JPH098706A - ホットスタンバイ回線切替方式 - Google Patents

ホットスタンバイ回線切替方式

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JPH098706A
JPH098706A JP17165695A JP17165695A JPH098706A JP H098706 A JPH098706 A JP H098706A JP 17165695 A JP17165695 A JP 17165695A JP 17165695 A JP17165695 A JP 17165695A JP H098706 A JPH098706 A JP H098706A
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Satoshi Koizumi
聡 小泉
Shuichi Takemura
修一 竹村
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 現用、予備の各系を備える無線通信局間にお
いて、サイレントフェイルュア状態を検出して回線の信
頼性を向上するとともに、フェージングや降雨等の自然
現象による回線劣化時を検出し、その際の不要な回線切
替動作を停止させる。 【構成】 受信系の障害に基づいてサイレントフェイル
ュア状態を検出する手段を有するとともに、受信装置に
おいて符号誤り率、または受信レベルを監視し、これら
の値の変化が予め設定された一定時間以上の時間差の場
合に、回線の劣化の原因が自然現象によるものと判定
し、その際に上位局に対して送信系の切替動作を行う信
号の送信を停止する手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデジタル無線通信におい
て使用されるホットスタンバイ方式に関し、特にサイレ
ントフェイルュア状態を検出して回線の信頼性を向上す
る一方で送信側における不要な回線の切替を防止した回
線切替方式に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にデジタル無線回線の信頼性を向上
するために、実際に通信に供されている現用系と、予備
としての予備系との2系統の無線送受信装置を具備し、
現用系の装置が故障した場合に予備系の装置に切り替え
て運用を行うホットスタンバイ回線切替方式が提案され
ている。しかしながら、従来のこの種のものは、現用系
及び予備系おける故障警報を受けて現用系から予備系へ
の切り替えを行っているため、故障警報を発生する機能
を備えていない装置を用いている場合や、故障警報を識
別できないような状態での故障が生じた場合等には、回
線に異常が生じててもこれを検出して回線切替を行うこ
とができないため、異常な信号がそのまま伝送される状
態、いわゆるサイレントフェイルュア(Silent
Failure)状態が生じることなる。
【0003】このようなサイレントフェイルュア状態を
回避するために、従来から種々の提案がなされており、
例えば特開昭57−20050号公報には、受信系での
現用・予備の両系における故障警報とその受信レベルの
低下を判断基準とし、受信レベルが正常である場合に送
信系の故障を判断し、上位局の送信器を切り替えるため
の制御信号を逆方向の回線を利用して上位局に転送する
構成が提案されている。
【0004】また、特開昭63−309033号公報や
特開昭63−283236号公報においては、受信系で
の現用、予備の両系において警報状態のときに、送信器
切替制御信号を逆方向の回線を利用して転送している。
さらに、特開平2−177729号公報では、現用、予
備の両系の警報状態のときに、自局内折り返しを行って
受信系の正常状態を判断基準として送信系の故障を判断
し、切替制御信号を転送している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ごのような従来の回線
切替方式において、受信レベルの低下を判断基準とした
方式では、送信器の送信出力断検出回路以降の警報は、
サイレントフェイルュア状態となるが、この際に受信レ
ベルは正常受信レベル以下となるために、送信系切替制
御信号は転送されず、警報状態を回復できないという問
題がある。
