JPH0685515B2 - 回線切替方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回線切替方式に関し、特にディジタル無線通信
システムにおいて現用回線・予備回線間を符号誤り無し
に回線切替する回線切替方式に関する。

〔従来の技術〕

大容量の無線通信システムは、回線保守やフェージング
・機器故障等による回線断にそなえて、現用回線の他に
予備回線を備えるのが通例である。

ディジタル無線通信システムにおいては、回線切替され
る現用・予備の両回線間に伝播遅延差があると、両回線
出力信号間で同期がずれて回線切替時に符号誤りを発生
することがあるので、両回線出力信号間で同期をとって
符号誤り無しに回線切替する回線切替方式を用いること
が多い。

第２図は、従来のかかる回線切替方式の第一の例を示す
ブロック図である。

第２図に示す従来例は、ｋ（ｋは自然数）回線の現用回
線SYS_-1〜_ｋと予備回線SPとからなるディジタル無線通
信システムであり、送信側搬送端局（図示せず）からの
ｋ個のデータ信号のそれぞれを２分岐して切替器32−１
〜ｋと符号変換装置34−１〜ｋとへ出力する分岐装置31
−１〜ｋと、パイロット発生装置33と、パイロット発生
装置33の出力と分岐装置31−１〜ｋの分岐出力とのいず
れか一方を選択して符号変換装置34へ出力する切替器32
−１〜ｋと、符号変換装置34・34−１〜ｋと、符号変換
装置34・34−１〜ｋの出力を入力する送信信号処理装置
35・35−１〜ｋと、送信信号処理装置35−１〜ｋの出力
を２分岐して現用回線SYS−１〜ｋと送信信号切替装置3
6とへ出力する送信信号分配装置37−１〜ｋと、送信信
号処理装置35の出力と送信信号分配装置37−１〜ｋの分
岐出力とのいずれか一つを選択して予備回線SPへ出力す
る送信信号切替装置36と、予備回線SPからのデータ信号
を分岐して受信信号処理装置40と回線切替装置39−１〜
ｋとへ出力する受信信号分配装置38と、現用回線SYS−
１〜ｋからのデータ信号と受信信号分配装置38の分岐出
力とのいずれか一方を選択して受信信号処理装置40−１
〜ｋへ出力する回線切替装置39−１〜ｋと、受信信号処
理装置40・40−１〜ｋと、受信信号処理装置40・40−１
〜ｋの出力を入力する符号変換装置41・41−１〜ｋと、
符号変換装置41の出力と符号変換装置41−１〜ｋの出力
とのいずれか一方を受信側搬送端局（図示せず）へ出力
し他方をパイロット検出装置43へ出力する切替器42−１
〜ｋと、パイロット検出装置43とを具備して構成されて
いる。

まず、現用回線SYS−１〜ｋが全て正常に使用されてい
る場合について、第２図に示す従来例の動作を説明す
る。

この場合、パイロット発生装置33が出力するパイロット
信号は切替器32−ｋ〜１を順次介して符号変換装置34に
入力する。予備回線SPで伝送されるべきパイロット信号
ならびに現用回線SYS−１〜ｋで伝送されるべきデータ
信号は、符号変換装置34・34−１〜ｋでバイポーラから
ユニポーラに符号変換され、送信信号処理装置35・35−
１〜ｋで速度変換され、無線伝送区間監視用のフレーム
同期信号・パリティチェックビット等の付加ビットを挿
入され、更にスクランブルされ、送信信号切替装置36・
送信信号分配装置37−１〜ｋを介し、更にそれぞれ無線
送信装置（図示せず）を介して予備回線SP・現用回線SY
S−１〜ｋの無線区間へ送信される。

