JP2004007267A - Ｄｓｌモデム装置及びｄｓｌ通信における通信制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】マルチキャリア方式のデータ通信において演算量を増大させること無く全てのキャリアに対してＡＧＣ、ＦＥＱをかけて安定した通信を実現すること。
【解決手段】送信データがマルチキャリア方式で変調されているアナログ信号をレシーバ１７で受信し、受信アナログ信号のゲインをゲイン制御部１０１で制御する。ゲイン制御部１０１を通過した受信アナログ信号をＡＤ変換器１０２ａでサンプリングし、ＦＦＴ部２７でサンプリングデータをシンボル単位でフーリエ変換してキャリア単位に復調する。マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析して前記ゲイン制御部１０１に対するゲイン制御の指示を決定する。
【選択図】 図５
【解決手段】送信データがマルチキャリア方式で変調されているアナログ信号をレシーバ１７で受信し、受信アナログ信号のゲインをゲイン制御部１０１で制御する。ゲイン制御部１０１を通過した受信アナログ信号をＡＤ変換器１０２ａでサンプリングし、ＦＦＴ部２７でサンプリングデータをシンボル単位でフーリエ変換してキャリア単位に復調する。マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析して前記ゲイン制御部１０１に対するゲイン制御の指示を決定する。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャリア方式のデータ通信を実行するＤＳＬモデム装置及びＤＳＬ通信における通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアナログモデムを用いたデータ通信装置は、電話回線を介してデータ通信を行っており、この電話回線を介して通信することにより、受信装置側で受信する信号出力値（ゲイン量）が減衰する。この減衰により、データ受信を確実に行うことができなくなるのを防止するため、自動利得制御（ＡＧＣ）を実行してゲイン量を補正している。また、信号の伝送路状況によってはシンボルの位相がずれるので、受信シンボルの位相ずれを補正するＦＥＱ制御を実行している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＩＴＵ−Ｔにより定められたＡＤＳＬ規格（Ｇ．ｌｉｔｅ、Ｇ．ｄｍｔ等）では同時に複数のキャリアを使用するマルチキャリア方式が採用されているので、ＳＨＯＷＴＩＭＥ（ショータイム）と呼ばれるデータ通信期間に、前述のアナログモデムと同様の方法でＡＧＣやＦＥＱを行うと膨大な演算が必要となることから現在のＤＳＰの能力では困難であった。
【０００４】
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたもので、マルチキャリア方式のデータ通信において演算量を増大させること無く全てのキャリアに対してＡＧＣ、ＦＥＱをかけて安定した通信を実現することができるＤＳＬモデム装置及びＤＳＬ通信における通信制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マルチキャリア方式のＤＳＬ通信においてデータ通信開始後に周期的に送信されるシンクシンボル又は同等の特性を有する既知シンボルを用いてＡＧＣ又はＦＥＱ又はその双方を実行するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様は、送信データがマルチキャリア方式で変調されているアナログ信号を受信する受信手段と、受信アナログ信号のゲインを制御するゲイン制御手段と、前記ゲイン制御手段を通過した受信アナログ信号をサンプリングするＡＤ変換手段と、サンプリングデータをシンボル単位でフーリエ変換してキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析して前記ゲイン制御手段に対するゲイン制御の指示を決定する制御手段と、を具備するＤＳＬモデム装置である。
【０００７】
このように構成された本発明によれば、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析して前記ゲイン制御手段に対するゲイン制御の指示を決定するので、ＡＧＣに必要な演算は少ないビット数が割り付けられるシンクシンボルが対象となりＡＧＣに必要な演算量を削減できる。シンクシンボルは現在は２ビットに決められているが、その後に規格の変更があった場合であっても演算能力との関係で許容可能なビット数まで対応可能である。
【０００８】
本発明の第２の態様は、送信データがマルチキャリア方式で変調されているアナログ信号を受信する受信手段と、受信アナログ信号のゲインを制御するゲイン制御手段と、前記ゲイン制御手段を通過した受信アナログ信号をサンプリングするＡＤ変換手段と、サンプリングデータをシンボル単位でフーリエ変換してキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するＦＥＱ手段と、を具備するＤＳＬモデム装置である。
【０００９】
このように構成された本発明によれば、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するので、ＦＥＱ処理に必要な演算は少ないビット数が割り付けられるシンクシンボルが対象となりＦＥＱ処理に必要な演算量を削減できる。
【００１０】
本発明の第３の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定する制御手段と、を具備するＤＳＬモデム装置である。
【００１１】
このように構成された本発明によれば、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出して、シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定するので、ＡＧＣに要する演算量を削減できる。
【００１２】
本発明の第４の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するＦＥＱ手段と、を具備するＤＳＬモデム装置である。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出して、シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するので、ＦＥＱ処理に要する演算量を削減できる。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第１−４のいずれかの態様のＤＳＬモデム装置において、前記シンクシンボル検出手段は、データ通信開始から受信シンボル数をカウントし、シンクシンボルの送信周期に相当するカウント数になるとリセットされるカウンタを有するものとした。
