(57)【要約】【課題】簡易な構成でシステムの冗長化を実現する。【解決手段】上位装置と通信するための下位装置１０１は、他の装置との間の通信信号が入出力される第１のポートおよび第２のポートの一方をマスターポートに設定し、かつ他方をスレーブポートに設定可能なポート切り替え制御部３２と、第１のポート経由および第２のポート経由で他の装置との通信接続を確立する処理を行なうための通信制御部３１とを備え、ポート切り替え制御部３２は、スレーブポート経由での上位装置または他の下位装置１０１との通信接続が確立できない場合に、マスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行い、通信制御部３１は、ポート切り替え制御部３２による切り替え処理が行われると、切り替え後のスレーブポート経由で上位装置または上記他の下位装置１０１との通信接続を確立する処理を行なう。【選択図】図６
2014123844.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位装置と通信するための下位装置であって、
他の装置との間の通信信号が入出力される第１のポートおよび第２のポートと、
前記第１のポートおよび前記第２のポートの一方をマスターポートに設定し、かつ他方をスレーブポートに設定可能なポート切り替え制御部と、
前記第１のポート経由および前記第２のポート経由で他の装置との通信接続を確立する処理を行なうための通信制御部とを備え、
前記ポート切り替え制御部は、前記スレーブポート経由での前記上位装置または他の前記下位装置との通信接続が確立できない場合に、前記マスターポートおよび前記スレーブポートの切り替え処理を行い、
前記通信制御部は、前記ポート切り替え制御部による前記切り替え処理が行われると、切り替え後の前記スレーブポート経由で前記上位装置または前記他の下位装置との通信接続を確立する処理を行なう、下位装置。
【請求項２】
前記下位装置は、さらに、
ＰＬＤ（Programmable Logic Device）を備え、
前記ポート切り替え制御部は、前記ＰＬＤの回路構成を変更して、前記スレーブポート経由で通信信号を送受信する際に用いるスレーブ用回路と対応付けられるポートを前記第１のポートおよび前記第２のポート間で切り替えることにより、前記マスターポートおよび前記スレーブポートの切り替え処理を行なう、請求項１に記載の下位装置。
【請求項３】
前記ポート切り替え制御部は、前記第１のポートおよび前記第２のポートのうち、スレーブポートに設定された一方のポート経由での他の装置との前記通信接続が確立できない場合に、前記一方のポートをマスターポートに設定し、
前記通信制御部は、マスターポートに設定された前記一方のポート経由での前記他の装置との通信接続を確立する処理を行なう、請求項１または請求項２に記載の下位装置。
【請求項４】
前記スレーブ用回路は、前記上位装置のマスターポートまたは他の前記下位装置のマスターポートから受信したデータに基づいて基準タイミング信号を生成するための回路である、請求項２に記載の下位装置。
【請求項５】
上位装置と通信するための下位装置であって、
他の装置との間の通信信号が入出力される第１のポートおよび第２のポートと、
前記第１のポートおよび前記第２のポートをスレーブポートに設定可能なポート切り替え制御部と、
前記第１のポートおよび前記第２のポートの少なくともいずれか一方のポート経由で前記上位装置または請求項１に記載の下位装置との通信接続を確立する処理を行なうための通信制御部とを備える、下位装置。
【請求項６】
上位装置と、
複数の下位装置とを備える通信システムであって、
前記上位装置および前記複数の下位装置が環状に接続され、
前記上位装置は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の前記２つのポートを、前記下位装置のスレーブポート経由で前記下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定し、
前記下位装置は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の前記２つのポートの一方を、他の前記下位装置のスレーブポート経由で前記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定し、かつ他方を前記上位装置または他の前記下位装置のマスターポート経由で前記上位装置または前記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるスレーブポートに設定し、
前記下位装置は、前記マスターポートおよび前記スレーブポートの切り替え処理を行なうことが可能である、通信システム。
【請求項７】
前記上位装置のマスターポートと自己のマスターポートとが接続され、かつ他の前記下位装置のマスターポートと自己のスレーブポートとが接続された前記下位装置である最下位装置は、前記他の下位装置との通信接続が切断された場合、前記マスターポートおよび前記スレーブポートの切り替え処理を行い、切り替え後の前記スレーブポート経由での前記上位装置との通信接続を確立する処理、および切り替え後の前記マスターポート経由での前記他の下位装置との通信接続を確立する処理を行なう、請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記他の下位装置は、自己の前記２つのポートのうち、前記最下位装置以外の他の前記下位装置または前記上位装置と接続される上位側ポートを介した接続先の装置との通信接続が切断された場合、前記上位側ポートをマスターポートに設定し、前記最下位装置と接続される下位側ポートをスレーブポートに設定し、前記下位側ポート経由での前記最下位装置との通信接続を確立する処理、および前記上位側ポート経由での前記接続先の装置との通信接続を確立する処理を行なう、請求項７に記載の通信システム。
【請求項９】
上位装置と、
複数の下位装置とを備える通信システムであって、
前記上位装置および前記複数の下位装置が環状に接続され、
前記上位装置は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の前記２つのポートを、前記下位装置のスレーブポート経由で前記下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定し、
前記下位装置は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の前記２つのポートの一方を、他の前記下位装置のスレーブポート経由で前記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定し、かつ他方を前記上位装置または他の前記下位装置のマスターポート経由で前記上位装置または前記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるスレーブポートに設定可能であり、前記マスターポートおよび前記スレーブポートの切り替え処理を行なうことが可能であり、
前記下位装置は、さらに、自己の前記２つのポートをスレーブポートに設定可能である、
通信システム。
【請求項１０】
上位装置と、複数の下位装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、
前記上位装置および前記複数の下位装置が環状に接続され、
前記上位装置が、他の装置との間の通信信号が入出力される自己の２つのポートを、前記下位装置のスレーブポート経由で前記下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定するステップと、
前記下位装置が、他の装置との間の通信信号が入出力される自己の２つのポートの一方を、他の前記下位装置のスレーブポート経由で前記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定し、かつ他方を前記上位装置または他の前記下位装置のマスターポート経由で前記上位装置または前記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるスレーブポートに設定するステップと、
前記下位装置が、前記マスターポートおよび前記スレーブポートの切り替え処理を行なうステップとを含む、通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、下位装置、通信システムおよび通信制御方法に関し、特に、システムの冗長化を実現する下位装置、通信システムおよび通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信サービスを高い品質で保つために、無線基地局装置の配置は重要な要素である。近年では、柔軟に無線基地局装置を配置できるように、無線基地局装置から、無線信号の送受信を行なう部分を独立させた小型の屋外型無線部であるリモートラジオヘッド（ＲＲＨ）が開発されている。
【０００３】
このようなリモートラジオヘッドによって分割構造とした無線基地局装置では、基地局本体とリモートラジオヘッドとを光ファイバケーブルで接続し、リモートラジオヘッドを、基地局本体の近傍から数十ｋｍの範囲の場所に設置することが可能である。
【０００４】
また、基地局本体とリモートラジオヘッドとの通信インタフェースとして、ＣＰＲＩ（Common Public Radio Interface）が規格化されている（たとえば、非特許文献１（"CPRI Specification V4.2"、[online]、2010年9月29日、<http://www.cpri.info/downloads/CPRI_v_4_2_2010-09-29.pdf>）参照）。
【０００５】
