JP5505562B2 - 無線伝送装置及び無線伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線伝送装置及び無線伝送方法に関する。

ＩＥＥＥ１５８８Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ＴｉｍｅＰｒｏｔｏｃｏｌ（非特許文献１参照）のタイミングパケットを受信して、クロック周波数と時刻を再生する機能を備えた無線伝送装置では、無線及びパケットの伝送路での信号誤りによるタイミングパケット破棄発生時に、補正周期の間延び、クロック周波数及び時刻の同期精度の悪化が生ずるのを防止する必要がある。このため、機器や伝送路に異常が発生して、タイミングパケットの受信が不可能又は受信周期の間延びが発生する場合、無線伝送装置は、タイミング再生モードからホールドオーバーモードに切り替えることで、同期情報源となるマスター局とのクロック周波数及び時刻ずれの速度を、一定値内に納めるようにしている。

ここで、タイミング再生モードとは、現時点で受信したタイミングパケットに基づいて再生した周期及び位相を用いて、クロック及びタイミングパルスを出力するモードである。また、ホールドオーバーモードとは、過去に正常に受信できたタイミングパルスから保存しておいた周期及び位相を用いて、クロック及びタイミングパルスを出力するモードである。タイミング再生モードからホールドオーバーモードへの切り替えは、タイミングパケットの受信正常性又はタイムアウトに基づいて実行される。

ＩＥＥＥ １５８８ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ

一般に、同期情報を持たないパケットのようなバースト信号を用いて、複数の装置のクロック周波数及び時刻を同期させる方法として、ＩＥＴＦ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＮＴＰ）やＩＥＥＥ １５８８-２００２ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＰＴＰ） ｖｅｒｉｓｏｎ．１、ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．８２８２／Ｙ．１３６２ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｐｓｅｕｄｏ Ｗｉｒｅ Ｅｍｕｌａｔｉｏｎ Ｅｄｇｅ ｔｏ Ｅｄｇｅ（ＰＷＥ３）といった標準規格がある。

また、Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＴＤＤ ＬＴＥ）といった、周波数に加えて時刻同期を無線伝送装置間で必要とし、かつ、周波数はｐｐｂ単位、時刻の位相精度はｕｓ単位といった高精度を要求する規格に対しては、ＩＥＥＥ １５８８−２００８ ＰＴＰ ｖｅｒｓｉｏｎ．２ 又は、個々の装置で、Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ（ＧＮＳＳ）に同期させるしかなかった。

さらに、パケットによる信号を、無線伝送路を介して伝送する場合、機器障害及び天候悪化によって断続的に発生する信号誤りによるパケット破棄により、タイミングパケットの受信周期の延伸、並びに、再生クロック周波数及び時刻の精度悪化が課題となっている。

この課題を解決する方法として、ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１と、ＩＥＥＥ ８０２．１ａｇが規定するところのＥＯＡＭ（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） ＯＡＭ）制御を実行する方法がある。この方法では、ＥＯＡＭ信号による常時監視（Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ）を用いることにより、機器障害を含む伝送路異常を高速に検出することが可能となる。ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．８０３２／Ｙ．１３４４ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標） Ｒｉｎｇ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇにおいても、機器障害を含むリング伝送路の異常を高速に検出する方法の一例として、Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｃｈｅｃｋが提案されている。

図５は、無線伝送装置を備えたシステムの構成を示すブロック図である。図５において、無線伝送装置４０ｃは、ＥＯＡＭ部４９を備える。また、無線伝送装置４０ｃの無線対向局である無線伝送装置２０ｃも、ＥＯＡＭ部４９と同様のＥＯＡＭ部２１を備える。ＥＯＡＭ部４９は、パケットスイッチ部４２との間で、ＥＯＡＭ信号の送受信を行う。すなわち、ＥＯＡＭ部４９は、無線伝送路３０を含む全てのパケット伝送路において、無線対向局である無線伝送装置２０ｃとの間で、パケットスイッチ部４２を介して制御パケットを短周期で送受信する。ここで、ＥＯＡＭ部４９は、パケット受信が一定周期途切れた場合、無線伝送装置２０ｃ又は伝送路の異常と判定する。

ＥＯＡＭ信号は、Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｃｈｅｃｋに限らないが、説明を簡単化するためＣｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｃｈｅｃｋを例に説明を続ける。ＥＯＡＭ部４９は、無線対向局である無線伝送装置２０ｃのＥＯＡＭ部２１から送信されたＣｏｎｔｉｎｕｉｔｙｃｈｅｃｋパケットを用いて、正しい制御パケットを特定の周期内で受信できれば”正常”と判定する。一方、ＥＯＡＭ部４９は、正しい制御パケットを特定の周期内で受信できなければ”異常”と判定し、そのパケットに基づいて機器又は伝送路の異常を検出し、その結果を無線区間正常判定信号として、ホールドオーバー切替部４６に出力する。無線伝送装置２０ｃのＥＯＡＭ部２１から、Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｃｈｅｃｋパケットを短周期で出力することで、無線伝送装置４０ｃは、Ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ Ｃｈｅｃｋ制御パケットの破棄を、ＥＯＡＭ部４９により高速に検出することができる。