【００１５】
これにより、シンクシンボルがデータ通信開始後から周期的に送信されると言った特性を利用してシンクシンボルを正確に検出することができる。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第１−５のいずれかの態様のＤＳＬモデム装置において、前記シンクシンボルは、各キャリアに２ビットの固定ビット数が割り付けられているものとする。
【００１７】
これにより、現在のＡＤＳＬ規格では、シンクシンボルは各キャリアに２ビットが割り付けられているので、このシンクシンボルを使用することにより演算量を削減できる。
【００１８】
本発明の第７の態様は、第１−６のいずれかの態様のＤＳＬモデム装置において、前記シンクシンボルは、各キャリア毎にビットデータを位相変調する際の位相が固定であるものとする。
【００１９】
これにより、現在のＡＤＳＬ規格では、シンクシンボルは各キャリア毎にビットデータを位相変調する際の位相が固定であるので、このシンクシンボルを使用することにより演算量を削減できる。
【００２０】
本発明の第８の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信される既知シンボルを前記復調データから検出する特定シンボル検出手段と、前記検出既知シンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定する制御手段と、を具備し、前記既知シンボルは、各キャリアに２ビットの固定ビット数が割り付けられていることを特徴とするＤＳＬモデム装置である。
【００２１】
このように構成された本発明によれば、シンクシンボルの代わりに同様の特性を有する既知シンボルを使用するので、シンクシンボルを用いる場合と同様に演算量の削減を期待できる。
【００２２】
本発明の第９の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信される既知シンボルを前記復調データから検出する既知シンボル検出手段と、前記検出既知シンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するＦＥＱ手段と、を具備し、前記既知シンボルは、各キャリアに２ビットの固定ビット数が割り付けられていることを特徴とするＤＳＬモデム装置である。
【００２３】
このように構成された本発明によれば、シンクシンボルの代わりに同様の特性を有する既知シンボルを使用するので、シンクシンボルを用いる場合と同様に演算量の削減を期待できる。
【００２４】
本発明の第１０の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調し、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定することを特徴とするＤＳＬ通信における通信制御方法である。
【００２５】
本発明の第１１の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調し、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正することを特徴とするＤＳＬ通信における通信制御方法である。
【００２６】
以下、本発明のＤＳＬモデム装置及び通信制御方法を適用した一実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００２７】
図１は、本発明が適用されるＡＴＵ−Ｒ側の通信システムの概略構成を示す図である。同図に示す通信システムは、公衆回線網又はこれと同等の回線網（以下、回線という）がスプリッタ１を介してＡＤＳＬ通信装置２に接続され、さらにＡＤＳＬ通信装置２に通信端末３が接続されている。なお、通信端末３と電話機４とを１回線で利用する場合にはスプリッタ１が必要となるが、電話機４を使用しない形態であればスプリッタ１は必要ない。また、通信端末３がＡＤＳＬ通信装置２を内蔵するように構成することも可能である。本発明はＡＴＵ−Ｒ側だけでなく、ＡＴＵ−Ｃ側にも同様に適用することができる。
【００２８】
ＡＤＳＬ通信装置２は、Ｇ．ｈｓにしたがったハンドシェイク手順及びＧ．ｌｉｔｅ又はＧ．ｄｍｔにしたがったイニシャライズシーケンス並びにＳＨＯＷＴＩＭＥと呼ばれるデータ通信を実行するトランシーバ１１と、このトランシーバ１１を含む全体の動作を制御するホスト１２とを備えている。トランシーバ１１の回線側端部はＡＦＥ１３のＤＡ変換部に対してアナログフィルタ１４を介してドライバ１５が接続され、ドライバ１５で増幅されたアナログ信号がハイブリッド１６を介して回線へ送出されるように構成されている。また、回線から到来したアナログ信号はハイブリッド１６を介してレシーバ１７で受信されアナログフィルタ１８を介してＡＦＥ１３のＡＤ変換部に入力されるように構成されている。ＡＦＥ１３は、ＡＤ変換部から出力されるサンプリングデータをトランシーバ１１へ出力する。
【００２９】
図２はトランシーバ１１の機能ブロック図である。プロセッサ２０は、データ通信（ＳＨＯＷＴＩＭＥ）が開始される前段で、ハンドシェイク手順、イニシャライズ手順を実行する機能を備える部分である。さらに、プロセッサ２０は、データ通信（ＳＨＯＷＴＩＭＥ）において後述するＡＧＣを実行する。
【００３０】
トランシーバ１１の送信処理側は、エラーチェックのための冗長ビットを付加するリードソロモン符号化部２１、リードソロモン復号時のバーストエラーに対する訂正を可能とするためのデータの並べ替えを行うインターリーブ部２２、トレリス符号化によるデータの畳み込みを行うトレリス符号化部２３、各キャリアに対するビット数の割付けを行うトーンオーダリング部２４、送信データをコンステレーション座標（位相）に変換するコンステレーション符号化部２５、コンステレーション符号化されたデータを逆高速フーリエ変換（以下、ＩＦＦＴという）するＩＦＦＴ部２６から構成されている。
【００３１】
トランシーバ１１の受信処理側は、受信信号のサンプリングデータを高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴという）するＦＦＴ部２７、ＦＦＴ出力信号のコンステレーションデータからデータを復号し、かつコンステレーション座標上での位相を補正するコンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８、送信側でトーンオーダリングされた各キャリアに割り付けられているデータを元に戻すトーンデオーダリング部２９、受信データをビタビ復号するビタビ復号化部３０、送信側で並べかえられたデータを元に戻すデインターリーブ部３１、送信側で付加された冗長ビットを削除するリードソロモン復号化部３２から構成されている。特に、コンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８は、後述するようにデータ通信を開始してからシンクシンボルを使用したＦＥＱ処理を実行する。トランシーバ１１は、ホストインターフェース（Ｉ／Ｆ）３４を介してホスト１２と接続される。