ところで、携帯電話網等のネットワークサービスでは、信頼性の高いシステムを提供するためにシステムの二重化すなわち冗長化が必須である。二重化システムでは、装置、部品およびネットワークの各々が必要に応じて運用系および待機系を有する冗長構成がとられる。運用しているシステムの一部に障害が発生した場合には、運用系から待機系への冗長切り替えを行なうことにより、障害によるシステム停止時間をできるだけ短くすることが可能となる。
【０００６】
また、障害が顕在化していなくても、特性の劣化傾向および部品の寿命等を勘案して、装置等を予防的に交換する場合がある。システムが冗長構成を有していれば、このような保守作業によるシステム停止時間をできるだけ短くすることが可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】"CPRI Specification V4.2"、[online]、2010年9月29日、<http://www.cpri.info/downloads/CPRI_v_4_2_2010-09-29.pdf>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
たとえば、上位装置である１台の基地局本体に対して、下位装置であるリモートラジオヘッドを複数台設ける場合、基地局本体における入出力ポートの数を少なくするために、各リモートラジオヘッドをカスケード接続する方法が考えられる。この場合、基地局本体には入出力ポートを１台分設ければよく、リモートラジオヘッドには入出力ポートを２台分設けることになる。
【０００９】
そして、このようなシステムにおいて冗長化を実現するためには、運用系および待機系用に、基地局本体の入出力ポートが最低２台分必要となり、リモートラジオヘッドの入出力ポートが最低２台分必要となり、装置間の光ファイバも最低２系統分が必要となる。そして、このような冗長化を実現するシステムにおいて、１台の基地局本体に対してリモートラジオヘッドを１台設けて両装置を１対１で接続する場合には、リモートラジオヘッドにおける各入出力ポートの半分が未使用となる。
【００１０】
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、簡易な構成でシステムの冗長化を実現することが可能な下位装置、通信システムおよび通信制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）この発明のある局面に係わる下位装置は、上位装置と通信するための下位装置であって、他の装置との間の通信信号が入出力される第１のポートおよび第２のポートと、上記第１のポートおよび上記第２のポートの一方をマスターポートに設定し、かつ他方をスレーブポートに設定可能なポート切り替え制御部と、上記第１のポート経由および上記第２のポート経由で他の装置との通信接続を確立する処理を行なうための通信制御部とを備え、上記ポート切り替え制御部は、上記スレーブポート経由での上記上位装置または他の上記下位装置との通信接続が確立できない場合に、上記マスターポートおよび上記スレーブポートの切り替え処理を行い、上記通信制御部は、上記ポート切り替え制御部による上記切り替え処理が行われると、切り替え後の上記スレーブポート経由で上記上位装置または上記他の下位装置との通信接続を確立する処理を行なう。
【００１２】
このような構成により、システムの冗長化を実現するために、たとえば待機系を１系統設ける場合、下位装置において２つのポートを設ければよく、また、装置間の通信経路も１系統分設ければよくなる。また、下位装置においてたとえばスレーブポートおよびマスターポートを１対設ければよくなるため、スレーブポート用の回路およびマスターポート用の回路もスイッチ回路等の利用により１対設ければよくなる。そして、１つの上位装置に対して下位装置を１つ設けて両装置を１対１で接続する場合において、未使用のポートがなくなり、装置資源の使用効率を向上させることができる。したがって、簡易な構成でシステムの冗長化を実現することができる。さらに、上位装置が下位装置を制御することなく、下位装置が自律的に冗長切り替え処理を行なうことができる。また、上位装置または他の下位装置との通信接続が確立できるか否かを冗長切り替え実行の判断基準とする構成により、冗長切り替え実行の判断基準を新たに設けることなく、既存の処理を流用して冗長切り替え実行の判断を行なうことができる。
【００１３】
（２）好ましくは、上記下位装置は、さらに、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）を備え、上記ポート切り替え制御部は、上記ＰＬＤの回路構成を変更して、上記スレーブポート経由で通信信号を送受信する際に用いるスレーブ用回路と対応付けられるポートを上記第１のポートおよび上記第２のポート間で切り替えることにより、上記マスターポートおよび上記スレーブポートの切り替え処理を行なう。
【００１４】
このような構成により、マスターポートおよびスレーブポートの切り替えを行なうためのスイッチ等の回路を別途設けることなく、ＰＬＤにおける回路構成の変更のみによってマスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行なうことができる。
【００１５】
（３）好ましくは、上記ポート切り替え制御部は、上記第１のポートおよび上記第２のポートのうち、スレーブポートに設定された一方のポート経由での他の装置との上記通信接続が確立できない場合に、上記一方のポートをマスターポートに設定し、上記通信制御部は、マスターポートに設定された上記一方のポート経由での上記他の装置との通信接続を確立する処理を行なう。
【００１６】
このような構成により、切り替え後のスレーブポート側の他の装置との通信接続を確立するとともに、切り替え後のマスターポート側の他の装置との通信接続を確立することができる。
【００１７】
（４）より好ましくは、上記スレーブ用回路は、上記上位装置のマスターポートまたは他の上記下位装置のマスターポートから受信したデータに基づいて基準タイミング信号を生成するための回路である。
【００１８】
このような構成により、発振器等のコストの高い部品を含むクロックリカバリ回路を無駄に設けることを防ぎ、コストを低減することができる。
【００１９】
（５）またこの発明の別の局面に係わる下位装置は、上位装置と通信するための下位装置であって、他の装置との間の通信信号が入出力される第１のポートおよび第２のポートと、上記第１のポートおよび上記第２のポートをスレーブポートに設定可能なポート切り替え制御部と、上記第１のポートおよび上記第２のポートの少なくともいずれか一方のポート経由で上記上位装置または請求項１に記載の下位装置との通信接続を確立する処理を行なうための通信制御部とを備える。
【００２０】
このような構成であっても、通信システム全体として、装置資源の使用効率を向上させ、簡易な構成でシステムの冗長化を実現することができる。
【００２１】
（６）この発明のある局面に係わる通信システムは、上位装置と、複数の下位装置とを備える通信システムであって、上記上位装置および上記複数の下位装置が環状に接続され、上記上位装置は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の上記２つのポートを、上記下位装置のスレーブポート経由で上記下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定し、上記下位装置は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の上記２つのポートの一方を、他の上記下位装置のスレーブポート経由で上記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定し、かつ他方を上記上位装置または他の上記下位装置のマスターポート経由で上記上位装置または上記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるスレーブポートに設定し、上記下位装置は、上記マスターポートおよび上記スレーブポートの切り替え処理を行なうことが可能である。
【００２２】
このような構成により、システムの冗長化を実現するために、たとえば待機系を１系統設ける場合、下位装置において２つのポートを設ければよく、また、装置間の通信経路も１系統分設ければよくなる。また、下位装置においてたとえばスレーブポートおよびマスターポートを１対設ければよくなるため、スレーブポート用の回路およびマスターポート用の回路もスイッチ回路等の利用により１対設ければよくなる。そして、１つの上位装置に対して下位装置を１つ設けて両装置を１対１で接続する場合において、未使用のポートがなくなり、装置資源の使用効率を向上させることができる。したがって、簡易な構成でシステムの冗長化を実現することができる。さらに、上位装置が下位装置を制御することなく、下位装置が自律的に冗長切り替え処理を行なうことができる。また、上位装置または他の下位装置との通信接続が確立できるか否かを冗長切り替え実行の判断基準とする構成により、冗長切り替え実行の判断基準を新たに設けることなく、既存の処理を流用して冗長切り替え実行の判断を行なうことができる。
【００２３】
（７）好ましくは、上記上位装置のマスターポートと自己のマスターポートとが接続され、かつ他の上記下位装置のマスターポートと自己のスレーブポートとが接続された上記下位装置である最下位装置は、上記他の下位装置との通信接続が切断された場合、上記マスターポートおよび上記スレーブポートの切り替え処理を行い、切り替え後の上記スレーブポート経由での上記上位装置との通信接続を確立する処理、および切り替え後の上記マスターポート経由での上記他の下位装置との通信接続を確立する処理を行なう。
【００２４】
このような構成により、上位装置および複数の下位装置が環状に接続された通信システムにおいて、最下位装置と他の下位装置との通信接続が切断された場合に、適切な手順で最下位装置の通信を復旧させることができる。