さらに、ホールドオーバー切替部４７は、ＥＯＡＭ部４９により機器又は伝送路の異常が検出された場合、タイミング再生モードからホールドオーバーモードに動作を切り替える。なお、制御パケットの周期は、ＩＴＵ−Ｔ Ｙ．１７３１、又はＩＥＥＥ ８０２．１ａｇの勧告に準拠する。

しかしながら、ＥＯＡＭ部は、価格が高く、ＥＯＡＭ制御を実行する処理負荷も高いという問題がある。また、無線伝送路は、天候（降雨、降雪、砂嵐等）次第では、無線受信電力の低下及び位相雑音が増加し、信号に誤りが発生し、無線フレーム及びタイミングパケットの破棄に至る可能性もある。このことから、受信したタイミングパケットの正常性、及びタイムアウトによる異常状態の検出について、無線伝送装置では、ホールドオーバーへの切り替えが遅れ、クロック周波数及び時刻のずれが、結果的に大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、前記の点に鑑みてなされたものであり、ＥＯＡＭ制御を実行することなく、機器又は伝送路に異常が発生してから短時間で異常状態を検出して、クロック周波数及び時刻の精度を保つことができる無線伝送装置及び無線伝送方法を提供することを目的とする。

本発明に係わる無線伝送装置は、上記の課題を解決するためになされたものであり、タイミングパケットを含むＬＡＮ信号及び誤り検出符号が多重化され、高周波の無線出力信号に変換された無線フレームを、無線伝送路から受信して復調し、復調した無線フレームからＬＡＮ信号を分離するとともに、前記無線フレーム内の誤り検出符号から無線フレームの信号誤りを検出することで、無線フレームエラーレートを算出する無線受信部と、前記無線受信部により算出された無線フレームエラーレートが第１の閾値を上回った場合、前記ＬＡＮ信号に含まれるタイミングパケットから再生された周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを出力するタイミング再生モードから、正常時に保存しておいた周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを出力するホールドオーバーモードに、動作モードを切り替えるホールドオーバー切替部と、を備えることを特徴とする無線伝送装置である。

また、本発明に係わる無線伝送方法は、無線伝送装置における無線伝送方法であって、無線受信部が、タイミングパケットを含むＬＡＮ信号及び誤り検出符号が多重化され、高周波の無線出力信号に変換された無線フレームを、無線伝送路から受信して復調し、復調した無線フレームからＬＡＮ信号を分離するとともに、前記無線フレーム内の誤り検出符号から無線フレームの信号誤りを検出することで、無線フレームエラーレートを算出するステップと、ホールドオーバー切替部が、前記無線受信部により算出された無線フレームエラーレートが第１の閾値を上回った場合、前記ＬＡＮ信号に含まれるタイミングパケットから再生された周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを出力するタイミング再生モードから、正常時に保存しておいた周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを出力するホールドオーバーモードに、動作モードを切り替えるステップと、を有することを特徴とする無線伝送方法である。

本発明の第一実施形態によれば、無線伝送路から受信した無線出力信号から無線フレームを復調し、復調した無線フレーム内の誤り検出符号から無線フレームエラーレートを算出して、この無線フレームエラーレートが第１の閾値を上回った場合に、タイミング再生モードからホールドオーバーモードに移行する。これにより、無線伝送装置は、ＥＯＡＭ制御を実行することなく、機器又は伝送路に異常が発生してから短時間で異常状態を検出して、クロック周波数及び時刻の精度を保つことができる。

本発明の第一実施形態に係わる無線伝送装置を備えたシステムの構成を示すブロック図である。 本発明の第一実施形態における、タイミング処理部のタイミングパケット及び受信間隔の正常判定手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第一実施形態における、ホールドオーバー切替部のホールドオーバー判定手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の第二実施形態における、無線伝送装置を備えたシステムの構成を示すブロック図である。 無線伝送装置を備えたシステムの構成を示すブロック図である。

[第一実施形態]
本発明の第一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
本発明の第一実施形態では、ＩＥＥＥ １５８８ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（以下、「ＩＥＥＥ １５８８ ＰＴＰ」という）のタイミングパケットを受信してクロック周波数及び時刻を再生する無線伝送装置において、無線伝送装置は、タイミングパケットの正常判定に加えて、無線及びパケットそれぞれの伝送路の正常判定を行う。これにより、無線伝送装置は、機器や伝送路の異常発生から短時間でホールドオーバーモードへ移行し、クロック周波数及び時刻の精度の保持を可能とする。

