无线中继系统、无线中继系统的子机以及无线中继系统的恢复方法与流程

本发明的实施方式涉及无线中继系统、无线中继系统的子机以及无线中继系统的恢复方法。

背景技术：

作为移动通信运营商的应对盲区的策略以及通信区扩展，已知一种无线中继系统，该无线中继系统具备：主机，将来自基站的无线信号经由同轴电缆或者光纤而中继连接；以及子机，与主机连接。在这样的无线中继系统中，将相互连接并还作为无线中继装置发挥功能的多个子机设置于无线信号无法到达的封闭空间，从而实现盲区的消除、通信区扩展。

在这样的无线中继系统中，在串联连接的子机中的某一个子机发生故障时，即使在该子机的下位侧连接的子机是正常的，也无法与终端通信。因此，已知对故障的子机进行旁路而将故障的子机的下位侧的子机与故障的子机的上位侧的子机或者主机连接起来的技术。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2004-247824号公报

技术实现要素：

然而，存在如下课题：尽管故障的子机是临时性故障，由于该子机被旁路，所以在被作业者修理以前仍无法进行通信。

本发明的实施方式是鉴于上述而完成的，其目的在于提供一种能够使临时性故障的子机恢复而通信的无线中继系统。

本发明的实施方式的无线中继系统具备主机和多个子机。多个子机与主机相比连接于通信路径的下位侧。多个子机中的各个子机具备切换部、通信部、判定部以及切换控制部。切换部在通常连接和旁路连接之间切换，所述通常连接用于将主机或者上位侧的子机与下位侧的子机经由通信部而连接，所述旁路连接用于将主机或者上位侧的子机与下位侧的子机不经由通信部而连接。通信部对发送接收的信号进行处理并通信。判定部判定通信部是正常还是异常。在判定部将通信部判定为异常时，切换控制部将切换部切换到旁路连接。在切换控制部将切换部从旁路连接切换到通常连接之后，判定部使通信部重启并判定通信部是正常还是异常。

附图说明

图1是第一实施方式的无线中继系统的整体结构图。

图2是子机的内部结构图。

图3是在检测到通信部的异常的情况下由控制部执行的恢复处理的流程图。

图4是第二实施方式的无线中继系统的整体结构图。

图5是第二实施方式的子机的内部结构图。

具体实施方式

在以下的例示性实施方式、变形例中包括同样的构成要素。因此，以下对同样的构成要素附加共同的符号，并且部分地省略重复的说明。在实施方式、变形例中包含的部分能够构成为与其它实施方式、变形例的对应的部分替换。另外，在实施方式、变形例中包含的部分的结构、位置等只要未特别提及则与其它实施方式、变形例相同。

无线中继系统10是一般还被称为中继器或者分布天线系统(das：distributedantennasystem，分布式天线系统)的系统。无线中继系统10是如下系统：通过将来自基站12的无线信号经由同轴电缆或者光纤中继而分配给连接的主机(masterunit，主设备：简称mu)14和多个子机(remoteunit，远程设备：简称ru)18来中继通信，并经由设置于无线信号无法到达的封闭空间(例如大厦、地下街等)并与主机连接的子机(remoteunit：简称ru)18来中继通信，从而实现移动通信运营商的盲区的消除、通信区扩展。

<第一实施方式>

第一实施方式是作为无线信号无法到达的封闭空间的一个例子在铁路、高速公路等交通工具的隧道中设置无线中继系统10的情况的实施方式。在本实施方式的无线中继系统10中，在设置于一般的大厦、地下街等室内空间的装置发生了故障的情况下，人能够容易地进到设置地点来进行修理。与此相对，在无线中继系统10设置于交通工具等的隧道的情况下(特别是速度快的新干线等的情况下)，为了人进到隧道来进行修理，出于安全考虑需要停止运行(在道路的情况下进行用于禁止通行的处置后)而进行修理。因此，如果不等到运行结束的夜间等则无法进行修理。

图1是第一实施方式的无线中继系统10的整体结构图。如图1所示，无线中继系统10具备基站12、主机14、在隧道92等的内部串联地设置的多个子机18以及监视装置16。

