CN103718523B - 信号传送装置 - Google Patents
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Abstract
具备:检波电路12,由模拟电路构成,并且检测施加在传送路径3上的脉冲噪声5;噪声计数单元131,通过对由检波电路12所检测到的脉冲噪声5进行计数,观测该脉冲噪声5的发生间隔;以及数据长度变更单元132,根据由噪声计数单元131所观测到的脉冲噪声5的发生间隔,变更通信帧4的数据长度。
Description
技术领域
本发明涉及在能够将通信帧的数据长度设定成任意的长度的信号传送装置中,在传送路径上施加了脉冲噪声时,可以将噪声导致的特性劣化抑制为最小限度的信号传送装置。
背景技术
在通信系统的信号传送装置间实施数据通信时,如果在输出通信帧的定时在传送路径(传送缆线)上施加有脉冲噪声,则在该通信帧产生帧损失,传送效率劣化。
这里,例如在以太网(注册商标)中,用户可以将通信帧的数据长度设定成任意的长度。在这样的通信系统中,如果将通信帧的数据长度设定为长而进行通信,则起因于脉冲噪声而产生帧损失时的传送效率劣化变得显著,是不利的。
反之,如果将数据长度设定为非常短而进行通信,则伴随脉冲噪声的传送效率劣化减轻的同时,伴随帧报头等控制字段的开销,传送效率劣化,因此仍是不利的。
即,一般,在脉冲噪声下进行信号传送的通信系统中,存在传送效率成为最佳的中间的数据长度。而且,该最佳的数据长度依赖于脉冲噪声的发生间隔。
这里,通信帧4如图4所示,由前导码&报头41、数据42及FCS(帧校验序列)43的比特字段构成。而且,用户可以任意设定数据42的长度。另外,脉冲噪声5的发生频度设为以某平均间隔为中心随机分布,在与脉冲噪声5重叠的定时输出的通信帧4产生帧损失。另外,符号44是通信帧4之间的帧间隙。
图5示出了在采用了图4所示的通信帧4时,通过数值解析研究传送效率成为最佳的数据长度的结果的一个例子。图5的横轴是通信帧4的数据长度,纵轴是有效传送效率。另外,通信速率假定为125Mbps,脉冲噪声5的发生频度设为40μs、80μs、160μs。
在图5所示的解析结果中,在是200~300字节的中间的数据长度时(区域A),传送效率为最佳。另外,在数据长度是长的部分(区域B)中,由于脉冲噪声5的施加,传送效率降低。另外,在数据长度是非常短的部分(区域C)中,由于报头等的控制字段的开销,传送效率降低。
而且,根据上述的关系,为了改善传送效率,公开了将数据长度设定成最优的方法(例如参照专利文献1、2)。这些以往的方法中,例如如图6所示的那样,由检测单元100采用设置于通信帧4的FCS43来检测帧错误,由数据长度变更单元101根据该检测结果将数据长度变更为最优的长度。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开昭61-72431号公报
专利文献2:日本特开平6-46101号公报
发明内容
但是,在专利文献1、2中公开的以往的方法中,在检测帧错误时采用FCS43。在该情况下,存在无法判断实际产生帧错误的主要原因是否为在传送路径102上施加的脉冲噪声5的问题。
另外,由于监视设置于通信帧4的FCS43的比特字段,所以还存在无法使针对脉冲噪声5的发生间隔的时间分辨率比帧长度时间更好的问题。
本发明为了解决上述的问题而提出,目的在于提供一种信号传送装置,该信号传送装置通过准确地检测施加于传送路径上的脉冲噪声,提高针对脉冲噪声的发生间隔的时间分辨率,从而可以进行更准确的最优数据长度的设定。
本发明的信号传送装置,具备:模式分离电路,将来自所述传送路径的传送信号分离为差模分量和共模分量;检波电路,由模拟电路构成,并且从由所述模式分离电路所分离的传送信号的共模分量检测施加在传送路径上的脉冲噪声;噪声计数单元,通过对由检波电路所检测到的脉冲噪声进行计数,观测该脉冲噪声的发生间隔;以及数据长度变更单元,根据由噪声计数单元所观测到的脉冲噪声的发生间隔,变更通信帧的数据长度。
根据本发明,如上述那样构成,所以可以准确地检测施加在传送路径上的脉冲噪声,提高针对脉冲噪声的发生间隔的时间分辨率,因此可以进行更准确的最优数据长度的设定。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1的通信系统的结构的图。
图2是表示本发明的实施方式1中的检波电路的内部结构的图。
图3是表示本发明的实施方式1的信号传送装置所进行的通信动作的流程图。
图4是表示本发明的实施方式1中的通信帧和脉冲噪声的时间波形的图。
图5是表示本发明的实施方式1中的有效传送效率和数据长度的关系的图。
图6是表示以往的通信系统的结构的图。
(符号的说明)
1、2信号传送装置;3传送路径;4通信帧;5脉冲噪声;11模式分离电路;12检波电路;13传送控制部;14缓冲电路;41前导码&报头;42数据;43FCS;44帧间隙;111信号变换器(transformer);112噪声检测变换器;121二极管;122电容;123电阻;124运算放大器;131噪声计数单元;132数据长度变更单元。
具体实施方式
以下,参照附图详细说明本发明的实施方式。
实施方式1.