【００３２】
図３はプロセッサ２０の一機能であるＡＧＣに係わるブロックの構成及びＡＦＥ１３の構成を示す図である。ＡＦＥ１３は、回線から受信した受信アナログ信号又は回線へ出力する送信アナログ信号のゲイン制御を行うゲイン制御部１０１と、受信アナログ信号をサンプリングクロックに同期してサンプリングするＡＤ変換器１０２ａと、デジタルの送信アナログ信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器１０２ｂとを有している。ＡＧＣ制御部２０３は、ＦＦＴ出力を格納するバッファ１０６、バッファ１０６に格納されたＦＦＴ出力から最大値を検索する最大値検索部１０７及び最大値検索部１０７が検索した最大値に所定の積分演算を施す積分フィルタ１０８と、積分フィルタ１０８出力からゲイン制御部１０１におけるゲイン制御も指示を決定するゲイン制御指示部１０９とを備える。
【００３３】
図４は、積分フィルタ１０８の構成を示すブロック図である。積分フィルタ１０８は、最大値検索部１０７が検索した最大値を示すキャリアのエネルギー量を乗算器３０１で０．１倍した値Ａを加算器３０２に出力する。一方、積分フィルタ１０８は、内部レジスタ３０３に格納されている値Ｂに乗算器３０４で０．９倍した値Ｂ’を加算器３０２に出力する。さらに積分フィルタ１０８は、加算器３０２で乗算器３０１から入力された値Ａと乗算器３０４から入力された値Ｂ’とを加算した値Ｂを内部レジスタ３０３に出力する。この値Ｂは、内部レジスタ３０３に格納される。
【００３４】
これにより、最大値検索部１０７が検索した最大値を示すキャリアのエネルギー量に所定の積分演算を施すことにより、その後に検索された最大値を示すキャリアのエネルギー量が急激に低下した場合であっても、その低下したエネルギー量によって値Ｂが大きく変動するのを防止している。
【００３５】
次に以上のように構成された本実施の形態の動作について、図５のフロー図を参照して説明する。ここでは、ＡＴＵ−Ｒの動作について説明するが、ＡＴＵ−Ｃにおいても同様に適用することができる。
【００３６】
ステップＳ１において、イニシャライズシーケンスを実行する。図６、図７はイニシャライズシーケンスで使用される信号及びタイミングを示す図である。左側がいわゆるセンターとなるＡＴＵ−Ｃで、右側がいわゆるリモートとなるＡＴＵ−Ｒである。
【００３７】
ＡＴＵ−Ｃは、シーケンスにしたがってＣ−ＳＥＧＵＥ１、Ｃ−ＳＥＧＵＥ２、Ｃ−ＳＥＧＵＥ−ＲＡと、ＳＥＧＵＥ信号を３回送信し、それぞれのＳＥＧＵＥ信号送信後にＣ−ＲＡＴＥＳ、Ｃ−ＭＳＧ等の情報を送信している。そして、イニシャライズシーケンスの最後にＣ−ＳＥＧＵＥ３を送信した後、データ通信であるＳＨＯＷＴＩＭＥに移行している。
【００３８】
ＡＴＵ−Ｒは、シーケンスにしたがってＲ−ＳＥＧＵＥ１、Ｒ−ＳＥＧＵＥ２、Ｒ−ＳＥＧＵＥ−ＲＡ、Ｒ−ＳＥＧＵＥ４と、ＳＥＧＵＥ信号を４回送信し、それぞれのＳＥＧＵＥ信号送信後にＲ−ＲＡＴＥＳ、Ｒ−ＭＳＧ等の情報を送信している。但し、Ｒ−ＳＥＧＵＥ１は除く。そして、イニシャライズシーケンスの最後にＲ−ＳＥＧＵＥ５を送信した後、データ通信であるＳＨＯＷＴＩＭＥに移行している。
【００３９】
ＳＨＯＷＴＩＭＥに移行すると、Ｃ−ＳＥＧＵＥ３の１０シンボルを受信した後、ＳＨＯＷＴＩＭＥに入ってから受信したシンボル数をカウンタがカウントを開始する（ステップＳ２）。ＳＨＯＷＴＩＭＥにおいては、周期的にシンクシンボル（Ｓｙｎｃ Ｓｙｍｂｏｌ）と呼ばれるフェーズが発生する。なお、リモート側では、Ｃ−ＳＥＧＵＥ５を受信した後、シンボル数をカウントするカウンタが起動し、カウントを開始する。
【００４０】
ここで、シンクシンボルを用いてＡＧＣ、ＦＥＱ処理することで演算量を削減できる理由を説明する。シンクシンボルはイニシャライズ中に通信されるＲＥＶＥＲＢ信号と同じ単純な信号でる。ＲＥＶＥＲＢ信号は周波数的にはランダムであるが各キャリアは決まったアイパターンを持つ。これと同様にシンクシンボルは、複数本のキャリアで送信され、しかも各キャリアには必ず２ビットのデータを載せて送ることと決められている。よって、シンクシンボルは、図１０（ａ）に示すように互いに９０度位相のずれた４点のいずれかの送信点に変調して送られる。さらに、シンクシンボルは、キャリア毎に４点の基準点（送信点）のうち、どの基準点を使って変調するかまで予め決められている。
【００４１】
受信信号に対してＡＧＣをかける場合、受信シンボルが目標の基準点に近づくように振幅方向の補正を行うが、基準点が４点であれば演算負荷は許容できる範囲の抑えられる。しかも、キャリア毎に目標の基準点が既知であるので、演算量はさらに軽減されるものとなる。図１０（ｂ）に示すように、シンボルの受信点が本来の基準点ではない基準点に近いところで受信されたとしても、目標の基準点が既知であるので誤ることなく目標の基準点に近づくようにＡＧＣをかけることが可能になる。
【００４２】
ところが、通常のデータは、伝送効率を改善するために各キャリアにできるだけ大きなビット数を割り当てて送信する。したがって、４ビット、５ビットとシンボルのビット数が大きくなると、１６点、３２点といった具合にＡＧＣにおいてターゲットとなる基準点の数が増大するため演算負荷が許容範囲を超える事態となる。
【００４３】
また受信シンボルにＦＥＱ処理をかける場合、図１１に示すように白丸で示す受信シンボルが、黒丸で示す基準点へ移動するようにゲインと位相を補正する。この場合も上記同様に、シンクシンボルであれば基準点は４点であり、しかもキャリア毎に目標基準点が既知であるので、少ない演算量で処理することができる。
【００４４】
ＳＨＯＷＴＩＭＥでのシンクシンボルの周期をＮシンボルとすると、Ｎシンボル毎にシンクシンボルを用いてＡＧＣ、ＦＥＱ処理を実行すれば、少ない演算量でＳＨＯＷＴＩＭＥ期間中にＡＧＣ、ＦＥＱ処理を実現できることになる。そこで、シンボルを受信するたびに、受信シンボル数＝Ｎになったか否か判断する（ステップＳ３）。受信シンボル数＝Ｎになるまでは、受信シンボルをデータ処理して受信シンボルカウンタをカウントアップさせる（ステップＳ４、Ｓ５）。シンボル受信が発生するたびに上記処理を繰り返し、ステップＳ３の処理により、受信シンボル数＝Ｎと判断されたら、今回受信されたシンボルはシンクシンボルであるので当該シンクシンボルを用いてＡＧＣ及びＦＥＱ処理を実行する（ステップＳ６，Ｓ７）。
【００４５】
ステップＳ６において、シンクシンボルを用いてＡＧＣを実行する。図３に示すように、シンクシンボルの変調信号はＡＦＥ１３のＡＤ変換器１０２ａでサンプリングされ、所定数のサンプリングデータに変換された後、ＦＦＴ部２７で高速フーリエ変換される。すなわち、シンクシンボルを高速フーリエ変換することにより、全てのキャリアの信号値が各キャリアに関するコンステレーションの形（複素平面座標系における座標値としての意味）で得られる。したがって、１シンボルについて個々のキャリアの信号値（エネルギー量）が、キャリア毎にＲ−Ｉ（Ｒｅａｌ−Ｉｍａｇｉｎａｒｙ）平面上の１座標点として表わされ、個々のキャリアに対応する（Ｒ，Ｉ）座標がバッファ１０６に格納される。
