JP2001285240A - モデム装置及び通信装置並びに通信制御方法 - Google Patents
モデム装置及び通信装置並びに通信制御方法Info
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Abstract
れるCP信号を検出ミスすることなく正確に検出でき、
DMT変調された信号を高精度に復調すること。 【解決手段】 現サンプリングデータと1データユニッ
ト前のサンプリングデータとの積を乗算器14で求め、
サンプリング毎に算出された乗算値を1データユニット
分過去に遡って加算器16で積算する。そして、加算値
を用いてCP信号に関する基準タイミングを検出するも
のである。
Description
ルでも数Mビット/秒の高速通信を可能にするxDSL
技術を用いたモデム装置に係り、特にイニシャライジン
グ信号の中でデータユニット(所定サンプル数)毎に付
加されるCP(Cyclic Prefix)信号を検出するモデム
装置及び通信装置並びに通信制御方法に関する。
時接続に使える高速アクセス回線を求めるニーズが高ま
っている。また、通信事業者のバックボーンは光ファイ
バー化が進んでおり、基幹部分ではギガビット級の超高
速回線の運用が始まっている。ところが、ユーザ宅と通
信事業者の収容局とを結んでいる加入者回線のほとんど
は電話用に敷設された銅線ケーブルである。そこで、電
話用銅線ケーブルで数Mビット/秒の高速通信を可能に
するxDSL技術の導入が考えられている。
る。ADSL方式は、搬送波周波数を電話で使う帯域
(4kHz以下)よりも、はるかに高い35kHz以上
にとっている。このため、電話回線を使って、電話の機
能を損なうことなく、高速のデータ通信を行えるといっ
た利点がある。
は、データの送信に先立ちトレーニング信号を送り、そ
の後からデータ信号を送っている。ADSLモデムで
は、トレーニング信号に相当するものとしてイニシャラ
イジング信号を送り、その後にデータ信号を送るように
なっている。
イニシャライジング信号のシーケンス図を示す。同図に
示すように、イニシャライジング信号は途中からデータ
ユニット(G.Liteの場合、256サンプル)毎にその先
頭にCP信号が付加されるようになる。CP信号は、デ
ータユニットの後端部分の所定サンプル数(G.Liteの場
合、16サンプル)と同一データで構成される。すなわ
ち、データユニットの後端部分の16サンプルをコピー
してデータユニットの先頭に付加して、全体として27
2サンプル(256+16)のユニットを構成してい
る。このCP信号を、データ信号を送信するときにもデ
ータユニット毎に先頭に付加することにより、データユ
ニット間の符号間干渉を防止することができ、さらにA
DSL方式で採用されているDMT(Discrete Multi
Tone)変調信号を高精度に復調することができる。
L方式による高速通信であるにも拘わらず、受信端末は
イニシャライジング信号のどこの位置からCP信号のサ
イクリックな挿入が開始されるのか判らないため、CP
信号と信号本体部分との境界を直接捕らえるのは困難で
あった。ここでサイクリックな挿入とは、データユニッ
トの後部16サンプルを当該データユニットの先頭に付
加し、これをデータユニット毎に繰り返し行うことをい
う。
れたもので、イニシャライジング信号の途中から送られ
るCP信号を検出ミスすることなく正確に検出でき、D
MT変調された信号を高精度に復調可能なモデム装置及
び通信装置並びに通信制御方法を提供することを目的と
する。
グデータと1データユニット前のサンプリングデータと
の積を求め、サンプリング毎に算出された乗算値を1デ
ータユニット分過去に遡って積算する。そして、加算値
を用いてCP信号に関する基準タイミングを検出するも
のである。
をサンプリングするサンプリング手段と、現サンプリン
グデータと1データユニット前のサンプリングデータと
の積を求める乗算手段と、サンプリング毎に算出された
乗算値を1データユニット分過去に遡って加算する加算
手段と、この加算値を用いてCP信号に関する基準タイ
ミングを検出する基準位置検出手段と、を具備するモデ
ム装置である。