予備回線SP・現用回線SYS−１〜ｋの無線区間からの受
信信号は、それぞれ無線受信装置（図示せず）と受信信
号分配装置38・回線切替装置39−１〜ｋとを介し、受信
信号処理装置40・40−１〜ｋに入力し、デスクランブル
され、付加ビットが抜去られて速度変換され、符号変換
装置41・41−１〜ｋでユニポーラからバイポーラに符号
変換される。この場合、符号変換装置41−１〜ｋの出力
信号は切替器42−１〜ｋを介して受信側搬送端局へ出力
される。符号変換装置41の出力信号であるパイロット信
号は、切替器42−１〜ｋを順次介してパイロット検出装
置43に入力し、予備回線SPの監視に用いられる。

次に、フェージングによる回線品質の劣化や回線保守の
ために、現用回線SYS−１から予備回線SPへ符号誤り無
しに回線切替する場合の動作について説明する。

切替指示信号（図示せず）により現用回線SYS−１から
予備回線SPへの回線切替を指令する。この指令により、
送信信号切替装置36は送信信号分配装置37−１からの入
力信号を選択して出力する。その結果、予備回線SPの無
線区間における信号が現用回線SYS−１におけると同じ
信号に切替（すなわち送信切替）される。

回線切替装置39−１に入力する予備回線SP・受信信号分
配装置38経由の信号と現用回線SYS−１経由の信号と
は、送信切替後は情報内容においては同じになるが、予
備回線SP・現用回線SYS−１間の伝播遅延差によりタイ
ミングが必ずしも一致していない。伝播遅延差のうち固
定成分は回線切替装置39−１においてあらかじめ補償し
ておく。回線切替装置39−１は、切替指示信号により回
線切替を指令されると、（送信信号処理装置35−１にお
いて付加ビットとして挿入された）フレーム同期信号等
により両入力信号のタイミングのずれ（伝播遅延差のう
ち変動成分）を自動補償し、出力信号をそれまで出力し
ていた現用回線SYS−１経由の信号から予備回線SP・受
信信号分配装置38経由の信号へ切替え、これで回線切替
が完了する。

現用回線SYS−２〜ｋから予備回線SPへの、あるいは予
備回線SPから現用回線SYS−１〜ｋへの符号誤り無しの
回線切替も上記と同様にして行われる。

機器故障による回線断のために現用回線SYS−１〜ｋ・
予備回線SP間の回線切替が行われる場合は、回線切替さ
れる現用回線に対応する切替器31−１〜ｋ・42−１〜ｋ
が用いられる。

以上第２図に示す従来例の動作について説明した。

第２図に示す従来例は、構成の複雑な送信切替装置36・
送信信号分配装置37−１〜ｋを必要とするので高価にな
るという欠点がある。

この欠点を解決した回線切替方式について以下説明す
る。

第３図は、従来の回線切替方式の第二の例を示すブロッ
ク図である。

第３図に示す従来例は、第２図に示す従来例から送信信
号切替装置36・送信信号分配装置37−１〜ｋ・受信信号
分配装置38・回線切替装置39−１〜ｋを取除き、受信信
号処理装置40・40−１〜ｋと符号変換装置41・41−１〜
ｋとの間に受信信号分配装置44・回線切替装置45−１〜
ｋを挿入して構成されている。

現用回線SYS−１〜ｋが全て正常に使用されている場
合、受信信号処理装置40・40−１〜ｋの出力信号は受信
信号分配装置44・回線切替装置45−１〜ｋを介して符号
変換装置41・41−１〜ｋへ出力されるので、第３図に示
す従来例の動作は第２図に示す従来例の動作と同じであ
る。