【００４６】
バッファ１０６に１シンボル分のサンプリングデータに対応する（Ｒ，Ｉ）座標情報が格納されると、最大値検索部１０７は、その（Ｒ，Ｉ）座標情報に基づいてシンクシンボルを構成する複数のキャリアの各エネルギー量のうち、最大値を示すキャリアのエネルギー量を検索する。Ｒ−Ｉ平面上に表わされた各サンプリングデータの（Ｒ，Ｉ）座標に対する原点からの距離は、各キャリアのエネルギー量に相当する。したがって、最大値検索部１０７は、各サンプリングデータの（Ｒ，Ｉ）座標から原点までの距離を比較することで最大値を示すキャリアのエネルギー量を検索する。
【００４７】
積分フィルタ１０８は、最大値検索部１０７が検索した最大値を示すキャリアのエネルギー量に所定の積分演算を施す。ゲイン制御指示部１０９は、積分演算して取得した値Ｂを目標レンジとを比較し、値Ｂが目標レンジの上限値よりも大きい場合には、ゲイン制御部１０１に対して受信アナログ信号のエネルギー量をダウンさせるゲイン制御指示を行う。例えば、以後入力される入力信号の全てのキャリアのエネルギー量を一律に１ｄｂ下げる。逆に、値Ｂが目標レンジの下限値よりも小さい場合には、ゲイン制御部１０１に対して受信アナログ信号のエネルギー量をアップさせるゲイン制御を行う。以後入力される入力信号の全てのキャリアのエネルギー量を一律に１ｄｂ上げる。また、値Ｂが目標レンジのレンジ内に有るときはゲイン制御指示を行わない。
【００４８】
このようなゲイン制御を行うことにより、回線状況等の要因による信号劣化に応じたゲインコントロールをしつつ、いずれかのキャリアにおいてオーバーフローしてしまうような事態を確実に回避することができるので、マルチキャリアを用いる通信においても、オーバーフローしないようにゲインコントロールを適切に行うことができる。
【００４９】
例えば、図８に示すように入力信号の振幅がＡＤ変換器１０２ａのダイナミックレンジを越えるような場合には、ゲイン制御部１０１が入力信号の振幅を絞ることにより、全体的に入力信号の全幅がＡＤ変換器１０２ａのダイナミックレンジに収まるように調節される。図９はゲイン調整後のＲＥＶＥＲＢ信号の周波数特性を示している。
【００５０】
ステップＳ７において、シンクシンボルを用いてＦＥＱ処理を実行する。コンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８がＦＥＱ処理を実行する。コンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８は、受信シンボルのコンステレーションから、受信点を基準点へ移動するためゲイン及び位相を補正する。このとき、図１０に示すように、シンクシンボルは２ビットのアイパターンであるので、受信点が４つの基準点のいずれのものであるのかを決める演算が、基準点が例えば３２点も有る場合に比べて大幅に削減できる。
【００５１】
このように、２ビットのアイパターンであるシンクシンボルを用いてＦＥＱ処理を実行するので、演算量が少なくＳＨＯＷＴＩＭＥ中であってもＦＥＱが可能になる。
【００５２】
以上のようにしてシンクシンボルを用いてＡＧＣ、ＦＥＱ処理を実行した後、カウンタをリセットして（ステップＳ８）、ステップＳ２へ移行する。
【００５３】
以上の説明ではＡＤＳＬ規格であるＧ．ｌｉｔｅ、Ｇ．ｄｍｔを例に説明したがこの方式に限定されるものではなく、マルチキャリア方式を採用していてデータ通信期間に周期的又は既知タイミングでシンクシンボルに相当する信号が送信される通信方式であれば、本発明を適用できる。シンクシンボルに相当する信号とは、受信側で検出可能で、マルチキャリア方式で変調されていて、割り付けビット数が少ない（ＤＳＰが１シンボル期間中に対応可能な演算量の意味）の条件を満足することを意味する。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、マルチキャリア方式のデータ通信において演算量を増大させること無く全てのキャリアに対してＡＧＣ、ＦＥＱをかけて安定した通信を実現することができるＤＳＬモデム装置及びＤＳＬ通信における通信制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る通信システムの構成図
【図２】図１に示すトランシーバの機能ブロック図
【図３】図２に示すＡＦＥ及びＡＧＣ制御部の機能ブロック図
【図４】図３に示す積分フィルタの構成図
【図５】上記一実施の形態に係る通信システムにおけるＡＧＣ，ＦＥＱに関するフロー図
【図６】イニシャライズシーケンスの前半部のタイミング図
【図７】イニシャライズシーケンスの後半部のタイミング図
【図８】ＡＧＣの前後の信号状態を示す図
【図９】ＲＥＶＥＲＢ信号の周波数特性を示す図
【図１０】（ａ）２ビットのアイパターンを示す図（ｂ）受信点と基準点との関係を示す図
【図１１】ＦＥＱの補正の様子を示す図
【符号の説明】
１ スプリッタ
２ ＡＤＳＬ通信装置
３ 通信端末
４ 電話機
１１ トランシーバ
１２ ホスト
１３ ＡＦＥ
１４、１８ アナログフィルタ
１５ ドライバ
１６ ハイブリッド
１７ レシーバ
２０ プロセッサ
２１ リードソロモン符号化部
２２ インターリーブ部
２３ トレリス符号化部
２４ トーンオーダリング部
２５ コンステレーション符号化部
２６ ＩＦＦＴ部
２７ ＦＦＴ部
２８ コンステレーション復号化／ＦＥＱ部
２９ トーンデオーダリング部
３０ ビタビ復号化部
３１ デインターリーブ部
３２ リードソロモン復号化部
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチキャリア方式のデータ通信を実行するＤＳＬモデム装置及びＤＳＬ通信における通信制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアナログモデムを用いたデータ通信装置は、電話回線を介してデータ通信を行っており、この電話回線を介して通信することにより、受信装置側で受信する信号出力値（ゲイン量）が減衰する。この減衰により、データ受信を確実に行うことができなくなるのを防止するため、自動利得制御（ＡＧＣ）を実行してゲイン量を補正している。また、信号の伝送路状況によってはシンボルの位相がずれるので、受信シンボルの位相ずれを補正するＦＥＱ制御を実行している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＩＴＵ−Ｔにより定められたＡＤＳＬ規格（Ｇ．ｌｉｔｅ、Ｇ．ｄｍｔ等）では同時に複数のキャリアを使用するマルチキャリア方式が採用されているので、ＳＨＯＷＴＩＭＥ（ショータイム）と呼ばれるデータ通信期間に、前述のアナログモデムと同様の方法でＡＧＣやＦＥＱを行うと膨大な演算が必要となることから現在のＤＳＰの能力では困難であった。
