(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中継用ネットワークに接続された１つの親局と複数の子局との間で帯域要求に応じて該親局が帯域割当を行いＴＤＭＡ／ＴＤＤ通信を行う固定無線通信システムにおいて、
固定無線通信システムを、１つの親局と複数の子局と少なくとも１つの子局マスターとを含んで構成し、
前記親局と前記子局マスターとの間に障害時の迂回信号および前記親局からの制御信号が流れるバックアップ用回線を具備せしめ、
前記親局に、
前記各子局の帯域要求に応じてＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム内で帯域割当を行いかつ障害時に親局との無線通信を行えない子局が子局マスターと無線通信を行うためのバックアップ帯域を確保する帯域割当制御部と、
該帯域割当制御部によって割り当てられた帯域でＴＤＭＡ／ＴＤＤ通信を行うためのＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部と、
該ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部と前記中継用ネットワークと前記バックアップ用回線との接続を切り替えるためのスイッチ部と、
前記ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部の受信情報より無線回線の状態を監視し障害検知時にバックアップ帯域通知と障害の影響を受ける子局（障害子局）情報通知を行う無線回線監視制御部と、
該無線回線監視制御部からの前記バックアップ帯域通知により前記帯域割当制御部にバックアップ帯域の確保を命令し、かつ前記障害子局情報通知によって前記スイッチ部へ障害の影響を受ける信号を前記バックアップ用回線へ切り替えるように指示するバックアップ処理制御部とを設けると共に、
前記子局マスターに、
前記障害子局の帯域要求に応じて前記無線回線監視制御部より通知される前記バックアップ帯域内での帯域割当を行う帯域割当制御部と、
該帯域割当制御部によって割り当てられた帯域でＴＤＭＡ／ＴＤＤ通信を行うためのＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部と、
該ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部とユーザ毎のネットワークと前記バックアップ用回線との接続を障害時の迂回信号と迂回しない信号とを区別して切り替えるためのスイッチ部と、
前記親局の前記無線回線監視制御部から前記バックアップ用回線を介して通知される前記バックアップ帯域により前記子局マスターの前記帯域割当制御部にバックアップ帯域の通知を行い、かつ前記障害子局情報通知によって前記子局マスターの前記スイッチ部へ障害の影響を受ける信号を前記バックアップ用回線へ切り替えるように指示するバックアップ処理制御部とを設けたことを特徴とする固定無線通信システム。
【請求項２】
固定無線通信システムのバックアップ用回線として無線回線を使用し、
親局が、障害時に異なる周波数帯を用いて無線通信を行うための無線信号処理部を具備すると共に、
子局マスターが、障害時に異なる周波数帯を用いて無線通信を行うための無線信号処理部を具備する請求項１記載の固定無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１つの親局と複数の子局との間で無線通信を行う１対多型の固定無線通信システムにおいて、無線通信区間で降雨などの障害が発生した場合でも通信が途絶えたり、信号の誤り率が増大するなどの不都合を回避することのできる固定無線通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６に従来の固定無線通信システムの構成の例を示す。図６では、１つの親局と３つの子局で構成される場合について説明するが、子局が３つ以外の１対多型通信の場合も同様の構成および動作である。同図において、親局１００は中継用ネットワーク１９に接続され、また子局（３、４、５）はユーザ毎のネットワーク（２９，３９，４９）に接続され、親局１００と子局（３，４，５）との間で１対多型の無線通信が行われる。
【０００３】
無線区間の通信にはＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式が用いられており、親局１００から各子局（３，４，５）への下り通信は、親局１００のＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０で、送信待ちとなっている信号の数などの情報より子局（３，４，５）毎に必要な帯域を帯域割当制御部１５へと要求する。
【０００４】
一方、各子局（３，４，５）から親局１００への上り信号は、子局（３，４，５）毎に上りの情報信号に帯域要求を付加して無線チャネル（６１，６２，６３）にて送信し、親局１００のＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０を経て帯域割当制御部１２へと伝わる。
【０００５】
帯域割当制御部１２では、子局（３，４，５）毎の上りおよび下りの帯域要求に基づき、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム内で帯域割当を行い、その結果を親局１００のＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０へ通知するとともに、各子局（３，４，５）の割当帯域を子局毎に独立で固定な帯域にて各子局（３，４，５）へ通知する。
【０００６】
従来のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成を図７に示す。以下、図７を用いて従来のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成について説明する。親局１００の動作としては、帯域割当制御部１２によって各子局の帯域要求に応じたＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームを作成する。子局３、子局４、子局５からの上り帯域要求、および親局１００から各子局への下り帯域要求を受け取った帯域割当制御部１２は、その帯域要求に応じて各子局の受信のタイミング、および送信タイミングを決定し、子局３、子局４、子局５の送受信タイミングを記したフレーム情報Ｉ−ＣＨ（２）、Ｉ−ＣＨ（３）、Ｉ−ＣＨ（４）を作成する。