現用回線の一つ、例えば現用回線SYS−１が予備回線SP
へ符号誤り無しに回線切替される場合、以下のようにし
て行われる。

現用回線SYS−１から予備回線SPへの回線切替を指令す
る切替指示信号（図示せず）が切替器32−１に入力し、
切替器32−１は出力信号を今まで出力していたパイロッ
ト信号から分岐装置31−１の出力信号へ切替える。この
送信切替により、符号変換装置34・34−１の、入力信号
はいずれもデータ信号S11となり、出力信号であるデー
タ信号S2・S12も同じ信号になる。送信信号処理装置35
・35−１における付加ビットの挿入やスクランブルは通
常互に非同期で行われ、入力信号であるデータ信号S2・
S12が同じでも、出力信号、すなわち予備回線SP・現用
回線SYS−１へ送出される信号は一般にまったく異なっ
た信号になっているので、第２図に示す従来例における
ように受信信号処理装置40・40−１の前の段階で予備回
線SP・現用回線SYS−１経由の両データ信号を回線切替
することはできない。これら両データ信号は受信信号処
理装置40・40−１でデスクランブルされ付加ビットが抜
去られ、データ信号S2・S12が復元される。受信信号分
配装置44は、データ信号S2を分岐して回線切替装置45−
１〜ｋへも出力する。回線切替装置45−１に入力するデ
ータ信号S2・S12は、伝播遅延差によるタイミングの相
異を除いて同じ信号になっている。伝播遅延差のうち固
定成分は回線切替装置45−１においてあらかじめ補償し
ておく。

回線切替装置45−１は、データ信号S2・S12をそれぞれ
直列並列変換回路でＮ（Ｎは２以上の整数）分周し、そ
れぞれＮ列のビット列である二つのデータ信号にする。
分周には通常Ｎ通りの位相不確定性を伴うので、分周さ
れた二つのデータ信号の列の順番は必ずしも一致しな
い。すなわち、分周前のデータ信号中のあるタイムスロ
ットのビットが分周後のＮ列のビット列のうちどの順番
の列に配置されるかは不確定である。このように、分周
された二つのデータ信号は列の順番にそれぞれＮ通りの
不確定性をもつ。これら二つのデータ信号はそれぞれ列
入替回路を介して比較回路に入力する。切替指示信号に
より回線切替が指令されると、比較回路は二つのデータ
信号をビット比較する。二つのデータ信号の列の順番が
異なっていればビット比較に不一致が生じ、このとき比
較回路はデータ信号S2に対応する列入替回路を制御して
列の順番を一致するまで入替えさせる。分周されたデー
タ信号のタイムスロット長は分周前のデータ信号のタイ
ムスロット長のＮ倍と長くなっているので伝播遅延差の
変動成分を吸収でき、このようなビット比較ができる。
列の順番が一致した二つのデータ信号は、切替回路で、
それまでのデータ信号S12を分周したデータ信号からデ
ータ信号S2を分周したデータ信号へ、両方の各ビットの
合致するタイミングで切替えられる。切替回路の出力で
あるＮ列のデータ信号は並列直列変換回路でＮ列から１
列に変換されデータ信号S15になる。データ信号S15は、
切替回路の切替前はデータ信号S12に等しく、切替後は
データ信号S2に等しい。以上説明したように、回線切替
装置45−１は、データ信号S2・S12を分周してタイムス
ロット長を長くすることにより伝播遅延差の変動成分を
吸収するので、データ信号S12からデータ信号S2へ符号
誤り無しに回線切替できる。データ信号S15は、符号変
換装置41−１で符号変換されてデータ信号S11となる。

以上説明したように第３図に示す従来例は、無線伝送区
間監視用付加ビット挿入のために速度変換されている区
間、すなわち送信信号処理装置35・35−１〜ｋから受信
信号処理装置40・40−１〜ｋまでの区間の後の段階で回
線切替するので、第２図に示す従来例と異り送信信号切
替装置36・送信信号分配装置37−１〜ｋを必要とせず経
済的である。しかし、回線切替装置45−１〜ｋは、入力
する二つのデータ信号を分周する際生じる列の順番の不
確定性があるために、二つの列入替回路と比較回路とを
必要とし、構成が複雑になるという欠点があり、また送
信側搬送端局からのデータ信号が軽負荷でビットの変化
成分がほとんどないときは、比較回路でビット比較され
る両データ信号の交流成分もほとんどなく、比較回路で
両データ信号の列の順番の一致・不一致の判定をするの
が困難になり、擬似一致点で一致と判定して誤動作する
おそれがあるという欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上説明したように符号誤り無しに回線切替できる従来
の回線切替方式は、無線伝送区間監視用付加ビット挿入
のために速度変換されている区間内で回線切替する場
合、構成の複雑な送信信号切替装置・送信信号分配装置
を必要とし高価になるという欠点があり、速度変換され
ている区間の後の段階で回線切替する場合、伝送すべき
データ信号が軽負荷のとき誤動作するおそれがあり、ま
た回線切替装置の構成が複雑になるという欠点がある。