【０００４】
本発明は以上のような実情に鑑みてなされたもので、マルチキャリア方式のデータ通信において演算量を増大させること無く全てのキャリアに対してＡＧＣ、ＦＥＱをかけて安定した通信を実現することができるＤＳＬモデム装置及びＤＳＬ通信における通信制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マルチキャリア方式のＤＳＬ通信においてデータ通信開始後に周期的に送信されるシンクシンボル又は同等の特性を有する既知シンボルを用いてＡＧＣ又はＦＥＱ又はその双方を実行するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様は、送信データがマルチキャリア方式で変調されているアナログ信号を受信する受信手段と、受信アナログ信号のゲインを制御するゲイン制御手段と、前記ゲイン制御手段を通過した受信アナログ信号をサンプリングするＡＤ変換手段と、サンプリングデータをシンボル単位でフーリエ変換してキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析して前記ゲイン制御手段に対するゲイン制御の指示を決定する制御手段と、を具備するＤＳＬモデム装置である。
【０００７】
このように構成された本発明によれば、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析して前記ゲイン制御手段に対するゲイン制御の指示を決定するので、ＡＧＣに必要な演算は少ないビット数が割り付けられるシンクシンボルが対象となりＡＧＣに必要な演算量を削減できる。シンクシンボルは現在は２ビットに決められているが、その後に規格の変更があった場合であっても演算能力との関係で許容可能なビット数まで対応可能である。
【０００８】
本発明の第２の態様は、送信データがマルチキャリア方式で変調されているアナログ信号を受信する受信手段と、受信アナログ信号のゲインを制御するゲイン制御手段と、前記ゲイン制御手段を通過した受信アナログ信号をサンプリングするＡＤ変換手段と、サンプリングデータをシンボル単位でフーリエ変換してキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するＦＥＱ手段と、を具備するＤＳＬモデム装置である。
【０００９】
このように構成された本発明によれば、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するので、ＦＥＱ処理に必要な演算は少ないビット数が割り付けられるシンクシンボルが対象となりＦＥＱ処理に必要な演算量を削減できる。
【００１０】
本発明の第３の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定する制御手段と、を具備するＤＳＬモデム装置である。
【００１１】
このように構成された本発明によれば、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出して、シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定するので、ＡＧＣに要する演算量を削減できる。
【００１２】
本発明の第４の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するＦＥＱ手段と、を具備するＤＳＬモデム装置である。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出して、シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するので、ＦＥＱ処理に要する演算量を削減できる。
【００１４】
本発明の第５の態様は、第１−４のいずれかの態様のＤＳＬモデム装置において、前記シンクシンボル検出手段は、データ通信開始から受信シンボル数をカウントし、シンクシンボルの送信周期に相当するカウント数になるとリセットされるカウンタを有するものとした。
【００１５】
これにより、シンクシンボルがデータ通信開始後から周期的に送信されると言った特性を利用してシンクシンボルを正確に検出することができる。
【００１６】
本発明の第６の態様は、第１−５のいずれかの態様のＤＳＬモデム装置において、前記シンクシンボルは、各キャリアに２ビットの固定ビット数が割り付けられているものとする。
【００１７】
これにより、現在のＡＤＳＬ規格では、シンクシンボルは各キャリアに２ビットが割り付けられているので、このシンクシンボルを使用することにより演算量を削減できる。
【００１８】
本発明の第７の態様は、第１−６のいずれかの態様のＤＳＬモデム装置において、前記シンクシンボルは、各キャリア毎にビットデータを位相変調する際の位相が固定であるものとする。
【００１９】
これにより、現在のＡＤＳＬ規格では、シンクシンボルは各キャリア毎にビットデータを位相変調する際の位相が固定であるので、このシンクシンボルを使用することにより演算量を削減できる。
【００２０】
本発明の第８の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信される既知シンボルを前記復調データから検出する特定シンボル検出手段と、前記検出既知シンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定する制御手段と、を具備し、前記既知シンボルは、各キャリアに２ビットの固定ビット数が割り付けられていることを特徴とするＤＳＬモデム装置である。
【００２１】
このように構成された本発明によれば、シンクシンボルの代わりに同様の特性を有する既知シンボルを使用するので、シンクシンボルを用いる場合と同様に演算量の削減を期待できる。
【００２２】
本発明の第９の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信される既知シンボルを前記復調データから検出する既知シンボル検出手段と、前記検出既知シンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するＦＥＱ手段と、を具備し、前記既知シンボルは、各キャリアに２ビットの固定ビット数が割り付けられていることを特徴とするＤＳＬモデム装置である。
【００２３】
このように構成された本発明によれば、シンクシンボルの代わりに同様の特性を有する既知シンボルを使用するので、シンクシンボルを用いる場合と同様に演算量の削減を期待できる。
【００２４】
本発明の第１０の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調し、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定することを特徴とするＤＳＬ通信における通信制御方法である。
【００２５】