図１は、無線伝送装置を備えたシステムの構成を示すブロック図である。ユーザーネットワーク１０内には、ユーザーが使用する伝送装置（図示略）と、ＩＥＥＥ １５８８ ＰＴＰの同期情報源となるマスター局（図示略）とが含まれている。ユーザーネットワーク１０内のマスター局からのＬＡＮ信号には、ユーザーネットワーク１０からのユーザーデータと、ＩＥＥＥ １５８８ ＰＴＰの同期に使用するタイミングパケットとの両方が含まれている。無線伝送装置２０ａは、ユーザーネットワーク１０からＬＡＮ信号を受信し、そのＬＡＮ信号を無線フレームに多重し、さらに、誤り検出符号を多重する。また、無線伝送装置２０ａは、ＬＡＮ信号と誤り検出符号とを多重した無線フレームに、アナログ変調及び周波数変換を施し、高周波の無線出力信号を生成する。また、無線伝送装置２０ａは、生成した無線出力信号を無線伝送路３０に出力する。

無線伝送装置４０ａは、無線受信部４１ａと、パケットスイッチ部４２と、タイミング処理部４３と、時刻カウンター部４４と、ホールドオーバー部４５と、ホールドオーバー切替部４６と、時刻カウンター発振器４７と、ホールドオーバー発振器４８とを備える。

無線受信部４１ａは、無線伝送路３０で伝送されてきた無線出力信号を受信し、受信した無線出力信号に周波数変換及びデジタル復調を施して、無線フレームを得る。また、無線受信部４１ａは、得られた無線フレームからＬＡＮ信号を分離し、分離したＬＡＮ信号を分離ＬＡＮ信号として、パケットスイッチ部４２に出力する。また、無線受信部４１aは、受信した無線出力信号の受信電力を測定し、測定した受信電力を受信電力信号として、ホールドオーバー切替部４６に出力する。また、無線受信部４１aは、無線フレーム内の誤り検出符号から無線フレームの信号誤りを検出することで、無線フレームエラーレートを算出し、算出した無線フレームエラーレートを無線フレームエラー信号として、ホールドオーバー切替部４６に出力する。

パケットスイッチ部４２は、ＩＥＥＥ ８０２．３により規定されるパケット内の各フィールド値から転送先ポートを特定して出力する、レイヤー２スイッチである。パケットスイッチ部４２は、無線受信部４１aから出力された分離ＬＡＮ信号を受信し、ＩＥＥＥ１５８８ ＰＴＰの勧告に従い、ＩＥＥＥ １５８８ ＰＴＰによるクロック周波数及び時刻同期に使用するタイミングパケットを検出して、検出したタイミングパケットをタイミングパケット信号として、タイミング処理部４３に出力する。また、パケットスイッチ部４２は、自局（無線受信部４１ａ）宛のタイミングパケット以外を、ＬＡＮ信号としてユーザーネットワーク５０に出力する。また、パケットスイッチ部４２は、受信した分離ＬＡＮ信号のパケットに含まれている冗長符号に基づいて信号誤り（パケットエラー）を検出し、パケットエラーレートを算出して、パケットエラー信号としてホールドオーバー切替部４６に出力する。

タイミング処理部４３は、パケットスイッチ部４２から出力されたタイミングパケット信号を受信する。タイミング処理部４３は、ＩＥＥＥ １５８８ ＰＴＰにおける同期情報源となるマスター局のクロック周波数、時刻及び伝搬遅延を、受信したタイミングパケット信号から取得する。また、タイミング処理部４３は、マスター局の時刻に時刻カウンター４４を同期させるための補正信号を、カウンター補正信号として時刻カウンター部４４に出力する。また、タイミング処理部４３は、所定の判定手順に従い、タイミングパケットの正常判定を行い、その結果をタイミングパケット正常判定信号として、ホールドオーバー切替部４６に出力する。

時刻カウンター部４４は、時刻カウンター発振器４７から出力される時刻カウンター動作クロック信号を用いてカウンターを動作させ、タイミング処理部４３から出力されたカウンター補正信号に基づいてカウンター値のオフセット及びカウント周期を補正する。これにより、時刻カウンター部４４は、マスター局の時刻カウンターに、時刻カウンター部４４のカウンターを同期させる。また、時刻カウンター部４４は、マスター局の時刻と同期した時刻カウンター部４４のカウンターから生成したクロック及びタイミングパルスを、同期タイミング信号としてホールドオーバー部４５に出力する。

ホールドオーバー部４５は、時刻カウンター部４４から出力された同期タイミング信号と、ホールドオーバー発振器４８から出力されたホールドオーバー動作クロック信号とをそれぞれ受信し、ホールドオーバー動作クロック信号を用いて、同期タイミング信号の周期及び位相情報を保存する。

また、ホールドオーバー部４５は、ホールドオーバー切替部４６から出力されたホールドオーバー切替信号に基づいて動作する。具体的には、ホールドオーバー部４５は、タイミング再生モードでは、同期タイミング信号から再生された周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを生成し、生成したクロック及びタイミングパルスを、同期タイミングパルス出力信号としてユーザーネットワーク５０に出力する。一方、ホールドオーバー部４５は、ホールドオーバーモードでは、正常時に保存しておいた周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを生成し、生成したクロック及びタイミングパルスを、同期タイミングパルス出力信号としてユーザーネットワーク５０に出力する。