图1是表示本发明的实施方式1的通信系统的结构的图。
如图1所示,通信系统包括:相互进行通信帧4的发送接收的信号传送装置1、2;连接信号传送装置1、2间的传送路径(差动的传送缆线)3。
以下,仅仅说明信号传送装置1的内部结构,而信号传送装置2也同样地被构成。
信号传送装置1包括模式分离电路11、检波电路12、传送控制部13及缓冲电路14。
模式分离电路11通过将来自传送路径3的传送信号(差动信号)分离为差模分量和共模分量,从通信帧4分离脉冲噪声5。
这里,从传送路径3向模式分离电路11输入的通信帧4是差动信号的差模分量,经由缓冲电路14向传送控制部13传达。另一方面,施加在传送路径3上的脉冲噪声5作为共模分量被输入到模式分离电路11。因此,脉冲噪声5通过模式分离电路11与通信帧4分离,向检波电路12传达。
作为该模式分离电路11的具体的电路结构的一个例子,在图1中示出了采用2个变换器元件(信号变换器111及噪声检测变换器112)的情况。
信号变换器111的传送路径3侧与差动的一对缆线信号分别连接。另外,信号变换器111的装置1内部侧将一对信号分别与缓冲电路14连接。通过这样构成的信号变换器111,从传送信号提取差模分量。
另外,噪声检测变换器112的传送路径3侧与信号变换器111的中点和缆线的屏蔽层连接。另外,噪声检测变换器112的装置1内部侧与向检波电路12输入的信号和SG(电路内部GND)连接。通过这样构成的噪声检测变换器112,从传送信号提取共模分量。
检波电路12输入由模式分离电路11分离的传送信号的共模分量,检测脉冲噪声5,该检波电路12由模拟电路构成。这里,如图1、4所示,脉冲噪声5是具有高瞬时峰值的特征性的波形。因此,通过采用对该瞬时峰值电压具有灵敏度的检波电路12进行噪声检测,可以提高时间分辨率的精度,能够进行准确的噪声检测。
在图2中示出了该检波电路12的具体的电路结构的一个例子。如图2所示,检波电路12是如下结构:通过阳极端子与噪声检测变换器112连接的二极管121以及在二极管121的阴极端子和SG之间连接的电容器122来对脉冲噪声5的瞬时峰值电压进行检波。另外,在二极管121的阴极端子和SG间连接的电阻123是电容器122的放电电阻。另外,运算放大器124放大检波后的电压。
传送控制部13控制与信号传送装置2之间的通信帧4的发送接收动作。在该传送控制部13设置有噪声计数单元131及数据长度变更单元132。
噪声计数单元131通过对由检波电路12所检测到的脉冲噪声5进行计数,观测脉冲噪声5的发生间隔。
数据长度变更单元132为了在传送效率最佳的条件下进行通信,根据由噪声计数单元131所观测到的脉冲噪声5的发生间隔,变更通信帧4的数据长度。这里,数据长度变更单元132在脉冲噪声5的平均发生间隔短时将数据长度设定为短,反之,在脉冲噪声5的平均发生间隔长时将数据长度设定为长。
接着,参照图3说明上述结构的信号传送装置1所进行的通信动作。
另外,如图4所示,通信帧4由前导码&报头41、数据42及FCS43的比特字段构成。而且,数据42的比特字段可以在进行数据通信的中途由用户变更为任意的长度。另外,设为以强瞬时峰值为特征的脉冲噪声5以具有某平均时间间隔的概率随机地施加到传送路径3上。
在信号传送装置1所进行的通信动作中,如图3所示,首先,模式分离电路11通过将来自传送路径3的传送信号分离为差模分量和共模分量,从通信帧4分离脉冲噪声5(步骤ST31)。由该模式分离电路11分离后的传送信号的差模分量(通信帧4)经由缓冲电路14向传送控制部13传达,进行通常处理。另一方面,传送信号的共模分量(脉冲噪声5)向检波电路12传达。