基站12与移动电话网连接，设置于隧道92的外部。

主机14与基站12通过光纤或者同轴电缆等连接。主机14与基站12通过有线通信发送接收信息。主机14例如设置于隧道92的外部等，但设置地点没有特别限定。

监视装置16监视无线中继系统10，检测异常状态等。监视装置16包括计算机等。

多个子机18与主机14直接或者间接地连接。多个子机18通过光纤94在与主机14相比通信路径的下位侧串联(即串连)地连接。串联地连接的子机18中的最上位的子机18与主机14通过光纤94连接。除了最上位的子机18以外的子机18相互通过光纤94串联地连接。换言之，子机18在通信路径中与上位侧的子机18或者主机14连接并且与下位侧的子机18连接。由此，子机18作为中继上位侧的子机18和下位侧的子机18的通信的无线中继装置发挥功能。多个子机18设置于隧道92的内部的不同的多个地点。由此，多个子机18实现在隧道92的内部的整个区域的通信。其结果，无线中继系统10通过多个子机18实现盲区对策以及通信区扩展。各子机18与便携电话以及智能手机等终端90通过无线通信发送接收信息。

图2是子机18的内部结构图。如图2所示，多个子机18中的各个子机具备作为切换部的一个例子的光开关20、通信部22以及控制部24。

光开关20具有四个端子26、28、30、32，切换这四个端子26、28、30、32的连接。端子26与上位侧的子机18或者主机14连接。端子28与下位侧的子机18连接。端子30以及端子32与通信部22连接。

在通信部22能够与终端90通信的正常状态下，光开关20如图2的实线所示连接端子26和端子30并且连接端子28和端子32(以下称为通常连接)。由此，光开关20在通常连接中经由通信部22连接通信路径的上位侧的子机18或者主机14与通信路径的下位侧的子机18。

在通信部22无法与终端90通信的异常状态下以及向子机18的电源未接通或者电源装置异常等未接通电源的异常状态下，光开关20如图2的虚线所示连接端子26和端子28。端子30和端子32未与其它端子26以及端子28连接。由此，光开关20不经由通信部22而连接通信路径的上位侧的子机18或者主机14与通信路径的下位侧的子机18(以下称为旁路连接)。因此，通信部22在旁路连接中不与通信路径连接而不参与通信。光开关20根据控制部24的控制来在通常连接和旁路连接之间切换。

通信部22对发送接收的通信的信号执行变换等处理，与其它子机18以及终端90等发送接收信号。通信部22与光开关20连接。通信部22具备上位侧光电变换部40、信号处理部42、发送部44、双工器46、天线48、接收部50以及下位侧光电变换部52。

上位侧光电变换部40连接于光开关20的端子30与信号处理部42之间。上位侧光电变换部40将经由光开关20的端子26以及端子30从上位的子机18或者主机14输入的光信号变换为电信号。上位侧光电变换部40将变换后的电信号输出到信号处理部42。另外，上位侧光电变换部40将从信号处理部42输入的电信号变换为光信号。上位侧光电变换部40将变换后的光信号经由光开关20的端子30以及端子26输出到上位的子机18或者主机14。

信号处理部42与上位侧光电变换部40、发送部44、下位侧光电变换部52以及接收部50连接。信号处理部42将从上位侧光电变换部40输入的电信号输出到发送部44以及下位侧光电变换部52。信号处理部42具有加法器54。信号处理部42通过加法器54对从接收部50以及下位侧光电变换部52输入的电信号进行加法运算即复用而输出到上位侧光电变换部40。

发送部44连接于信号处理部42与双工器46之间。发送部44具有d/a变换部56和模拟电路58。在发送部44中，d/a变换部56将信号处理部42输出的数字的电信号变换为模拟的电信号。模拟电路58将d/a变换部56输出的基带的模拟的电信号变换为无线频率的电信号并放大之后，经由双工器46以及天线48发送到终端90。

双工器46与发送部44、接收部50以及天线48连接。双工器46将发送部44输出的电信号不输出到接收部50而输出到天线48。双工器46将天线48从外部的终端90接收的电信号不输出到发送部44而输出到接收部50。

天线48将经由双工器46从发送部44输入的电信号发送到终端90。天线48接收外部的终端90发送的电信号并输出到双工器46。

接收部50连接于信号处理部42与双工器46之间。接收部50具有模拟电路60和a/d变换部62。在接收部50中，模拟电路60对经由天线48从终端90接收的无线频率的电信号进行放大而变换为基带的电信号。a/d变换部62将模拟电路60输出的基带的模拟的电信号变换为数字的电信号，输出到信号处理部42。