【０００７】
親局１００は、各子局ごとにあらかじめ定められたタイミングでフレーム情報Ｉ−ＣＨ（２）、Ｉ−ＣＨ（３）、Ｉ−ＣＨ（４）を送信し、さらにフレーム情報に基づいたタイミングで各子局への下り信号Ｄ−ＣＨ（２）、Ｄ−ＣＨ（３）、Ｄ−ＣＨ（４）を送信する。
【０００８】
子局５は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの定められたタイミングで子局５のフレーム情報Ｉ−ＣＨ（２）をフレームごとに必ず受信する。このフレーム情報Ｉ−ＣＨ（２）には、子局５の親局１００からの下り信号Ｄ−ＣＨ（２）を受信するタイミング、および親局１００への上り信号Ｕ−ＣＨ（２）の送信するタイミングが記されている。
【０００９】
子局５は、この情報に基づいたタイミングで送受信を行う。また親局１００へ送信する情報Ｕ−ＣＨ（２）に子局５の次のフレームでの上り帯域要求を添付する。子局２、子局３に関しても同様の方法でＴＤＭＡ／ＴＤＤ通信が行われる。
【００１０】
通常時の信号の流れについて説明する。中継用ネットワーク１９から親局１００方向への信号は、中継用ネットワーク１９からネットワーク接続部１５に入力され、その後、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０に入力される。
【００１１】
ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０に入力する信号はＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０から帯域割当制御部１２によって割り当てられた下り帯域（タイミング）でアンテナ１８を介して、子局（３，４，５）に送信される。子局５では親局１００からの信号を割り当てられた下り帯域においてアンテナ２８で受信し、受信した信号は子局５のＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０を経てネットワーク接続部２５でネットワーク２９と接続する。
【００１２】
ネットワーク２９は、複数のデータ端末で接続されるＬＡＮ環境を構築しており、親局１００からネットワーク２９に向けて送られてきた信号はネットワーク２９内のあて先であるデータ端末に送られる。親局１００から子局３および子局４に送られる信号についても同様の信号の流れである。
【００１３】
一方、子局５に接続されるネットワーク２９から子局５方向への信号は子局５内のネットワーク接続部２５を経てＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０にて無線信号処理され、アンテナ２８より、割り当てられた上り帯域で親局１００に向けて送信される。
【００１４】
親局１００では、子局５から送られてきた信号を割り当てられた上り帯域でアンテナ１８により受信し、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０で無線信号処理を行った後、ネットワーク接続部１５に信号を受け渡す。ネットワーク接続部１５では、子局５からの信号が中継用ネットワーク１９に送られる。子局３および子局４から親局１００に送られる信号についても同様の信号の流れである。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の固定無線通信システムにおいて、親局と子局との間の無線区間に、降雨、霧、降雪、工事用建設機械等の見通し遮蔽等による障害が発生した場合の動作について説明する。図６中に親局１００〜子局５間、および親局１００〜子局３間で障害が発生した場合の発生箇所を符号５０として示す。親局１００〜子局５間において、降雨等により障害５０が発生した場合は、親局１００から送信される子局５あての信号レベルは低下する。
【００１６】
子局５では受信した信号が受信可能なしきい値レベル以上であれば信号を再生することが可能であるが、しきい値レベルより低下すると親局１００から送られてきた信号を再生することができなくなり、通信回線が途絶える。また子局５で受信した信号がしきい値レベル以上であっても、しきい値付近においては信号の誤り率が増加し、回線品質が低下する。
【００１７】
また、子局５から親局１００に送られる信号レベルが障害５０により低下した場合の動作も同様である。親局１００〜子局３間においても、障害５０発生時の動作は親局１００〜子局５間の動作と同様である。障害５１が発生した場合には、親局１００と子局３の間の通信が途絶えることになる。
【００１８】
以上のように従来のシステムでは、親局と子局間の無線区間で降雨等の障害が発生した場合には、親局と子局間の通信が途絶えてしまうという問題があり、また、親局と子局との間の通信は、この障害の影響がなくなるまで通信を行うことができないという課題があった。
【００１９】
さらに、親局または子局の受信レベルがしきい値レベル以上であってもしきい値付近では信号の誤り率が増加し、通信が途絶えることがなくても回線品質が低下するという問題もあった。本発明は、無線区間において自然障害等が発生した場合においても通信が途絶えたり、回線品質が低下することのない固定無線通信システムを提供することを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明にあっては、中継用ネットワークに接続された１つの親局と複数の子局との間で帯域要求に応じて該親局が帯域割当を行いＴＤＭＡ／ＴＤＤ通信を行う固定無線通信システムにおいて、固定無線通信システムを、１つの親局と複数の子局と少なくとも１つの子局マスターとを含んで構成し、前記親局と前記子局マスターとの間に障害時の迂回信号および前記親局からの制御信号が流れるバックアップ用回線を具備せしめ、
【００２１】