本発明の第１１の態様は、回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調し、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正することを特徴とするＤＳＬ通信における通信制御方法である。
【００２６】
以下、本発明のＤＳＬモデム装置及び通信制御方法を適用した一実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。
【００２７】
図１は、本発明が適用されるＡＴＵ−Ｒ側の通信システムの概略構成を示す図である。同図に示す通信システムは、公衆回線網又はこれと同等の回線網（以下、回線という）がスプリッタ１を介してＡＤＳＬ通信装置２に接続され、さらにＡＤＳＬ通信装置２に通信端末３が接続されている。なお、通信端末３と電話機４とを１回線で利用する場合にはスプリッタ１が必要となるが、電話機４を使用しない形態であればスプリッタ１は必要ない。また、通信端末３がＡＤＳＬ通信装置２を内蔵するように構成することも可能である。本発明はＡＴＵ−Ｒ側だけでなく、ＡＴＵ−Ｃ側にも同様に適用することができる。
【００２８】
ＡＤＳＬ通信装置２は、Ｇ．ｈｓにしたがったハンドシェイク手順及びＧ．ｌｉｔｅ又はＧ．ｄｍｔにしたがったイニシャライズシーケンス並びにＳＨＯＷＴＩＭＥと呼ばれるデータ通信を実行するトランシーバ１１と、このトランシーバ１１を含む全体の動作を制御するホスト１２とを備えている。トランシーバ１１の回線側端部はＡＦＥ１３のＤＡ変換部に対してアナログフィルタ１４を介してドライバ１５が接続され、ドライバ１５で増幅されたアナログ信号がハイブリッド１６を介して回線へ送出されるように構成されている。また、回線から到来したアナログ信号はハイブリッド１６を介してレシーバ１７で受信されアナログフィルタ１８を介してＡＦＥ１３のＡＤ変換部に入力されるように構成されている。ＡＦＥ１３は、ＡＤ変換部から出力されるサンプリングデータをトランシーバ１１へ出力する。
【００２９】
図２はトランシーバ１１の機能ブロック図である。プロセッサ２０は、データ通信（ＳＨＯＷＴＩＭＥ）が開始される前段で、ハンドシェイク手順、イニシャライズ手順を実行する機能を備える部分である。さらに、プロセッサ２０は、データ通信（ＳＨＯＷＴＩＭＥ）において後述するＡＧＣを実行する。
【００３０】
トランシーバ１１の送信処理側は、エラーチェックのための冗長ビットを付加するリードソロモン符号化部２１、リードソロモン復号時のバーストエラーに対する訂正を可能とするためのデータの並べ替えを行うインターリーブ部２２、トレリス符号化によるデータの畳み込みを行うトレリス符号化部２３、各キャリアに対するビット数の割付けを行うトーンオーダリング部２４、送信データをコンステレーション座標（位相）に変換するコンステレーション符号化部２５、コンステレーション符号化されたデータを逆高速フーリエ変換（以下、ＩＦＦＴという）するＩＦＦＴ部２６から構成されている。
【００３１】
トランシーバ１１の受信処理側は、受信信号のサンプリングデータを高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴという）するＦＦＴ部２７、ＦＦＴ出力信号のコンステレーションデータからデータを復号し、かつコンステレーション座標上での位相を補正するコンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８、送信側でトーンオーダリングされた各キャリアに割り付けられているデータを元に戻すトーンデオーダリング部２９、受信データをビタビ復号するビタビ復号化部３０、送信側で並べかえられたデータを元に戻すデインターリーブ部３１、送信側で付加された冗長ビットを削除するリードソロモン復号化部３２から構成されている。特に、コンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８は、後述するようにデータ通信を開始してからシンクシンボルを使用したＦＥＱ処理を実行する。トランシーバ１１は、ホストインターフェース（Ｉ／Ｆ）３４を介してホスト１２と接続される。
【００３２】
図３はプロセッサ２０の一機能であるＡＧＣに係わるブロックの構成及びＡＦＥ１３の構成を示す図である。ＡＦＥ１３は、回線から受信した受信アナログ信号又は回線へ出力する送信アナログ信号のゲイン制御を行うゲイン制御部１０１と、受信アナログ信号をサンプリングクロックに同期してサンプリングするＡＤ変換器１０２ａと、デジタルの送信アナログ信号をアナログ信号に変換するＤＡ変換器１０２ｂとを有している。ＡＧＣ制御部２０３は、ＦＦＴ出力を格納するバッファ１０６、バッファ１０６に格納されたＦＦＴ出力から最大値を検索する最大値検索部１０７及び最大値検索部１０７が検索した最大値に所定の積分演算を施す積分フィルタ１０８と、積分フィルタ１０８出力からゲイン制御部１０１におけるゲイン制御も指示を決定するゲイン制御指示部１０９とを備える。
【００３３】
図４は、積分フィルタ１０８の構成を示すブロック図である。積分フィルタ１０８は、最大値検索部１０７が検索した最大値を示すキャリアのエネルギー量を乗算器３０１で０．１倍した値Ａを加算器３０２に出力する。一方、積分フィルタ１０８は、内部レジスタ３０３に格納されている値Ｂに乗算器３０４で０．９倍した値Ｂ’を加算器３０２に出力する。さらに積分フィルタ１０８は、加算器３０２で乗算器３０１から入力された値Ａと乗算器３０４から入力された値Ｂ’とを加算した値Ｂを内部レジスタ３０３に出力する。この値Ｂは、内部レジスタ３０３に格納される。
【００３４】
これにより、最大値検索部１０７が検索した最大値を示すキャリアのエネルギー量に所定の積分演算を施すことにより、その後に検索された最大値を示すキャリアのエネルギー量が急激に低下した場合であっても、その低下したエネルギー量によって値Ｂが大きく変動するのを防止している。
【００３５】
次に以上のように構成された本実施の形態の動作について、図５のフロー図を参照して説明する。ここでは、ＡＴＵ−Ｒの動作について説明するが、ＡＴＵ−Ｃにおいても同様に適用することができる。
【００３６】
ステップＳ１において、イニシャライズシーケンスを実行する。図６、図７はイニシャライズシーケンスで使用される信号及びタイミングを示す図である。左側がいわゆるセンターとなるＡＴＵ−Ｃで、右側がいわゆるリモートとなるＡＴＵ−Ｒである。
【００３７】
ＡＴＵ−Ｃは、シーケンスにしたがってＣ−ＳＥＧＵＥ１、Ｃ−ＳＥＧＵＥ２、Ｃ−ＳＥＧＵＥ−ＲＡと、ＳＥＧＵＥ信号を３回送信し、それぞれのＳＥＧＵＥ信号送信後にＣ−ＲＡＴＥＳ、Ｃ−ＭＳＧ等の情報を送信している。そして、イニシャライズシーケンスの最後にＣ−ＳＥＧＵＥ３を送信した後、データ通信であるＳＨＯＷＴＩＭＥに移行している。
【００３８】
ＡＴＵ−Ｒは、シーケンスにしたがってＲ−ＳＥＧＵＥ１、Ｒ−ＳＥＧＵＥ２、Ｒ−ＳＥＧＵＥ−ＲＡ、Ｒ−ＳＥＧＵＥ４と、ＳＥＧＵＥ信号を４回送信し、それぞれのＳＥＧＵＥ信号送信後にＲ−ＲＡＴＥＳ、Ｒ−ＭＳＧ等の情報を送信している。但し、Ｒ−ＳＥＧＵＥ１は除く。そして、イニシャライズシーケンスの最後にＲ−ＳＥＧＵＥ５を送信した後、データ通信であるＳＨＯＷＴＩＭＥに移行している。
