JP3947162B2 - Ｄｍｔラインコーディング方式基盤のｖｄｓｌシステム、及びこのシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法 - Google Patents

Description

本発明は、多重搬送波（Discrete MultiTone；以下ＤＭＴという）ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬ（Very high bit-rate Digital Subscriber Line）システムに関するもので、特に、サイクリックプレフィックス（Cyclic Prefix）サンプル長さを最適に推定して使用する、ＤＭＴラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステム、及びこのシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法に関するものである。

ＶＤＳＬは、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）の場合より近距離（３００〜１５００ｍ）の電話線に約１０Ｍｂｐｓ〜５０Ｍｂｐｓ以上の高速データを伝送する技術である。ＶＤＳＬに関連した標準化は、米国のＴ１Ｅ１．４であり、ここでは、ラインコーディング方式として、ＣＡＰ（Carrierless Amplitude and Phase Modulation）とＤＭＴ方式とに分けられ、本発明は、ＤＭＴ方式を基盤とするＶＤＳＬシステムに関するものである。

ＤＭＴラインコーディング方式は、全体伝送帯域を多くの帯域（tone）に分割して、各帯域のチャンネル環境に適するように伝送信号の形態を決定する。このようなＤＭＴラインコーディング方式の場合、チャンネルを介して発生するシンボル間干渉信号（Inter-Symbol Interference）により、システム全体の性能が深刻に低下する。このようなシンボル間干渉信号の影響を抑制するために、サイクリックプレフィックスサンプルを使用する。

サイクリックプレフィックスサンプルとは、伝送信号の一部を先に繰り返して送るもので、伝送信号がサイクリック特性を有するようになり、サイクリックプレフィックスサンプル長さが十分に長いと、シンボル間干渉信号による性能低下を防止することができる。

図１は、一般的なＤＭＴラインコーディングを適用したＤＭＴ ＶＤＳＬシステムのブロック図である。
図１に示されているように、一般的なＤＭＴラインコーディングを適用したＤＭＴ ＶＤＳＬシステムは、送信器１００及び受信器２００を備える。

送信器１００に入力される信号は、スクランブラー１１０によりスクランブリングされ、ＲＳエンコーダー１２０によりリード−ソロモン（Reed-Solomon）コードに符号化された後、インタリーバ１２０を通過するスロー（slow）チャンネル、又はインタリーバ１２０を通過しないファースト（fast）チャンネルで構成され、各トーンに割り当てられたビット数によってマッパー１４０でＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）方式でマッピングされる。

各トーンにマッピングされた周波数帯域シンボルは、ＩＦＦＴ１５０により時間帯域のサンプルに変換され、このサンプルは、チャンネルにより発生するシンボル間干渉信号の影響を除去するために、サイクリックプレフィックス挿入部１６０によりサイクリックプレフィックスサンプルが挿入され、伝送信号として出力される。
このように、送信器１００にサイクリックプレフィックスが挿入されて出力される伝送信号は、チャンネル３００を介して受信器２００に入力される。

受信器２００では、サイクリックプレフィックス除去部２１０が、チャンネル３００を介して受信する伝送信号に挿入されたサイクリックプレフィックスを除去して、クリーン伝送信号を出力し、この伝送信号は、ＦＦＴ２２０により周波数帯域の信号に還元される。ＦＥＱ（Frequency-domain EQualizer）２２０は、各トーンに設けられたＦＥＱを介して線路減衰を補償し、デマッパー２４０は、ＦＥＱ２２０から出力される信号をデマッピングして出力し、この信号は、ＲＳデコーダー及びデインタリーバ２５０とデスクランブラー２６０を経て元の信号に復元されて出力される。

図２は、一般的なＤＭＴラインコーディング方式に適用されるサイクリックプレフィックスサンプルを示す図である。
図２の（ａ）は、サイクリックプレフィックスサンプルを適用しない伝送信号の形態を示す図であり、このような伝送信号が直接チャンネル３００を介して伝送される場合、チャンネル３００によるシンボル間干渉信号により、深刻な性能低下が発生し得る。
図２の（ｂ）は、サイクリックプレフィックスサンプルを生成する過程を示す図である。サイクリックプレフィックスサンプル（ＣＰ）は、伝送信号（シンボル）の一部サンプル、特に最後の部分を複写して先行伝送するもので、伝送信号が周期性を有するようにする。

図２の（ｃ）は、図２の（ｂ）の過程によりサイクリックプレフィックスサンプルを適用した後の伝送信号の形態を示す図である。ここで、伝送信号のサンプル数は、あるシンボルのサンプル数であるＮ個のサンプル数に対して、サイクリックプレフィックス（ＣＰ）のサンプル数Ｎｃｐが加算されたＮ＋Ｎｃｐで増加する。
図２の（ｄ）は、受信器で受信したサンプル信号からサイクリックプレフィックスサンプルを除去し、元伝送信号を抽出する過程を示す図である。このような過程により、チャンネル３００によるシンボル間干渉信号がほとんど除去されたクリーン元伝送信号が抽出される。

このようなサイクリックプレフィックスサンプルの使用は、ＤＭＴラインコーディング方式に広く使用されて来た方式であり、例えば、米国特許第５，２８５，４７４号は、固定された長さのサイクリックプレフィックスサンプルを使用し、複雑なＴＥＱ（Time-Domain Equalizer）技術を活用して、チャンネルによるシンボル間干渉信号の影響を抑制する過程を記述している。

一方、チャンネル長さが非常に長いため、複雑な構造のＴＥＱ技術を使用しなければならないＤＭＴ ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）システムとは異なり、ＶＤＳＬシステムは、複雑なＴＥＱ技術を使用しなくとも、適切な長さのサイクリックプレフィックスサンプルのみを使用して充分な性能を得ることができるため、サイクリックプレフィックスサンプル長さを效果的に測定して適用する方法が非常に重要である。
つまり、図２から分かるように、サイクリックプレフィックスサンプル長さを最大に固定し、元伝送信号を繰り返して送る場合、伝送効率が非常に減少するという問題点がある。