前記親局に、前記各子局の帯域要求に応じてＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム内で帯域割当を行いかつ障害時に親局との無線通信を行えない子局が子局マスターと無線通信を行うためのバックアップ帯域を確保する帯域割当制御部と、該帯域割当制御部によって割り当てられた帯域でＴＤＭＡ／ＴＤＤ通信を行うためのＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部と、該ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部と前記中継用ネットワークと前記バックアップ用回線との接続を切り替えるためのスイッチ部と、
【００２２】
前記ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部の受信情報より無線回線の状態を監視し障害検知時にバックアップ帯域通知と障害の影響を受ける子局（障害子局）情報通知を行う無線回線監視制御部と、該無線回線監視制御部からの前記バックアップ帯域通知により前記帯域割当制御部にバックアップ帯域の確保を命令し、かつ前記障害子局情報通知によって前記スイッチ部へ障害の影響を受ける信号を前記バックアップ用回線へ切り替えるように指示するバックアップ処理制御部とを設けると共に、
【００２３】
前記子局マスターに、前記障害子局の帯域要求に応じて前記無線回線監視制御部より通知される前記バックアップ帯域内での帯域割当を行う帯域割当制御部と、該帯域割当制御部によって割り当てられた帯域でＴＤＭＡ／ＴＤＤ通信を行うためのＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部と、該ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部とユーザ毎のネットワークと前記バックアップ用回線との接続を障害時の迂回信号と迂回しない信号とを区別して切り替えるためのスイッチ部と、
【００２４】
前記親局の前記無線回線監視制御部から前記バックアップ用回線を介して通知される前記バックアップ帯域により前記子局マスターの前記帯域割当制御部にバックアップ帯域の通知を行い、かつ前記障害子局情報通知によって前記子局マスターの前記スイッチ部へ障害の影響を受ける信号を前記バックアップ用回線へ切り替えるように指示するバックアップ処理制御部とを設ける。
【００２５】
請求項２の発明にあっては、前記請求項１記載の固定無線通信システムにおいて、固定無線通信システムのバックアップ用回線として無線回線を使用し、親局に、障害時に異なる周波数帯を用いて無線通信を行うための無線信号処理部を具備せしめると共に、子局マスターに、障害時に異なる周波数帯を用いて無線通信を行うための無線信号処理部を具備せしめて構成する。
【００２６】
【作用】
本発明においては、親局と子局との無線区間において障害が発生し、通信状態が劣化した場合、または通信が途絶える場合においても、子局マスターのバックアップ用回線を使用することにより、親局との間で回線障害が生じた子局に対しても安定した通信状態を確保することができる。
【００２７】
また、親局からの司令により子局マスターがＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームを割り当てることで障害の影響を受ける子局を帯域要求に応じて公平かつ効率的に収容することができる。さらに、障害時に複数の子局を無線回線により収容する子局マスターについてのみバックアップ用回線を設定すればよいため、全ての子局にバックアップ用回線を設定する場合に比べてそのバックアップ用回線数や回線使用料を削減できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の第一の実施例を示す。以下、▲１▼通常時、▲２▼子局マスター２を含む障害（障害５０）時、▲３▼子局マスター２を含まない障害（障害５１）時の順にその動作を説明する。
【００２９】
▲１▼通常時の動作
通常時においては、親局１と子局マスター２との間の通信は無線チャネル６１．親局１と子局３との間の通信は無線チャネル６２、親局１と子局４の通信は無線チャネル６３によって行われる。無線チャネル（６１，６２，６３）は同一の周波数帯ｆ１において時分割されたチャネルである。
【００３０】
図２に本発明の第一の実施例に適用する通常時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの構成を示す。本実施例の通常時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成は、従来技術のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成と同様であり、親局１、子局マスター２、子局３、子局４の動作も同様である。次に通常時の信号の流れについて説明する。
【００３１】
まず、親局１と接続している中継用ネットワーク１９から子局マスター２と接続しているネットワーク２９への下り信号について動作を説明する。中継用ネットワーク１９から親局１のスイッチ部１１へと信号が到達すると、通常時には下り信号が無線区間へと送られるように登録されている。
【００３２】
すなわち、送信先がネットワーク２９への下り信号の場合には、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０へ出力するように登録されており、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０へと出力される。ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０へと到達した信号は、前記のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成に従い、アンテナ１８より無線チャネル６１を用いて子局マスター２に送信される。
【００３３】
子局マスター２のＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０では、アンテナ２８により受信した信号を無線信号処理し、スイッチ部２１へと送る。通常時、送信先が配下のネットワーク２９への下り信号の場合はネットワーク２９へ出力するように登録されている。従って、この場合の親局１から子局マスター２に送られてきた信号は、ネットワーク２９へと出力される。