時刻カウンター発振器４７は、時刻カウンター部４４にカウンター動作クロック信号を出力する。ホールドオーバー発振器４８は、ホールドオーバー部４５にホールドオーバー動作クロック信号を出力する。

ホールドオーバー切替部４６は、無線受信部４１ａから出力された受信電力信号及び無線フレームエラー信号と、パケットスイッチ部４２から出力されたパケットエラー信号と、タイミング処理部４３から出力されたイミングパケット正常判定信号とを、それぞれ受信する。

ホールドオーバー切替部４６は、タイミング再生モードとするか、又はホールドオーバーモードとするかを、所定の判定手順（図３を用いて後述する）に従い判定する。ホールドオーバー切替部４６は、その判定結果を示すホールドオーバー切替信号を、ホールドオーバー部４５に出力する。

次に、本実施の形態の無線伝送装置４０ａの動作手順を説明する。
動作手順の概要として、無線伝送装置４０ａの無線受信部４１ａは、無線伝送路３０から無線出力信号を受信し、周波数変換、デジタル復調を施して無線フレームを得る。そして、無線受信部４１ａは、得られた無線フレームからパケット信号を分離し、分離したパケット信号を分離ＬＡＮ信号として、パケットスイッチ部４２に出力する。さらに、無線受信部４１ａは、無線出力信号の受信電力を測定し、測定した受信電力を受信電力信号として、ホールドオーバー切替部４６に出力する。また、無線受信部４１aは、無線フレーム内の誤り検出符号から無線フレームの信号誤りを検出し、検出し信号誤りを無線フレームエラー信号として、ホールドオーバー切替部４６に出力する。

パケットスイッチ部４２は、無線受信部４１ａから出力された分離ＬＡＮ信号を受信する。そして、パケットスイッチ部４２は、ＩＥＥＥ １５８８ ＰＴＰによるクロック周波数及び時刻同期に使用するタイミングパケットを検出し、検出したタイミングパケットをタイミングパケット信号として、タイミング処理部４３に出力する。また、パケットスイッチ部４２は、自局（無線受信部４１ａ）宛のタイミングパケット以外を、ＬＡＮ出力信号としてユーザーネットワーク５０に出力する。また、パケットスイッチ部４２は、分離ＬＡＮ信号のパケット内の冗長符号に基づいて信号誤りを検出し、検出した信号誤りをパケットエラー信号として、ホールドオーバー切替部４６に出力する。

タイミング処理部４３は、パケットスイッチ部４２から出力されたタイミングパケット信号を受信する。タイミング処理部４３は、ＩＥＥＥ １５８８ ＰＴＰにおける同期情報源となるマスター局からクロック周波数、時刻、及び伝搬遅延を、受信したタイミングパケット信号から取得し、時刻カウンター部４４の時刻（カウンター）とマスター局とを同期させるための補正信号を、カウンター補正信号として時刻カウンター部４４に出力する。また、タイミング処理部４３は、所定の判定手順（図３を用いて後述する）に従い、タイミングパケット及び受信間隔の正常判定を行い、その結果をタイミングパケット正常判定信号として、ホールドオーバー切替部４６に出力する。

図２は、タイミング処理部のタイミングパケット及び受信間隔の正常判定手順を説明するためのフローチャートである。まず、タイミング処理部４３は、タイミングパケット内の特定フィールドから当該パケットの伝搬遅延を算出し、得られた伝搬遅延と予め定められた閾値Ｄ、Ｆとを比較する(ステップＳ１)。

タイミングパケットの伝搬遅延が閾値Ｄ以上かつ閾値Ｆ以下の場合（ステップＳ１−ＹＥＳ）、タイミング処理部４３は、タイミングパケット内の特定フィールドからマスター局の時刻カウンター値を表すタイムスタンプを抽出する。そして、タイミング処理部４３は、抽出したタイムスタンプと自局（無線受信部４１ａ）の時刻カウンター値との差分の絶対値を算出し、算出した差分の絶対値と閾値Ｇとを比較する（ステップＳ２）。

抽出したタイムスタンプと自局（無線受信部４１ａ）の時刻カウンター値との差分の絶対値が閾値Ｇ以下である場合（ステップＳ２−ＹＥＳ）、タイミング処理部４３は、算出したタイミングパケット到着間隔と、予め定められた閾値Ｈとを比較する(ステップＳ３)。タイミングパケット到着間隔が閾値Ｈ以下の場合（ステップＳ３−ＹＥＳ）、タイミング処理部４３は、正常検出と判定する(ステップＳ４)。

一方、ステップＳ１において、タイミングパケットの伝搬遅延が、閾値Ｄ以上でない又は閾値Ｆ以下でない場合（ステップＳ１−ＮＯ）、タイミング処理部４３は、異常検出と判定する(ステップＳ５)。また、ステップＳ２において、抽出したタイムスタンプと自局（無線受信部４１ａ）の時刻カウンター値との差分の絶対値が閾値Ｇ以下でない場合（ステップＳ２−ＮＯ）、タイミング処理部４３は、異常検出と判定する(ステップＳ５)。また、ステップＳ３において、タイミングパケット到着間隔が閾値Ｈ以下でない場合（ステップＳ３−ＮＯ）、タイミング処理部４３は、異常検出と判定する(ステップＳ５)。

