JP2002519886A - ディジタル加入者回線電気通信システム用スペクトル拡散ハンドシェーク - Google Patents

ディジタル加入者回線電気通信システム用スペクトル拡散ハンドシェーク

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JP2002519886A
JP2002519886A JP2000556452A JP2000556452A JP2002519886A JP 2002519886 A JP2002519886 A JP 2002519886A JP 2000556452 A JP2000556452 A JP 2000556452A JP 2000556452 A JP2000556452 A JP 2000556452A JP 2002519886 A JP2002519886 A JP 2002519886A
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オクネヴ,ユーリ
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Abstract

(57)【要約】 スペクトル拡散変調システムを利用して、xDSLサービス用ハンドシェーク情報を送信する。この場合、複数(n)のキャリア・トーン(n>2)を加算し、スペクトル拡散キャリア(SSC)として利用し、このキャリア上に(全ての利用される周波数において)データを変調する。好ましくは、位相偏移キーイング(PSK)変調またはその変形を、符号化/変調技法として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 1998年6月23日に出願した予備出願第60/090,333号からの優
先権を主張する。その内容は、この言及によりその全体が本願にも含まれるもの
とする。
【0002】 (発明の背景) 1.発明の分野 本発明は、広義には電気通信システムおよび方法に関する。更に特定すれば、
本発明はxDSL(ディジタル加入者回線型)モデム用ハンドシェーク(han
dshake)に関する。
【0003】 2.当技術分野の現状 ディジタル加入者回線(DSL)システムは、急速に成長しつつある新規なデ
ータ伝送サービスであり、従来のV.34およびV.90型モデムよりもはるか
に高いデータ・レートを提供する。「xDSL」という略語は、ADSL(非対
称DSL)、SDSL(対称DSL)、RADSL(レート適応型DSL)、H
DSL(高速DSL)、およびVDSL(超高速DSL)、UDSL(ユニバー
サルDSL)、ならびにADSL−LITE(G.liteとしても知られてい
る)のようなこれらの変更を含む、異なるDSLサービスに対する総合的な名称
である。xDSLサービスは、典型的に、下流側で数Mビット/s、上流側で数
百Kビット/sというデータ・レートを提供するが、SDSLは上流および下流
共同じレートを提供する。DSLは、その全ての種類が離散マルチトーン(DM
T:dsicrete multitone)技術を基本とするが、これらは異
なるパラメータを有する。J.Makrisの”DSL Service”(D
SLサービス)、Data Communications,1998年4月、
およびANSI T1.413−1995”Network and Cust
omer Installation Interfaces − Asymm
etrical Digital Subscriber Line (ADS
L) Metallic Interface”(ネットワークおよび顧客設置
インターフェース−非対称ディジタル加入者回線(ADSL)金属インターフェ
ース)を参照のこと。
【0004】 xDSLサービスに対するITU−T電気通信規格によれば、モデム起動時に
、ハンドシェーク・プロシージャ(G.hsと呼ぶ)を利用する。G.hsの要
件については、”Proposal for G.hs Modulation
Technique and Message Protocol”(G.h
s変調技法およびメッセージ・プロトコルに対する提案)、ITU−T Tel
ecommunication Standardization Secto
、C1−068 Chicago、USA、1998年4月6〜9日、および
”Handshake procedure for Digital Sus
criber Line(DSL) transceivers”(ディジタル
加入者回線(DSL)送受信機のハンドシェーク・プロシージャ)、ITU−T
Draft G.994.1(1999年2月3日)のようないくつかの文書
に明記されている。その内容は、この言及によりその全体が本願にも含まれるも
のとする。ハンドシェークの主な要件は、ハンドシェークの間数十バイトの伝送
、全ての種類のDSL受信機との信号互換性、ならびに通常の旧電話サービス(
POTS)、統合ディジタル・サービス網(ISDN)、および時間圧縮多重化
ISDN(TCM−ISDN)との相互作用(interworking)であ
る。これらの主要な要件を満たすことは、かなりのノイズおよびクロストークに
よる悪影響、およびチャネルの周波数特性に関する知識不足のため、容易な作業
ではない。これらの全てについては、Matsushita Electric
Industrial Co.Ltd,”Proposed Working
Text for G.hs Based on V.8bis”、ITU−
Telecommunication Standardization Se
ctor,NF−044、Nice、France、1998年5月11〜14
日、Matsushita Electric Industrial Co.