【００３４】
親局１から子局３および親局１から子局４への下り信号の流れについては、親局１は上記と同様であり、子局３、子局４は従来技術と同様である。次に子局マスター２と接続しているネットワーク２９から親局１と接続している中継用ネットワーク１９への上り信号について動作を説明する。
【００３５】
ネットワーク２９から子局マス夕−２のスイッチ部２１へと信号が到達すると、通常時、上り信号が無線区間へと送られるように登録されており、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０へと出力される。ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０に到達した信号は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０で無線信号処理を行った後、前記のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成に従いアンテナ２８より無線チャネル６１を用いて親局１に送信される。
【００３６】
親局１のＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０では、アンテナ１８より受信した信号を無線信号処理し、スイッチ部１１へと送る。通常時、送信先が中継用ネットワーク１９の場合には中継用ネットワーク１９へ出力するように登録されており、受信した信号は中継用ネットワーク１９へと出力される。子局３から親局１および子局４から親局１への上り信号の流れについても子局３、子局４は従来技術と同様であり、親局１は上記と同様である。
【００３７】
▲２▼子局マスター２を含む障害（障害５０）時の動作
図３に第一の実施例に適用する障害５０発生時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの構成を示す。このフレーム構成と図１とを引用して説明する。障害５０によって通信不可となる子局マスター２および子局３はバックアップ帯域内に子局マスター２によって帯域割当され、残りの上り帯域、下り帯域は障害５０の影響を受けない子局４のために親局１によって帯域割当される。
【００３８】
障害５０が発生した場合、無線チャネル６１、および無線チャネル６２が使用不能となる。親局１ではＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０での受信レベルの低下やＢＥＲの劣化などに基づき無線回線監視制御部１４が障害５０を検知し、親局１のバックアップ処理部１３および子局マスター２のバックアップ処理制御部２３へバックアップ用有線回線６０を介して通知する。
【００３９】
このとき無線回線監視制御部１４から通知される情報は、障害５０によって親局１との無線通信を行えない子局マスター２、子局３が子局マスター２と子局３との間で無線通信を行うためのバックアップ帯域を通知するバックアップ帯域情報と障害５０の影響を受けているのが子局マスター２および子局３であることを通知する障害子局情報である。
【００４０】
障害子局情報を受けたバックアップ処理制御部１３は、通常時において下り方向で無線チャネル６１ならびに無線チャネル６２を使用する信号がバックアップ用有線回線６０へと接続するように切り替える。具体的な切り替え方法としては、ブリッジやルータなどのアドレステーブルを書きかえる方法が挙げられる。同時にバックアップ帯域情報を受けたバックアップ処理制御部１３はバックアップ帯域を無線フレームの中で確保するように帯域割当制御部１２へ指示する。
【００４１】
バックアップ処理制御部１３の指示を受けた帯域割当制御部１２は障害の影響を受けていない親局１と子局４の帯域とは別のバックアップ帯域を無線フレーム中に確保する。このバックアップ帯域は無線チャネル６４の帯域として使用される。残りの帯域は障害５０の影響を受けない子局４の信号Ｄ−ＣＨ（４）、Ｕ−ＣＨ（４）ための帯域として通常時と同様に帯域割当が行われる。
【００４２】
子局マスター２では、バックアップ用有線回線６０を経てバックアップ処理制御部２３がバックアップ帯域情報、障害子局情報の通知を受け、障害子局情報に基づき通常時に上り方向で無線チャネル６１および無線チャネル６２を使用する信号がバックアップ用有線回線６０へと切り替えるように、下り方向で無線チャネル６２を使用する信号は無線チャネル６４を使用して子局マスター２へと切り替えるようにスイッチ部２１へ指示する。
【００４３】
同時にバックアップ帯域情報に基づき帯域割当制御部２２へバックアップ帯域内において障害５０の影響を受ける子局マスター２、子局３の帯域割当を行うように指示する。指示を受けた帯域割当制御部２２は子局マスター２、子局３の帯域要求に基づき、Ｉ−ＣＨ（２）、Ｉ−ＣＨ（３）を作成し、通常時と同じ固定のタイミングでＩ−ＣＨ（２）、Ｉ−ＣＨ（３）を送信する。
【００４４】
このとき子局マスター２のＩ−ＣＨ（２），Ｄ−ＣＨ（２）、Ｕ−ＣＨ（２）は割り当てられるが、無線区間は利用しない。子局３は通常時と変わらないタイミングでＩ−ＣＨ（３）を受信するため、障害５０を意識することなく、通常時と同じ動作で無線チャネル６４を使用できる。この処理によって帯域割当要求は、通常時子局マスター２と子局３の親局１の帯域割当制御部１２へ送られていたが、障害時には子局マスター２の帯域割当制御部２２へ送られることになる。
【００４５】
以上の動作によって、障害５０発生時には中継用ネットワーク１９とネットワーク３９又は中継用ネットワーク１９とネットワーク２９との間の通信は、無線チャネル６１のバックアップとして、バックアップ用有線回線６０を使用し、無線チャネル６２のバックアップとして無線チャネル６４とバックアップ用有線回線６０を使用して行われる。
【００４６】
次に前記バックアップ時における無線チャネル６１および無線チャネル６２の各信号の流れを詳細に説明する。まず、無線チャネル６１のバックアップ時における下り信号（親局から子局方向）の流れについて説明する。中継用ネットワーク１９から親局１のスイッチ部１１へと信号が到達すると、障害５０発生時、通常時に下り方向で無線チャネル６１を使用する下り信号をバックアップ用有線回線６０へ出力するように登録されているので、バックアップ用有線回線６０へと出力される。バックアップ用有線回線６０から子局マスター２のスイッチ部２１へと信号が到達すると、通常時と接続方向は同じなのでネットワーク２９へと出力される。