従って、本発明は、前記の従来の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、伝送信号とサイクリックプレフィックスサンプルとの相関程度に基づき、最適なサイクリックプレフィックスサンプル長さを推定するＤＭＴラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステム、及びこのシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明の一態様によるＤＭＴラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムは、サイクリックプレフィックスサンプルが含まれるデータをチャンネルを介して伝送する送信部と、チャンネルを介して送信されるサイクリックプレフィックスサンプルが含まれるデータを受信する受信部とを備える、ＤＭＴラインコーディング方式を基盤とするＶＤＳＬ（Very high bit-rate Digital Subscriber Line）システムであり、前記の送信部及び受信部を制御して、ハンドシェイク動作、訓練動作、チャンネル分析及び交換動作などの初期化動作と、前記の初期化動作後のデータ伝送動作を制御する制御部と、前記のチャンネルを介して受信するデータに含まれるサイクリックプレフィックスサンプルと残りのデータとの相関程度に基づき、前記のサイクリックプレフィックスサンプルの最適長さを推定するサイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部とを備える。

また、本発明の他の態様によるＤＭＴラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法は、サイクリックプレフィックスサンプルが含まれるデータをチャンネルを介して伝送する送信部と、チャンネルを介して送信されるサイクリックプレフィックスサンプルが含まれるデータを受信する受信部と、前記の送信部及び受信部を制御して、初期化過程及びデータ伝送過程を制御する制御部と、前記のチャンネルを介して受信するデータの相関程度に基づき、前記のサイクリックプレフィックスサンプルの最適長さを推定するサイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部とを備えたＤＭＴラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおいて、
ａ）前記の制御部が、前記の送信部を介して前記のサイクリックプレフィックスサンプルの最大長さを伝送する段階と、
ｂ）前記のサイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部が、前記の受信部を介して前記の伝送された最大長さのサイクリックプレフィックスが含まれるデータを受信する段階と、
ｃ）前記のサイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部が、前記の受信したデータに含まれるサイクリックプレフィックスサンプルと残りのデータとの相関程度に基づき、前記のサイクリックプレフィックスサンプルの最適長さを推定し、前記の制御部に伝達する段階と、
ｄ）前記の制御部が、前記の送信部を介して前記の推定されたサイクリックプレフィックスサンプルの最適長さを伝送する段階とを備える。

また、前記のＤＭＴラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法において、
前記の段階ｃ）は、
ｉ）前記の受信したデータに含まれるサイクリックプレフィックスサンプルのうち、特定の個数の第１のサンプルを選択し格納する段階と、
ｉｉ）前記の段階ｉ）で格納された第１のサンプルと、前記のサイクリックプレフィックスサンプルを除いた残りのデータから、前記の特定の個数の第１のサンプルに対応する第２のサンプルの相関程度を算出する段階と、
ｉｉｉ）前記の第１のサンプルを特定の移動量だけずつ移動させて格納した後、前記の段階ｉｉ）を繰り返して実行することによって、前記の特定の移動量だけずつ移動した前記の第２のサンプルに対する相関程度を算出する段階と、
ｉｖ）前記の段階ｉｉ）及びｉｉｉ）で各々算出された相関程度が、特定の臨界値と同じか否かを判断する段階と、
ｖ）前記の段階ｉｖ）で特定の相関程度が、前記の特定の臨界値と同じものと判断される場合、前記の特定の相関程度に該当する移動量と特定の個数との和を、前記のサイクリックプレフィックスサンプルの最適長さとして推定する段階とを備える。

また、前記のＤＭＴラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法において、
前記の段階ｃ）は、
ｉ）前記の受信したデータに含まれるサイクリックプレフィックスサンプルを全部格納する段階と、
ｉｉ）前記の格納されたサイクリックプレフィックスサンプルのうち特定の個数の第１のサンプルと、前記のサイクリックプレフィックスサンプルを除いた残りのデータから、前記の第１のサンプルに対応する第２のサンプルの相関程度を算出する動作を、前記の第１のサンプル及び第２のサンプルを特定の移動量だけずつ移動させながら各々繰り返し、各繰り返し段階で前記の第１のサンプルと第２のサンプルに対して、前記の移動量だけ移動した第１のサンプルと第２のサンプルが重なる部分に対してパイプライン式動作により同時に相関程度を算出する段階と、
ｉｉｉ）前記の段階ｉｉ）で各々算出された相関程度が特定の臨界値と同じか否かを判断する段階と、
ｉｖ）前記の段階ｉｉｉ）で特定の相関程度が前記の特定の臨界値と同じものと判断される場合、前記の特定の相関程度に該当する移動量と特定の個数との和を、前記のサイクリックプレフィックスサンプルの最適長さとして推定する段階とを備える。

添付の図面を参照しながら、本発明の実施例について、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかしながら、本発明は種々の形態で実施することができ、下記の実施例に限定されるものではない。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施例によるＤＭＴ ＶＤＳＬシステムが適用された例を示す図である。
図３Ａに示されているように、通信会社４００とユーザ５００がチャンネル６００を介して連結され、通信会社４００及びユーザ５００は、各々送信器４１０、５１０及び受信器４２０、５２０を備えている。

また、通信会社４００には、送信器４１０及び受信器４２０を制御して、ハンドシェイク動作、訓練（training）動作、チャンネル分析及び交換動作などの初期化動作と、初期化動作後のデータ伝送動作を制御するＤＭＴ ＶＤＳＬコントローラ４３０と、ユーザの送信器５１０から伝送される信号を使用して、初期化過程で最適なサイクリックプレフィックスサンプル長さを推定して決定する、サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部４４０とが組み込まれている。ここで、サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部４４０を別のブロックとして図示して説明しているが、通信会社の受信器４２０内に組み込ませて１つのブロックとして処理してもよい。

