JP4353769B2 - デジタル無線伝送装置の伝送系切換方法 - Google Patents

Description

本発明は、伝送系を二重に備えたデジタル無線伝送装置に係り、特に２系統の伝送系を切り換えて運用するデジタル無線伝送装置に関するものである。

近年、地上波放送のデジタル化に伴い、デジタル無線伝送装置が用いられるようになっているが、特に、放送業務用などの高い信頼性が要求されるシステムでは、実運用時での故障耐性や保守作業時での運用性確保の見地から、伝送系を二重にし、冗長性が与えられるように構成される場合が多い。

このようなシステムで用いられるデジタル無線伝送装置では、図３のように、放送信号の他に、無線伝送路の特性変動に対応するために使用される波形等化用基準信号を一定周期（例えば、８ｍｓ毎）毎に挿入されて伝送される。

ここで、前記システムの送信側において二重化された伝送系を切り換える際、切換に伴う放送信号の欠落を防止するために、非放送信号である波形等化用基準信号の伝送期間を現用の伝送系と予備の伝送系とで一致させることが必要である。伝送期間を一致させるために、現用の伝送系は波形等化用基準信号の出力タイミングに予備の伝送系へ同期パルスを出力し、予備の伝送系は同期パルスが入力されるタイミングに波形等化用基準信号の出力タイミングを合わせるようにしている。なお、この伝送期間の一致については、特開２００２−３５９５７８号公報、特開２００３−１１０４６７号公報に記載されている。

前記デジタル無線伝送装置では、現用の伝送系の同期パルスに異常が発生すると、現用の伝送系からの同期パルスに従って動作する予備の伝送系も異常となる。すると、現用、予備の伝送系が共に異常となり、現用だけでなく予備の伝送系も異常発報し、切換が行われなくなることにより、異常のまま現用の伝送系が動作し続けるため、正常な送信状態に復旧することができなくなる。一方、予備の伝送系は、現用の伝送系の同期パルスが異常であることにより異常発報しているだけなので、現用の伝送系に切り換えることができるのであれば、正常な送信状態に復旧することができる。
特開２００２−３５９５７８号公報 特開２００３−１１０４６７号公報

そこで本発明では、現用の伝送系の同期パルスが乱れても予備の伝送系まで異常となるのを防いで、予備の伝送系への自動切換を確実に行えるようにすることを目的とする。

前述の目的を達成するために、現用の伝送系の同期パルスが乱れたとき、同期パルスの出力を停止させることにより、予備の伝送系まで異常になることを防ぐようにしたものである。また、同期パルスの出力停止後、予備の伝送系に対しては現用への切換指令を直ちに出力し、現用の伝送系に対しては予備への切換指令を所定時間経過してから出力することにより伝送系の自動切換を行うことができるようにしたものである。更に、前述のように、切換指令の出力タイミングを現用、予備の伝送系で異なるようにしても、同期パルスが乱れてから停止するまでの間で予備の伝送系が誤動作をおこした場合には、予備の伝送系のアラーム発報を自動切換が完了するまで遅延させるようにしたものである。

以上説明したように本発明によれば、現用の伝送系異常時の同期パルスの出力を停止したとき、予備の伝送系への切換指令を直ちに出力するのに対し、現用の伝送系への切換指令を所定時間経過してから出力することにより、双方の伝送系が予備の伝送系となることがなくなることで安定した動作が可能となるため、異常時の自動切換と、通常運用時のシームレス切換が可能なデジタル無線伝送装置を提供することができる。更に、予備の伝送系のアラーム発報を遅延させることにより、確実に伝送系の現用／予備の自動切換を行うことができる。

本発明の一実施例であるデジタル無線伝送装置について、図１、２を用いて説明する。図１は、本実施例のデジタル無線伝送装置の動作を示すタイムチャートである。図２は、本実施例のデジタル無線伝送装置の構成を示すブロック図である。