プリングしてえられたサンプリングデータに対して簡単
な演算処理を加えるだけでCP信号に関する基準タイミ
ングを取得することができ、CP信号と信号本体部分と
の境界をCP信号の送信が開始される前に確実に見つけ
ることができる。
ム装置において、前記基準位置検出手段は、前記加算値
の時系列データから極小値を検出して前記基準タイミン
グとする。
に切り替わってから1シンボル経過したところで加算値
が最小となるので、最小値を検出することによりCP信
号の先頭位置を計算できるサンプリングタイミングを知
ることができる。
ム装置において、前記基準位置検出手段は、イニシャラ
イジング信号の中で送信されるリバーブ信号の最終シン
ボルに対応した各サンプリングデータと、前記リバーブ
信号に続いて送信されるセグエ信号の先頭シンボルに対
応した各サンプリングデータとの積の総和が、前記加算
手段から加算値として出力されるサンプリングタイミン
グを前記基準タイミングとして検出する。
は、ほぼ180度位相反転した信号であるため、リバー
ブ信号の最終シンボルに対応した各サンプリングデータ
とセグエ信号の先頭シンボルに対応した各サンプリング
データとの積の総和は極小値を示すので、その位置を基
準タイミングとして検出することによりCP信号と信号
本体との境界を知ることができる。
様のモデム装置を搭載したことを特徴とするADSL端
末側装置である。
様のモデム装置を搭載したことを特徴とするADSL局
側装置である。
様のモデム装置を搭載したことを特徴とする通信装置で
ある。
リングし、現サンプリングデータと1データユニット前
のサンプリングデータとの積を求め、サンプリング毎に
算出された乗算値を1データユニット分過去に遡って積
算し、この加算値を用いてCP信号に関する基準タイミ
ングを検出する通信制御方法である。
態について図面を参照して詳細に説明する。
受信系の機能ブロック図であり、イニシャライジング信
号の中でCP信号位置を確定するための基準タイミング
を検出する部分を抜き出した図である。なお、CP位置
確定のための基準タイミング検出にかかる部分の構成を
説明する前に、図2を参照して本モデム装置を介して構
築される回線接続形態の一例について簡単に説明する。
ーザ宅となる加入者宅までは銅線ケーブル21で接続さ
れる。加入者宅では、スプリッタ22を介して電話器2
3とADSL端末側装置24とが接続される。また、A
DSL端末側装置24に10BASE−T等のローカル
ネットワークを経由して通信端末装置としてのパーソナ
ルコンピュータ26が接続されている。電話局では、A
DSL局側装置27を介して交換機28とハブ(又はル
ータ)29が接続されている。
は、ADSL端末側装置24と電話局のADSL局側装
置27との間でイニシャライジング信号が送受信される
ことになる。本実施の形態では、本モデム装置は加入者
宅のADSL端末側装置24に搭載されているものとし
て説明するが、電話局のADSL局側装置27に搭載し
てもよい。なお、スプリッタ22はADSL端末側装置
24に内蔵することができ、G.Liteの場合であればスプ
リッタは付けなくてもよい。
ブル21を経由して送られてくる受信信号をサンプリン
グしてサンプリングデータをオートゲインコントローラ
12へ出力する。オートゲインコントローラ12によっ
てゲイン調整されたサンプルデータは、第1シフトレジ
スタ13及び乗算器14へ並列に入力される。
ットのサンプル個数に相当するレジスタ長を有する。す
なわちG.Liteの場合であれば256個の遅延要素で構成
される。第1シフトレジスタ13は、あるサンプルデー
タが入力すると256サンプル前のサンプルデータを乗
算器14へ出力する。したがって、乗算器14は、今回
入力したサンプルデータと1データユニット(G.liteの
場合は256サンプル)前のサンプルデータとの積を計
算する。乗算器14から出力される乗算値が極性付きで
は第2シフトレジスタ15へ入力される。
ジスタ13と同じレジスタ長を有しており、しかも個々
の遅延要素から保持データを取り出すためのタップを有
する構造となっている。そのため、第2シフトレジスタ
15には、現サンプルから256サンプル過去までの各
サンプルと、そこからさらに256サンプル過去までの