本発明の目的は、上記欠点を解決して速度変換されてい
る区間の後の段階で符号誤り無しに回線切替でき、回線
切替装置の構成が簡単であり、しかも伝送すべきデータ
信号が軽負荷のときも誤動作することのない回線切替方
式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕 本発明の回線切替方式は、送信側搬送端局からフレーム
同期ビットを含んで入力する一つの第一のデータ信号を
それぞれ無線伝送する現用回線および予備回線の、無線
伝送区間監視用付加ビット挿入のために速度変換されて
いる区間の後の、受信出力である二つの第二のデータ信
号を回線切替装置により符号誤り無しに切替える回線切
替方式において、前記現用回線および前記予備回線は前
記第二のデータ信号に含む前記フレーム同期ビットを検
出してフレームパルスを出力するフレーム同期手段をそ
れぞれ具備し、前記回線切替装置は、前記第二のデータ
信号のそれぞれを、対応する前記フレーム同期手段の出
力する前記フレームパルスを分周の位相基準として、分
周し第三のデータ信号にする二つの直列並列変換手段
と、二つの前記第三のデータ信号の一方から他方へそれ
ぞれのビットの合致するタイミングで切替える切替手段
とを備え、前記フレーム同期パルスの繰返し周期を前記
第三のデータ信号のクロック周期の整数倍に設定して構
成される。

〔実施例〕

以下実施例を示す図面を参照して本発明について詳細に
説明する。

第１図は、本発明の回線切替方式の一実施例を示すブロ
ック図である。

第１図に示す実施例は、第３図に示す従来例にフレーム
同期装置46・46−１〜ｋを付加し、回線切替装置45−１
〜ｋを回線切替装置47−１〜ｋで置換えて構成されてい
る。

送信側搬送端局からのデータ信号はフレーム構成をなし
ており、フレーム同期ビットを含んでいる。フレーム同
期装置46−１は、送信側搬送端局からのデータ信号S11
に含んでいたこのフレーム同期ビットを受信信号処理装
置40−１の出力であるデータ信号S12から検出してフレ
ームパルスF1を発生する。フレーム同期装置46−２〜ｋ
も同様に受信信号処理装置40−２〜ｋの出力データ信号
からフレーム同期ビットを検出してフレームパルスを発
生する。フレーム同期装置46−１〜ｋが発生するフレー
ムパルスは回線切替装置47−１〜ｋに入力される。

切替器32−１〜ｋによって送信切替がなされた場合、受
信信号処理装置40の出力であるデータ信号S2は、受信信
号処理装置40−１〜ｋの出力データ信号のいずれかと
（タイミングの相異を除き）等しくなり送信側搬送端局
からのデータ信号に含んでいたフレーム同期ビットを含
むので、この場合フレーム同期装置46も同様にフレーム
パルスＦを発生する。フレームパルスＦは回線切替装置
47−１〜ｋに入力される。

現用回線SYS−１〜ｋが全て正常に使用されている場
合、回線切替装置47−１〜ｋは受信信号処理装置40−１
〜ｋの出力データ信号をそのまま符号変換装置41−１〜
ｋへ出力する。

現用回線の一つ、例えば現用回線SYS−１から予備回線S
Pへ符号誤り無しに回線切替する場合、まず切替器32−
１によって送信切替する。その結果、回線切替装置47−
１に入力する二つのデータ信号S12・S2が同じになり、
また、データ信号S2から発生されたフレームパルスＦも
入力する。この場合回線切替装置47−１は、出力である
データ信号S15をそれまで選択していたデータ信号S12か
らデータ信号S2へ切替える。