【0006】また、両系の故障警報発生時に回線切替制
御信号を転送する方式では、自然現象による回線の劣化
(フェーディング、降雨断等)による回線劣化時にも両
系の警報となり、送信側において余分な回線切替を行う
という問題がある。
【0007】さらに、自局内折り返しを行って受信系が
正常であることを判断する方式では、自然現象による回
線劣化に対して余分な切替を行うことはないが、自局内
折り返しを行うためには、無線周波数帯での折返し回路
が必要となり、回路が複雑で高価になるという問題があ
る。
【0008】
【発明の目的】本発明の目的は、回路を複雑化すること
なく、自然現象による回線劣化時の余分な回線切替を防
止したホットスタンバイ回線切替方式を提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明のホットスタンバ
イ回線切替方式は、現用、予備の各系の受信系における
障害を検出し、その検出結果に基づいて自局の受信系を
切り替え、あるいは対向局の送信系を切り替えるための
切替制御信号を出力する切替制御回路と、受信系におけ
る受信信号の状態に基づいて回線劣化状態を判定し、そ
の判定結果に基づいて前記切替制御回路に制御信号を出
力する劣化原因判定回路とを備え、前記劣化原因判定回
路は2つの異なる回線劣化警報の発生時間差を比較し、
この時間差が一定時間以上の場合に前記制御信号を切替
制御回路に出力し、切替制御回路では両系の障害を検出
し、かつ劣化原因判定回路からの制御信号が入力された
場合に、対向局に対する前記切替制御信号の出力を停止
するように構成する。
【0010】ここで、回線劣化警報が、受信信号の信号
レベルを監視し、予め設定された異なる2つの値で発生
する受信入力警報とし、或いは回線劣化警報が、受信信
号の符号誤り率を監視し、予め設定された2つの値の符
号誤り率で発生する回線劣化警報とする。
【0011】また、回線劣化警報の一方が受信入力レベ
ルまたは符号誤り率で発生する回線劣化警報であり、他
方はフレーム同期外れで発生する回線劣化警報とする。
【0012】ここで、本発明においては、無線通信局
が、送信系と受信系をそれぞれ独立して備える端局であ
り、対向する端局間で切替制御信号を相互に伝送するよ
うに構成する。或いは、無線通信局が、端局間に介在さ
れる再生中継局または非再生中継局であり、その上位の
局に対して切替制御信号を伝送するように構成する。
【0013】
【作用】現用、予備の両方の受信系における障害を検出
し、かつ一方で受信信号の信号レベルを監視し、予め設
定された異なる2つの値で発生する受信入力警報の発生
時間差を比較し、この時間差が一定時間以上の場合に対
向局における送信系を切り替えるための切替制御信号の
出力を停止することで、サイレントフェイルュア状態を
検出して回線の信頼性を向上することができるととも
に、フェージングや降雨等の自然現象による回線劣化時
に送信側での不要な切り替えを行うことが防止される。
【0014】また、この場合、受信信号の信号レベルが
予め設定された1つの値で発生する受信入力警報とフレ
ーム同期信号との時間差を比較し、この時間差が一定時
間以上の場合、あるいは受信信号の符号誤り率が予め設
定された2つの値の符号誤り率で発生する回線劣化警報
の発生時間差を比較し、この時間差が一定時間以上の場
合にそれぞれ制御信号を出力することで、同様にフェー
ジングや降雨等の自然現象による回線劣化時に送信側で
の不要な切り替えを行うことが防止される。
【0015】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例のブロック構成図である。
A局及びB局は対向する端局でありそれぞれ送信装置T
X−A,TX−Bと受信装置RX−A,RX−Bを備え
ており、ここでは、A局の送信装置TX−Aと、B局の
受信装置RX−Bの各内部構成を示している。
【0016】A局の送信装置TX−Aには現用系と予備
系の2つの送信系10−0と10−1が設けられてお
り、送信信号をベースバンド帯の分岐回路11で分岐
し、かつ各送信系で無線周波数の信号とした上で切替回
路12によりいずれか一方を選択し、アンテナ13から
送信するように構成される。この切替回路12における
切替動作は切替制御回路14により行われる。