下位侧光电变换部52连接于光开关20的端子32与信号处理部42之间。下位侧光电变换部52将从信号处理部42输入的电信号变换为光信号。下位侧光电变换部52将变换后的光信号经由光开关20的端子28以及端子32输出到下位的子机18。另外，下位侧光电变换部52将经由光开关20的端子28以及端子32从下位的子机18输入的光信号变换为电信号。下位侧光电变换部52将变换后的电信号输出到信号处理部42。

控制部24管控子机18的全部控制。控制部24的一个例子是计算机。控制部24具有光开关控制部74和存储部76。

光开关控制部74包括cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)等运算处理装置。光开关控制部74具有判定部78和切换控制部80。例如，光开关控制部74通过读入在存储部76中存储的程序，作为切换控制部80和判定部78发挥功能。此外，也可以利用电路等硬件构成判定部78以及切换控制部80的一部分或者全部。

判定部78控制子机18的通信部22。判定部78判定通信部22是可通信的正常还是不可通信的异常。判定部78在判定为通信部22异常时，对切换控制部80输出表示是异常的意思的信号，使光开关20切换到旁路连接。判定部78判定的通信部22以及控制部24的异常包括电源异常以及通信异常。电源异常包括对通信部22供给电力的电源的异常以及电力的供给异常。此外，在控制部24为电源异常而不工作的情况下，光开关20不依靠控制部24的控制而自主地成为旁路连接。通信异常包括用于通信而对通信部22供给的时钟的异常。另外，判定部78在判定为异常之后，在切换控制部80将光开关20从旁路连接切换到通常连接之后，使包括通信部22以及控制部24的子机18重启，重新判定通信部22是正常还是异常。例如，判定部78在判定为异常之后，使子机18在预先确定的恢复时刻重启。判定部78使通信部22的上位侧光电变换部40、信号处理部42、发送部44、双工器46、接收部50以及下位侧光电变换部52中的任意个或者全部和控制部24重启。判定部78在判定为重启后的通信部22正常时使通常连接维持。

切换控制部80控制光开关20。例如，在通信部22被判定部78判定为可通信的正常的状态下，如图2的实线所示，切换控制部80使端子26和端子30连接并且使端子28和端子32连接，使光开关20为通常连接。在判定部78将通信部22判定为不可通信的异常时，如图2的虚线所示，切换控制部80使端子26和端子28连接，将光开关20切换到旁路连接。另外，切换控制部80在由于通信部22被判定部78判定为异常而将光开关20切换到旁路连接之后，在到达恢复时刻时将光开关20从旁路连接切换到通常连接。

存储部76具有易失性的ram(randomaccessmemory，随机存取存储器)以及非易失性的闪存存储器等。存储部76存储由光开关控制部74读入的程序以及执行程序所需的参数等。

接下来，说明在通信部22被判定部78判定为正常的状态下的子机18的工作。

首先，说明通信部22是正常状态的子机18的工作。在正常状态的子机18中，如图2的实线所示，光开关控制部74的切换控制部80使光开关20的端子26和端子30连接并且使端子28和端子32连接。

说明在从上位的子机18或者主机14被输入电信号的情况下的子机18的工作。光开关20在电信号从上位的子机18或者主机14被输入到端子26时，从端子30向上位侧光电变换部40输出。上位侧光电变换部40将电信号经由信号处理部42输出到发送部44以及下位侧光电变换部52。发送部44将模拟的基带的电信号按数字的无线频率变换之后，经由双工器46以及天线48发送到终端90。另外，下位侧光电变换部52将经由信号处理部42从上位侧光电变换部40输入的电信号变换为光信号而输出到光开关20的端子32。光开关20将输入到端子32的光信号从端子28输出到下位的子机18。

说明在子机18从终端90接收到电信号的情况下以及从下位的子机18被输入光信号的情况下的子机18的工作。在天线48从终端90接收到电信号时，经由双工器46将该电信号输出到接收部50。接收部50将无线频率的模拟的电信号变换为数字的基带的电信号，输出到信号处理部42的加法器54。光开关20将从下位的子机18输入到端子28的光信号经由端子32输出到下位侧光电变换部52。下位侧光电变换部52将光信号变换为电信号，输出到信号处理部42的加法器54。信号处理部42的加法器54对从接收部50输入的电信号以及从下位侧光电变换部52输入的电信号进行加法运算即复用而输出到上位侧光电变换部40。上位侧光电变换部40将复用后的电信号变换为光信号，输出到光开关20的端子30。光开关20将输入到端子30的电信号从端子26输出到上位的子机18或者主机14。