第４図（ａ）は回線切替装置47−１を示すブロック図、
第４図（ｂ）はその動作を説明するための波形図であ
る。

回線切替装置47−１は、データ信号S2・フレームパルス
Ｆを入力しデータ信号S3を出力する直列並列変換回路１
と、データ信号S12・フレームパルスF1を入力しデータ
信号S13を出力する直列並列変換回路11と、データ信号S
3・S13および切替指示信号CSを入力しデータ信号S14を
出力する切替回路２と、データ信号S14を入力しデータ
信号S15を出力する並列直列変換回路３とを備えて構成
されている。

送信側搬送端局からのデータ信号S11の１フレームが100
ビットで構成されているとすると、データ信号S12は第
４図（ｂ）に図示する構成になる。図中Ｐと記入したタ
イムスロットはフレーム同期ビットが占めるタイムスロ
ットであり、以降２〜100と記入したタイムスロットは
１フレーム中の２〜100番目のタイムスロットである。
フレームパルスF1は、データ信号S12のＰと記入したタ
イムスロットで発生するパルスになっている。

直列並列変換回路11は、フレームパルスF1を分周の位相
基準として、データ信号S12のクロックであるクロック
信号CL12を４分周し第４図（ｂ）に図示するクロック信
号CL13を作る。クロック信号CL13の周期がクロック信号
CL12の周期の４倍になるので、フレームパルスF1の繰返
し周期（データ信号S11のフレーム同期ビットの繰返し
周期）はクロック信号CL13の周期（この周期は次に述べ
るデータ信号S13のクロック周期である）の25倍とな
る。このようにフレームパルスF1の繰返し周期をクロッ
ク信号CL13の周期の整数倍となるように設定する。この
設定により、フレームパルスF1を分周の位相基準にする
ことができる。分周に位相基準がなければ、クロック信
号CL13できまるタイムスロットがデータ信号S12の４連
続タイムスロット、例えばデータ信号S12のＰ・２・３
・４と記入したタイムスロットのいずれから開始するか
不確定であるが、この分周には位相基準があるので、ク
ロック信号CL13できまるタイムスロットがデータ信号S1
2のＰと記入したタイムスロット、すなわちフレームパ
ルスF1があるタイムスロットから開始するようにでき
る。

直列並列変換回路11は、クロック信号CL13をもとにして
データ信号S12を４分周し、４列のビット列D1〜D4から
なるデータ信号D13とする。この分周において、クロッ
ク信号CL13の１タイムスロットに対応するデータ信号S1
2の４タイムスロット、例えばＰ・２・３・４と記入し
たタイムスロットの各ビットを先頭から順次ビット列D1
〜D4の同一タイムスロットに配置する。このようにデー
タ信号S12を分周することにより、データ信号S13のビッ
ト列D1〜D4は一義的にきまり（例えばフレーム同期ビッ
トである、Ｐと記入したタイムスロットのビットは必ず
ビット列D1に配置される）、列の順番に不確定性は無
い。

現用回線SYS−１が正常に使用されている場合、切替回
路２はそのことを切替指示信号CSから検知し、データ信
号S13を選択しデータ信号S14として出力する。並列直列
変換回路３は４列のデータ信号S14を１列に変換し、デ
ータ信号S15として出力する。この場合、データ信号S15
はデータ信号S12が復元されたものになっており、結局
回線切替装置47−１はデータ信号S12をそのまま出力す
る。