まず、図２により、本実施例のデジタル無線伝送装置の構成について説明する。同一の信号が伝送される送信装置として、１号系送信装置１と２号系送信装置２の２つの送信装置を有し、各送信装置から伝送された信号の内の一方が無線中継室監視盤１０により選択されて送信アンテナ装置４から送信される構成である。なお、送信アンテナ装置４から送信すべき信号の選択は、無線中継室監視盤１０が切換信号を出力することでＴＦ出力切換器３を制御することにより行っている。

１号系送信装置１、２号系送信装置２に関し、入力される１号系信号と２号系信号が同一であり、１号系信号をＩＦ信号（中間周波数信号）に変換する１号系デジタル変調部５と２号系信号をＩＦ信号（中間周波数信号）に変換する２号系デジタル変調部６も同一である。更に、ＩＦ信号（中間周波数信号）を送信周波数信号に変換する１号系送信周波数変換部７とＩＦ信号（中間周波数信号）を送信周波数信号に変換する２号系送信周波数変換部８も同一である。

１号系デジタル変調部５、２号系デジタル変調部６は、ＩＦ信号（中間周波数信号）を出力するだけでなく、同期パルスも一定間隔（例えば、８ｍｓ間隔）で出力する。１号系デジタル変調部５は、１号系同期パルスを２号系デジタル変調部６と運行室監視盤９に出力する。一方、２号系デジタル変調部６は、２号系同期パルスを１号系デジタル変調部５と運行室監視盤９に出力する。なお、１号系デジタル変調部５、２号系デジタル変調部６は同一のタイミングで同期パルスを出力するために、現用側の送信装置（送信アンテナ装置４から送信する信号を生成する送信装置）の同期パルス出力タイミングに予備側の送信装置（現用側ではない送信装置）の同期パルス出力タイミングを合わせるようにしている。例えば、１号系送信装置１が現用側の送信装置、２号系送信装置が予備側の送信装置である場合、１号系デジタル変調部５の同期パルス出力タイミングに２号系デジタル変調部６の同期パルス出力タイミングに合わせている。

運行室監視盤９は、系統切換制御信号が入力されると、１号系デジタル変調部５、２号系デジタル変調部６にそれぞれ１号系選択信号、２号系選択信号が出力される。１号系選択信号は、１号系送信装置１を現用側の送信装置とするか予備側の送信装置とするかを指示するための信号である。２号系選択信号は、２号系送信装置２を現用側の送信装置とするか予備側の送信装置とするかを指示するための信号である。また、運行室監視盤９は、１号系選択信号、２号系選択信号を出力するだけでなく、系統切換制御信号と切換タイミング信号を無線中継室監視盤１０に出力する。系統切換制御信号は運行室監視盤９に入力されたのを契機に無線中継室監視盤１０に出力されるのに対し、切換タイミング信号は所定の間隔（例えば、８ｍｓ間隔）で無線中継室監視盤１０に出力される。なお、運行室は地上近くの屋内に設置されるのに対し、無線中継室は電波塔の屋上近くに設置される。

無線中継室監視盤１０は、系統切換制御信号が入力された後、切換タイミング信号が入力されたのを契機にＴＦ出力切換器３に切換信号を出力することにより、送信アンテナ５から送信すべき信号を選択している。即ち、１号系送信装置１から伝送された信号を送信するか、２号系送信装置２から伝送された信号を送信するかを選択している。

送信装置の現用／予備の切換を行う場合、例えば、１号系送信装置１を現用側の送信装置から予備側の送信装置に切り換えると共に２号系送信装置２を予備側の送信装置から現用側の送信装置に切り換える場合、切換タイミングは放送信号の伝送期間内ではなく、非放送信号である波形等化用基準信号の伝送期間内となるようにする必要がある。そこで、切換タイミング信号の出力タイミングで切換が行われるので、運行室監視盤９は切換タイミング信号の出力タイミングを波形等化用基準信号の伝送期間内となるようにすると共に、切換タイミング信号を波形等化用基準信号の出力間隔（例えば、８ｍｓ間隔）で出力するように制御している。

以上のような構成を本実施例のデジタル無線伝送装置は有することにより、２系統の送信装置の波形等化用基準信号の伝送期間を一致させ、波形等化用基準信号の伝送期間内で送信アンテナ５から送信すべき信号の自動切換を可能としている。