Ltd,”Spectrum Considerations for G.h
s”、ITU−Telecommunication Standardiza
tion Sector,NF−045、Nice、France、1998年
5月11〜14日、Matsushita Electric Industr
ial Co.Ltd,”Crosstalk Model Proposed
Working Text for G.hs Test”、ITU−Tel
ecommunication Standardization Secto
r,NF−046、Nice、France、1998年5月11〜14日、N
EC、”Desired Spectrum Range for G.hs
under TCM−ISDN”ITU−Telecommunication
Standardization Sector,NF−066、Nice、
France、1998年5月11〜14日、および3Com、”Propos
ed Spectrum and Tone Selection for G
.hs”ITU−Telecommunication Standardiz
ation Sector,NF−068、Nice、France、1998
年5月11〜14日等、種々の論文に記載されている。
【0005】 更に具体的には、xDSL信号を搬送する回線における信号減衰は、周波数の
非単調関数であり、いくつかの深いノッチがある場合もあり、一方ノイズ・パワ
ー・スペクトル密度(PSD)も、周波数の平坦な関数ではない。その結果、信
号対ノイズ比(SNR)は、周波数の複雑な多極関数となる。更に、SNRは、
ランダムで周期的な時間変動を受ける。例えば、いわゆる上流および下流伝送の
「ピンポン・モード」を含むTCM−ISDN環境では、遠端クロストーク(F
EXT)および近端クロストーク(NEXT)が400Hzの周波数で交互する
。FEXTおよびNEXTはかなり異なるパワー・スペクトル密度を有するので
、1.25ミリ秒置きに強いNEXTノイズが混入する。
【0006】 前述のように、数人の著者がG.hs技法に関する提案を行なっている。これ
らの提案の中核は、ノイズ環境に応じて、異なるビット・レートを用いた2トー
ン伝送であった。公称およびバックアップ・キャリア・ノーン上においてビット
二重化により、周波数ダイバシティ(frequency diversity
)が得られる。シンボル間隔を広げる(即ち、シンボル・レートを低下させる)
ことにより、時間ダイバシティが得られる。これらの提案には、いくつかの欠点
がある。第1に、公称およびバックアップ・トーンは双方共、ノッチまたは低S
NRを有する他の周波数ドメイン領域内に位置する可能性があり、ハンドシェー
クの有効性が失われる。第2に、シンボル間隔を広げることは、バースト状ノイ
ズを考慮すると、十分ではない場合がある。例えば、TCM−ISDN環境では
、信号対ノイズ比は、1.25ms置きの間隔で容認可能なレベルを下回る可能
性がある。当技術分野における著者の一人が示唆するように、0.232msの
初期シンボル間隔を4倍して0.928msとしても、全体的な間隔は、1.2
5msの高ノイズ枠内に位置する可能性がある。実際、シンボル間隔を8倍に広
げたとしても、なおも最終的なシンボル間隔は1.885msに過ぎず、低SN
R領域の67%しか占めることができない。
【0007】 (発明の概要) したがって、本発明の目的は、提案されているxSDL規格要件を満たすxD
SLモデム用ハンドシェークを提供することである。
【0008】 本発明の別の目的は、優れた周波数ダイバシティおよび時間ダイバシティを有
し、高い信頼性が得られるxDSLモデム用ハンドシェークを提供することであ
る。
【0009】 本発明の更に別の目的は、マルチトーン・シグナリングを利用したxDSLモ
デム・ハンドシェークを提供することである。 本発明の追加の目的は、既存の電気通信サービスと協働するxDSLモデム・
ハンドシェークを提供することである。
【0010】 本発明の別の目的は、先に提示した目的を実現するモデムおよび方法を提供す
ることである。 本発明の目的にしたがって、スペクトル拡散変調システムを利用して、xDS