切替指示信号CPにより現用回路SYS−１から予備回線SP
への回線切替が指令された場合、フレームパルスＦが入
力し直列並列変換回路１も、データ信号S2をフレームパ
ルスＦを位相基準にして同様に４分周しデータ信号S3と
する。データ信号S3は、タイミングの相異を除いてはデ
ータ信号S13と同じ信号である。現用回線SYS−１・予備
回線SP間の伝播遅延差の固定成分によるタイミング差の
固定成分はあらかじめ補償しておく。この場合、切替回
路２はデータ信号S3の各ビットがデータ信号S13の各ビ
ットと合致するタイミングで、データ信号S14をそれま
で選択出力していたデータ信号S13からデータ信号S3へ
切替える。この切替により、データ信号S15はデータ信
号S2が復元されたものになる。データ信号S3・S13のタ
イムスロット長はデータ信号S2・S12のタイムスロット
長の４倍と長く、伝播遅延差の変動成分によるタイミン
グ差の変動成分を吸収できるので、データ信号S3・S13
の各ビットの合致するタイミングは存在し、したがって
切替回路２の切替時に符号誤りは発生しない。

回線切替装置47−１は、データ信号S2・S12を４分周し
てデータ信号S3・S13のタイムスロット長をデータ信号S
2・S12のタイムスロット長の４倍にすることにより現用
回線SYS−１・予備回線SP間の伝播遅延差の変動成分を
吸収しているが、この変動成分の長短にあわせて分周の
次数を増減し４以外の次数にしてもよい。

以上、回線切替装置に入力するデータ信号が１列のビッ
ト列である場合について本発明の実施例を説明したが、
本発明は回線切替装置に入力するデータ信号が複数列の
ビット列である場合にも適用できる。

なお、ディジタル無線通信システムにおいては、回線品
質の確認等のために、送信側搬送端局からのデータ信号
に含むフレーム同期ビットを受信側で検出するというこ
とがよく行われており、かかる目的で作られた既製のIC
でフレーム同期装置を安価に構成することができる。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本発明の回線切替方式は、無
線伝送区間監視用付加ビット挿入のために速度変換され
ている区間の後の段階で、切替えるべきデータ信号を分
周しタイムスロット長を長くして符号誤り無しに回線切
替するので、送信信号処理装置の後の段階での構成複雑
な送信信号切替装置・送信信号分配装置が不要であり、
また、送信側搬送端局からのデータ信号が含むフレーム
同期ビットを受信側で検出して、切替えるべきデータ信
号の分周の位相基準とすることにより分周されたデータ
信号に列の順番の不確定性が生じないようにしているの
で、回線切替装置に列入替回路・比較回路が不要であ
り、経済的であるという効果があり、更に、比較回路で
二つのデータ信号の列の順番の一致・不一値を判定する
ということがないので、伝送すべきデータ信号が軽負荷
のときも誤動作することがないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の回線切替方式の一実施例を示すブロ
ック図、 第２図・第３図は、従来の回線切替方式の第一・第二の
例を示すブロック図、 第４図（ａ）は、第１図における回線切替装置を示すブ
ロック図、 第４図（ｂ）は、第４図（ａ）に示す回線切替装置の動
作を説明するための波形図である。 １・11……直列並列変換回路、２……切替回路、46・46
−１〜ｋ……フレーム同期装置、47−１〜ｋ……回線切
替装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】送信側搬送端局からフレーム同期ビットを
   含んで入力する一つの第一のデータ信号をそれぞれ無線
   伝送する現用回線および予備回線の、無線伝送区間監視
   用付加ビット挿入のために速度変換されている区間の後
   の、受信出力である二つの第二のデータ信号を回線切替
   装置により符号誤り無しに切替える回線切替方式におい
   て、 前記現用回線および前記予備回線は前記第二のデータ信
   号に含む前記フレーム同期ビットを検出してフレームパ
   ルスを出力するフレーム同期手段をそれぞれ具備し、前
   記回線切替装置は、前記第二のデータ信号のそれぞれ
   を、対応する前記フレーム同期手段の出力する前記フレ
   ームパルスを分周の位相基準として、分周し第三のデー
   タ信号にする二つの直列並列変換手段と、二つの前記第
   三のデータ信号の一方から他方へそれぞれのビットの合
   致するタイミングで切替える切替手段とを備え、前記フ
   レーム同期パルスの繰返し周期を前記第三のデータ信号
   のクロック周期の整数倍に設定することを特徴とする回
   線切替方式。