徴とする請求項５または６記載の回線品質検出方法。
8. 請求項５〜７いずれか記載の回線品質検出方法における各ステップと、前記アラーム信号の発生に応答して、前記伝送信号の現用回線を予備回線に切替えるステップとを含むことを特徴とする回線切替方法。

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