次に、本実施例のデジタル無線伝送装置の動作について説明する。自動切換を実現するのに障害となるのは、現用側の送信装置が乱れた同期パルスを出力するという異常が発生したときである。乱れた同期パルスは予備側の送信装置にも入力されることにより異常となるため自動切換ができなくなることである。そこで、現用側の送信装置が出力する同期パルスを直ちに止めることにより、予備側の送信装置は正常出力する同期パルスに従って動作できるため、自動切換ができなくなるという不具合を除去することができる。

また、同期パルスが止まったとき、予備側の送信装置に対しては切換指令を直ちに出力し、現用側の送信装置に対しては切換指令を所定時間経過してから出力することにより、同期パルスが止まってから所定期間、両送信装置が現用側の送信装置となる。その結果、同期パルスが止まってから所定期間、切換指令により現用側となった送信装置（切換指令を受ける前は、予備側の伝送装置）は、異常が発生した現用側の送信装置に対して追従動作することがなくなるため、現用側となった送信装置（切換指令を受ける前は、予備側の伝送装置）は乱れた同期パルスを無視することができる。

更に、切換指令の出力タイミングを現用側、予備側の送信装置で異なるようにしても、同期パルスが乱れてから停止するまでの間で予備側の送信装置が誤動作をおこした場合には、予備側の送信装置のアラーム発報を自動切換が完了するまで遅延させるようにする。

次に、本実施例のデジタル無線伝送装置の詳細動作について、図１、２を用いて説明する。なお、１号系送信装置１が現用側の送信装置として、２号系送信装置２が予備側の送信装置として動作しているものとして説明する。

１号系送信装置１に異常が発生すると、１号系送信装置１が異常を検知するまで１号系同期パルス（ｂ）がタイミング異常となる。異常検知後、１号系アラーム（ａ）の出力レベルがＬからＨになることにより、１号系デジタル変調部５はアラームを発報する。その時、直ちに１号系同期パルス（ｂ）の出力を１号系デジタル変調部５は停止するが、停止直前の１号系同期パルス（ｂ）の出力タイミングが異常であることにより、２号系送信装置２の２号系デジタル変調部６が誤動作し２号系同期パルス（ｄ）の出力タイミングも異常となる。しかし、２号系送信装置２は直ちに２号系アラーム（ｃ）の出力レベルをＬからＨに変えることによるアラーム発報を行わず、切換が完了するのに十分な時間Ｔ１だけ経過させた後に２号系アラーム（ｃ）の出力レベルをＬからＨに変えることによりアラーム発報を行わせるよう２号系デジタル変調部６は制御する。

一方、運行室監視盤９は、１号系デジタル変調部５から伝送された１号系アラーム（ａ）により、系統切換制御信号（ｅ）は出力レベルをＨからＬに変えて無線中継室監視盤１０へ伝送される。出力レベルがＨからＬに変わることにより、現用側の送信装置が１号系送信装置１から２号系送信装置２に切り換えるための指令を無線中継室監視盤１０に伝送する。また、系統切換制御信号（ｅ）を出力するだけでなく、１号系選択信号（ｆ）、２号系選択信号（ｇ）をそれぞれ１号系デジタル変調部５、２号系デジタル変調部６に出力する。１号系選択信号（ｆ）は、１号系送信装置１を現用側の送信装置とするか予備側の送信装置とするかを指示するための信号であり、出力レベルがＨのとき、現用側の送信装置とするための指示で、出力レベルがＬレベルのとき、予備側の送信装置とするための指示である。２号系選択信号（ｇ）は、２号系送信装置２を現用側の送信装置とするか予備側の送信装置とするかを指示するための信号であり、出力レベルがＨのとき、現用側の送信装置とするための指示で、出力レベルがＬレベルのとき、予備側の送信装置とするための指示である。