各サンプルとの極性付き乗算値が並列に出力される。
保持している256個の極性付き乗算値を加算する。こ
の加算値を極小値判定回路17へ入力する。極小値判定
回路17は、加算器16から出力された加算値で形成さ
れる時系列のデータ列において極小値となる位置を上記
基準タイミングとして検出して極小値検出信号を出力す
る。後述するように、極小値検出信号がセグエ信号の第
1シンボルと第2シンボルとの境界位置を示すこととな
り、そこから9シンボル(256サンプル×9)後がC
P信号の先頭位置となる。
CP位置確定に用いる基準タイミングを検出するための
アルゴリズムについて詳細に説明する。
期化シーケンスを示す図である。収容局に設置されたA
DSL局側装置は、初期化シーケンスにおいて、リバー
ブ信号(C−REVERB3)を1024シンボル送信
した後にセグエ信号(C−SEGUE1)を10シンボ
ル送信する。さらに、セグエ信号(C−SEGUE1)
を10シンボル送信した後、その直後の送信信号からC
P信号の付加が開始される。同様に、加入者宅に設置さ
れたADSL端末側装置は、初期化シーケンスにおい
て、リバーブ信号(R−REVERB2)を1024シ
ンボル〜1056シンボル送信した後にセグエ信号(R
−SEGUE1)を10シンボル送信する。さらに、セ
グエ信号(R−SEGUE1)を10シンボル送信した
後、その直後の送信信号からCP信号の付加が開始され
る。
ンスであって、リバーブ信号(C−REVERB3)か
らセグエ信号(C−SEGUE1)へ切り替わる部分、
及びセグエ信号(C−SEGUE1)からその後の送信
信号に切り替わる部分のシンボル系列を示している。
及びセグエ信号は共に1シンボルに相当する1データユ
ニット(信号本体)は256個のデータで構成されてい
る。リバーブ信号(C−REVERB3)は256個の
データパターンを1024シンボル繰り返し、セグエ信
号(C−SEGUE1)は256個のデータパターンを
10シンボル繰り返す。
はG.992.1に定められた下記の信号である。1シンボル
に相当するデータストリームを構成するデータ列として
以下の擬似ランダムシーケンスを生成する。
る複素平面上に以下のように割り付ける。なお、上記EX
ORは排他的論理和を表わすものとする。
素数列を Z1Z2……Zm とする。ただし、複素数列の1番目は00とし、パイロ
ットトーンと呼ばれる1箇所は(X+ Y+)とする。
しエルミート対称となる複素数列とを連結した数列 Z1Z2……Zm Zmの共役……Z2の共役Z1の共
役 を逆フーリエ変換する。この逆フーリエ変換結果の実数
成分256個がリバーブ信号となる。
平面上で00のところ及びパイロットトーンと呼ばれる
X+ Y+とした個所以外は、複素平面上で180度回
転させた複素数列 Z1Z2……Zm を、さらにそのエルミート対称をとって、 Z1Z2……Zm Zmの共役……Z2の共役Z1の共
役 として、逆フーリエ変換する。この逆フーリエ変換結果
の実数成分256個がセグエ信号となる。
バーブ信号とセグエ信号とは互いに位相がほぼ180度
反転した信号となる。図5はリバーブ信号とセグエ信号
とで位相がほぼ180度反転している状態を示してい
る。図5において、リバーブ信号及びセグエ信号に時間
的に対応して記載されている曲線は、各サンプル時点で
加算器16が出力する極性付き加算値である。同図に示
すように、リバーブ信号の最後のシンボル(第1024
シンボル)とセグエ信号の最初のシンボル(第1シンボ
ル)とは1シンボルにわたり全て位相が反転している。
このため、受信端末において、セグエ信号の第1シンボ
ルを構成する個々のサンプルデータと各サンプル時点か
ら1データユニット(256サンプル)前のサンプルデ
ータ(リバーブ信号を構成する個々のサンプルデータ)
とは極性が異なることになる。したがって、上記位置関
係にある現サンプルデータと1データユニット前のサン
プルデータとの乗算値は必ず負極性を示す。現サンプル
データがセグエ信号の第1シンボルを構成する個々のサ
ンプルデータの期間は各乗算値は負極性となる。よっ
て、セグエ信号の第1シンボルを構成する個々のサンプ
ルデータに関して過去の1データユニット(256サン