通信会社４００の送信器４１０から伝送された下向き信号は、チャンネル６００を経てユーザ５００の受信器５２０で受信され、ユーザの送信器５１０から伝送された上向き信号は、チャンネル６００を経て通信会社４００の受信器４２０で受信される。
図３Ｂは、通信会社４００が行う初期化過程を示す流れ図である。
初期化は、通信会社４００とユーザ５００が通信を行うために、基本条件を一致させる過程であり、後述する訓練過程以外は、Ｔ１Ｅ１．４ ＶＤＳＬ標準ｐａｒｔ３に明示された初期化手続に従うもので、ＤＭＴ ＶＤＳＬコントローラ４３０により制御される。

このような初期化過程では、まず通信を開始するために、ハンドシェイク過程Ｓ１が行われる。
このハンドシェイク過程Ｓ１は、最も簡単なＤＰＳＫ（Differentially encoded binary Phase Shift Keying）方式を使用して、供給者識別、ＦＦＴサイズ、サイクリックプレフィックスサンプルの初期長さ（この時の長さが最大長さである）などを通信会社４００とユーザ５００が交換するものである。

このようなハンドシェイク過程が終わると、元よりのＤＭＴラインコーディング方式で訓練過程Ｓ２が開始する。
この訓練過程Ｓ２では、通信会社の受信器４２０がユーザの送信器５１０から、サイクリックプレフィックスサンプルの初期長さで伝送されるシンボルデータを受信し、チャンネル６００環境に合う最適なサイクリックプレフィックス長さを決定するようになる。
また、この他にも通信会社４００とユーザ５００は、各々定められた順序に応じて同期を取り、等化器を収斂させ、伝送信号を正しく解読するための基礎を形成する動作を行うことができる。

次に、チャンネル分析及び交換過程Ｓ３では、伝送データ速度、リード−ソロモンコードのパラメーターなど、通信のために必要な諸事項を互いに伝達することによって、正常な通信が開始されるようにする。
図３Ｃは、図３Ｂに示された初期化過程の詳細な流れ図である。
図３Ｃに示されているように、ハンドシェイク過程Ｓ１では、最大値に設定された初期サイクリックプレフィックスサンプル長さ（ｍａｘＣＰ）を、通信会社の送信器４１０からユーザの受信器５２０に伝送して知らせる。

次に、訓練過程Ｓ２では、最大長さでサイクリックプレフィックスサンプルを生成し、通信会社４００とユーザ５００が各々信号を伝送する。
すなわち、通信会社の送信器４１０は、最大長さのサイクリックプレフィックスサンプルを適用して、ユーザの受信器５２０に伝送し（Ｓ２１）、ユーザの送信器５１０は、最大長さのサイクリックプレフィックスサンプルを適用して、通信会社の受信器４２０に伝送する（Ｓ２２）。

このように、最大長さのサイクリックプレフィックスサンプルが適用されたシンボル信号がユーザの送信器５１０から受信されると、サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部４４０は、サイクリックプレフィックスの一部サンプルとシンボルデータの対応するサンプルとの符号相関程度を測定し、チャンネル６００の環境に適したサイクリックプレフィックスサンプル長さを決定し、決定されたサイクリックプレフィックスサンプル長さ、すなわち新しいサイクリックプレフィックスサンプル長さを、通信会社の送信器４１０を介してユーザの受信器５２０に伝達する（Ｓ２３）。
その後、チャンネル分析及び交換過程Ｓ３やデータ伝送過程では、いずれも前記の決定された新しいサイクリックプレフィックスサンプル長さで信号伝送が行われる。

図４は、図３Ａに示されたサイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部４４０の詳細ブロック図であり、図５は、その動作の概念を説明する図であり、図５の（ａ）は、ハンドシェイク過程Ｓ１で設定された最大長さ（ｍａｘＣＰ）のサイクリックプレフィックスが添付されたシンボル（シンボルのサイズはＮである）を示し、図５の（ｂ）は、特定の個数のサンプルを移動させながら符号相関程度を測定する過程を示す図である。

図４に示されているように、サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部４４０は、カウンタ４４１０、選択信号発生部４４１５、マルチプレクサ４４２０、４４５０、バッファ４４３０、１ビット比較器４４４０、合算器４４６０、４４８０、相関値格納部４４７０及び臨界値格納部４４９０を備える。

カウンタ４４１０は、受信サンプルが到着すると、０からカウントを開始し、１ずつ増加して、ハンドシェイク過程Ｓ１で伝達されたサイクリックプレフィックスの最大長さ（ｍａｘＣＰ）と伝送されるシンボルの長さＮまでカウントする。すなわち０〜ｍａｘＣＰ＋Ｎ−１までが、カウンタ４４１０のカウント値になり得る。
選択信号発生部４４１５は、カウンタ４４１０のカウント値によってマルチプレクサ４４２０で使われる選択信号を生成する。

マルチプレクサ４４２０は、選択信号発生部４４１５から出力される選択信号によって選択される出力ポートを介して、受信サンプルのＭＳＢ１ビットデータを出力する。
図５の（ｂ）を参照すれば、受信サンプルのうちサイクリックプレフィックスに属するサンプルのＭＳＢは、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＢを介して出力され、シンボルに属するサンプルのＭＳＢは、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＤを介して出力される。

バッファ４４３０は、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＢから出力されるＭＳＢデータを格納する。この際、格納される位置は、カウンタ４４１０のカウント値によって決定される。
１ビット比較器４４４０は、バッファ４４３０から出力されるＭＳＢと、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＤから出力されるＭＳＢデータを比較した後、比較結果をマルチプレクサ４４５０の選択信号として出力する。