【0017】即ち、各送信系には図外の警報検出回路が
設けられており、送信系のいずれかの部分が故障したと
きに警報検出信号TX ALM(TX)−0,TX A
LM(TX)−1を出力する。切替制御回路14は、0
系、1系の各送信系からの警報検出信号によりいずれの
系に故障があるか判断し、故障していない送信系を選択
する。また、対向するB局から送信され、自局の受信装
置RX−Aで受信した切替制御信号SW CONTが前
記切替制御回路14に入力され、これらの信号に基づい
て切替制御回路14が切替回路12の切替動作を制御す
るように構成される。
【0018】ここで、前記送信系10−0,10−1
は、図示は省略するが、分岐回路11で2分されたデー
タ信号は、B−U(Bipolar−Unipola
r)変換され、終端処理盤で入力データ信号の終端処理
を行い、無線の固有のフレームを作成した後SV(Su
perVisor)信号、OW(OrderWire)
信号、パリティビット等のDSC(Digital S
ervice Channel)信号の挿入を行い、変
調に敵した信号列、例えば4PSK(PhaseShi
ft Keying)の場合には2列で出力する。サイ
レントフェイルュア対策としての相手局の送信側の切替
制御信号SW CONTは、このSV信号に多重化され
て伝送される。これらの処理後のデータ信号列は中間周
波数に変調され、更にRF帯に周波数変換され、切替回
路12に出力される。
【0019】一方、B局の受信装置RX−Bには、2つ
の受信系20−0と20−1が設けられており、アンテ
ナ23で受信した受信信号を分岐回路21で分岐し、か
つ各受信系でベースバンド信号とした上で切替回路22
によりいずれか一方を選択して出力するように構成され
る。この切替回路22における切替動作は切替制御回路
24により行われる。
【0020】即ち、各受信系には図外の警報検出回路が
設けられており、ここから出力される警報検出信号RX
ALM(RX)−0,RX ALM(RX)−1と、
切替制御信号CONTに基づいて前記切替制御回路24
が切替回路22の切替動作を制御する。また、各受信系
に設けられているレベル検出回路26から出力される受
信レベル警報LEV ALM−1,LEV ALM−2
に基づいて劣化原因判定回路25が回線劣化状態を判定
し、その結果から切替制御信号CONT1を切替制御回
路24に出力する。切替制御回路24は前記切替回路2
2を制御すると同時に切替制御信号SW CONTをA
局に伝送し、A局の切替制御回路14により前記した切
替動作が行われる。
【0021】図2(a)は前記各局における受信系20
−0,20−1の構成を示すブロック図である。受信系
では、入力された変調信号を受信無線周波数変換盤20
1において中間周波数に変換し、復調盤202で復調
し、符号誤り率訂正盤203で符号誤りの検出と訂正を
行い、符号処理盤204ではDSC信号を抽出する。ま
た、終端処理盤205で無線区間の終端処理を行い、次
に符号変換盤206でU−B変換を行い切替回路22に
出力する。
【0022】ここで、各構成盤はそれぞれの入出力を監
視し、図外の警報検出回路から故障警報RX−ALMを
出力する。また、前記符号処理盤204では、前記故障
警報と共にDSCの送信器の切替制御信号CONTを出
力する。更に、受信周波数変換盤201では、異なる値
で検出した受信レベル警報LEV ALM−1,LEV
ALM−2をそれぞれ劣化原因判定回路25に出力す
る。
【0023】図3は前記受信レベル警報LEV ALM
−1,LEV ALM−2を出力する回路の一例を示す
ブロック図である。ここでは、狭帯域通過ろ波器501
で信号を抽出し、検波器502にて受信レベルを検出
し、これを比較器503において予め設定されたしきい
値と比較し、しきい値より以下の値であるときに受信レ
ベル警報を出力するように構成される。この回路を一対
設けることで、異なるしきい値の比較による受信レベル
警報LEV ALM−1とLEV ALM−2が出力さ
れる。
【0024】また、劣化原因判定回路は、図4に示すよ
うに、遅延器504、フリップフロップ505、アンド
ゲート506等で構成されており、前記受信レベル警報
LEV ALM−1,LEV ALM−2を入力し、L
EV ALM−1より一定時間τ(例えば10ms)遅