接下来，说明通信部22是异常状态的子机18的工作。在通信部22是异常状态的子机18中，如图2的虚线所示，光开关控制部74的切换控制部80使光开关20的端子26和端子28旁路连接。在该状态下，子机18将从上位的子机18或者主机14输入到光开关20的端子26的光信号不经由通信部22而从端子28输出到下位的子机18。另外，子机18将从下位的子机18输入到光开关20的端子28的光信号不经由通信部22而从端子26输出到上位的子机18或者主机14。换言之，异常状态的子机18对输入的光信号不进行任何变换以及处理而输出。

图3是在通信部22被判定为异常的情况下光开关控制部74执行的恢复处理的流程图。参照图3，说明异常状态下的恢复处理。

在通信部22被判定部78判定为异常的情况下，从切换到如图2的虚线所示的旁路连接的状态开始通信部22的异常状态下的恢复处理。在恢复处理中，判定部78判定是否为恢复时刻(s100)。恢复时刻被预先设定并储存于存储部76。例如，恢复时刻被设定为子机18和终端90的通信少的凌晨2点等深夜的时刻。判定部78在到达恢复时刻前待机(s100：“否”)。

判定部78在判定为到达恢复时刻时(s100：“是”)，对切换控制部80输出恢复指示(s110)。切换控制部80在获取到恢复指示时，将光开关20从旁路连接切换到通常连接(s120)。判定部78在输出恢复指示之后使子机18重启(s130)。

判定部78在使子机18重启了的状态下判定通信部22是正常还是异常(s140)。判定部78在判定为通信部22是能够进行通常的通信的正常状态时(s140：“是”)，使光开关20的通常连接维持(s145)，结束恢复处理。其结果，子机18恢复到利用通信部22的通常的通信。

另一方面，判定部78在判定为通信部22是无法进行通常的通信的异常状态时(s140：“否”)，使判定计数n增加1(s150)。在恢复处理开始时，判定计数n被设定为初始值(例如0)并储存于存储部76。

判定部78判定判定计数n是否为规定次数sn(s160)。规定次数sn被预先设定并储存于存储部76。规定次数sn的一个例子是数次。判定部78在判定为判定计数n并非规定次数sn时(s160：“否”)，使子机18重启，判定通信部22是否为正常。判定部78只要未将通信部22判定为正常，则反复进行步骤s130至s150。之后，判定部78反复进行步骤s130至s150，在判定为判定计数n成为规定次数sn时(s160：“是”)，向切换控制部80输出旁路指示(s170)。切换控制部80在获取到旁路指示时使光开关20返回到旁路连接(s180)。换言之，在判定部78使通信部22重启规定次数sn仍未将通信部22判定为正常的情况下，切换控制部80将光开关20切换到旁路连接。其结果，光开关控制部74不使子机18的通信部22恢复而结束恢复处理。

如上所述，在无线中继系统10的子机18中，使判定部78判定为异常的子机18重启，在切换控制部80将光开关20切换到通常连接之后，判定部78重新判定通信部22是正常还是异常。由此，判定部78能够通过使子机18重启而正确地判定仅临时故障而正常工作的子机18，所以能够使利用子机18的通信容易地恢复。另外，控制部24不依靠作业者等的修理而能够使仅临时故障的正常的通信部22恢复。因此，即使无线中继系统10的子机18设置于如隧道92等那样人难以进入而修理的地点，各个子机18的控制部24也能够使得容易且迅速地恢复到通常的通信。其结果，各个子机18的控制部24能够省略重新开始通信所需的在隧道92中的作业的申请等并且减少作业所需的时间。

在子机18中，判定部78在预先设定的恢复时刻执行子机18的重启。由此，控制部24能够在子机18几乎不进行通信的夜间等执行子机18的重启。由此，控制部24能够减少连接通信部22所引起的对下位的子机18的通信的影响并且实现通信部22的恢复。

在子机18中，在判定部78将重启的通信部22判定为异常时，切换控制部80使光开关20返回到旁路连接。由此，在通信部22并非临时性故障的情况下，控制部24能够使下位的子机18返回到可通信的状态。