マルチプレクサ４４５０は、１ビット比較器４４４０の出力信号によって選択される値を出力する。仮りに１ビット比較器４４４０に入力された２つのＭＳＢデータが同じ場合、１ビット比較器４４４０が１を出力する。このように１を出力することによって、マルチプレクサ４４５０により＋１のデータが選択されて出力される。しかし、１ビット比較器４４４０に入力された２つのＭＳＢデータが異なる場合、１ビット比較器４４４０は、０を出力する。このように０を出力することによって、マルチプレクサ４４５０により−１のデータが選択されて出力される。ここで、２つのＭＳＢデータが異なる場合、マルチプレクサ４４５０から出力されるデータが−１であることは、符号相関程度をより明確に把握できるようにするためである。−１の代わりに、０又はその他に同じ効果が生じる他の数字を使用しても良い。

合算器４４７０は、マルチプレクサ４４６０から出力されるデータ、すなわち＋１又は−１と相関値格納部４４８０に格納された相関値とを合算した後、さらに相関値格納部４４８０に格納する。
合算器４４８０は、図５の（ｂ）に示されたＭ個のサンプルに対してこのような相関値合算が完了すれば、この相関値と臨界値格納部４４９０に予め格納されている臨界値とを比較し、その結果信号を出力する。
つまり、最終相関値と臨界値とが同一になる場合のサンプルの移動値Ｄと、サンプルの個数Ｍとの和Ｄ＋Ｍが、推定されたサイクリックプレフィックス長さとして決定することができる。

以下、図６を参照して本発明の実施例によるサイクリックプレフィックスサンプル長さを推定する方法について詳細に説明する。
まず、ＤＭＴ ＶＤＳＬ制御部４３０によりハンドシェイク過程Ｓ１が行われ、初期のサイクリックプレフィックスサンプル長さ、すなわち最大長さ（ｍａｘＣＰ）がユーザ５００に知られた状態で、ユーザの送信器５１０が図５の（ａ）に示された最大長さのサイクリックプレフィックスが添付されたシンボルサンプルを送信し、このようなサンプルがサイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部４４０で受信される場合、カウンタ４４１０が０からカウントを開始する（Ｓ１０）。
この時の動作状態は、図５の（ｂ）の段階１に示されているように、Ｍサンプルの移動量Ｄがない状態となる。

カウンタ４４１０が動作してカウントを開始するため、選択信号発生部４４１５は、そのカウント値によって該当選択信号を決定し、マルチプレクサ４４２０に出力する。
この際、Ｍサンプルの移動量Ｄがない状態で、カウント値による選択信号は、次のように決定される。
１）カウント値が０〜Ｍ−１である場合（すなわちカウント値がサイクリックプレフィックスのＭサンプル内に位置する場合）、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＢ選択信号
２）カウント値がＭ〜Ｎ−１である場合（すなわちカウント値がサイクリックプレフィックスのＭサンプルを通り、シンボルのＭサンプル前に位置する場合）、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＣ選択信号
３）カウント値がＮ〜Ｍ＋Ｎ−１である場合（すなわちカウント値がシンボルのＭサンプル内に位置する場合）、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＤ選択信号

一方、図５の（ｂ）の段階２ないしは段階ｎに示されているように、Ｍサンプルの移動量Ｄがある状態でカウント値による選択信号は、次の通り決定される。
１）カウント値が０〜Ｄ−１である場合（すなわちカウント値がサイクリックプレフィックスのＭサンプル前に位置する場合）、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＡ選択信号
２）カウント値がＤ〜Ｄ＋Ｍ−１である場合（すなわちカウント値がサイクリックプレフィックスのＭサンプル内に位置する場合）、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＢ選択信号
３）カウント値がＤ＋Ｍ〜Ｄ＋Ｎ−１である場合（すなわちカウント値がサイクリックプレフィックスのＭサンプルを通り、シンボルのＭサンプル前に位置する場合）、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＣ選択信号
４）カウント値がＤ＋Ｎ〜Ｄ＋Ｍ＋Ｎ−１である場合（すなわちカウント値がシンボルのＭサンプル内に位置する場合）、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＤ選択信号

したがって、サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部４４０は、まず、カウンタ４４１０のカウント値がＭサンプルの移動量Ｄより小さいか否かを判断する（Ｓ２０）。すなわちカウント値が、サイクリックプレフィックスサンプル内に位置するＭサンプル前に位置するか否かを判断する。これは、カウント値がサイクリックプレフィックスサンプル内に位置するＭサンプル前に位置する場合、そのカウント値に該当するサンプルは無視しなければならないからである。

したがって、前記の判断段階Ｓ２０で、カウント値がＭサンプルの移動量Ｄより小さい場合には、マルチプレクサ４４２０から何らのデータも出力されない。この場合、選択信号発生部４４１５では、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＡを選択する選択信号が出力され、この選択信号によりマルチプレクサ４４２０では出力ポートＡへ受信サンプルのＭＳＢデータが出力されるが、この出力ポートＡの出力データは使われないので、何らの動作も生じない。
しかし、移動量Ｄが０である場合には、カウント値が必ず移動量Ｄと同じかそれより大きいため、この段階は満足して通過する。

一方、前記の段階Ｓ２０で、カウント値が移動量Ｄより小さい場合には、カウント値を１増加させる段階Ｓ３０を行い、カウント値が移動量Ｄと同じか大きくなるまで、このような判断段階Ｓ２０及びカウント値増加段階Ｓ３０を繰り返して実行する。