【００２５】
（８）より好ましくは、上記他の下位装置は、自己の上記２つのポートのうち、上記最下位装置以外の他の上記下位装置または上記上位装置と接続される上位側ポートを介した接続先の装置との通信接続が切断された場合、上記上位側ポートをマスターポートに設定し、上記最下位装置と接続される下位側ポートをスレーブポートに設定し、上記下位側ポート経由での上記最下位装置との通信接続を確立する処理、および上記上位側ポート経由での上記接続先の装置との通信接続を確立する処理を行なう。
【００２６】
このような構成により、上位装置および複数の下位装置が環状に接続された通信システムにおいて、最下位装置と他の下位装置との通信接続が切断された場合に、適切な手順で最下位装置以外の他の下位装置の通信も復旧させることができる。
【００２７】
（９）またこの発明の別の局面に係わる通信システムは、上位装置と、複数の下位装置とを備える通信システムであって、上記上位装置および上記複数の下位装置が環状に接続され、上記上位装置は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の上記２つのポートを、上記下位装置のスレーブポート経由で上記下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定し、上記下位装置は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の上記２つのポートの一方を、他の上記下位装置のスレーブポート経由で上記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定し、かつ他方を上記上位装置または他の上記下位装置のマスターポート経由で上記上位装置または上記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるスレーブポートに設定可能であり、上記マスターポートおよび上記スレーブポートの切り替え処理を行なうことが可能であり、上記下位装置は、さらに、自己の上記２つのポートをスレーブポートに設定可能である。
【００２８】
このような構成であっても、通信システム全体として、装置資源の使用効率を向上させ、簡易な構成でシステムの冗長化を実現することができる。
【００２９】
（１０）この発明のある局面に係わる通信制御方法は、上位装置と、複数の下位装置とを備える通信システムにおける通信制御方法であって、上記上位装置および上記複数の下位装置が環状に接続され、上記上位装置が、他の装置との間の通信信号が入出力される自己の２つのポートを、上記下位装置のスレーブポート経由で上記下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定するステップと、上記下位装置が、他の装置との間の通信信号が入出力される自己の２つのポートの一方を、他の上記下位装置のスレーブポート経由で上記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定し、かつ他方を上記上位装置または他の上記下位装置のマスターポート経由で上記上位装置または上記他の下位装置との通信接続を確立する際に用いるスレーブポートに設定するステップと、上記下位装置が、上記マスターポートおよび上記スレーブポートの切り替え処理を行なうステップとを含む。
【００３０】
このような構成により、システムの冗長化を実現するために、たとえば待機系を１系統設ける場合、下位装置において２つのポートを設ければよく、また、装置間の通信経路も１系統分設ければよくなる。また、下位装置においてたとえばスレーブポートおよびマスターポートを１対設ければよくなるため、スレーブポート用の回路およびマスターポート用の回路もスイッチ回路等の利用により１対設ければよくなる。そして、１つの上位装置に対して下位装置を１つ設けて両装置を１対１で接続する場合において、未使用のポートがなくなり、装置資源の使用効率を向上させることができる。したがって、簡易な構成でシステムの冗長化を実現することができる。さらに、上位装置が下位装置を制御することなく、下位装置が自律的に冗長切り替え処理を行なうことができる。また、上位装置または他の下位装置との通信接続が確立できるか否かを冗長切り替え実行の判断基準とする構成により、冗長切り替え実行の判断基準を新たに設けることなく、既存の処理を流用して冗長切り替え実行の判断を行なうことができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、簡易な構成でシステムの冗長化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るリモートラジオヘッドの機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおける同期処理部の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る通信システムの比較例による冗長切り替え動作を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る通信システムの比較例による冗長切り替え動作を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおけるポート切り替え処理を実行するための構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおけるポート切り替え処理を実行するための構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る通信システムにおける下位装置がポート種別を設定する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態に係る通信システムによる冗長切り替え動作を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る通信システムによる冗長切り替え動作を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る通信システムによる冗長切り替え動作を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る通信システムの変形例による障害発生時の動作を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る通信システムの変形例による冗長切り替え動作を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る通信システムの変形例による冗長切り替え動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００３４】
図１は、本発明の実施の形態に係る通信システムの構成を示す図である。
【００３５】
図１を参照して、通信システム２０１は、下位装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃと、上位装置１０２とを備える。以下、下位装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃの各々を下位装置１０１と称する場合がある。
【００３６】
通信システム２０１はたとえば無線基地局装置である。すなわち、下位装置１０１はたとえばリモートラジオヘッド（ＲＲＨ）であり、上位装置１０２はたとえば本体装置すなわち基地局本体である。以下では、無線基地局装置２０１がリモートラジオヘッド１０１および本体装置１０２を備えるシステム構成を一例として説明するが、これに限定するものではなく、通信システム２０１は、上位装置と、１または複数の下位装置とを備える通信システムであればよい。以下、リモートラジオヘッド１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃの各々をリモートラジオヘッド１０１と称する場合がある。
【００３７】
無線基地局装置２０１は、たとえばＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）システムにおいて設けられる。ＩＥＥＥ８０２．１６規格に従うＷｉＭＡＸでは、ＴＤＤ（時分割複信：Time Division Duplex）方式が採用されている。すなわち、ＷｉＭＡＸシステムでは、無線端末装置から無線基地局装置へ通信データを送信するための上り送信期間と、無線基地局装置から無線端末装置へ通信データを送信するための下り送信期間とが切り替えられ、交互に繰り返される。
【００３８】
具体的には、無線基地局装置２０１は、無線端末装置３０１との間の通信データの送信および受信を時間的に切り替えて行なう。ここで、無線基地局装置２０１および無線端末装置３０１においてそれぞれ生成された通信データは、ＷｉＭＡＸ規格に従い、無線基地局装置２０１および無線端末装置３０１によってそれぞれ種々の信号処理が施され、最終的に無線信号に変換された後、無線端末装置３０１および無線基地局装置２０１へそれぞれ送信される。
【００３９】
リモートラジオヘッド１０１は、ビルの屋上等に設置されたアンテナポール１０４に取り付けられる。また、このアンテナポール１０４にアンテナ１０３が取り付けられる。
【００４０】
リモートラジオヘッド１０１は、アンテナ１０３経由で無線端末装置３０１から受信した無線信号をデジタル信号に変換し、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２へ出力する。また、リモートラジオヘッド１０１は、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２から受けたデジタル信号を無線信号に変換し、アンテナ１０３経由で無線端末装置３０１へ送信する。
【００４１】