プル)分の乗算値を加算すれば図5に示すように極小値
が現れる。
れる加算値の時系列データから極小値を検出している。
図4及び図5に示すように、上記極小値が検出される位
置はCP信号の先頭位置から9シンボル(256×9)
後であるので、上記極小値位置を検出したら、その位置
を基準タイミングとしてCP信号の開始位置を特定でき
る。
に関する基準タイミングを検出するためのハードウエア
回路を示したが、AD変換器11より後段の処理はソフ
トウエアで実行することができる。図6は、上記モデム
装置におけるCP検出処理をソフトウエアで実行するた
めのフロー図である。
1サンプル入力して(S62)、今回のサンプルデータ
と1データユニット前のサンプルデータとの積を極性付
きで計算する(S63)。そして、過去の1データユニ
ットに相当する256サンプルに対する乗算値を極性付
きで加算する(S64)。そして、今回の加算値が極小
値であるか否か判定する(S65)。極小値を判定する
ためのアルゴリズムは特に限定されない。
検出位置でのサンプリング番号を記録し(S66)、記
録したサンプリング番号からCP信号位置を特定する
(S67)。CP信号位置を特定した後は、イニシャラ
イジング信号の後に送られてくるデータ信号のデータユ
ニットをデータユニットの先頭に付加されているCP信
号を基準にして切り出して復調する。
末側装置24がローカルネットワーク25を経由して通
信端末装置26に接続されているが、通信端末装置26
がADSL端末側装置24を内蔵する形態を取る事もで
きる。また、通信端末装置26はパーソナルコンピュー
タに限定されるものではなく、ファクシミリ装置(イン
ターネットファックスを含む)や通信機能を備えた複合
機等、他の装置であってもよい。
ニシャライジング信号の途中から送られるCP信号を検
出ミスすることなく正確に検出でき、DMT変調された
信号を高精度に復調可能なモデム装置及び通信装置並び
に通信制御方法を提供できる。
の機能ブロック図
前後まで含んだ部分を抜き出した図
と加算器出力との関係を示す図
検出の基準タイミングを検出するためのフロー図
Claims (7)
- 【請求項1】 受信信号をサンプリングするサンプリン
グ手段と、現サンプリングデータと1データユニット前
のサンプリングデータとの積を求める乗算手段と、サン
プリング毎に算出された乗算値を1データユニット分過
去に遡って加算する加算手段と、この加算値を用いてC
P信号に関する基準タイミングを検出する基準位置検出
手段と、を具備するモデム装置。 - 【請求項2】 前記基準位置検出手段は、前記加算値の
時系列データから極小値を検出し、検出した極小値に対
応するサンプリングタイミングを前記基準タイミングと
することを特徴とする請求項1記載のモデム装置。 - 【請求項3】 前記基準位置検出手段は、イニシャライ
ジング信号の中で送信されるリバーブ信号の最終シンボ
ルに対応した各サンプリングデータと、前記リバーブ信
号に続いて送信されるセグエ信号の先頭シンボルに対応
した各サンプリングデータとの積の総和が、前記加算手
段から加算値として出力されるサンプリングタイミング
を前記基準タイミングとして検出することを特徴とする
請求項1記載のモデム装置。 - 【請求項4】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
のモデム装置を搭載したことを特徴とするADSL端末
側装置。 - 【請求項5】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
のモデム装置を搭載したことを特徴とするADSL局側
装置。 - 【請求項6】 請求項1から請求項3のいずれかに記載
のモデム装置を搭載したことを特徴とする通信装置。 - 【請求項7】 受信信号をサンプリングし、現サンプリ
ングデータと1データユニット前のサンプリングデータ
との積を求め、サンプリング毎に算出された乗算値を1
データユニット分過去に遡って積算し、この加算値を用
いてCP信号に関する基準タイミングを検出することを
特徴とする通信制御方法。
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