次に、カウント値が移動量Ｄと同じか大きい場合、そのカウント値が移動量ＤとＭサンプルの長さとを加算した値、すなわちＤ＋Ｍより小さいか否かを判断する（Ｓ４０）。すなわち、カウント値がサイクリックプレフィックスサンプル内に位置するＭサンプル内に位置するか否かを判断する。これは、カウント値がサイクリックプレフィックスサンプル内のＭサンプル内に位置する場合、そのカウント値に該当するサンプルのＭＳＢが、バッファ４４３０の該当位置に格納されなければならないからである。

したがって、カウント値がＤ＋Ｍより小さい場合、受信したサンプルのＭＳＢデータがバッファ４４３０に格納される。この動作に対する詳細な説明は、次の通りである。
カウント値がＤ〜Ｄ＋Ｍ−１間に位置するため、選択信号発生部４４１５は、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＢを選択する選択信号を出力し、マルチプレクサ４４２０は、この出力信号によって該当カウント値に該当する受信サンプルのＭＳＢデータを出力ポートＢを介してバッファ４４３０に出力する。

一方、バッファ４４３０は、カウント値から移動量Ｄが減算された位置、すなわちカウント値−Ｄの位置にマルチプレクサ４４２０から出力されるＭＳＢデータを格納する。
その後、カウント値が１増加した後（Ｓ３０）、さらに前記の段階Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ３０が繰り返され、このような動作は、カウント値がＤ＋Ｍと同じか大きくなるまで繰り返される。
つまり、サイクリックプレフィックスサンプル内に位置するＭサンプル各々のＭＳＢデータが、バッファ４４３０に格納されるまで繰り返される。

次に、カウント値が移動量ＤとシンボルのサイズＮとの和、すなわちＤ＋Ｎより小さいか否かを判断する（Ｓ６０）。すなわち、カウント値がサイクリックプレフィックスサンプル内に位置するＭサンプルを通り、シンボル内に位置するＭサンプル前に位置するか否かを判断する。この段階は、前記の段階Ｓ２０と同様に何らの動作も生じさせず、次のカウント値増加段階（Ｓ３０）が続いて行われる。この時の選択信号発生部４４１５の出力は、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＣを選択する信号が発生し、出力ポートＣの出力データは使われない。

次に、カウント値がＤ＋Ｎと同じか大きい場合、そのカウント値が移動量Ｄ、Ｍサンプルの長さＭ及びシンボルの長さＮを加算した値、すなわちＤ＋Ｎ＋Ｍより小さいか否かを判断する（Ｓ７０）。すなわち、カウント値がシンボル内に位置するＭサンプル内に位置するか否かを判断する。これは、カウント値がシンボル内のＭサンプル内に位置する場合、そのカウント値に該当するサンプルのＭＳＢとバッファ４４３０の該当位置に格納されているＭＳＢとの相関結果値を求め、格納しなければならないからである。

したがって、カウント値がＤ＋Ｎ以上であり、且つＤ＋Ｎ＋Ｍより小さい場合、カウント値に該当する受信したサンプルのＭＳＢデータと、バッファ４４３０の対応するＭＳＢデータとを比較しならなければならない。この動作に関する詳細な説明は、次の通りである。
カウント値がＤ＋Ｎ〜Ｄ＋Ｎ＋Ｍ−１間に位置するため、選択信号発生部４４１５は、マルチプレクサ４４２０の出力ポートＤを選択する選択信号を出力し、マルチプレクサ４４２０は、この出力信号によって、該当カウント値に該当する受信サンプルのＭＳＢデータを、出力ポートＤを介して１ビット比較器４４４０に出力する。

一方、バッファ４４３０は、前記のマルチプレクサ４４２０の出力ポートＤを介して出力される受信サンプル、すなわちＭサンプルの対応する位置に格納されたＭＳＢデータを１ビット比較器４４４０に出力する。この際、バッファ４４３０の該当位置は、カウント値−移動量Ｄ−シンボルのサイズＮにより求められる。すなわちカウント値−Ｄ−Ｎの位置に格納されたＭＳＢデータが１ビット比較器４４４０に出力される。

その後、１ビット比較器４４４０は、マルチプレクサ４４２０とバッファ４４３０から各々入力されるＭＳＢデータを比較し、その比較結果値を出力する。すなわち各々のＭＳＢデータがチャンネル６００により歪曲されずに同一に維持された場合には、１の値を出力し、そうでない場合には、０の値を出力する。このように出力される値により、マルチプレクサ４４５０の出力値が選択される。

マルチプレクサ４４５０は、１ビット比較器４４４０の結果値を選択信号として出力するが、各々のＭＳＢデータが同一で、比較結果値が１である場合には、＋１を出力し、そうでなく、各々のＭＳＢデータが歪曲され変化して、比較結果値が０である場合には、−１を出力する。
マルチプレクサ４４５０から出力される＋１又は−１は、合算器４４６０により相関値格納部４４７０に合算され格納される。

その後、カウント値が１増加した後（Ｓ３０）、さらに前記の段階Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ４０、Ｓ６０、Ｓ７０、Ｓ８０、Ｓ３０が繰り返され、このような動作は、カウント値がＤ＋Ｎ＋Ｍと同一になるまで繰り返される。
つまり、シンボル内に位置するＭサンプル各々のＭＳＢデータと、バッファ４４３０に対応するように格納されたＭＳＢデータとが比較され、その相関値が合算され算出されるまで繰り返される。つまり、カウント値がＤ＋Ｎ＋Ｍになった時、相関値格納部４４７０に格納された相関値が、該当段階で受信したシンボルの歪曲程度が表示される相関程度となる。

次に、カウント値がＤ＋Ｎ＋Ｍと同一になる場合、すなわちカウント値がシンボル内にあるＭサンプルを外れる場合、Ｍサンプル比較が完了したので、前記の段階Ｓ８０で算出された相関値と、実験などにより予め求められ、臨界値格納部４４９０に格納されている臨界値とが同じか否かを判断する（Ｓ９０）。