接着,检波电路12输入由模式分离电路11分离后的传送信号的共模分量,检测脉冲噪声5(步骤ST32)。这里,在检测脉冲噪声5时,不是以往那样的FCS43的监视,而是采用由模拟电路构成的检波电路12,因此可以提高针对脉冲噪声5的发生间隔的时间分辨率,可以更高精度地进行噪声检测。
接着,噪声计数单元131通过对由检波电路12所检测到的脉冲噪声5进行计数,观测脉冲噪声5的发生间隔(步骤ST33)。
接着,数据长度变更单元132根据由噪声计数单元131所观测到的脉冲噪声5的发生间隔,变更数据长度(步骤ST34)。这里,数据长度变更单元132在脉冲噪声5的平均的发生间隔短时将数据长度设定为短,反之,在脉冲噪声5的平均的发生间隔长时将数据长度设定为长。然后,传送控制部13生成由数据长度变更单元132所设定的数据长度的通信帧4,向信号传送装置2传达。
以上,根据该实施方式1,构成为在噪声检测中不监视设置于通信帧4的FCS43,而是采用由模拟电路构成的检波电路12,因此,可以准确地检测施加在传送路径3上的脉冲噪声5,可以提高针对脉冲噪声5的发生间隔的时间分辨率,因此能够进行更准确的最优数据长度的设定。另外,检波电路12设为针对脉冲噪声的峰值电压的灵敏度高的电压峰值检波型的电路,因此可以进一步提高检测灵敏度。而且,构成为设置模式分离电路11,并且仅仅使来自传送路径3的传送信号中的共模分量向检波电路12输入,因此可以进一步提高噪声检测的灵敏度。
另外,在本发明在其发明的范围内,本发明可以进行实施方式的任意的结构要素的变形或者实施方式的任意的结构要素的省略。
产业上的可利用性
本发明的信号传送装置,具备:检波电路,由模拟电路构成,并且检测施加在传送路径上的脉冲噪声;噪声计数单元,通过对由检波电路所检测到的脉冲噪声进行计数,观测该脉冲噪声的发生间隔;以及数据长度变更单元,根据由噪声计数单元所观测到的脉冲噪声的发生间隔,变更通信帧的数据长度,可以准确地检测施加在传送路径上的脉冲噪声,可以提高针对脉冲噪声的发生间隔的时间分辨率,因此,可以进行更准确的最优数据长度的设定,因此,在能够将通信帧的数据长度设定成任意的长度的信号传送装置中,在传送路径上施加有脉冲噪声时,适于用于将噪声所导致的特性劣化抑制在最小限度。
Claims (3)
1.一种信号传送装置,在与对方装置之间经由传送路径进行通信帧的发送接收,其特征在于,各该通信帧由前导码和报头、数据及帧校验序列的比特字段构成,所述信号传送装置具备:
模式分离电路,将来自所述传送路径的传送信号分离为差模分量和共模分量;
检波电路,由模拟电路构成,并且从由所述模式分离电路所分离的传送信号的共模分量检测施加在所述传送路径上的脉冲噪声;
噪声计数单元,通过对由所述检波电路所检测到的脉冲噪声进行计数,观测该脉冲噪声的发生间隔;以及
数据长度变更单元,根据由所述噪声计数单元所观测到的脉冲噪声的发生间隔,变更所述通信帧的比特字段的数据长度。
2.根据权利要求1所述的信号传送装置,其特征在于,
所述检波电路是对所述脉冲噪声的瞬时峰值电压具有灵敏度的峰值检波型电路。
3.根据权利要求1所述的信号传送装置,其特征在于,
所述模式分离电路具备:
信号变换器,从所述传送信号提取差模分量;以及
噪声检测变换器,从所述传送信号提取共模分量。
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