Lサービスに対するハンドシェーク情報を送信する。ここでは、複数(n)のキ
ャリア・トーン(n>2)を加算し、スペクトル拡散キャリア(SSC)として
利用し、キャリア上にデータを変調する(全ての利用周波数で)。好ましくは、
位相偏移キーイング(PSK)変調(または、BPSK−二進PSK、またはD
BPSK−差分二進PSKのようなその変形)を、変調技法として用いる。スペ
クトル拡散キャリアを、BPSKにしたがってハンドシェーク・ビットによって
変調すると、SSCは、ハンドシェーク・ビットが+1の場合には符号「+」と
共に送信され、ハンドシェーク・ビットが「−1」の場合には符号「−」と共に
送信される。DPSKを用いる場合、差分符号化したハンドシェーク・ビットに
対して、同じ変調手順を用いる。
【0011】 本発明の好ましい一態様によれば、ハンドシェーク・シンボル・レート(SR
)を0.8Aシンボル/msecに等しく設定する。ここで、Aは正の整数であ
る。信頼性を向上させるためには、シンボルは少なくとも4回繰り返すことが好
ましい。本発明の別の好適な態様によれば、タイミング復元の目的のために、プ
リアンブルを備えることができる。本発明の更に別の態様は、疑似コヒーレント
受信機(quasicoherent receiver)、自己相関受信機(
autocorrelation receiver)、およびDBPSKスペ
クトル拡散ハンドシェーク信号に対してFFT成分のコヒーレント蓄積を利用す
る、現時点において好適な非コヒーレント受信機を含む、異なる受信システムを
含む。
【0012】 本発明の付加的な目的および利点は、提示する図と関連付けて詳細な説明を参
照することによって、当業者には明白となろう。 (好適な実施形態の詳細な説明) 本発明によれば、xDSLサービスに対するハンドシェーク情報を送信するに
は、スペクトル拡散キャリア(SSC)上でハンドシェーク情報を変調する。S
SCは、従来よりデータ伝送のためにxDSLが用いているトーンの和である。
図1に見られるように、送信機10は、位相初期化(PI)ユニット15、逆高
速フーリエ変換(IFFT)ユニット20、スペクトル拡散キャリア(SSC)
メモリ25、変調器30、差分エンコーダ35、およびブロック・フレーム・ユ
ニット40を含む。本質的に、位相初期化ユニット15は、複数のマルチトーン
信号に対して所望の振幅および初期位相分布を示す、複素数を発生する。好まし
くは、振幅分布は、平面状(均一)となるように選択する。好適な実施形態によ
れば、異なるトーンの初期位相をランダムに発生するか、あるいは特定的に選択
し、発生したトーンの波高因子を最小に抑える。いずれにしても、DMT型実施
態様を利用する場合、IFFTは1組の複素数を1組の時間ドメイン・サンプル
に変換し、メモリ25に格納する。例えば、256個のDMTトーン(ITU−
T規格G.992.2において利用可能なもの)の全てまたはほぼ全てをPIユ
ニット15で発生する場合、512サンプルのセットをメモリ25に格納するこ
とができる。必要に応じて、受信機が歪みを低減するために使用可能なプレフィ
ックスとして、追加の反復サンプルもメモリに格納することができる。必要であ
れば、サンプルは他の方法で(例えば、PIおよびIFFTを用いずに、あるい
は他の装置で)発生し、送信機のメモリにロードし、格納して、以下に述べるよ
うに使用することも可能である。
【0013】 267個のDMTトーン全てをスペクトル拡散キャリアに含ませることも可能
であるが、本発明によれば、スペクトル拡散キャリアを利用するのであれば、異
なる状況では異なる数のトーン(および異なるトーン)を使用可能であることは
、当業者には認められよう。したがって、本出願では、3つ以上の別個のトーン
を共に変調する場合、キャリアをスペクトル拡散キャリアと見なすこととする。
したがって、下流接続に対するSSCは、下流トーンの全てまたはその部分集合
を含むことができ、一方上流接続に対するSSCは上流トーンの全てまたはその
部分集合を含むことも可能である。例えば、G.Lite ADSL 上流SS
Cは、6ないし32個の1組(25.875kHz...138kHz)から許