このようにして、タイミング処理部４３は、受信したタイミングパケットを基に図２に示された判定手順に従い、タイミングパケットの正常判定を実行する。

図１に戻り、構成の説明を続ける。時刻カウンター部４４は、時刻カウンター発振器４７から出力された時刻カウンター動作クロック信号を用いて、カウンターを動作させる。
さらに、時刻カウンター部４４は、タイミング処理部４３から出力されたカウンター補正信号に基づいて、カウンター値のオフセットやカウント周期を補正することで、マスター局の時刻にカウンターを同期させる。また、時刻カウンター部４４は、マスター局と同期したカウンターから生成したクロックとタイミングパルスを、同期タイミング信号としてホールドオーバー部４５に出力する。

ホールドオーバー部４５は、ホールドオーバー発振器４８から出力されたホールドオーバー動作クロック信号を用いて、時刻カウンター部４４から出力された同期タイミング信号の周期及び位相情報を保存する。また、ホールドオーバー部４５は、ホールドオーバー切替部４６から出力されたホールドオーバー切替信号に基づき、タイミング再生モードでは、同期タイミング信号の周期及び位相でクロック及びタイミングパルスを、同期タイミングパルス出力信号としてユーザーネットワーク５０に出力する。一方、ホールドオーバー部４５は、ホールドオーバーモードでは、正常時に保存しておいた周期及び位相のクロック及びタイミングパルスを生成して、それらを同期タイミングパルス出力信号として出力する。

ホールドオーバー切替部４６は、無線受信部４１ａから出力された受信電力信号及び無線フレームエラー信号、パケットスイッチ部４２から出力されたパケットエラー信号、タイミング処理部４３から出力されたタイミングパケット正常判定信号をそれぞれ受信する。また、ホールドオーバー切替部４６は、所定の制御に従って、タイミング再生モードか、又はホールドオーバーモードかを判定し、その判定結果をホールドオーバー切替信号としてホールドオーバー部４５に出力する。

図３は、ホールドオーバー切替部のホールドオーバー判定手順を説明するためのフローチャートである。ホールドオーバー切替部４６は、受信電力信号から無線の受信電力を検出し、検出した受信電力と、予め定められた閾値Ａ（第１の閾値）とを比較する(ステッＳａ１)。

受信電力信号から検出した受信電力が閾値Ａ以上である場合(ステッＳａ１−ＹＥＳ)、ホールドオーバー切替部４６は、無線フレームエラー信号から無線フレームのエラーレートを算出し、算出した無線フレームのエラーレートと、予め定められた閾値Ｂ（第２の閾値）とを比較する(ステップＳａ２)。

無線フレームレートのエラーレートが閾値Ｂ以上である場合(ステップＳａ２−ＹＥＳ)、ホールドオーバー切替部４６は、パケットエラー信号からパケット信号のエラーレートを算出し、算出したエラーレートと、予め定められた閾値C（第３の閾値）とを比較する(ステップＳａ３)。

パケット信号のエラーレートが閾値Ｃ以上である場合(ステップＳａ３−ＹＥＳ)、ホールドオーバー切替部４６は、タイミングパケット正常判定信号を基に、タイミングパケットを正常に受信したか否かを判定する（ステップＳａ４）。タイミングパケットを正常に受信した場合（ステップＳａ４−ＹＥＳ）、ホールドオーバー切替部４６は、タイミング再生モードへ切り替える（ステップＳａ５）。

一方、ステッＳａ１において、受信電力信号から検出した受信電力が閾値Ａ以上でない場合(ステッＳａ１−ＮＯ)、ホールドオーバー切替部４６は、ホールドオーバーモードへ切り替える（ステップＳａ６）。また、ステッＳａ２において、無線フレームレートのエラーレートが閾値Ｂ以上でない場合(ステップＳａ２−ＮＯ)、ホールドオーバー切替部４６は、ホールドオーバーモードへ切り替える（ステップＳａ６）。

また、ステッＳａ３において、パケット信号のエラーレートが閾値Ｃ以上でない場合(ステップＳａ３−ＮＯ)、ホールドオーバー切替部４６は、ホールドオーバーモードへ切り替える（ステップＳａ６）。また、ステッＳａ４において、タイミングパケットを正常に受信していない場合（ステップＳａ４−ＮＯ）、ホールドオーバー切替部４６は、ホールドオーバーモードへ切り替える（ステップＳａ６）。

このように、受信電力が閾値A以上、無線フレームエラーレートが閾値Ｂ以上、パケットエラーレートが閾値Ｃ以上、及び、タイミングパケット正常受信の各条件が全て満たされた場合、ホールドオーバー切替部４６は、タイミング再生モードに切り替え、タイミングパケットに基づいて再生した周期及び位相でクロック及びタイミングパルスを出力する。一方、いずれか１つの条件でも満たさない場合、ホールドオーバー切替部４６は、ホールドオーバーモードに切り替え、正常時に保存しておいた周期及び位相で、クロック及びタイミングパルスを出力する。