【００４７】
一方、上り信号の場合、ネットワーク２９から子局マスター２のスイッチ部２１へと信号が到達すると、障害５０発生時、通常時に上り方向で無線チャネル６１を使用する信号をバックアップ用有線回線６０へ出力するように登録されているので、バックアップ用有線回線６０へと出力される。バックアップ用有線回線６０から親局１のスイッチ部１１へと信号が到達すると、上り信号に関して通常時と同じ接続方向なので中継用ネットワーク１９へと出力される。
【００４８】
次に、無線チャネル６２のバックアップ時における下り信号（親局から子局方向）の流れについて説明する。中継用ネットワーク１９から親局１のスイッチ部１１へと信号が到達すると、スイッチ部１１は障害５０発生時、通常時に下り方向で無線チャネル６２を使用する下り信号をバックアップ用有線回線６０へ出力するように登録されているので、バックアップ用有線回線６０へと出力される。
【００４９】
バックアップ用有線回線６０から子局マスター２のスイッチ部２１へと信号が到達すると、下り方向で無線チャネル６２を使用する信号を無線信号処理部２０へ出力するように登録されているので、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０へと出力される。ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０は、この信号を無線信号に処理した後、障害５０発生時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成に従いアンテナ２８より無線チャネル６４を用いて子局３へ信号を送信する。
【００５０】
子局３では、アンテナ３８より受信した信号をＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部３０で処理をした後、ネットワーク接続部３５を経てネットワーク３９へと出力する。一方、上り信号の場合、ネットワーク３９からの信号は、ネットワーク接続部３５を介してＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部３０で信号処理した後アンテナ３８より障害５０発生時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成に従いバックアップ用の無線チャネル６４を用いて子局マスター２へと送信される。
【００５１】
送られてきた信号は子局マスター２のアンテナ２８により受信され、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０で無線信号処理をされた後、スイッチ部２１へと出力される。障害５０発生時、通常時に上り方向で無線チャネル６２を使用する信号をバックアップ用有線回線６０へ出力するように登録されているので、バックアップ用有線回線６０へと出力される。
【００５２】
バックアップ用有線回線６０から親局１のスイッチ部１１へと信号が到達すると、上り信号に関して通常時と同じ接続方向なので、中継用ネットワーク１９へと出力される。障害５０の影響を受けない親局１と子局４の間の通信は通常時と同様に動作する。
【００５３】
▲３▼子局マスター２を含まない障害（障害５１）時の動作
図４に第一の実施例に適用する障害５１発生時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの構成を示す。このフレーム構成と図１とを引用してその動作を説明する。障害５１によって通信不可となる子局３はバックアップ帯域内に子局マスター２によって帯域割当され、残りの上り帯域、下り帯域は障害５１の影響を受けない子局マスター２、および子局４のために親局１によって帯域割当される。
【００５４】
障害５１が発生した場合、無線チャネル６２が使用不能となる。親局１ではＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０での受信レベルの低下やＢＥＲの劣化などに基づき無線回線監視制御部１４が障害５１を検知し、親局１のバックアップ処理部１３および子局マスター２のバックアップ処理制御部２３へバックアップ用有線回線６０を介して通知する。
【００５５】
このとき無線回線監視制御部１４から通知される情報はバックアップ帯域情報と障害子局情報である。障害子局情報を受けたバックアップ処理制御部１３は、通常時において下り方向で無線チャネル６２を使用する信号がバックアップ用有線回線６０へと切り替えるように設定する。これと同時に、バックアップ帯域情報を受けたバックアップ処理制御部１３は、障害５１によって無線チャネル６２を利用できない子局３のためのバックアップ帯域を無線フレームの中で確保するように帯域割当制御部１２へ指示する。
【００５６】
これによって帯域割当制御部１２はバックアップ帯域を無線フレーム中に確保する。このバックアップ帯域は無線チャネル６４のための帯域として使用され、残りの帯域は障害５１の影響を受けない子局マスター２の帯域Ｄ−ＣＨ（２）、Ｕ−ＣＨ（２）、および子局４のための帯域Ｄ−ＣＨ（４）、Ｕ−ＣＨ（４）として通常時と同様に帯域割当が行われる。
【００５７】
子局マスター２では、バックアップ用有線回線６０を経てバックアップ処理部２３に通知されるバックアップ帯域情報、障害子局情報を受け、障害子局情報に基づき通常時に上り方向で無線チャネル６２を使用する信号をバックアップ用有線回線６０へと切り替えるように設定し、下り方向で無線チャネル６２を使用する信号は無線チャネル６４を使用して子局マスター２へと切り替えるように設定する。
【００５８】
同時にバックアップ帯域情報に基づき帯域割当制御部２２へバックアップ帯域内において障害５１の影響を受ける子局３の帯域割当を行うように指示し、帯域割当制御部２２が帯域割当を行う。すなわち、子局３の要求に基づき、Ｉ−ＣＨ（３）を作成し、通常時と同じ固定のタイミングでＩ−ＣＨ（３）を送信する。子局３は通常時と変わらないタイミングでＩ−ＣＨ（３）を受信するため、障害５１を意識することなく、通常時と同じ動作で無線チャネル６４を使用できる。