また、本体装置１０２およびリモートラジオヘッド１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃは環状に接続されている。リモートラジオヘッド１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃは、本体装置１０２と他のリモートラジオヘッド１０１との間で送受信される信号を中継することが可能である。
【００４２】
図２は、本発明の実施の形態に係るリモートラジオヘッドの機能ブロック図である。
【００４３】
図２を参照して、リモートラジオヘッド１０１は、制御部６１と、信号処理部８１と、無線送信部７１と、無線受信部７２と、送受信切り替えスイッチ８６とを備える。無線送信部７１は、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）８２と、変調器８３と、ドライバアンプ８４と、パワーアンプ８５と、発振器８７とを含む。無線受信部７２は、受信アンプ８９，９０と、ミキサ９１と、ＢＰＦ（Band Pass Filter）９２と、アナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）９３と、発振器９４とを含む。信号処理部８１は、同期処理部５１を含む。
【００４４】
制御部６１は、リモートラジオヘッド１０１における信号処理部８１等の各ユニットを制御する。
【００４５】
信号処理部８１は、ポート＃０またはポート＃１経由で本体装置１０２から受けたデジタル信号に対して信号処理を行い、無線送信部７１へ出力する。なお、本発明の実施の形態において、「ポート」は、コネクタ等の物理的なものであってもよいし、論理的なものであってもよい。
【００４６】
信号処理部８１において、同期処理部５１は、本体装置１０２または他のリモートラジオヘッド１０１から受けたデジタル信号である受信データに基づいて、自己のリモートラジオヘッド１０１が本体装置１０２および他のリモートラジオヘッド１０１と同期して動作するための基準タイミング信号を生成する。
【００４７】
無線送信部７１は、信号処理部８１から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変換したアナログ信号を無線信号すなわちＲＦ（Radio Frequency）帯の信号に変換して無線端末装置３０１へ送信する。
【００４８】
無線受信部７２は、無線端末装置３０１から無線信号を受信してＩＦ（Intermediate Frequency）信号に変換し、変換したＩＦ信号をデジタル信号に変換して信号処理部８１へ出力する。
【００４９】
信号処理部８１は、無線受信部７２から受けたデジタル信号に対して種々の信号処理を行い、光ファイバ１０５経由で本体装置１０２へ出力する。
【００５０】
より詳細には、デジタル／アナログ変換器８２は、信号処理部８１から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換し、変調器８３へ出力する。
【００５１】
発振器８７は、局部発振信号を生成して変調器８３へ出力する。変調器８３は、デジタル／アナログ変換器８２から受けたベースバンドのアナログ信号と発振器８７から受けた局部発振信号とを乗算することにより、デジタル／アナログ変換器８２から受けたアナログ信号をたとえば直交変調して無線信号に変換し、ドライバアンプ８４へ出力する。
【００５２】
ドライバアンプ８４は、変調器８３から受けた無線信号を増幅し、パワーアンプ８５へ出力する。
【００５３】
パワーアンプ８５は、ドライバアンプ８４から受けた無線信号をさらに増幅する。パワーアンプ８５によって増幅された無線信号は、送受信切り替えスイッチ８６およびアンテナ１０３を介して無線端末装置３０１へ送信される。
【００５４】
受信アンプ８９は、たとえばＬＮＡ（Low Noise Amplifier）であり、アンテナ１０３および送受信切り替えスイッチ８６を介して無線端末装置３０１から無線信号を受信し、受信した無線信号を増幅して受信アンプ９０へ出力する。
【００５５】
受信アンプ９０は、たとえばＬＮＡであり、受信アンプ８９から受けた無線信号をさらに増幅してミキサ９１へ出力する。
【００５６】
発振器９４は、局部発振信号を生成してミキサ９１へ出力する。ミキサ９１は、受信アンプ９０から受けた無線信号と発振器９４から受けた局部発振信号とを乗算することにより、受信アンプ９０から受けた無線信号をＩＦ信号に変換し、バンドパスフィルタ９２へ出力する。
【００５７】
バンドパスフィルタ９２は、ミキサ９１から受けたＩＦ信号の周波数成分のうち、所定の周波数帯域外の成分を減衰させた信号をアナログ／デジタル変換器９３へ出力する。
【００５８】
アナログ／デジタル変換器９３は、バンドパスフィルタ９２から受けたＩＦ信号をデジタル信号に変換し、信号処理部８１へ出力する。
【００５９】
信号処理部８１は、アナログ／デジタル変換器９３から受けたＩＦ帯のデジタル信号をたとえば直交復調してベースバンドのデジタル信号に変換し、ポート＃０またはポート＃１経由で本体装置１０２へ出力する。また、信号処理部８１は、本体装置１０２および他のリモートラジオヘッド１０１間で送受信されるデジタル信号をポート＃０およびポート＃１経由で中継する。
【００６０】
送受信切り替えスイッチ８６は、信号処理部８１から受けた図示しない制御信号に基づいて、パワーアンプ８５から受けた無線信号をアンテナ１０３へ出力するか、アンテナ１０３から受けた無線信号を受信アンプ８９へ出力するかを切り替える。
【００６１】
図３は、本発明の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおける同期処理部の構成を示す図である。
【００６２】
リモートラジオヘッド１０１は、本体装置１０２と同期して動作する必要がある。このため、リモートラジオヘッド１０１は、たとえば、本体装置１０２から送信される何らかの信号に基づいて基準タイミング信号たとえば基準クロックを生成する。このようなタイミング信号を生成するために、リモートラジオヘッド１０１にはたとえばＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路が設けられる。
【００６３】
具体的には、図３を参照して、同期処理部５１は、ＣＤＲ(Clock and Data Recovery)部１１と、ＰＬＬ部１２とを含む。ＣＤＲ部１１は、リタイミング部２１と、タイミング信号生成部２２とを含む。ＰＬＬ部１２は、位相比較器２３と、ループフィルタ２４と、ＶＣＸＯ（Voltage Controlled Crystal Oscillator）２５とを含む。
【００６４】
ＣＤＲ部１１は、本体装置１０２または他のリモートラジオヘッド１０１から受信した受信データのリシェーピングを行なうとともに、当該受信データからタイミングを抽出する。具体的には、ＣＤＲ部１１は、本体装置１０２または他のリモートラジオヘッド１０１から受信したデジタル信号である受信データから再生タイミング信号を生成して出力する。
【００６５】
より詳細には、ＣＤＲ部１１において、タイミング信号生成部２２は、本体装置１０２または他のリモートラジオヘッド１０１から受信した受信データに基づいてたとえばクロックである再生タイミング信号を生成する。タイミング信号生成部２２は、たとえば、本体装置１０２または他のリモートラジオヘッド１０１から受信したデジタル信号の立ち上がりおよび立ち下がりを監視することにより、タイミングを抽出する。
【００６６】
また、リタイミング部２１は、ＰＬＬ部１２によってジッタの抑圧された基準タイミング信号を用いて、本体装置１０２または他のリモートラジオヘッド１０１からの受信データをリタイミングすることにより、当該受信データをリシェーピングする。すなわち、リタイミング部２１は、ＰＬＬ部１２によって生成された基準タイミング信号に応答して、受信データを保持するとともに出力する。このリシェーピングされた受信データは、自己のリモートラジオヘッド１０１において処理されるか、またはポート＃０またはポート＃１経由で本体装置１０２または他のリモートラジオヘッド１０１へ出力される。
【００６７】
ＰＬＬ部１２は、ＣＤＲ部１１によって抽出されたタイミングを基準に、ＶＣＸＯ２５を制御する。より詳細には、ＰＬＬ部１２は、ＶＣＸＯ２５を含み、タイミング信号生成部２２によって生成された再生タイミング信号に基づいて制御電圧ＶＣを生成し、ＶＣＸＯ２５に供給する。これにより、ＰＬＬ部１２は、再生タイミング信号の周波数成分のうち、所定の周波数以上の成分が減衰された周波数成分を有し、かつ再生タイミング信号に同期する基準タイミング信号を生成する。
【００６８】
具体的には、ＰＬＬ部１２は、ＰＬＬ回路を構成する。すなわち、ＰＬＬ部１２において、位相比較器２３は、タイミング信号生成部２２から受けた再生タイミング信号の位相とＶＣＸＯ２５から受けた基準タイミング信号の位相とを比較し、比較結果を示す位相差信号をループフィルタ２４へ出力する。
【００６９】
ループフィルタ２４の時定数により、ＰＬＬ回路の追従性が設定される。具体的には、高調波などの高い周波数成分を持つノイズに対してはＰＬＬ回路が追従しないように、ループフィルタ２４の時定数が設定される。
【００７０】
ＶＣＸＯ２５は、発振信号を生成し、基準タイミング信号として出力する。ＶＣＸＯ２５は、ループフィルタ２４を通過した位相差信号を制御電圧ＶＣとして受けて、制御電圧ＶＣに応じて発振信号の周波数を変更する。ＶＣＸＯ２５から出力された発振信号は、リタイミング部２１、位相比較器２３、およびリモートラジオヘッド１０１における各回路、たとえば本体装置１０２または他のリモートラジオヘッド１０１へのデジタル信号の送信回路へ出力される。
【００７１】
［比較例の冗長切り替え処理］
まず、本発明の実施の形態に係る通信システムの比較例による冗長切り替え処理について説明する。
【００７２】