仮りに前記の段階Ｓ９０で算出された相関値と臨界値とが同一であれば、その時の移動量ＤとＭサンプルの長さ、すなわちＤ＋Ｍを最適なサイクリックプレフィックスサンプルの長さとして推定する（Ｓ１００）。
仮りに前記の段階Ｓ９０で算出された相関値と臨界値が異なる場合、さらに移動量Ｄを異に調整し（Ｓ１１０）、すなわち大きくして前記の段階Ｓ１０〜Ｓ９０を繰り返す。

このように、図５の（ｂ）に示されたような段階１、段階２、段階３、…、段階ｎを経て最適なサイクリックプレフィックス長さが推定されれば、通信会社４００のＤＭＴ ＶＤＳＬ制御部４３０は、送信器４１０を介してユーザ５００に推定された最適なサイクリックプレフィックス長さを伝達し、これからは通信会社４００とユーザ５００が前記の推定された最適なサイクリックプレフィックス長さによってサイクリックプレフィックスが添付されたシンボルを伝送し、データ通信を行うことにより、チャンネル６００環境によるシンボル間干渉信号を最大限低減することができ、伝送効率を高めることができる。

図５の（ｂ）を参照してさらに説明すれば、まず、段階１でサイクリックプレフィックスサンプル内にあるＭ個のサンプルと、シンボルのサイズであるＮ個のサンプル以後のＭ個サンプル間のＭＳＢデータ、すなわち符号の相関程度を測定して、その結果を格納する。ここで、Ｎ値は、ＤＭＴ ＶＤＳＬシステムの全体帯域数の２倍であり、５１２、１０２４、２０４８、４０９６、８１９２中の１つで、Ｔ１Ｅ１．４ ＶＤＳＬ標準に明示されている。また、Ｍ値は、符号相関程度測定に使われるサンプル個数であり、Ｎ＝８１９２である場合、Ｍ＝１００とすることが実験的に適当である。

次に、段階２でＭ個のサンプルの位置を移動量であるＤ個サンプルだけ移動させるために、最初のサンプルからＤ個サンプルだけ通った後のＭ個サンプルと、Ｄ＋Ｎ個サンプル後のＭ個サンプル間の符号相関程度を測定し、その結果を格納する。この際、Ｄ値は、各段階別にＭサンプルの位置を移動させる値であり、Ｎより小さい値である。例えば、Ｍ＝１００である場合、Ｄ＝２０程度が適当であるが、本発明の技術的範囲は、Ｄが１からｍａｘＣＰまで可能なものと理解することができる。
次に、段階３では、Ｄ値を２倍にし、前記の段階２を繰り返す。Ｄ値を継続して２倍ずつ増加させながらＭ個サンプル間の符号相関程度を測定し格納し、Ｄ＋Ｍ値がｍａｘＣＰ長さと同一になると、中止する。

前記のいろいろな段階で格納された符号相関程度値のうち予め定められた臨界値、例えば、Ｍ＝１００である場合、その臨界値を９６とする場合、該当臨界値と同じ符号相関程度値を探し、この際のＤ＋Ｍ値がサイクリックプレフィックスサンプルの最適長さとなる。
仮りに臨界値と同じ場合が２以上なら、各々のＤ＋Ｍ値のうち中間値又は平均値をサイクリックプレフィックスサンプルの最適長さとして選択できる。

一方、前記では、受信したサンプルにおいてサイクリックプレフィックスサンプル内に位置するＭサンプルのみをバッファ４４３０に格納し、シンボル内に位置するＭサンプルがカウントされる時、カウントされるサンプルのＭＳＢデータと、バッファ４４３０に対応するように格納されたサンプルのＭＳＢデータとの符号相関値を求めることについて説明したが、図７に示されたパイプライン方式により符号相関程度を求める場合には、図４、図５及び図６で説明したように、サンプルが受信される場合、０からｍａｘＣＰ＋Ｎ−１までカウント可能な特定のカウンタを動作させ、カウントしながら、Ｍサンプルでなく、サイクリックプレフィックスサンプル全部を特定のバッファに格納する。

その後、カウント値を継続して増加させながら、シンボル内にあるＭサンプルにカウント値が到着する場合、図７の（Ａ）に示されているａ’部分のＭＳＢデータをａ部分のＭＳＢデータと比較し、該当相関値を算出して格納する。ここまでは、図４、図５及び図６の実施例と類似しているが、以後カウント値がＭサンプルのｂ’に到着する場合、ｂ’部分のＭＳＢデータとｂ部分のＭＳＢデータとを比較すると同時に、この部分が図７の（Ｂ）のＭサンプル、すなわち図７の（Ａ）のＭサンプルにおいてＤ個のサンプルが移動したＭサンプルにも同時に含まれるため、ｂ’部分に対するｂ部分との相関値算出は、図７の（Ａ）のＭサンプルと図７の（Ｂ）のＭサンプルで同時に進行しなければならない。

同様に、カウント値が増加し、図７の（Ｂ）のＭサンプルのｃ’部分に位置する場合、このｃ’部分も図７の（Ｃ）のＭサンプルにも同時に含まれるので、前記と同様に、図７の（Ｂ）のＭサンプルと図７の（Ｃ）のＭサンプルに対して、ｃ’部分のＭＳＢデータとｃ部分のＭＳＢデータとの相関値が同時に算出され、格納されなければならない。このような動作は、Ｍサンプルがサイクリックプレフィックスサンプルの末端部になるまで継続して同一に行われる。