以上のように、無線伝送装置４０ａは、タイミングパケットを含むＬＡＮ信号及び誤り検出符号が多重化され、高周波の無線出力信号に変換された無線フレームを、無線伝送路３０から受信して復調し、復調した無線フレームからＬＡＮ信号を分離するとともに、無線フレーム内の誤り検出符号から無線フレームの信号誤りを検出することで、無線フレームエラーレートを算出する無線受信部４１ａと、無線受信部４１ａにより算出された無線フレームエラーレートが閾値Ｂを上回った場合、ＬＡＮ信号に含まれるタイミングパケットから再生された周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを出力するタイミング再生モードから、正常時に保存しておいた周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを出力するホールドオーバーモードに、動作モードを切り替えるホールドオーバー切替部４６と、を備える。

この構成により、無線出力信号から無線フレームが復調され、復調された無線フレーム内の誤り検出符号から無線フレームエラーレートが算出されて、この無線フレームエラーレートが閾値Ｂを上回った場合に、タイミング再生モードからホールドオーバーモードに切替わる。これにより、無線伝送装置４０ａは、ＥＯＡＭ制御を実行することなく、機器又は伝送路に異常が発生してから短時間で異常状態を検出して、ホールドオーバーモードに移行することが可能となり、クロック周波数及び時刻の精度を保つことができる。また、無線伝送装置４０ａは、補償型発振器を備える必要もない。

また、無線受信部４１ａは、無線伝送路３０から受信した無線出力信号の受信電力を測定し、ホールドオーバー切替部４６は、無線受信部４１ａにより測定された受信電力が閾値Ａを下回った場合、タイミング再生モードからホールドオーバーモードに、動作モードを切り替える。

この構成により、無線出力信号の受信電力が測定されて、この受信電力が閾値Ａを下回った場合に、タイミング再生モードからホールドオーバーモードに切替わる。これにより、無線伝送装置４０ａは、ＥＯＡＭ制御を実行することなく、機器や伝送路に異常が発生してから短時間でホールドオーバーモードに移行することが可能となり、クロック周波数及び時刻の精度を保つことができる。

また、無線受信部４１ａで無線フレームから分離されたＬＡＮ信号からクロック周波数及び時刻同期に使用するタイミングパケットを検出するとともに、ＬＡＮ信号のパケット内の冗長符号に基づいて信号誤りを検出することで、パケットエラーレートを算出するパケットスイッチ部４２を備え、ホールドオーバー切替部４６は、パケットスイッチ部４２により算出されたパケットエラーレートが閾値Ｃを上回った場合、タイミング再生モードからホールドオーバーモードに、動作モードを切り替える。

この構成により、ＬＡＮ信号のパケット内の冗長符号を基に信号誤りが検出されて、パケットエラーレートが算出され、このパケットエラーレートが閾値Ｃを上回った場合に、タイミング再生モードからホールドオーバーモードに切替わる。これにより、無線伝送装置４０ａは、ＥＯＡＭ制御を実行することなく、機器や伝送路に異常が発生してから短時間でホールドオーバーモードに移行することが可能となり、クロック周波数及び時刻の精度を保つことができる。

また、ホールドオーバー切替部４６は、無線フレームのエラーレートが閾値Ｂ以下、受信電力が閾値Ａ以上、パケットエラーレートが閾値Ｃ以下、及び、タイミングパケット正常受信の各条件が全て満たされた場合に、ホールドオーバーモードからタイミング再生モードに、動作モードを切り替える。

この構成により、無線フレームエラーレートが閾値Ｂ以下、受信電力が閾値Ａ以上、パケットエラーレートが閾値Ｃ以下、及び、タイミングパケット正常受信の各条件が全て満たされると、ホールドオーバーモードからタイミング再生モードに切替わる。これにより、無線伝送装置４０ａは、ＥＯＡＭ制御を実行することなく、ホールドオーバーモードとタイミング再生モードの移行を正確に行うことが可能となり、クロック周波数及び時刻の精度を保つことができる。

[第二実施形態]
本発明の第二実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
第二実施形態では、無線伝送装置に適応変調方式が採用されている点と、ホールドオーバー移行条件を工夫した点とが、第二実施形態と異なる。以下では、第一実施形態との相違点についてのみ説明する。

図４は、無線伝送装置を備えたシステムの構成を示すブロック図である。無線伝送装置２０ｂ及び無線伝送装置４０ｂは、適応変調方式が採用されている無線伝送装置である。
ここで、適応変調方式とは、実現可能な帯域の最大化を無線受信電力に応じて実行するとともに、天候悪化等による受信電力低下時には、電力及びノイズによる外乱に対する耐力の大きい変調方式に切り替えるという方式である。なお、適応変調方式自体には、所定のアルゴリズムが適宜用いられてよい。