図４は、本発明の実施の形態に係る通信システムの比較例による冗長切り替え動作を示す図である。図４は、通信システムにおいて上位装置および下位装置が１つずつ設けられる場合を示している。また、装置間の実線のラインは運用系の通信経路を示し、破線のラインは待機系の通信経路を示し、×印は通信接続の切断を示す。
【００７３】
図４を参照して、この通信システムは、下位装置１１１と、上位装置１１２とを備える。
【００７４】
上位装置１１２は、ポート＃０およびポート＃１を有し、ポート＃０およびポート＃１はマスターポートに設定されている。
【００７５】
下位装置１１１は、ポート＃０およびポート＃１を有し、ポート＃０およびポート＃１はスレーブポートに設定されている。
【００７６】
ここで、スレーブポートには、上位装置１１２のマスターポートから送信されるデジタル信号に基づいて、下位装置１１１が上位装置１１２と同期して動作するための基準タイミング信号を生成する図３に示すような同期処理部が接続される。
【００７７】
そして、上位装置１１２および下位装置１１１は、各々のポート＃０を運用系とし、各々のポート＃１を待機系とし、各々のポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。
【００７８】
このような通常時の状態に対して、たとえば、上位装置１１２のポート＃０および下位装置１１１のポート＃０間の通信経路で障害が発生し、上位装置１１２および下位装置１１１間の通信接続が切断されたとする。
【００７９】
そうすると、上位装置１１２および下位装置１１１は、各々のポート＃１を運用系とし、各々のポート＃０を待機系とし、各々のポート＃１経由で通信信号を互いに送受信する。たとえば、下位装置１１１は主体的には冗長切り替えの判断を行なわず、上位装置１１２が、下位装置１１１との通信接続の切断を検出し、ポート＃１経由で下位装置１１１との通信接続を確立する処理を開始する。これにより、下位装置１１１のポート＃１が運用系となる。
【００８０】
図５は、本発明の実施の形態に係る通信システムの比較例による冗長切り替え動作を示す図である。図５は、通信システムにおいて上位装置が１つ設けられ、下位装置が３つ設けられ、各装置がカスケード接続される場合を示している。図の見方は図４と同様である。
【００８１】
図５を参照して、この通信システムは、下位装置１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１Ｃと、上位装置１１２とを備える。
【００８２】
上位装置１１２は、ポート＃０およびポート＃１を有し、ポート＃０およびポート＃１はマスターポートに設定されている。
【００８３】
下位装置１１１は、ポート＃０〜＃３を有し、ポート＃０およびポート＃２はスレーブポートに設定され、ポート＃１およびポート＃３はマスターポートに設定されている。
【００８４】
そして、上位装置１１２は、ポート＃０を運用系とし、ポート＃１を待機系とし、下位装置１１１は、ポート＃０およびポート＃１を運用系とし、ポート＃２およびポート＃３を待機系とする。
【００８５】
上位装置１１２および下位装置１１１Ａは、各々のポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。下位装置１１１Ａおよび下位装置１１１Ｂは、それぞれポート＃１およびポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。下位装置１１１Ｂおよび下位装置１１１Ｃは、それぞれポート＃１およびポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。
【００８６】
このような通常時の状態に対して、たとえば、下位装置１１１Ａのポート＃１および下位装置１１１Ｂのポート＃０間の通信経路で障害が発生し、下位装置１１１Ａおよび下位装置１１１Ｂ間の通信接続が切断されたとする。
【００８７】
そうすると、上位装置１１２は、ポート＃１を運用系とし、ポート＃０を待機系とし、下位装置１１１は、ポート＃２およびポート＃３を運用系とし、ポート＃０およびポート＃１を待機系とする。すなわち、上位装置１１２および下位装置１１１Ａは、それぞれポート＃１およびポート＃２経由で通信信号を互いに送受信する。下位装置１１１Ａおよび下位装置１１１Ｂは、それぞれポート＃３およびポート＃２経由で通信信号を互いに送受信する。下位装置１１１Ｂおよび下位装置１１１Ｃは、それぞれポート＃３およびポート＃２経由で通信信号を互いに送受信する。
【００８８】
より詳細には、たとえば、下位装置１１１は主体的には冗長切り替えの判断を行なわず、上位装置１１２が、下位装置１１１との通信接続の切断を検出し、ポート＃１経由で下位装置１１１との通信接続を確立する処理を開始する。これにより、下位装置１１１のポート＃２およびポート＃３が運用系となる。
【００８９】
図４および図５で説明したような通信システムでは、運用系および待機系用に、特に下位装置１１１において４つのポートおよび２つの同期処理部が必要となり、また、装置間の光ファイバも２系統分が必要となる。そして、図４に示すように１つの上位装置１１２に対して下位装置１１１を１つ設けて両装置を１対１で接続する場合において、図５に示すようなカスケード接続が可能な下位装置１１１を用いると、たとえば下位装置１１１におけるポート＃１およびポート＃３、ならびに１つの同期処理部５１が未使用となり、無駄が多くなる。
【００９０】
そこで、本発明の実施の形態に係る通信システムでは、以下のような構成および動作により、このような問題点を解決する。
【００９１】
［詳細構成］
図６および図７は、本発明の実施の形態に係るリモートラジオヘッドにおけるポート切り替え処理を実行するための構成を示す図である。
【００９２】
図６および図７を参照して、リモートラジオヘッド１０１は、さらに、ＲＯＭ（Read Only Memory）３３を備える。制御部６１は、通信制御部３１と、ポート切り替え制御部３２とを含む。信号処理部８１は、さらに、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）５２を含む。ＰＬＤ５２は、たとえばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）またはＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）である。
【００９３】
ポート＃０およびポート＃１を介して、他の装置との間の通信信号が入出力される。ポート切り替え制御部３２は、ポート＃０およびポート＃１の一方をマスターポートに設定し、かつ他方をスレーブポートに設定可能である。
【００９４】
通信制御部３１は、ポート＃０経由およびポート＃１経由で他の装置との通信接続を確立する処理を行なう。
【００９５】
ポート切り替え制御部３２は、スレーブポート経由での上位装置１０２または他の下位装置１０１との通信接続が通信制御部３１において確立できない場合に、マスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行なう。
【００９６】
そして、通信制御部３１は、ポート切り替え制御部３２による切り替え処理が行われると、切り替え後のスレーブポート経由で上位装置１０２または当該他の下位装置１０１との通信接続を確立する処理を行なう。
【００９７】
また、たとえば、ポート切り替え制御部３２は、ポート＃０およびポート＃１のうち、スレーブポートに設定された一方のポート経由での他の装置との通信接続が確立できない場合に、当該一方のポートをマスターポートに設定する。
【００９８】
そして、通信制御部３１は、マスターポートに設定された当該一方のポート経由での当該他の装置との通信接続を確立する処理を行なう。
【００９９】
また、たとえば、ポート切り替え制御部３２は、ＰＬＤ５２の回路構成を変更して、スレーブポート経由で通信信号を送受信する際に用いるスレーブ用回路と対応付けられるポートをポート＃０およびポート＃１間で切り替えることにより、マスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行なう。
【０１００】
ここで、スレーブ用回路は、たとえば、上位装置１０２のマスターポートまたは他の下位装置１０１のマスターポートから受信したデータに基づいて基準タイミング信号を生成するための回路、すなわち同期処理部５１である。
【０１０１】
具体的には、通信制御部３１は、ポート＃０およびポート＃１を介した他の装置との通信状態の情報をポート切り替え制御部３２に通知する。
【０１０２】
ＲＯＭ３３は、ＰＬＤ５２のコンフィギュレーションデータを記憶する。より詳細には、ＲＯＭ３３は、図６に示すように同期処理部５１がポート＃０に接続される回路構成、すなわちポート＃０がスレーブポートとなり、ポート＃１がマスターポートとなる回路構成Ａのデータを記憶する。また、ＲＯＭ３３は、図７に示すように同期処理部５１がポート＃１に接続される回路構成、すなわちポート＃１がスレーブポートとなり、ポート＃０がマスターポートとなる回路構成Ｂのデータを記憶する。
【０１０３】
ポート切り替え制御部３２は、通信制御部３１から通知された情報等に基づいて、回路構成ＡおよびＢのいずれかを選択し、選択した回路構成のデータをＲＯＭ３３から読み出してＰＬＤ５２にロードする。
【０１０４】
ＰＬＤ５２は、ポート切り替え制御部３２によってロードされたデータに従って回路構成を変更する。
【０１０５】
なお、リモートラジオヘッド１０１は、ＰＬＤ５２を備えなくてもよい。この場合、ポート切り替え制御部３２は、スイッチ回路等を利用することにより、スレーブ用回路と対応付けられるポートをポート＃０およびポート＃１間で切り替えることが可能である。
【０１０６】
また、スレーブ用回路は、同期処理部５１に限らず、スレーブポートを用いる場合に必要となる回路であればよい。
【０１０７】