このようにして、図４、図５及び図６で説明された実施例と同様に、各段階を順次的に動作させることなく、全ての段階を同時に動作するパイプライン形態で動作させることによって、初期最大長さのサイクリックプレフィックスサンプルを格納する特定のバッファのサイズが増加するが、サイクリックプレフィックスサンプルの最適長さを推定するために所要される総時間が非常に少ないという利点がある。
たとえ本発明が最も実際的で且つ好ましい実施例を参照して説明されたが、本発明は、前記開示された実施例に限らず、請求の範囲内に属する多様な変形及び等価物をも含む。

本発明によれば、サイクリックプレフィックスサンプル長さを固定させて使用する場合に要求される複雑な等化器（ＴＥＱ）構造を採用しないので、構造が簡単になり、このような簡単な構造でサイクリックプレフィックスサンプルの最適長さを正確に決定できる。
また、多様なチャンネル状況による最適なサイクリックプレフィックスサンプル長さを把握できるので、伝送速度を最適化できる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲は、これらの実施例のみに限定されるものではなく、請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者のいろいろな変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

一般的なＤＭＴラインコーディングを適用したＤＭＴ ＶＤＳＬシステムのブロック図である。 一般的なＤＭＴラインコーディング方式に適用されるサイクリックプレフィックスサンプルを示す図である。 本発明の一実施例によるＤＭＴ ＶＤＳＬシステムが適用された例を示す図である。 本発明の一実施例によるＤＭＴ ＶＤＳＬシステムが適用された例を示す図である。 本発明の一実施例によるＤＭＴ ＶＤＳＬシステムが適用された例を示す図である。 図３Ａに示されたサイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部の詳細ブロック図である。 図４のサイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部の動作の概念を説明する図であり、図５の（ａ）はハンドシェイク過程で設定された最大長さのサイクリックプレフィックスが添付されたシンボルを示し、図５の（ｂ）は、特定の個数のサンプルを移動させながら符号相関程度を測定する過程を示す図である。 本発明の実施例によるＤＭＴ ＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの推定方法を示す流れ図である。 本発明の他の実施例によるＤＭＴ ＶＤＳＬシステムにおいてパイプライン方式によりサイクリックプレフィックスサンプル長さを推定する方式の概念を説明する図である。

符号の説明

４００ 通信会社
４１０ 送信器
４２０ 受信器
４３０ ＤＭＴ ＶＤＳＬコントローラ
４４０ サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部
５００ ユーザ
５１０ 送信器
５２０ 受信器
６００ チャンネル

Claims (14)