れたタイミングでLEV ALM−2の入力を待ち、こ
の一定時間τよりも遅れた場合はフェージングや降雨等
による自然現象による回線劣化として判定し、切替制御
信号CONT1を出力するように構成される。
【0025】図5はそのタイミング波形を示す図であ
り、(a)は自然現象による劣化と判定した場合、
(b)はサイレントフェイルュアと判定した場合であ
る。ここで、一定時間τは、使用する装置の特性、回線
伝播条件等よりサイレントフェイルュア状態と区別可能
な値を選択することが必要となり、例えば無線フレーム
の保護段数から推定される入力断からフレーム非同期信
号発生までの時間の2 〜10倍とすることが考えられ
る。
【0026】したがって、このような構成においては、
図1に示したように、切替制御回路24では、故障警報
RX ALM−0,RX ALM−1が出力されている
場合は、サイレントフェイルュア状態が考えられるた
め、劣化原因判定回路25の切替制御信号CONT1の
有無により切替制御信号SW CONTを出力し、対向
局の送信系の切り替えを行う。このとき、劣化原因判定
回路25では受信レベル警報に基づいて回線劣化原因の
判定を行い、前記したように回線劣化が自然現象による
ものと判定したときには切替制御信号CONT1の送信
を停止する。このため、切替制御回路24から切替制御
信号SW CONTが対向局に転送されることがないた
め、対向局では切替制御回路14が0系と1系の送信系
を切り替えを行うことはない。これにより、自然現象に
よる回線劣化時の送信系の不要な切り替えが回避される
ことになる。
【0027】ここで、前記した受信レベル警報に代え
て、符号誤り率警報を出力するようにしてもよい。図2
(b)はその場合の受信系のブロック図であり、符号誤
り率訂正盤203から符号誤り率警報BER ALM−
1,BER ALM−2を出力し、この警報に基づいて
劣化原因判定回路25が劣化原因を判定するように構成
される。
【0028】図6はこの符号誤り率を用いた場合の回路
構成を示す図である。パリティビットとフレームビット
(クロック信号)はそれぞれカウンタ507,508に
入力され、ここで予め設定されたしきい値をカウントし
たときにRSフリップフロップ509をセット・リセッ
トすることで、しきい値により設定されたある符号誤り
率の範囲内のときに符号誤り率警報BER ALMを出
力するように構成される。そして、この回路を異なるし
きい値のものを一対設けることで、前記警報を出力す
る。
【0029】即ち、自然現象による回線劣化の場合に
は、回線状態、つまり符号誤り率は連続して低下するも
のと考えられる。したがって、図5に示したように、2
つの異なるしきい値で発生する警報の時間差を判定する
ことで、自然現象による劣化を判定することができる。
【0030】また、前記した受信レベル警報による場
合、及び符号誤り率による回線劣化情報のいずれの場合
でも、前記した一定時間τは、無線フレームの保護段数
から推定される入力断からフレーム非同期信号発生まで
の時間の2 〜10倍とすることが考えられるため、比較
の一方をフレーム非同期信号としてもよい。例えば、受
信レベル警報による場合には、図7に示すように、符号
処理盤204に対して、フレームパターン検出部51
0、フレーム同期検出部511、基準タイミング信号発
生器512を付設することで、フレーム非同期信号F
ASYNCを発生することができ、これを図5に示した
時間差を判定する際の一方のタイミングとすればよい。
【0031】図8は再生中継局を用いて複数局を従属接
続した実施例の構成図であり、A局とB局は端局であ
り、これら端局を再生中継局を介して回線接続したもの
である。端局のA局とB局は前記実施例に示したものと
同じ構成である。再生中継局では上り回線、下り回線の
各送受信装置TRX−U,TRX−Dそれぞれに0系、
1系の送受信装置30−0,30−1が設けられる。同
図では下り回線の送受信装置の構成を示しており、各系
の送受信系と共に、分岐回路31、切替回路32、アン
テナ33、劣化原因判定回路35、切替制御回路34が
設けられる。そして、各送受信系からは警報検出信号R
X ALMとCONTが切替制御回路34に出力され、
かつ受信レベル警報LEV ALMが劣化原因判定回路