［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る通信システムが冗長切り替えを行なう際の動作について図面を用いて説明する。
【０１０８】
図８は、本発明の実施の形態に係る通信システムにおける下位装置がポート種別を設定する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【０１０９】
図８を参照して、まず、自己の下位装置１０１が起動されるか、または本体装置１０２もしくは他の下位装置１０１と自己の下位装置１０１との通信接続が切断されると、ポート切り替え制御部３２は、プライマリポートとスレーブ用回路である同期処理部５１とが接続されているか否かを確認する。ここで、下位装置１０１では、たとえば、プライマリポートとしてポート＃０が予め設定されている（ステップＳ１）。
【０１１０】
ポート切り替え制御部３２は、プライマリポートとスレーブ用回路とが非接続である場合には（ステップＳ１でＹＥＳ）、ＰＬＤ５２の回路構成を変更してプライマリポートをスレーブ用回路に接続する（ステップＳ２）。
【０１１１】
次に、通信制御部３１は、スレーブポートを用いたレートネゴシエーション処理を行なう。より詳細には、通信制御部３１は、所定の複数の通信速度の中から通信速度を順次選択し、本体装置１０２または他の下位装置１０１と所定の情報を送受信することにより、自己の下位装置１０１と本体装置１０２または他の下位装置１０１との間の通信が可能となる通信速度を検索する（ステップＳ３）。
【０１１２】
一方、ポート切り替え制御部３２は、プライマリポートとスレーブ用回路とが接続されている場合には（ステップＳ１でＮＯ）、ＰＬＤ５２の回路構成を変更することなく、スレーブポートを用いたレートネゴシエーション処理を行なう（ステップＳ３）。
【０１１３】
次に、通信制御部３１は、リンク確立処理を行なっても自己の下位装置１０１と本体装置１０２または他の下位装置１０１との間の通信接続が確立しない場合であって（ステップＳ４でＮＯ）、自己の下位装置１０１が冗長構成を有していない場合には（ステップＳ７でＮＯ）、自己の下位装置１０１と本体装置１０２または他の下位装置１０１との間の通信接続が確立するまでレートネゴシエーション処理を繰り返す（ステップＳ３）。
【０１１４】
一方、通信制御部３１は、自己の下位装置１０１が冗長構成を有している場合、すなわちセカンダリポートを有している場合には（ステップＳ７でＹＥＳ）、ＰＬＤ５２の回路構成を変更してプライマリポートをたとえばマスター用回路に接続し、セカンダリポートをスレーブ用回路に接続する。ここで、下位装置１０１では、たとえば、セカンダリポートとしてポート＃１が予め設定されている（ステップＳ８）。
【０１１５】
次に、通信制御部３１は、新たに設定したスレーブポートすなわちセカンダリポートを用いたレートネゴシエーション処理を行なう（ステップＳ９）。
【０１１６】
次に、通信制御部３１は、リンク確立処理を行なっても自己の下位装置１０１と本体装置１０２または他の下位装置１０１との間の通信接続が確立しない場合には（ステップＳ１０でＮＯ）、ＰＬＤ５２の回路構成を変更してプライマリポートをスレーブ用回路に接続し（ステップＳ２）、新たに設定したスレーブポートすなわちプライマリポートを用いたレートネゴシエーション処理を行なう（ステップＳ３）。
【０１１７】
一方、通信制御部３１は、リンク確立処理を行なって自己の下位装置１０１と本体装置１０２または他の下位装置１０１との間の通信接続が確立すると（ステップＳ４でＹＥＳまたはステップＳ１０でＹＥＳ）、自己のマスターポートに他の下位装置１０１が接続されているか否かを確認する（ステップＳ１３）。
【０１１８】
通信制御部３１は、自己のマスターポートに接続された他の下位装置１０１が存在しない場合には（ステップＳ１３でＮＯ）、処理を終了する。
【０１１９】
一方、通信制御部３１は、自己のマスターポートに接続された他の下位装置１０１が存在する場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、他の下位装置１０１が選択した通信速度の下で、マスターポートを用いたリンク確立処理を行なう。
【０１２０】
通信制御部３１は、他の下位装置１０１が選択した通信速度で当該他の下位装置１０１と自己の下位装置１０１との通信接続が確立した場合には（ステップＳ１５でＹＥＳ）、処理を終了する。
【０１２１】
一方、通信制御部３１は、他の下位装置１０１が選択した通信速度で当該他の下位装置１０１と自己の下位装置１０１との通信接続が確立しなかった場合には（ステップＳ１５でＮＯ）、他の下位装置１０１が新たに選択した通信速度の下で、マスターポートを用いたリンク確立処理を行なう（ステップＳ１４）。
【０１２２】
［本発明の実施の形態に係る通信システムの冗長切り替え処理］
本発明の実施の形態に係る通信システムにおいて、上位装置１０２は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の２つのポートを、下位装置１０１のスレーブポート経由で当該下位装置１０１との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定する。
【０１２３】
下位装置１０１は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の２つのポートの一方を、他の下位装置１０１のスレーブポート経由で当該他の下位装置１０１との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定する。また、下位装置１０１は、自己の２つのポートの他方を、上位装置１０２または他の下位装置１０１のマスターポート経由で上位装置１０２または当該他の下位装置１０１との通信接続を確立する際に用いるスレーブポートに設定する。
【０１２４】
そして、下位装置１０１は、マスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行なうことが可能である。
【０１２５】
図９は、本発明の実施の形態に係る通信システムによる冗長切り替え動作を示す図である。図９は、通信システム２０１において上位装置１０２および下位装置１０１が１つずつ設けられる場合を示している。また、下線を付したスレーブポートおよびマスターポートは切り替え処理後のポートであることを示す。また、装置間の実線のラインは運用系の通信経路を示し、破線のラインは待機系の通信経路を示し、×印は通信接続の切断を示す。
【０１２６】
図９を参照して、通信システム２０１は、下位装置１０１と、上位装置１０２とを備える。
【０１２７】
上位装置１０２は、ポート＃０およびポート＃１を有し、ポート＃０およびポート＃１をマスターポートに設定する。
【０１２８】
下位装置１０１は、ポート＃０およびポート＃１を有し、通常時、ポート＃０をスレーブポートに設定し、ポート＃１をマスターポートに設定する。
【０１２９】
そして、上位装置１０２および下位装置１０１は、各々のポート＃０を運用系とし、各々のポート＃１を待機系とし、各々のポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。
【０１３０】
このような通常時の状態（ステップＳ４１）に対して、たとえば、上位装置１０２のポート＃０および下位装置１０１のポート＃０間の通信経路で障害が発生し、上位装置１０２および下位装置１０１間の通信接続が切断されたとする。
【０１３１】
そうすると、下位装置１０１は、たとえば図８に示す動作により、マスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行なう。具体的には、下位装置１０１は、ポート＃０をマスターポートに設定し、ポート＃１をスレーブポートに設定する。
【０１３２】
これにより、上位装置１０２および下位装置１０１の各々のポート＃１が運用系となり、各々のポート＃０が待機系となり、上位装置１０２および下位装置１０１は、各々のポート＃１経由で通信信号を互いに送受信する（ステップＳ４２）。
【０１３３】
図１０および図１１は、本発明の実施の形態に係る通信システムによる冗長切り替え動作を示す図である。図１０および図１１は、通信システムにおいて上位装置が１つ設けられ、下位装置が３つ設けられ、各装置がカスケード接続され、環状に接続される場合を示している。図の見方は図９と同様である。
【０１３４】
図１０および図１１を参照して、通信システム２０１は、下位装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃと、上位装置１０２とを備える。
【０１３５】
上位装置１０２は、ポート＃０およびポート＃１を有し、ポート＃０およびポート＃１をマスターポートに設定する。
【０１３６】
下位装置１０１は、ポート＃０およびポート＃１を有し、通常時、ポート＃０をスレーブポートに設定し、ポート＃１をマスターポートに設定する。
【０１３７】
そして、上位装置１０２は、ポート＃０を運用系とし、ポート＃１を待機系とする。また、下位装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃでは、下位装置１０１Ｃのポート＃１が待機系とされ、これ以外のポートはすべて運用系とされる。
【０１３８】
上位装置１０２および下位装置１０１Ａは、各々のポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。下位装置１０１Ａおよび下位装置１０１Ｂは、それぞれポート＃１およびポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。下位装置１０１Ｂおよび下位装置１０１Ｃは、それぞれポート＃１およびポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。
【０１３９】