1. サイクリックプレフィックスサンプルが含まれるデータをチャンネルを介して伝送する送信部と、チャンネルを介して送信されるサイクリックプレフィックスサンプルが含まれるデータを受信する受信部とを備えた、多重搬送波ラインコーディング方式を基盤とするＶＤＳＬ（Very high bit-rate Digital Subscriber Line）システムにおいて、
   前記の送信部及び受信部を制御して、ハンドシェイク動作、訓練動作、チャンネル分析及び交換動作の初期化動作と、前記の初期化動作後のデータ伝送動作を制御する制御部と、前記のチャンネルを介して受信するデータに含まれるサイクリックプレフィックスサンプルと残りのデータとの相関値に基づいて前記相関値と臨界値とが同一になる場合の移動値とサンプル個数との和を前記のサイクリックプレフィックスサンプルの最適な長さとして決定する、サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部とを含む多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステム。
2. 前記サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部は、前記のチャンネルを介してデータを受信する場合、カウントを開始するカウンタと、前記のチャンネルを介して受信するデータの各ＭＳＢ（Most Significant Bit）データを、前記のカウンタのカウント値によって選択出力する第１マルチプレクサと、前記の第１マルチプレクサから出力されるデータを、前記のカウンタのカウント値に対応する位置に格納するバッファ部と、前記の第１マルチプレクサから出力されるデータと、前記のバッファ部に格納されたデータとの相関値を比較し、結果値を出力するビット比較部と、前記のビット比較部から出力される相関値の結果値を合算して格納する相関値格納部と、前記の相関値格納部に格納された相関値と特定の臨界値とを比較し、結果値を出力する比較部とを含むことを特徴とする、請求項１記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステム。
3. 前記カウンタのカウント値によって、前記第１マルチプレクサの出力の選択制御を行う選択信号を生成する選択信号発生部をさらに含むことを特徴とする、請求項２記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステム。
4. 前記相関値格納部は、前記第１マルチプレクサから出力されるデータと、前記バッファ部に格納されたデータの各ＭＳＢデータが同じ場合は＋１を加算し、前記各ＭＳＢデータが異なる場合は−１を加算することによって、前記相関値を算出することを特徴とする、請求項２記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステム。
5. サイクリックプレフィックスサンプルが含まれるデータをチャンネルを介して伝送する送信部と、チャンネルを介して送信されるサイクリックプレフィックスサンプルが含まれるデータを受信する受信部と、前記送信部及び受信部を制御して、初期化過程及びデータ伝送過程を制御する制御部と、前記チャンネルを介して受信するデータの相関値に基づいて、前記サイクリックプレフィックスサンプルの最適長さを決定する、サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部とを含む多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムであって、
   ａ）前記制御部が、前記送信部を介して前記のサイクリックプレフィックスサンプルの最大長さを伝送する段階と、
   ｂ）前記サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部が、前記受信部を介して前記伝送された最大長さのサイクリックプレフィックスが含まれるデータを受信する段階と、
   ｃ）前記サイクリックプレフィックスサンプル長さ推定部が、前記受信したデータに含まれるサイクリックプレフィックスサンプルと残りのデータとの相関値に基づき、前記相関値と臨界値とが同一になる場合の移動量とサンプル個数との和を前記サイクリックプレフィックスサンプルの最適長さとして決定し、前記制御部に伝達する段階と、
   ｄ）前記制御部が、前記送信部を介して前記決定されたサイクリックプレフィックスサンプルの最適長さを伝送する段階とを含むことを特徴とする、多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法。
6. 前記段階ｃ）は、
   ｉ）前記受信したデータに含まれるサイクリックプレフィックスサンプルのうち、特定個数の第１サンプルを選択して格納する段階と、
   ｉｉ）前記段階ｉ）で格納された第１サンプルと、前記サイクリックプレフィックスサンプルを除いた残りのデータから、前記特定個数の第１サンプルに対応する第２サンプルの相関値を算出する段階と、
   ｉｉｉ）前記第１サンプルを特定移動量分ずつ移動して格納した後、前記段階ｉｉ）を繰り返して実行することによって、前記特定移動量分ずつ移動した前記第２サンプルに対する相関値を算出する段階と、
   ｉｖ）前記段階ｉｉ）及びｉｉｉ）において、各々算出された相関値が、特定臨界値と同じであるかどうかを判断する段階と、
   ｖ）前記段階ｉｖ）において、特定相関値が前記特定臨界値と同一であると判断される場合、前記特定相関値に該当する移動量と特定個数との和を、前記サイクリックプレフィックスサンプルの最適長さとして推定する段階とを含むことを特徴とする、請求項５記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法。
7. 前記段階ｉｉ）で、前記第１サンプル各々のＭＳＢデータと、前記第２サンプル各々のＭＳＢデータとをそれぞれ比較して相関値を算出することを特徴とする、請求項６記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法。
8. 前記の比較される各ＭＳＢデータが同じ場合は、前記の相関値に＋１が加算され、前記の比較される各ＭＳＢデータが異なる場合は、前記の相関値に−１が加算されることを特徴とする、請求項７に記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法。
9. 前記段階ｉｉｉ）で、前記移動量は１以上であり、繰り返して実行すると、２倍数ずつ増加することを特徴とする、請求項６記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法。
10. 前記段階ｃ）は、
    ｉ）前記受信したデータに含まれるサイクリックプレフィックスサンプルを全部格納する段階と、
    ｉｉ）前記格納されたサイクリックプレフィックスサンプルのうち、特定個数の第１サンプルと、前記サイクリックプレフィックスサンプルを除いた残りのデータから、前記第１サンプルに対応する第２サンプルの相関値を算出する動作を、前記第１サンプル及び第２サンプルを特定移動量分ずつ移動させながら各々繰り返し、各繰り返し段階において、前記第１サンプルと第２サンプルに対して、前記移動量分移動した第１サンプルと第２サンプルが重なる部分に対して、パイプライン式動作により同時に相関値を算出する段階と、
    ｉｉｉ）前記段階ｉｉ）で各々算出された相関値が、特定臨界値と同じであるかどうかを判断する段階と、
    ｉｖ）前記段階ｉｉｉ）で特定相関値が、前記特定臨界値と同一であると判断される場合、前記特定相関値に該当する移動量と特定個数との和を、前記サイクリックプレフィックスサンプルの最適長さとして推定する段階とを含むことを特徴とする、請求項５記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法。
11. 前記段階ｉｉ）において、前記第１サンプル各々のＭＳＢデータと前記第２サンプル各々のＭＳＢデータとをそれぞれ比較し、相関値を算出することを特徴とする請求項１０記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法。
12. 前記比較される各ＭＳＢデータが同一である場合、前記相関値に＋１が加算され、前記比較される各ＭＳＢデータが異なる場合、前記相関値に−１が加算されることを特徴とする請求項１１記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法。
13. 前記段階ｉｉ）で、前記移動量は１以上であり、繰り返して実行する際、２倍数ずつ増加することを特徴とする請求項１０記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法。
14. データが受信される場合、カウントを開始するカウンタを備え、前記段階ｃ）は、
    ｉ）前記カウンタを動作させて、カウントを開始する段階と、
    ｉｉ）前記カウンタのカウント値が、特定移動量以上であり、且つ前記特定移動量と特定サンプル個数との和より小さいか否かを判断する段階と、
    ｉｉｉ）前記段階ｉｉ）において、前記カウント値が前記特定移動量以上であり、且つ前記特定移動量と特定サンプル個数との和より小さい場合、前記カウント値に該当する受信データのＭＳＢデータを格納する段階と、
    ｉｖ）前記カウンタのカウント値が、前記特定移動量と、前記受信データにおける前記サイクリックプレフィックスサンプルを除いた残りのデータの長さとの和以上であり、且つ前記特定移動量、前記受信データにおける前記サイクリックプレフィックスサンプルを除いた残りのデータの長さ、及び前記特定サンプル個数の和より小さいか否かを判断する段階と、
    ｖ）前記段階ｉｖ）において、前記カウント値が、前記特定移動量と、前記受信データにおける前記サイクリックプレフィックスサンプルを除いた残りのデータの長さとの和以上であり、且つ前記特定移動量、前記受信データにおける前記サイクリックプレフィックスサンプルを除いた残りのデータの長さ、及び前記特定サンプル個数の和より小さい場合、前記カウント値に該当する受信データのＭＳＢデータと、前記段階ｉｉｉ）に格納されたＭＳＢデータとをそれぞれ比較し、相関値を算出する段階と、
    ｖｉ）前記算出された相関値と特定臨界値が同一であるかどうかを判断する段階と、
    ｖｉｉ）前記段階ｖｉ）において、前記算出された相関値と前記特定臨界値が異なる場合、前記特定移動量を調整して、前記段階ｉ）乃至ｖｉ）を繰り返し実行する段階と、
    ｖｉｉｉ）前記段階ｖｉ）において、前記算出された相関値と前記特定臨界値が同じである場合、前記特定移動量と前記特定個数との和を、前記サイクリックプレフィックスの最適長さとして推定する段階とを含む請求項５記載の多重搬送波ラインコーディング方式基盤のＶＤＳＬシステムにおけるサイクリックプレフィックスサンプル長さの決定方法。

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