無線伝送装置４０ｂは、無線受信部４１ｂを備える。無線受信部４１ｂは、無線対向局である無線伝送装置２０ｂから、無線伝送路３０を介して無線出力信号を受信する。無線受信部４１ｂは、無線フレーム内に格納された変調方式情報に基づいて、無線変調方式の切り替えを検出し、ＡＭＲ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｒａｄｉｏ）切替信号としてホールドオーバー切替部４６に出力する。ホールドオーバー切替部４６は、図３を用いて説明した判定手順に加えて、ＡＭＲ切替信号に基づいて無線変調方式の切替を検出する。ホールドオーバー切替部４６は、無線変調方式の切替が発生した場合、動作モードをホールドオーバーモードに一定時間切り替える。また、この切り替えが一定時間安定した場合、ホールドオーバー切替部４６は、動作モードをタイミング再生モードに切り替える。

以上のように、無線伝送装置２０ｂ及び無線伝送装置４０ｂは、適応変調方式が採用された無線伝送装置である。無線伝送装置４０ｂのホールドオーバー切替部４６は、適応変調による変調方式の切り替えが発生した場合、ホールドオーバーモードに動作モードを一定時間切り替え、更に、変調方式が一定時間安定した場合、動作モードをタイミング再生モードに切り替える。

この構成により、適応変調による変調方式の切り替えが発生した場合、動作モードをホールドオーバーモードに一定時間切り替え、一定時間変調方式が安定した場合、動作モードをタイミング再生モードに切り替える。これにより、無線伝送装置４０ｂは、ＥＯＡＭ制御を実行することなく、機器又は伝送路に異常が発生してから短時間で、ホールドオーバーモードに移行することが可能となり、クロック周波数及び時刻の精度を保つことができる。

ここで、タイミングパケットは、ＩＥＥＥ １５８８ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌによるクロック周波数及び時刻同期に使用するタイミングパケットでもよい。

なお、ＩＥＥＥ １５８８ＰＴＰによるクロック周波数及び時刻の再生を行う場合、タイミングパケットの伝搬遅延補正が必要であるが、ＩＥＥＥ １５８８準拠の方式では、タイミングパケット自体を用いて遅延測定を実行するため、遅延更新周期が長く、無線フレーム単位という短周期で変調方式が切り替えられる、すなわち、伝搬遅延が変化する適応変調方式では遅延補正が不十分となり、再生クロック周波数及び時刻への誤差が拡大するという可能性がある。

この場合でも、無線伝送装置４０ｂは、機器障害を含む無線伝送路異常及びパケット通信異常検出に加え、適応変調方式による変調方式の切り替えを検出することで、変調方式の切り替えを起因として、動作モードをホールドオーバーモードに切り替える。これにより、無線伝送装置４０ｂは、クロック周波数及び時刻の誤差を小さく保つことができる。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

例えば、上記の説明では、無線伝送装置２０ａの送信機能や、ユーザーネットワーク５０からユーザーネットワーク１０への信号通過のための機能ブロックは、図示が省略されている。当該機能ブロックが追加され、クロック周波数及び時刻の再生のための機能ブロックを無線伝送装置２０ａが具備しても、本発明の要旨は逸脱しない。

なお、以上に説明した無線伝送装置を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録し、そのプログラムをコンピュータシステムに読み込ませて実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

（付記１）前記タイミングパケットは、ＩＥＥＥ １５８８ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌによるクロック周波数及び時刻同期に使用するタイミングパケットであることを特徴とする無線伝送装置。

（付記２）前記タイミングパケットが、ＩＥＥＥ １５８８ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌによるクロック周波数及び時刻同期に、タイミングパケットを使用するステップを有することを特徴とする無線伝送方法。

本願は、２０１１年５月１８日に、日本に出願された特願２０１１−１１１１２４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

ＥＯＡＭ制御を実行することなく、機器又は伝送路に異常が発生してから短時間で異常状態を検出して、クロック周波数及び時刻の精度を保つことができる無線伝送装置及び無線伝送方法を提供することができる。

１０ ユーザーネットワーク
２０ａ 無線伝送装置
２０ｂ 無線伝送装置
２０ｃ 無線伝送装置
２１ ＥＯＡＭ部
３０ 無線伝送路
４０ａ 無線伝送装置
４０ｂ 無線伝送装置
４０ｃ 無線伝送装置
４１ａ 無線受信部
４２ パケットスイッチ部
４３ タイミング処理部
４４ 時刻カウンター部
４５ ホールドオーバー部
４６ ホールドオーバー切替部
４７ 時刻カウンター発振器
４８ ホールドオーバー発振器
４９ ＥＯＡＭ部
５０ ユーザーネットワーク

Claims (10)