【００５９】
以上の動作によって、障害５１発生時には、中継用ネットワーク１９とネットワーク３９との間の通信は、無線チャネル６２のバックアップとして無線チャネル６４とバックアップ用有線回線６０を使用して行われる。前記バックアップ時における親局１と子局３間の無線チャネル６２における各信号の流れは障害５０発生時と同様であり、障害５１の影響を受けない親局１と子局４の間の通信、および親局１と子局マスター２の間の通信は通常時と同様である。
【００６０】
上記第一の実施例では、子局の数を３としたが、３つ以外の場合でも適用できる。また、障害５０または障害５１の影響を受ける子局の数が、複数である場合でも適用できる。さらに子局マスターの数を複数にすることも可能である。
【００６１】
図５に本発明の第二の実施例を示す。第一の実施例においてバックアップ用回線は有線回線であったが、第二の実施例では、バックアップ用回線は無線回線である。バックアップ用無線回線の周波数帯は、ｆ１よりも障害の影響の小さいｆ２である。例えば、ｆ１として２６ＧＨｚ帯を用いる広帯域固定無線通信システムであれば、ｆ２として降雨減衰量の小さい２．４ＧＨｚ帯を用いるなどが挙げられる。
【００６２】
▲１▼通常時の動作
通常時においては、親局１と子局マスター２との間の通信は無線チャネル６１、親局１と子局３との間の通信は無線チャネル６２、親局１と子局４の通信は無線チャネル６３によって行われる。無線チャネル（６１，６２，６３）は同一の周波数帯ｆ１において時分割されたチャネルである。本実施例のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成は、第一の実施例のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成と同様であり、親局１、子局マスター２、子局３、子局４の動作も同様である。通常時の信号の流れについても第一の実施例と同様である。
【００６３】
▲２▼子局マスター２を含む障害（障害５０）時の動作
第二の実施例に適用する障害５０発生時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの構成は第一の実施例（図３）と同様である。このフレーム構成と図５とを引用して説明する。障害５０によって通信不可となる子局マスター２および子局３はバックアップ帯域内に子局マスター２によって帯域割当され、残りの上り帯域、下り帯域は障害５０の影響を受けない子局４のために親局１によって帯域割当される。
【００６４】
障害５０が発生した場合、無線チャネル６１、および無線チャネル６２が使用不能となる。親局１ではＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０での受信レベルの低下やＢＥＲの劣化などに基づき無線回線監視制御部１４が障害５０を検知し、親局１のバックアップ処理部１３および子局マスター２のバックアップ処理制御部２３へ通知する。
【００６５】
バックアップ処理制御部２３への通知は、無線回線制御部１４から親局１の無線信号処理部１６にて無線信号処理された後、送受信アンテナ１７よりバックアップ用無線回線６５へ送出され、これをアンテナ２７が受信し、無線信号処理部２６にて無線信号処理をした後、バックアップ処理制御部２３へと通知される。
【００６６】
このとき無線回線監視制御部１４から通知される情報は障害５０によって親局１との無線通信を行えない子局マスター２、子局３が子局マスター２と子局３との間で無線通信を行うためのバックアップ帯域を通知するバックアップ帯域情報と障害５０の影響を受けているのが子局マスター２および子局３であることを通知する障害子局情報である。
【００６７】
障害子局情報を受けたバックアップ処理制御部１３は、通常時において下り方向で無線チャネル６１．ならびに無線チャネル６２を使用する信号がバックアップ用無線回線６５方向へと接続するように切り替える。具体的な切り替え方法としては、ブリッジやルータなどのアドレステーブルを書きかえる方法が挙げられる。
【００６８】
同時にバックアップ帯域情報を受けたバックアップ処理制御部１３は、バックアップ帯域を無線フレームの中で確保するように帯域割当制御部１２へ指示する。バックアップ処理制御部１３の指示を受けた帯域割当制御部１２は、障害の影響を受けていない親局１と子局４の帯域とは別のバックアップ帯域を無線フレーム中に確保する。このバックアップ帯域は無線チャネル６４の帯域として使用される。残りの帯域は障害５０の影響を受けない子局４の信号Ｄ−ＣＨ（４）、Ｕ−ＣＨ（４）ための帯域として通常時と同様に帯域割当が行われる。
【００６９】
子局マスター２では、バックアップ用有線回線６０を経てバックアップ処理制御部２３がバックアップ帯域情報、障害子局情報の通知を受け、障害子局情報に基づき通常時に上り方向で無線チャネル６１および無線チャネル６２を使用する信号がバックアップ用無線回線６５方向へと切り替えるように、下り方向で無線チャネル６２を使用する信号は無線チャネル６４を使用して子局マスター２へと切り替えるようにスイッチ部２１へ指示する。
【００７０】
同時にバックアップ帯域情報に基づき帯域割当制御部２２へバックアップ帯域内において障害５０の影響を受ける子局マスター２、子局３の帯域割当を行うように指示する。指示を受けた帯域割当制御部２２は子局マスター２、子局３の帯域要求に基づき、Ｉ−ＣＨ（２）、Ｉ−ＣＨ（３）を作成し、通常時と同じ固定のタイミングでＩ−ＣＨ（２）、Ｉ−ＣＨ（３）を送信する。
【００７１】
このとき子局マスター２のＩ−ＣＨ（２），Ｄ−ＣＨ（２）、Ｕ−ＣＨ（２）は割り当てられるが、周波数帯ｆ１は利用しない。子局３は、通常時と変わらないタイミングでＩ−ＣＨ（３）を受信するため、障害５０を意識することなく、通常時と同じ動作で無線チャネル６４を使用できる。この処理によって帯域割当要求は、通常時子局マスター２と子局３の親局１の帯域割当制御部１２へ送られていたが、障害時には、子局マスター２の帯域割当制御部２２へ送られることになる。
【００７２】
以上の動作によって、障害５０発生時には中継用ネットワーク１９とネットワーク３９又は中継用ネットワーク１９とネットワーク２９との間の通信は、無線チャネル６１のバックアップとして、バックアップ用無線回線６５を使用し、無線チャネル６２のバックアップとして無線チャネル６４とバックアップ用無線回線６５を使用して行われる。