35に出力され、更にこの劣化原因判定回路35からの
切替制御信号CONT1が切替制御回路34に出力され
る。
【0032】図9(a)は前記送受信系の内部構成を示
す図であり、受信周波数変換盤301、復調盤302、
符号誤り訂正盤303、符号処理盤304、変調盤30
5、送信周波数変換盤306を備えており、受信した信
号を一旦周波数変換して復調し、かつ符号処理した上で
これを再び変調し、周波数変換して送信するように構成
される。そして、各構成盤からは故障警報が出力され、
これに基づいて図外の警報検出回路から警報検出信号R
X ALMが出力される。また、符号処理盤304から
は切替制御信号CONTが出力される。更に、受信周波
数変換盤301からは受信レベル警報LEV ALMが
出力され、この受信レベル警報により劣化原因判定回路
35から切替制御回路34に対して切替制御信号CON
T1を出力することは前記端局の場合と同じである。
【0033】また、この再生中継局においても、前記端
局と同様に符号誤り率警報を利用して劣化原因を判定す
るように構成することも可能である。この場合の受信系
の構成を図9(b)に示す。
【0034】ただし、この再生中継局においては、A局
と再生中継局との間の回線劣化と、再生中継局とB局と
の間の回線劣化とを区別する必要があるため、符号誤り
率により回線劣化を検出する場合と、受信レベルにより
検出する場合とで構成を相違させる必要がある。符号誤
り率による検出の場合、再生中継局の符号処理盤におい
て、例えば偶数パリティ判定の場合、フレーム内の
“1”の数が偶数となるようにパリティビットを再度書
き替える必要がある。一方、受信レベルによる検出の場
合には、前記実施例の端局と同一の構成が採用できる。
【0035】この実施例では、再生中継局の0系と1系
の各送受信系を警報検出信号に基づいて切替制御回路が
切替回路を制御して選択すること、また受信レベル警報
や符号誤り率警報に基づいて劣化原因判定回路が切替制
御信号CONT1を出力し、A局またはB局の送信系を
切り替えることは前記実施例の各端局と同じである。更
に、この場合、前記切替制御信号CONT1を出力せ
ず、A局またはB局における送信系の切り替えを停止す
ることで、不要な切り替えを回避することができること
も同じである。
【0036】更に、本発明では非再生中継局を用いて従
属接続した構成にも適用できる。図10はその際の非再
生中継局の送受信系の構成を示す図である。受信周波数
変換盤401と送信周波数変換盤402を備えており、
受信した信号を一旦周波数変換した後、再び高周波に周
波数変換して送信するように構成される。そして、受信
周波数変換盤では、受信レベル警報が出力され、これに
基づいて劣化原因判定回路が判定を行うことは前記各実
施例と全く同じである。
【0037】ただし、これまでの実施例では、回線切替
制御信号としてDSC(SV)信号を用いて伝送を行っ
ているが、非再生中継局の場合にはDSC信号は使用で
きないため、ASC(Analogue Servic
e Channel)を使用することは可能であり、D
SC信号の場合と本質的な差は生じない。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、現用、予
備の両方の受信系における障害を検出し、予め設定され
た異なる2つの値で発生する回線劣化警報の発生時間差
を比較し、この時間差が一定時間以上の場合に対向局に
おける送信系を切り替えるための切替制御信号の出力を
停止するように構成しているので、サイレントフェイル
ュア状態を検出して回線の信頼性を向上することができ
るとともに、フェージングや降雨等の自然現象による回
線劣化時に送信側での不要な切り替えを行うことが防止
でき、しかも回路構成を複雑化することもない。
【0039】この場合、本発明では、回線劣化情報とし
て、受信信号の信号レベルを監視して得られる受信入力
警報、または受信信号の符号誤り率を監視して得られる
回線劣化情報を採用することで、前記したサイレントフ
ェイルュア状態を検出して回線の信頼性を向上すること
ができるとともに、フェージングや降雨等の自然現象に
よる回線劣化時に送信側での不要な切り替えを行うこと
が防止できる。
【0040】更に、本発明では、回線劣化情報の一方を
フレーム同期外れとすることによっても対向局における