【００３９】
ＳＨＯＷＴＩＭＥに移行すると、Ｃ−ＳＥＧＵＥ３の１０シンボルを受信した後、ＳＨＯＷＴＩＭＥに入ってから受信したシンボル数をカウンタがカウントを開始する（ステップＳ２）。ＳＨＯＷＴＩＭＥにおいては、周期的にシンクシンボル（Ｓｙｎｃ Ｓｙｍｂｏｌ）と呼ばれるフェーズが発生する。なお、リモート側では、Ｃ−ＳＥＧＵＥ５を受信した後、シンボル数をカウントするカウンタが起動し、カウントを開始する。
【００４０】
ここで、シンクシンボルを用いてＡＧＣ、ＦＥＱ処理することで演算量を削減できる理由を説明する。シンクシンボルはイニシャライズ中に通信されるＲＥＶＥＲＢ信号と同じ単純な信号でる。ＲＥＶＥＲＢ信号は周波数的にはランダムであるが各キャリアは決まったアイパターンを持つ。これと同様にシンクシンボルは、複数本のキャリアで送信され、しかも各キャリアには必ず２ビットのデータを載せて送ることと決められている。よって、シンクシンボルは、図１０（ａ）に示すように互いに９０度位相のずれた４点のいずれかの送信点に変調して送られる。さらに、シンクシンボルは、キャリア毎に４点の基準点（送信点）のうち、どの基準点を使って変調するかまで予め決められている。
【００４１】
受信信号に対してＡＧＣをかける場合、受信シンボルが目標の基準点に近づくように振幅方向の補正を行うが、基準点が４点であれば演算負荷は許容できる範囲の抑えられる。しかも、キャリア毎に目標の基準点が既知であるので、演算量はさらに軽減されるものとなる。図１０（ｂ）に示すように、シンボルの受信点が本来の基準点ではない基準点に近いところで受信されたとしても、目標の基準点が既知であるので誤ることなく目標の基準点に近づくようにＡＧＣをかけることが可能になる。
【００４２】
ところが、通常のデータは、伝送効率を改善するために各キャリアにできるだけ大きなビット数を割り当てて送信する。したがって、４ビット、５ビットとシンボルのビット数が大きくなると、１６点、３２点といった具合にＡＧＣにおいてターゲットとなる基準点の数が増大するため演算負荷が許容範囲を超える事態となる。
【００４３】
また受信シンボルにＦＥＱ処理をかける場合、図１１に示すように白丸で示す受信シンボルが、黒丸で示す基準点へ移動するようにゲインと位相を補正する。この場合も上記同様に、シンクシンボルであれば基準点は４点であり、しかもキャリア毎に目標基準点が既知であるので、少ない演算量で処理することができる。
【００４４】
ＳＨＯＷＴＩＭＥでのシンクシンボルの周期をＮシンボルとすると、Ｎシンボル毎にシンクシンボルを用いてＡＧＣ、ＦＥＱ処理を実行すれば、少ない演算量でＳＨＯＷＴＩＭＥ期間中にＡＧＣ、ＦＥＱ処理を実現できることになる。そこで、シンボルを受信するたびに、受信シンボル数＝Ｎになったか否か判断する（ステップＳ３）。受信シンボル数＝Ｎになるまでは、受信シンボルをデータ処理して受信シンボルカウンタをカウントアップさせる（ステップＳ４、Ｓ５）。シンボル受信が発生するたびに上記処理を繰り返し、ステップＳ３の処理により、受信シンボル数＝Ｎと判断されたら、今回受信されたシンボルはシンクシンボルであるので当該シンクシンボルを用いてＡＧＣ及びＦＥＱ処理を実行する（ステップＳ６，Ｓ７）。
【００４５】
ステップＳ６において、シンクシンボルを用いてＡＧＣを実行する。図３に示すように、シンクシンボルの変調信号はＡＦＥ１３のＡＤ変換器１０２ａでサンプリングされ、所定数のサンプリングデータに変換された後、ＦＦＴ部２７で高速フーリエ変換される。すなわち、シンクシンボルを高速フーリエ変換することにより、全てのキャリアの信号値が各キャリアに関するコンステレーションの形（複素平面座標系における座標値としての意味）で得られる。したがって、１シンボルについて個々のキャリアの信号値（エネルギー量）が、キャリア毎にＲ−Ｉ（Ｒｅａｌ−Ｉｍａｇｉｎａｒｙ）平面上の１座標点として表わされ、個々のキャリアに対応する（Ｒ，Ｉ）座標がバッファ１０６に格納される。
【００４６】
バッファ１０６に１シンボル分のサンプリングデータに対応する（Ｒ，Ｉ）座標情報が格納されると、最大値検索部１０７は、その（Ｒ，Ｉ）座標情報に基づいてシンクシンボルを構成する複数のキャリアの各エネルギー量のうち、最大値を示すキャリアのエネルギー量を検索する。Ｒ−Ｉ平面上に表わされた各サンプリングデータの（Ｒ，Ｉ）座標に対する原点からの距離は、各キャリアのエネルギー量に相当する。したがって、最大値検索部１０７は、各サンプリングデータの（Ｒ，Ｉ）座標から原点までの距離を比較することで最大値を示すキャリアのエネルギー量を検索する。
【００４７】
積分フィルタ１０８は、最大値検索部１０７が検索した最大値を示すキャリアのエネルギー量に所定の積分演算を施す。ゲイン制御指示部１０９は、積分演算して取得した値Ｂを目標レンジとを比較し、値Ｂが目標レンジの上限値よりも大きい場合には、ゲイン制御部１０１に対して受信アナログ信号のエネルギー量をダウンさせるゲイン制御指示を行う。例えば、以後入力される入力信号の全てのキャリアのエネルギー量を一律に１ｄｂ下げる。逆に、値Ｂが目標レンジの下限値よりも小さい場合には、ゲイン制御部１０１に対して受信アナログ信号のエネルギー量をアップさせるゲイン制御を行う。以後入力される入力信号の全てのキャリアのエネルギー量を一律に１ｄｂ上げる。また、値Ｂが目標レンジのレンジ内に有るときはゲイン制御指示を行わない。
【００４８】
このようなゲイン制御を行うことにより、回線状況等の要因による信号劣化に応じたゲインコントロールをしつつ、いずれかのキャリアにおいてオーバーフローしてしまうような事態を確実に回避することができるので、マルチキャリアを用いる通信においても、オーバーフローしないようにゲインコントロールを適切に行うことができる。
【００４９】
例えば、図８に示すように入力信号の振幅がＡＤ変換器１０２ａのダイナミックレンジを越えるような場合には、ゲイン制御部１０１が入力信号の振幅を絞ることにより、全体的に入力信号の全幅がＡＤ変換器１０２ａのダイナミックレンジに収まるように調節される。図９はゲイン調整後のＲＥＶＥＲＢ信号の周波数特性を示している。
【００５０】
ステップＳ７において、シンクシンボルを用いてＦＥＱ処理を実行する。コンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８がＦＥＱ処理を実行する。コンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８は、受信シンボルのコンステレーションから、受信点を基準点へ移動するためゲイン及び位相を補正する。このとき、図１０に示すように、シンクシンボルは２ビットのアイパターンであるので、受信点が４つの基準点のいずれのものであるのかを決める演算が、基準点が例えば３２点も有る場合に比べて大幅に削減できる。
【００５１】