在子机18中，判定部78使通信部22重启规定次数sn而判定通信部22是否为正常，所以能够提高正常的通信部22的判定精度。

在上述实施方式中，说明了作为应对移动电话网的盲区的策略的无线中继系统，但还能够用作应对与因特网连接的公共无线lan系统的盲区的策略。在该情况下，主机14并非连接到基站12而是连接到未图示的因特网，由此能够起到同样的效果。

<第二实施方式>

图4是第二实施方式的无线中继系统210的整体结构图。图4所示的无线中继系统210是如下无线中继系统：子机218的连接方式并非串联连接，而具有以在特定的子机218处对通信路径进行分支的连接方式。

图5是第二实施方式的子机218的内部结构图。如图5所示，子机218还具备第二下位侧光电变换部252和第三下位侧光电变换部253。

第二下位侧光电变换部252与上位侧光电变换部40、信号处理部42的加法器54以及下位的子机18连接。第二下位侧光电变换部252将从上位侧光电变换部40输入的电信号变换为光信号并输出到下位的子机18。第二下位侧光电变换部252将从下位的子机18输入的光信号变换为电信号并输出到信号处理部42的加法器54。

第三下位侧光电变换部253与上位侧光电变换部40、信号处理部42的加法器54以及下位的子机18连接。此外，第三下位侧光电变换部253与和连接于第二下位侧光电变换部252的子机18不同的子机18连接。第三下位侧光电变换部253将从上位侧光电变换部40输入的电信号变换为光信号并输出到下位的子机18。第三下位侧光电变换部253将从下位的子机18输入的光信号变换为电信号并输出到信号处理部42的加法器54。

在子机218中，信号处理部42的加法器54对下位侧光电变换部52、第二下位侧光电变换部252以及第三下位侧光电变换部253输出的三个电信号进行加法运算，输出到上位侧光电变换部40。

上述各实施方式的结构可以适当变更。上述各实施方式也可以适当组合。

例如，在上述实施方式中，通过光纤94连接子机18彼此，但也可以通过电线连接子机18彼此，子机18彼此通过电通信发送接收信息。另外，子机18也可以与主机14通过电线连接。

在上述实施方式中，以子机18设置于隧道92的无线中继系统10为例进行举例，但不限定于此。例如，也可以对子机18设置于大厦的室内以及地下街的无线中继系统10应用上述实施方式。

在上述实施方式中，光开关控制部74在预先确定的时刻开始恢复处理，但不限于此，也可以在预先确定的定时开始恢复处理。例如，光开关控制部74也可以在从判定为异常状态而使光开关20旁路连接的状态起经过预先确定的时间之后开始恢复处理。

在上述实施方式中，光开关控制部74将重启反复进行规定次数sn，但不限定于此。例如，光开关控制部74也可以仅将重启进行一次而判定是否为正常。

在上述实施方式中，使子机18重启，但也可以仅使通信部22重启。

上述实施方式的恢复处理的步骤的顺序也可以适当变更。例如，也可以掉换步骤s120的处理和步骤s130的处理的顺序。即，也可以在判定部78使通信部22重启之后由切换控制部80将光开关20从旁路连接切换到通常连接。即使在该情况下，判定部78仍在切换控制部80将光开关20切换到通常连接之后判定通信部22是正常还是异常。

在上述实施方式中，示出了将控制部24设置于子机18的例子，但也可以将控制部24的一部分或者全部设置于主机14或者基站12等其它设备。

在上述实施方式中，将通信部22设为具备上位侧光电变换部40、信号处理部42、发送部44、双工器46、天线48、接收部50以及下位侧光电变换部52的结构，但通信部22的结构也可以适当变更。通信部22也可以构成为具有上位侧光电变换部40、信号处理部42、发送部44、双工器46、天线48、接收部50以及下位侧光电变换部52的一部分。

在上述实施方式中，也说明了作为应对移动电话网的盲区的策略的无线中继系统，但还能够用作应对与因特网连接的公共无线lan系统的盲区的策略。在该情况下，主机14并非连接到基站12而是连接到未图示的因特网，由此能够起到同样的效果。

虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式仅作为例示而提示，不意图限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其它各种方式实施，能够在不脱离发明的要旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨内，并且包含于权利要求记载的发明和其均等的范围。