送信系を切り替えるための切替制御信号の出力を停止す
るように構成しているので、前記と同様の効果を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のシステム構成を示すブロッ
ク図である。
【図2】端局の受信系の内部構成を示すブロック図であ
る。
【図3】受信レベルによる回線劣化警報を出力するため
の構成図である。
【図4】劣化原因判定回路の一例の回路図である。
【図5】劣化原因判定動作を説明するための図である。
【図6】符号誤り率警報を出力するための回路の構成図
である。
【図7】フレーム同期検出の回路の構成図である。
【図8】再生中継局の構成を示すブロック図である。
【図9】再生中継局の送受信系の内部構成を示すブロッ
ク図である。
【図10】非再生中継局の送受信系の内部構成を示すブ
ロック図である。
【符号の説明】
10−0,10−1 端局の送信系 20−0,20−1 端局の受信系 30−0,30−1 再生中継局の送受信系 11,21,31 分岐回路 12,22,32 切替回路 14,24,34 切替制御回路 25,35 劣化原因判定回路 201 受信周波数変換盤 202 復調盤 203 符号誤り率訂正盤 204 符号処理盤 205 終端処理盤 206 符号変換盤

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無線通信局に現用、予備の送受信系を備
    え、回線劣化時にこれらの送受信系を切り替えるように
    構成されたホットスタンバイ回線切替方式において、現
    用、予備の各系の受信系における障害を検出し、その検
    出結果に基づいて自局の受信系を切り替え、あるいは対
    向局の送信系を切り替えるための切替制御信号を出力す
    る切替制御回路と、受信系における受信信号の状態に基
    づいて回線劣化状態を判定し、その判定結果に基づいて
    前記切替制御回路に制御信号を出力する劣化原因判定回
    路とを備え、前記劣化原因判定回路は2つの異なる回線
    劣化警報の発生時間差を比較し、この時間差が一定時間
    以上の場合に前記制御信号を切替制御回路に出力し、切
    替制御回路では両系の障害を検出し、かつ劣化原因判定
    回路からの制御信号が入力された場合に、対向局に対す
    る前記切替制御信号の出力を停止することを特徴とする
    ホットスタンバイ回線切替方式。
  2. 【請求項2】 回線劣化警報が、受信信号の信号レベル
    を監視し、予め設定された異なる2つの値で発生する受
    信入力警報である請求項1のホットスタンバイ回線切替
    方式。
  3. 【請求項3】 回線劣化警報が、受信信号の符号誤り率
    を監視し、予め設定された2つの値の符号誤り率で発生
    する回線劣化警報である請求項1のホットスタンバイ回
    線切替方式。
  4. 【請求項4】 回線劣化警報の一方が受信入力レベルま
    たは符号誤り率で発生する回線劣化警報であり、他方は
    フレーム同期外れで発生する回線劣化警報である請求項
    1のホットスタンバイ回線切替方式。
  5. 【請求項5】 無線通信局が、送信系と受信系をそれぞ
    れ独立して備える端局であり、対向する端局間で切替制
    御信号を相互に伝送するように構成してなる請求項1な
    いし4のいずれかのホットスタンバイ回線切替方式。
  6. 【請求項6】 無線通信局が、端局間に介在される再生
    中継局であり、その上位の局に対して切替制御信号を伝
    送するように構成してなる請求項1ないし3のいずれか
    のホットスタンバイ回線切替方式。
  7. 【請求項7】 無線通信局が、端局間に介在される非再
    生中継局であり、その上位の局に対して切替制御信号を
    伝送するように構成してなる請求項1または2のいずれ
    かのホットスタンバイ回線切替方式。
JP17165695A 1995-06-15 1995-06-15 ホットスタンバイ回線切替方式 Expired - Fee Related JP2735511B2 (ja)

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