1. タイミングパケットを含むＬＡＮ信号及び誤り検出符号が多重化され、高周波の無線出力信号に変換された無線フレームを、無線伝送路から受信して復調し、復調した無線フレームからＬＡＮ信号を分離するとともに、前記無線フレーム内の誤り検出符号から無線フレームの信号誤りを検出することで、無線フレームエラーレートを算出する無線受信部と、
   前記無線受信部により算出された無線フレームエラーレートが第１の閾値を上回った場合、前記ＬＡＮ信号に含まれるタイミングパケットから再生された周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを出力するタイミング再生モードから、正常時に保存しておいた周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを出力するホールドオーバーモードに、動作モードを切り替えるホールドオーバー切替部とを備えた無線伝送装置。
2. 前記無線受信部は、前記無線伝送路から受信した無線出力信号の受信電力を測定し、
   前記ホールドオーバー切替部は、前記無線受信部により測定された受信電力が第２の閾値を下回った場合、前記タイミング再生モードから前記ホールドオーバーモードに、動作モードを切り替える請求項１に記載の無線伝送装置。
3. 前記無線受信部により無線フレームから分離されたＬＡＮ信号から、クロック周波数及び時刻同期に使用するタイミングパケットを検出するとともに、前記ＬＡＮ信号のパケット内の冗長符号に基づいて信号誤りを検出することで、パケットエラーレートを算出するパケットスイッチ部を備え、
   前記ホールドオーバー切替部は、前記パケットスイッチ部により算出されたパケットエラーレートが第３の閾値を上回った場合、前記タイミング再生モードから前記ホールドオーバーモードに、動作モードを切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線伝送装置。
4. 前記無線受信部により無線フレームから分離されたＬＡＮ信号のパケット内の冗長符号に基づいて信号誤りを検出することで、パケットエラーレートを算出するパケットスイッチ部により検出されたタイミングパケットの正常判定処理を実行するタイミング処理部を備え、
   前記ホールドオーバー切替部は、前記無線フレームのエラーレートが前記第１の閾値以下、前記無線受信部により測定された受信電力が第２の閾値以上、前記パケットスイッチ部によって算出された前記パケットエラーレートが第３の閾値以下、及びタイミングパケット正常受信の各条件が全て満たされた場合に、前記ホールドオーバーモードから前記タイミング再生モードに、動作モードを切り替える請求項１に記載の無線伝送装置。
5. 前記ホールドオーバー切替部は、適応変調による変調方式の切り替えが発生した場合、前記ホールドオーバーモードに動作モードを一定時間切り替え、更に、変調方式が一定時間安定した場合、動作モードを前記タイミング再生モードに切り替える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線伝送装置。
6. 無線伝送装置における無線伝送方法であって、
   無線受信部が、タイミングパケットを含むＬＡＮ信号及び誤り検出符号が多重化され、高周波の無線出力信号に変換された無線フレームを、無線伝送路から受信して復調し、復調した無線フレームからＬＡＮ信号を分離するとともに、前記無線フレーム内の誤り検出符号から無線フレームの信号誤りを検出することで、無線フレームエラーレートを算出するステップと、
   ホールドオーバー切替部が、前記無線受信部により算出された無線フレームエラーレートが第１の閾値を上回った場合、前記ＬＡＮ信号に含まれるタイミングパケットから再生された周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを出力するタイミング再生モードから、正常時に保存しておいた周期及び位相に基づいてクロック及びタイミングパルスを出力するホールドオーバーモードに、動作モードを切り替えるステップとを有する無線伝送方法。
7. 前記無線受信部が、前記無線伝送路から受信した無線出力信号の受信電力を測定するステップと、
   前記ホールドオーバー切替部が、前記無線受信部により測定された受信電力が第２の閾値を下回った場合、前記タイミング再生モードから前記ホールドオーバーモードに切り替えるステップとを有する請求項６に記載の無線伝送方法。
8. パケットスイッチ部が、前記無線受信部により無線フレームから分離されたＬＡＮ信号から、クロック周波数及び時刻同期に使用するタイミングパケットを検出するとともに、前記ＬＡＮ信号のパケット内の冗長符号に基づいて信号誤りを検出することで、パケットエラーレートを算出するステップと、
   前記ホールドオーバー切替部が、前記パケットスイッチ部により算出されたパケットエラーレートが第３の閾値を上回った場合、前記タイミング再生モードから前記ホールドオーバーモードに、動作モードを切り替えるステップとを有することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の無線伝送方法。
9. タイミング処理部が、前記無線受信部により無線フレームから分離されたＬＡＮ信号のパケット内の冗長符号に基づいて信号誤りを検出することで、パケットエラーレートを算出するパケットスイッチ部により検出されたタイミングパケットの正常判定処理を実行するステップと、
   前記ホールドオーバー切替部が、前記無線フレームのエラーレートが前記第１の閾値以下、前記無線受信部により測定された受信電力が第２の閾値以上、前記パケットスイッチ部によって算出された前記パケットエラーレートが第３の閾値以下、及びタイミングパケット正常受信の各条件が全て満たされた場合に、前記ホールドオーバーモードから前記タイミング再生モードに、動作モードを切り替えるステップとを有する請求項６に記載の無線伝送方法。
10. 前記ホールドオーバー切替部が、適応変調による変調方式の切り替えが発生した場合、前記ホールドオーバーモードに動作モードを一定時間切り替え、更に、変調方式が一定時間安定した場合、動作モードを前記タイミング再生モードに切り替えるステップを有する請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の無線伝送方法。

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