【００７３】
次に前記バックアップ時における無線チャネル６１および無線チャネル６２の各信号の流れを詳細に説明する。まず、無線チャネル６１のバックアップ時における下り信号（親局から子局方向）の流れについて説明する。中継用ネットワーク１９から親局１のスイッチ部１１へと信号が到達すると、障害５０発生時、通常時に下り方向で無線チャネル６１を使用する下り信号をバックアップ用無線回線６５方向へ出力するように登録されているので、無線信号処理部１６にて無線信号処理された後、送受信アンテナ１７よりバックアップ用無線回線６５へ送出される。
【００７４】
バックアップ用無線回線６５からアンテナ２７が受信した信号が、無線信号処理部２６にて無線信号処理をされた後に子局マスター２のスイッチ部２１へと到達すると、通常時と接続方向は同じなのでネットワーク２９へと出力される。一方、上り信号の場合、ネットワーク２９から子局マスター２のスイッチ部２１へと信号が到達すると、障害５０発生時、通常時に上り方向で無線チャネル６１を使用する信号をバックアップ用無線回線６５方向へ出力するように登録されているので、無線信号処理部２６にて無線信号処理された後、送受信アンテナ２７よりバックアップ用無線回線６５へ送出される。
【００７５】
バックアップ用無線回線６５からアンテナ１７が受信した信号が、無線信号処理部１６にて無線信号処理をされた後に親局１のスイッチ部１１へと到達すると、上り信号に関して通常時と同じ接続方向なので中継用ネットワーク１９へと出力される。次に、無線チャネル６２のバックアップ時における下り信号（親局から子局方向）の流れについて説明する。
【００７６】
中継用ネットワーク１９から親局１のスイッチ部１１へと信号が到達すると、スイッチ部１１は障害５０発生時、通常時に下り方向で無線チャネル６２を使用する下り信号をバックアップ用無線回線６５方向へ出力するように登録されているので、無線信号処理部１６にて無線信号処理された後、送受信アンテナ１７よりバックアップ用無線回線６５へ送出される。
【００７７】
バックアップ用無線回線６５からアンテナ２７が受信した信号が、無線信号処理部２６にて無線信号処理をされた後に子局マスター２のスイッチ部２１へと到達すると、下り方向で無線チャネル６２を使用する信号を無線信号処理部２０へ出力するように登録されているので、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０へと出力される。
【００７８】
ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０は、この信号を無線信号に処理した後、障害５０発生時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成に従いアンテナ２８より無線チャネル６４を用いて子局３へ信号を送信する。子局３では、アンテナ３８より受信した信号をＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部３０で処理をした後、ネットワーク接続部３５を経てネットワーク３９へと出力する。一方、上り信号の場合、ネットワーク３９からの信号は、ネットワーク接続部３５を介してＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部３０で信号処理した後アンテナ３８より障害５０発生時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム構成に従いバックアップ用の無線チャネル６４を用いて子局マスター２へと送信される。
【００７９】
送られてきた信号は子局マスター２のアンテナ２８により受信され、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部２０で無線信号処理をされた後、スイッチ部２１へと出力される。障害５０発生時、通常時に上り方向で無線チャネル６２を使用する信号をバックアップ用無線回線６５方向へ出力するように登録されているので、無線信号処理部２６にて無線信号処理された後、送受信アンテナ２７よりバックアップ用無線回線６５へ送出される。
【００８０】
バックアップ用無線回線６５からアンテナ１７が受信した信号が、無線信号処理部１６にて無線信号処理をされた後に親局１のスイッチ部１１へと到達すると、上り信号に関して通常時と同じ接続方向なので、中継用ネットワーク１９へと出力される。障害５０の影響を受けない親局１と子局４の間の通信は通常時と同様に動作する。
【００８１】
▲３▼子局マスタ−２を含まない障害（障害５１）時の動作
第二の実施例に適用する障害５１発生時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの構成は第一の実施例（図４）と同様である。このフレーム構成と図１とを引用してその動作を説明する。障害５１によって通信不可となる子局３はバックアップ帯域内に子局マスター２によって帯域割当され、残りの上り帯域、下り帯域は障害５１の影響を受けない子局マスター２、および子局４のために親局１によって帯域割当される。
【００８２】
障害５１が発生した場合、無線チャネル６２が使用不能となる。親局１ではＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部１０での受信レベルの低下やＢＥＲの劣化などに基づき無線回線監視制御部１４が障害５１を検知し、親局１のバックアップ処理部１３および子局マスター２のバックアップ処理制御部２３へ通知する。
【００８３】
バックアップ処理制御部２３への通知は、無線回線制御部１４から親局１の無線信号処理部１６にて無線信号処理された後、送受信アンテナ１７よりバックアップ用無線回線６５へ送出され、これをアンテナ２７が受信し、無線信号処理部２６にて無線信号処理をした後、バックアップ処理制御部２３へと通知される。
【００８４】