このように、２ビットのアイパターンであるシンクシンボルを用いてＦＥＱ処理を実行するので、演算量が少なくＳＨＯＷＴＩＭＥ中であってもＦＥＱが可能になる。
【００５２】
以上のようにしてシンクシンボルを用いてＡＧＣ、ＦＥＱ処理を実行した後、カウンタをリセットして（ステップＳ８）、ステップＳ２へ移行する。
【００５３】
以上の説明ではＡＤＳＬ規格であるＧ．ｌｉｔｅ、Ｇ．ｄｍｔを例に説明したがこの方式に限定されるものではなく、マルチキャリア方式を採用していてデータ通信期間に周期的又は既知タイミングでシンクシンボルに相当する信号が送信される通信方式であれば、本発明を適用できる。シンクシンボルに相当する信号とは、受信側で検出可能で、マルチキャリア方式で変調されていて、割り付けビット数が少ない（ＤＳＰが１シンボル期間中に対応可能な演算量の意味）の条件を満足することを意味する。
【００５４】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、マルチキャリア方式のデータ通信において演算量を増大させること無く全てのキャリアに対してＡＧＣ、ＦＥＱをかけて安定した通信を実現することができるＤＳＬモデム装置及びＤＳＬ通信における通信制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る通信システムの構成図
【図２】図１に示すトランシーバの機能ブロック図
【図３】図２に示すＡＦＥ及びＡＧＣ制御部の機能ブロック図
【図４】図３に示す積分フィルタの構成図
【図５】上記一実施の形態に係る通信システムにおけるＡＧＣ，ＦＥＱに関するフロー図
【図６】イニシャライズシーケンスの前半部のタイミング図
【図７】イニシャライズシーケンスの後半部のタイミング図
【図８】ＡＧＣの前後の信号状態を示す図
【図９】ＲＥＶＥＲＢ信号の周波数特性を示す図
【図１０】（ａ）２ビットのアイパターンを示す図（ｂ）受信点と基準点との関係を示す図
【図１１】ＦＥＱの補正の様子を示す図
【符号の説明】
１ スプリッタ
２ ＡＤＳＬ通信装置
３ 通信端末
４ 電話機
１１ トランシーバ
１２ ホスト
１３ ＡＦＥ
１４、１８ アナログフィルタ
１５ ドライバ
１６ ハイブリッド
１７ レシーバ
２０ プロセッサ
２１ リードソロモン符号化部
２２ インターリーブ部
２３ トレリス符号化部
２４ トーンオーダリング部
２５ コンステレーション符号化部
２６ ＩＦＦＴ部
２７ ＦＦＴ部
２８ コンステレーション復号化／ＦＥＱ部
２９ トーンデオーダリング部
３０ ビタビ復号化部
３１ デインターリーブ部
３２ リードソロモン復号化部
Claims (11)
- 送信データがマルチキャリア方式で変調されているアナログ信号を受信する受信手段と、受信アナログ信号のゲインを制御するゲイン制御手段と、前記ゲイン制御手段を通過した受信アナログ信号をサンプリングするＡＤ変換手段と、サンプリングデータをシンボル単位でフーリエ変換してキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析して前記ゲイン制御手段に対するゲイン制御の指示を決定する制御手段と、を具備するＤＳＬモデム装置。
- 送信データがマルチキャリア方式で変調されているアナログ信号を受信する受信手段と、受信アナログ信号のゲインを制御するゲイン制御手段と、前記ゲイン制御手段を通過した受信アナログ信号をサンプリングするＡＤ変換手段と、サンプリングデータをシンボル単位でフーリエ変換してキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するＦＥＱ手段と、を具備するＤＳＬモデム装置。
- 回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定する制御手段と、を具備するＤＳＬモデム装置。
- 回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出するシンクシンボル検出手段と、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するＦＥＱ手段と、を具備するＤＳＬモデム装置。
- 前記シンクシンボル検出手段は、データ通信開始から受信シンボル数をカウントし、シンクシンボルの送信周期に相当するカウント数になるとリセットされるカウンタを有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＤＳＬモデム装置。
- 前記シンクシンボルは、各キャリアに２ビットの固定ビット数が割り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のＤＳＬモデム装置。
- 前記シンクシンボルは、各キャリア毎にビットデータを位相変調する際の位相が固定であることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のＤＳＬモデム装置。
- 回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信される既知シンボルを前記復調データから検出する特定シンボル検出手段と、前記検出既知シンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定する制御手段と、を具備し、前記既知シンボルは、各キャリアに２ビットの固定ビット数が割り付けられていることを特徴とするＤＳＬモデム装置。
- 回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調する復調手段と、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信される既知シンボルを前記復調データから検出する既知シンボル検出手段と、前記検出既知シンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正するＦＥＱ手段と、を具備し、前記既知シンボルは、各キャリアに２ビットの固定ビット数が割り付けられていることを特徴とするＤＳＬモデム装置。
- 回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調し、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアの各信号値を分析してゲイン制御の指示を決定することを特徴とするＤＳＬ通信における通信制御方法。
- 回線から取り込まれた受信データをキャリア単位に復調し、マルチキャリア方式でのデータ通信開始後に相手局から送信されるシンクシンボルを前記復調データから検出し、前記検出シンクシンボルを構成する複数キャリアについてキャリア単位で受信点が目標点へ移動するようにゲイン及び位相を補正することを特徴とするＤＳＬ通信における通信制御方法。
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