このような通常時の状態（ステップＳ２１）に対して、たとえば、下位装置１０１Ａのポート＃１および下位装置１０１Ｂのポート＃０間の通信経路で障害が発生し、下位装置１０１Ａおよび下位装置１０１Ｂ間の通信接続が切断される（ステップＳ２２）。
【０１４０】
次に、下位装置１０１Ａおよび下位装置１０１Ｂ間の通信接続の切断に伴い、下位装置１０１Ｂおよび下位装置１０１Ｃ間の通信接続が切断される（ステップＳ２３）。
【０１４１】
次に、下位装置１０１Ｃは、たとえば図８に示す動作により、ポート＃０をマスターポートに設定し、ポート＃１をスレーブポートに設定する。これにより、上位装置１０２のポート＃１が運用系となり、下位装置１０１Ｃのポート＃１が運用系となり、上位装置１０２をマスターとし、下位装置１０１Ｃをスレーブとする上位装置１０２および下位装置１０１Ｃ間の通信接続が確立される。すなわち、上位装置１０２および下位装置１０１Ｃは、各々のポート＃１経由で通信信号を互いに送受信する（ステップＳ２４）。
【０１４２】
次に、下位装置１０１Ｂは、たとえば図８に示す動作により、ポート＃０をマスターポートに設定し、ポート＃１をスレーブポートに設定する。これにより、下位装置１０１Ｃをマスターとし、下位装置１０１Ｂをスレーブとする下位装置１０１Ｃおよび下位装置１０１Ｂ間の通信接続が確立される。すなわち、下位装置１０１Ｃおよび下位装置１０１Ｂは、それぞれポート＃０およびポート＃１経由で通信信号を互いに送受信する。また、下位装置１０１Ａのポート＃１および下位装置１０１Ｂのポート＃０が待機系となる（ステップＳ２５）。
【０１４３】
通信システム２０１において、最下位装置は、上位装置１０２のマスターポートと自己のマスターポートとが接続され、かつ他の下位装置１０１のマスターポートと自己のスレーブポートとが接続された、たとえば図１０における通常時の下位装置１０１Ｃである。
【０１４４】
この最下位装置１０１Ｃは、他の下位装置１０１Ｂとの通信接続が切断された場合、マスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行い、切り替え後のスレーブポート経由での上位装置１０２との通信接続を確立する処理、および切り替え後のマスターポート経由での当該他の下位装置１０１Ｂとの通信接続を確立する処理を行なう。
【０１４５】
また、当該他の下位装置１０１Ｂは、自己の２つのポートのうち、最下位装置以外の他の下位装置１０１または上位装置１０２と接続される上位側ポートを介した接続先の装置たとえば図１０における下位装置１０１Ａとの通信接続が切断された場合、上位側ポートをマスターポートに設定し、最下位装置１０１Ｃと接続される下位側ポートをスレーブポートに設定する。そして、当該他の下位装置１０１Ｂは、下位側ポート経由での最下位装置１０１Ｃとの通信接続を確立する処理、および上位側ポート経由での接続先の装置１０１Ａとの通信接続を確立する処理を行なう。
【０１４６】
［変形例］
本発明の実施の形態に係る下位装置は、ポート＃０およびポート＃１のいずれか一方をマスターポートに設定し、他方をスレーブポートに設定する構成であるとしたが、これに限定するものではない。下位装置１０１は、ポート＃０およびポート＃１の両方をスレーブポートに設定する構成であってもよい。
【０１４７】
すなわち、この下位装置１０１において、ポート切り替え制御部３２は、ポート＃０およびポート＃１をスレーブポートに設定可能である。そして、通信制御部３１は、ポート＃０およびポート＃１の少なくともいずれか一方のポート経由で上位装置１０２または他の下位装置１０１との通信接続を確立する処理を行なう。
【０１４８】
図１２は、本発明の実施の形態に係る通信システムの変形例による障害発生時の動作を示す図である。図１２は、通信システム２０１において上位装置１０２および下位装置１０１が１つずつ設けられる場合を示している。また、装置間の実線のラインは運用系の通信経路を示し、破線のラインは待機系の通信経路を示し、×印は通信接続の切断を示す。
【０１４９】
図１２を参照して、通信システム２０１は、下位装置１０１と、上位装置１０２とを備える。
【０１５０】
上位装置１０２は、ポート＃０およびポート＃１を有し、ポート＃０およびポート＃１をマスターポートに設定する。
【０１５１】
下位装置１０１は、ポート＃０およびポート＃１を有し、ポート＃０およびポート＃１をスレーブポートに設定する。
【０１５２】
そして、上位装置１０２および下位装置１０１は、各々のポート＃０を運用系とし、各々のポート＃１を待機系とし、各々のポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。
【０１５３】
このような通常時の状態（ステップＳ５１）に対して、たとえば、上位装置１０２のポート＃０および下位装置１０１のポート＃０間の通信経路で障害が発生し、上位装置１０２および下位装置１０１間の通信接続が切断されたとする。
【０１５４】
そうすると、上位装置１０２および下位装置１０１の各々のポート＃１が運用系となり、各々のポート＃０が待機系となり、上位装置１０２および下位装置１０１は、各々のポート＃１経由で通信信号を互いに送受信する（ステップＳ５２）。
【０１５５】
図１３および図１４は、本発明の実施の形態に係る通信システムの変形例による冗長切り替え動作を示す図である。図１３および図１４は、通信システムにおいて上位装置が１つ設けられ、下位装置が３つ設けられ、各装置がカスケード接続される場合を示している。また、下線を付したスレーブポートおよびマスターポートは切り替え処理後のポートであることを示す。その他の図の見方は図１２と同様である。
【０１５６】
図１３および図１４を参照して、通信システム２０１は、下位装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃと、上位装置１０２とを備える。
【０１５７】
上位装置１０２は、ポート＃０およびポート＃１を有し、ポート＃０およびポート＃１をマスターポートに設定する。
【０１５８】
下位装置１０１Ａ，１０１Ｂは、ポート＃０およびポート＃１を有し、通常時、ポート＃０をスレーブポートに設定し、ポート＃１をマスターポートに設定する。下位装置１０１Ｃは、ポート＃０およびポート＃１を有し、通常時、ポート＃０およびポート＃１をスレーブポートに設定する。
【０１５９】
そして、上位装置１０２は、ポート＃０を運用系とし、ポート＃１を待機系とする。また、下位装置１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃでは、下位装置１０１Ｃのポート＃１が待機系とされ、これ以外のポートはすべて運用系とされる。
【０１６０】
上位装置１０２および下位装置１０１Ａは、各々のポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。下位装置１０１Ａおよび下位装置１０１Ｂは、それぞれポート＃１およびポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。下位装置１０１Ｂおよび下位装置１０１Ｃは、それぞれポート＃１およびポート＃０経由で通信信号を互いに送受信する。
【０１６１】
このような通常時の状態（ステップＳ３１）に対して、たとえば、下位装置１０１Ａのポート＃１および下位装置１０１Ｂのポート＃０間の通信経路で障害が発生し、下位装置１０１Ａおよび下位装置１０１Ｂ間の通信接続が切断される（ステップＳ３２）。
【０１６２】
次に、下位装置１０１Ａおよび下位装置１０１Ｂ間の通信接続の切断に伴い、下位装置１０１Ｂおよび下位装置１０１Ｃ間の通信接続が切断される（ステップＳ３３）。
【０１６３】
次に、下位装置１０１Ｃは、ポート＃０をマスターポートに設定し、ポート＃１をスレーブポートに設定する。これにより、上位装置１０２のポート＃１が運用系となり、下位装置１０１Ｃのポート＃１が運用系となり、上位装置１０２をマスターとし、下位装置１０１Ｃをスレーブとする上位装置１０２および下位装置１０１Ｃ間の通信接続が確立される。すなわち、上位装置１０２および下位装置１０１Ｃは、各々のポート＃１経由で通信信号を互いに送受信する（ステップＳ３４）。
【０１６４】
次に、下位装置１０１Ｂは、ポート＃０およびポート＃１をスレーブポートに設定する。これにより、下位装置１０１Ｃをマスターとし、下位装置１０１Ｂをスレーブとする下位装置１０１Ｃおよび下位装置１０１Ｂ間の通信接続が確立される。すなわち、下位装置１０１Ｃおよび下位装置１０１Ｂは、それぞれポート＃０およびポート＃１経由で通信信号を互いに送受信する。また、下位装置１０１Ａのポート＃１および下位装置１０１Ｂのポート＃０が待機系となる（ステップＳ３５）。
【０１６５】
ところで、各リモートラジオヘッドをカスケード接続する通信システムにおいて冗長化を実現するためには、運用系および待機系用に、基地局本体の入出力ポートが最低２台分必要となり、リモートラジオヘッドの入出力ポートが最低２台分必要となり、装置間の光ファイバも最低２系統分が必要となる。そして、このような冗長化を実現するシステムにおいて、１台の基地局本体に対してリモートラジオヘッドを１台設けて両装置を１対１で接続する場合には、リモートラジオヘッドにおける各入出力ポートの半分が未使用となる。
【０１６６】
これに対して、本発明の実施の形態に係る下位装置では、ポート切り替え制御部３２は、ポート＃０およびポート＃１の一方をマスターポートに設定し、かつ他方をスレーブポートに設定可能である。通信制御部３１は、ポート＃０経由およびポート＃１経由で他の装置との通信接続を確立する処理を行なう。ポート切り替え制御部３２は、スレーブポート経由での上位装置１０２または他の下位装置１０１との通信接続が確立できない場合に、マスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行なう。そして、通信制御部３１は、ポート切り替え制御部３２による切り替え処理が行われると、切り替え後のスレーブポート経由で上位装置１０２または当該他の下位装置１０１との通信接続を確立する処理を行なう。