このとき無線回線監視制御部１４から通知される情報はバックアップ帯域情報と障害子局情報である。障害子局情報を受けたバックアップ処理制御部１３は、通常時において下り方向で無線チャネル６２を使用する信号がバックアップ用無線回線６５方向へと切り替えるように設定する。これと同時に、バックアップ帯域情報を受けたバックアップ処理制御部１３は、障害５１によって無線チャネル６２を利用できない子局３のためのバックアップ帯域を無線フレームの中で確保するように帯域割当制御部１２へ指示する。
【００８５】
これによって帯域割当制御部１２はバックアップ帯域を無線フレーム中に確保する。このバックアップ帯域は無線チャネル６４のための帯域として使用され、残りの帯域は障害５１の影響を受けない子局マスター２の帯域Ｄ−ＣＨ（２）、Ｕ−ＣＨ（２）、および子局４のための帯域Ｄ−ＣＨ（４）、Ｕ−ＣＨ（４）として通常時と同様に帯域割当が行われる。
【００８６】
子局マスター２では、バックアップ用無線回線６５を経てバックアップ処理部２３に通知されるバックアップ帯域情報、障害子局情報を受け、障害子局情報に基づき通常時に上り方向で無線チャネル６２を使用する信号をバックアップ用無線回線６５方向へと切り替えるように設定し、下り方向で無線チャネル６２を使用する信号は無線チャネル６４を使用して子局マスター２へと切り替えるように設定する。
【００８７】
同時にバックアップ帯域情報に基づき帯域割当制御部２２へバックアップ帯域内において障害５１の影響を受ける子局３の帯域割当を行うように指示し、帯域割当制御部２２が帯域割当を行う。すなわち、子局３の要求に基づき、Ｉ−ＣＨ（３）を作成し、通常時と同じ固定のタイミングでＩ−ＣＨ（３）を送信する。子局３は通常時と変わらないタイミングでＩ−ＣＨ（３）を受信するため、障害５１を意識することなく、通常時と同じ動作で無線チャネル６４を使用できる。
【００８８】
以上の動作によって、障害５１発生時には、中継用ネットワーク１９とネットワーク３９との間の通信は、無線チャネル６２のバックアップとして無線チャネル６４とバックアップ用無線回線６５を使用して行われる前記バックアップ時における親局１と子局３間の無線チャネル６２における各信号の流れは障害５０発生時と同様であり、障害５１の影響を受けない親局１と子局４の間の通信、および親局１と子局マスタ−２の間の通信は通常時と同様である。
【００８９】
上記第二の実施例でも、子局の数を３としたが、３つ以外の場合でも適用できる。また、障害５０または障害５１の影響を受ける子局の数が、複数である場合でも適用できる。さらに子局マスターの数を複数にすることも可能である。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、親局と子局間の無線区間で、降雨、霧、降雪などの気象条件による障害や、工事用建設機械等の見通し遮蔽等による障害が発生した場合であっても、親局と子局間の通信が途絶えたり、信号の誤り率が増加して回線品質が低下することを回避して通信を安定に継続することができる利点がある。
【００９１】
また、親局からの司令により子局マスターがＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームを割り当てることによって、障害の影響を受ける子局を帯域要求に応じて公平かつ効率的に収容することができる。さらに、障害時に複数の子局を無線回線により収容する子局マスターについてのみバックアップ用回線を設定すればよいため、全ての子局にバックアップ用回線を設定する場合に比べてそのバックアップ用回線数や回線使用料を削減できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例を示す図である。
【図２】本発明の第一の実施例に適用する通常時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの構成を説明する図である。
【図３】本発明の第一の実施例に適用する障害発生時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの構成を説明する図である。
【図４】本発明の第一の実施例に適用する他の障害発生時のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの構成を説明する図である。
【図５】本発明の第二の実施例を示す図である。
【図６】従来の固定無線通信システムの構成の例を示す図である。
【図７】従来の固定無線通信システムに適用するＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの構成を説明する図である。
【符号の説明】
１、１００    親局
２    子局マスター
３、４、５    子局
１０、２０    ＴＤＭＡ／ＴＤＤ無線信号処理部
１１、２１    スイッチ部
１２、２２    帯域割当制御部
１３、２３    パックアップ処理制御部
１４    無線回線監視制御部
１２、２５、３５    ネットワーク接続部
１６、２６    無線信号処理部
１８、２８、３８、４８、１７、２７    送受信アンテナ
１９    中継用ネットワーク
２９、３９、４９    ユーザネットワーク
５０、５１    通信障害
６０    パックアップ用有線回線
６１、６２、６３    通常時ＴＤＭＡ／ＴＤＤチャネル
６４    バックアップ用ＴＤＭＡ／ＴＤＤチャネル
６５    バックアップ用無線回線
Ｉ−ＣＨ（２）    子局マスター２のフレーム情報
Ｉ−ＣＨ（３）    子局３のフレーム情報
Ｉ−ＣＨ（４）    子局４のフレーム情報
Ｉ−ＣＨ（５）    子局５のフレーム情報
Ｄ−ＣＨ（２）    子局マスター２の下り信号情報
Ｄ−ＣＨ（３）    子局３の下り信号情報
Ｄ−ＣＨ（４）    子局４の下り信号情報
Ｄ−ＣＨ（５）    子局５の下り信号情報
Ｕ−ＣＨ（２）    子局マスター２の上り信号情報
Ｕ−ＣＨ（３）    子局３の上り信号情報
Ｕ−ＣＨ（４）    子局４の上り信号情報
Ｕ−ＣＨ（５）    子局５の上り信号情報
【図１】
0003616572.tif 000002
【図２】
0003616572.tif 000003
【図３】
0003616572.tif 000004
【図４】
0003616572.tif 000005
【図５】
0003616572.tif 000006
【図６】
0003616572.tif 000007
【図７】
0003616572.tif 000008