１号系選択信号（ｆ）が１号系デジタル変調部５に入力されると、１号系送信装置１は現用側の送信装置から予備側の送信装置へ、２号系選択信号（ｇ）が２号系デジタル変調部６に入力されると、２号系送信装置２は予備側の送信装置から現用側の送信装置に切り換わる。運行室監視盤９の制御により、２号系選択信号（ｇ）の出力レベルを直ちに切り換えさせ、１号系選択信号（ｆ）の出力レベルをＴ２だけ経過させた後に切り換えさせる。１号系選択信号（ｆ）、２号系選択信号（ｇ）の出力レベルを直ちに切り換えた場合、１号系選択信号（ｆ）、２号系選択信号（ｇ）の立ち下がり、立ち上がりのタイミングが遅延することがあり、この遅延により、所定期間、１号系送信装置１、２号系送信装置２が共に予備側の送信装置になることがある。共に予備側の送信装置となった期間、送信アンテナ装置４から信号を送信することができなくなるという不具合が発生する。従って、１号系選択信号（ｆ）の出力レベルを遅延時間に対して十分マージンを取って両送信装置が予備側の送信装置とならないように設けた期間Ｔ２だけ経過させた後に切り換えさせる。

２号系選択信号（ｇ）の出力レベルがＬからＨに切り換わった後、切換タイミング信号（ｈ）が運行室監視盤９から無線中継室監視盤１０に伝送されると、この切換タイミング信号（ｈ）に同期して切換信号（ｉ）の出力レベルがＬからＨに切り換わる。切換信号（ｉ）の出力レベルが切り換わることにより、無線中継室監視盤１０からＴＦ出力切換器３に２号系送信装置２からの信号を選択させるための指示が出力される。この出力により、２号系送信装置２からの信号がＴＦ信号（ｊ）として選択され、送信アンテナ装置４から出力されるように切換が行われる。

以上のように、本実施例のデジタル無線伝送装置では、現用側の送信装置異常時の同期パルスの出力を停止したとき、予備側の送信装置への切換指令を直ちに出力するのに対し、現用側の送信装置への切換指令を所定時間経過してから出力することにより、両送信装置が予備側の送信装置となることがなくなることで安定した動作が可能となるため、異常時の自動切換と、通常運用時のシームレス切換が可能となる。更に、予備側の送信装置のアラーム発報を遅延させることにより、確実に送信装置の現用／予備の自動切換を行うことができる。

本発明の一実施例であるデジタル無線伝送装置の動作を示すタイムチャート。 本発明の一実施例であるデジタル無線伝送装置の構成を示すブロック図。 伝送信号の構成を示す図。

符号の説明

１：１号系送信装置 ２：２号系送信装置
３：ＴＦ出力切換器 ４：送信アンテナ装置
５：１号系デジタル変調部 ６：２号系デジタル変調部
７：１号系送信周波数変換部 ８：２号系送信周波数変換部
９：運行室監視盤 １０：無中室監視盤

Claims (2)

1. 同期の現用の伝送系が同期の予備の伝送系に出力する同期パルスに従って、周期的かつ
   前記同期パルス出力時に挿入された非放送信号を放送信号に重畳して生成した伝送信号を
   、前記同期の現用及び前記同期の予備の伝送系が同一のタイミングで伝送し、出力の予備
   の伝送系を現用系に切り換える手段を有し、出力の現用の伝送系で伝送された前記伝送信
   号を送信するデジタル無線伝送装置の伝送系切換方法において、
   同期の現用かつ出力の現用の伝送系の前記同期パルスが乱れたとき、前記同期パルスの出
   力を前記同期の現用かつ出力の現用の伝送系が停止し、前記同期パルスの停止後、前記同
   期の予備の伝送系が同期の現用の伝送系への切換を直ちに行い、前記同期パルスが停止し
   てから同期パルスの周期以上の所定時間経過後、出力の現用の伝送系が出力の予備の伝送
   系への切換を行うことを特徴とするデジタル無線伝送装置の伝送系切換方法。
2. 請求項１記載のデジタル無線伝送装置の伝送系切換方法において、
   前記出力の予備の伝送系のアラーム発報を出力の両伝送系の切換が完了後に行うことを特
   徴とするデジタル無線伝送装置の伝送系切換方法。
   

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