【０１６７】
このような構成により、システムの冗長化を実現するために、たとえば待機系を１系統設ける場合、下位装置１０１において２つのポートを設ければよく、また、装置間の通信経路も１系統分設ければよくなる。また、下位装置１０１においてたとえばスレーブポートおよびマスターポートを１対設ければよくなるため、スレーブポート用の回路およびマスターポート用の回路もスイッチ回路等の利用により１対設ければよくなる。そして、１つの上位装置１０２に対して下位装置１０１を１つ設けて両装置を１対１で接続する場合において、未使用のポートがなくなり、装置資源の使用効率を向上させることができる。したがって、本発明の実施の形態に係る下位装置では、簡易な構成でシステムの冗長化を実現することができる。
【０１６８】
さらに、上位装置１０２が下位装置１０１を制御することなく、下位装置１０１が自律的に冗長切り替え処理を行なうことができる。また、上位装置１０２または他の下位装置１０１との通信接続が確立できるか否かを冗長切り替え実行の判断基準とする構成により、冗長切り替え実行の判断基準を新たに設けることなく、既存の処理を流用して冗長切り替え実行の判断を行なうことができる。
【０１６９】
また、本発明の実施の形態に係る下位装置は、さらに、ＰＬＤ５２を備える。そして、ポート切り替え制御部３２は、ＰＬＤ５２の回路構成を変更して、スレーブポート経由で通信信号を送受信する際に用いるスレーブ用回路と対応付けられるポートをポート＃０およびポート＃１間で切り替えることにより、マスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行なう。
【０１７０】
このような構成により、マスターポートおよびスレーブポートの切り替えを行なうためのスイッチ等の回路を別途設けることなく、ＰＬＤにおける回路構成の変更のみによってマスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行なうことができる。
【０１７１】
また、本発明の実施の形態に係る下位装置では、ポート切り替え制御部３２は、ポート＃０およびポート＃１のうち、スレーブポートに設定された一方のポート経由での他の装置との通信接続が確立できない場合に、当該一方のポートをマスターポートに設定する。そして、通信制御部３１は、マスターポートに設定された当該一方のポート経由での当該他の装置との通信接続を確立する処理を行なう。
【０１７２】
このような構成により、切り替え後のスレーブポート側の他の装置との通信接続を確立するとともに、切り替え後のマスターポート側の他の装置との通信接続を確立することができる。
【０１７３】
また、本発明の実施の形態に係る下位装置では、スレーブ用回路は、上位装置１０２のマスターポートまたは他の下位装置１０１のマスターポートから受信したデータに基づいて基準タイミング信号を生成するための回路である。
【０１７４】
このような構成により、発振器等のコストの高い部品を含むクロックリカバリ回路を無駄に設けることを防ぎ、コストを低減することができる。
【０１７５】
また、本発明の実施の形態に係る通信システムでは、下位装置１０１は、さらに、自己の２つのポートをスレーブポートに設定可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係る下位装置では、ポート切り替え制御部３２は、ポート＃０およびポート＃１をスレーブポートに設定可能である。そして、通信制御部３１は、ポート＃０およびポート＃１の少なくともいずれか一方のポート経由で上位装置１０２または他の下位装置１０１との通信接続を確立する処理を行なう。
【０１７６】
このような構成であっても、通信システム全体として、装置資源の使用効率を向上させ、簡易な構成でシステムの冗長化を実現することができる。
【０１７７】
また、本発明の実施の形態に係る通信システムでは、上位装置１０２および複数の下位装置１０１が環状に接続されている。上位装置１０２は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の２つのポートを、下位装置１０１のスレーブポート経由で当該下位装置１０１との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定する。下位装置１０１は、他の装置との間の通信信号が入出力される２つのポートを含み、自己の２つのポートの一方を、他の下位装置１０１のスレーブポート経由で当該他の下位装置１０１との通信接続を確立する際に用いるマスターポートに設定する。また、下位装置１０１は、自己の２つのポートの他方を、上位装置１０２または他の下位装置１０１のマスターポート経由で上位装置１０２または当該他の下位装置１０１との通信接続を確立する際に用いるスレーブポートに設定する。そして、下位装置１０１は、マスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行なうことが可能である。
【０１７８】
このような構成により、システムの冗長化を実現するために、たとえば待機系を１系統設ける場合、下位装置１０１において２つのポートを設ければよく、また、装置間の通信経路も１系統分設ければよくなる。また、下位装置１０１においてたとえばスレーブポートおよびマスターポートを１対設ければよくなるため、スレーブポート用の回路およびマスターポート用の回路もスイッチ回路等の利用により１対設ければよくなる。そして、１つの上位装置１０２に対して下位装置１０１を１つ設けて両装置を１対１で接続する場合において、未使用のポートがなくなり、装置資源の使用効率を向上させることができる。したがって、本発明の実施の形態に係る通信システムでは、簡易な構成でシステムの冗長化を実現することができる。
【０１７９】
さらに、上位装置１０２が下位装置１０１を制御することなく、下位装置１０１が自律的に冗長切り替え処理を行なうことができる。また、上位装置１０２または他の下位装置１０１との通信接続が確立できるか否かを冗長切り替え実行の判断基準とする構成により、冗長切り替え実行の判断基準を新たに設けることなく、既存の処理を流用して冗長切り替え実行の判断を行なうことができる。
【０１８０】
また、本発明の実施の形態に係る通信システムでは、最下位装置は、上位装置１０２のマスターポートと自己のマスターポートとが接続され、かつ他の下位装置１０１のマスターポートと自己のスレーブポートとが接続された下位装置１０１である。この最下位装置は、他の下位装置１０１との通信接続が切断された場合、マスターポートおよびスレーブポートの切り替え処理を行い、切り替え後のスレーブポート経由での上位装置１０２との通信接続を確立する処理、および切り替え後のマスターポート経由での当該他の下位装置１０１との通信接続を確立する処理を行なう。
【０１８１】
このような構成により、上位装置１０２および複数の下位装置１０１が環状に接続された通信システムにおいて、最下位装置と他の下位装置との通信接続が切断された場合に、適切な手順で最下位装置の通信を復旧させることができる。
【０１８２】
また、本発明の実施の形態に係る通信システムでは、当該他の下位装置１０１は、自己の２つのポートのうち、最下位装置以外の他の下位装置１０１または上位装置１０２と接続される上位側ポートを介した接続先の装置との通信接続が切断された場合、上位側ポートをマスターポートに設定し、最下位装置と接続される下位側ポートをスレーブポートに設定する。そして、当該他の下位装置１０１は、下位側ポート経由での最下位装置との通信接続を確立する処理、および上位側ポート経由での接続先の装置との通信接続を確立する処理を行なう。
【０１８３】
このような構成により、上位装置１０２および複数の下位装置１０１が環状に接続された通信システムにおいて、最下位装置と他の下位装置との通信接続が切断された場合に、適切な手順で最下位装置以外の他の下位装置の通信も復旧させることができる。
【０１８４】
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１８５】
１１  ＣＤＲ部
１２  ＰＬＬ部
２１  リタイミング部
２２  タイミング信号生成部
２３  位相比較器
２４  ループフィルタ
２５  ＶＣＸＯ
３１  通信制御部
３２  ポート切り替え制御部
３３  ＲＯＭ
５１  同期処理部
５２  ＰＬＤ
６１  制御部
７１  無線送信部
７２  無線受信部
８１  信号処理部
８２  デジタル／アナログ変換器
８３  変調器
８４  ドライバアンプ
８５  パワーアンプ
８６  送受信切り替えスイッチ
８７  発振器
８９，９０  受信アンプ
９１  ミキサ
９２  ＢＰＦ
９３  アナログ／デジタル変換器
９４  発振器
１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ  下位装置（リモートラジオヘッド）
１０２  上位装置（本体装置）
２０１  通信システム（無線基地局装置）
【図１】
2014123844.tif 000003
【図２】
2014123844.tif 000004
【図３】
2014123844.tif 000005
【図４】
2014123844.tif 000006
【図５】
2014123844.tif 000007
【図６】
2014123844.tif 000008
【図７】
2014123844.tif 000009
【図８】
2014123844.tif 000010
【図９】
2014123844.tif 000011
【図１０】
2014123844.tif 000012
【図１１】
2014123844.tif 000013
【図１２】
2014123844.tif 000014
【図１３】
2014123844.tif 000015
【図１４】
2014123844.tif 000016