されるトーンを利用することができ、一方下流SSCは、33ないし128の1
組(142.3125kHz...552kHz)から許されるトーンを利用す
ることができる。SSCは、受信機における処理を減少するには、偶数または奇
数のトーンのみを含めればよい。
【0014】 スペクトル拡散キャリア上に変調するハンドシェーク情報(以下で図2を参照
しながら説明する)は、差分エンコーダ35に供給され、差分符号化ビットはブ
ロック・フレーム・ユニット40に書き込まれる。本発明の好適な実施形態によ
れば、ハンドシェーク情報は、0.8kbpsの速度で差分エンコーダに供給さ
れ、差分符号化した4ビット・サブブロックがブロック・フレーム・ユニット4
0のレジスタに書き込まれる。好ましくは、各4ビット・サブブロックを4回読
み出し、32.2kbpsの速度で各ブロック・フレームを変調器30に供給す
るようにする。
【0015】 差分エンコーダを利用しない場合、変調技法は二進位相偏移キーイング(BP
SK)とすることが好ましい。差分エンコーダを利用する場合、変調技法を差分
BPSKとすることが好ましい。いずれにしろ、変調器30は、ブロック・フレ
ーマ・ユニット40の出力を用いて、メモリ25内に格納したサンプルをそのま
ま送信するか、あるいは反転させるか(即ち、−1を乗算するか、180度位相
をずらす)について選択を行なう。メモリ25に格納されているサンプルはメモ
リから順次読み出され、全てのサンプルが、以下に論ずる提案シンボル・レート
で変調される(即ち、そのまままたは反転して送信する)。BPSKを利用する
場合、SSCサンプルは、ハンドシェーク・ビットが「+1」の場合には符号「
+」と共に送信され、ハンドシェーク・ビットが「−1」の場合には符号「−」
と共に送信される(またはその逆)。DBPSKを使用する場合、差分符号化ハ
ンドシェーク・ビットに対して、同じ変調手順を用いる。
【0016】 尚、BPSKまたはDBPSK変調が好ましいものの、QPSK(直交PSK
)、DQPSK(差分QPSK)、周波数変調、振幅変調、および直交振幅変調
というような他の変調技法も利用可能であることは、当業者には認められよう。
【0017】 SSCを変調するハンドシェークの詳細は図2に見られる。本発明の好適な実
施形態によれば、ハンドシェークは、プリアンブルおよびG.hsメッセージを
含む。プリアンブルは、異なる4ビット・シーケンス「1,1,1,−1」のN
個のサブブロックと、これに続く4ビット・ディバイダ・シーケンス「−1,−
1,−1,−1」の4つのサブブロックと、これに続く疑似ランダム・シーケン
スの8つのサブブロックとから成る(指定通り)。各サブブロックは、1.25
ミリ秒レートで発生することが好ましく(即ち、各サブブロックは1.25ms
の期間を有する)、ビットは0.3125ミリ秒レートで発生する。プリアンブ
ルの後、G.hsメッセージを設ける。好ましくは、5ミリ秒レートで発生した
N個のブロックを含む。各ブロックは、各々(b1,b2,b3,b4)である
4つの情報ビット(シンボル)の4つのサブブロックを含み、4情報ビットを4
回繰り返す(即ち、ブロック内の各サブブロックは、同じ要素(materia
l)を含む)。各シンボルは、1情報ビットを搬送する。したがって、期間が5
ミリ秒の各ブロックは、冗長度3/4で、4情報ビットを搬送する。図2に示す
ように、プリアンブルおよびG.hsメッセージの各ビットは、スペクトル拡散
キャリア上に変調することが好ましい。以下で更に詳しく論ずるが、プリアンブ
ルは、受信機がG.hs送信を検出し、コヒーレント処理のためにスペクトル拡
散キャリアを復元可能とするために、そしてシンボルおよびブロック同期化(タ
イミング復元)のために備えることが好ましい。プリアンブルを変調することが
好ましいが、変調しないプリアンブル(全て+1)も利用可能である。
【0018】 本発明の好適な実施形態によれば、シンボル・レート(SR)を0.8シンボ
ル/ミリ秒に等しく設定する。ここで、A=1,2,3...である。このよう
にシンボル・レートを設定すると、TCM−ISDNクロス・トーク環境におい
て、1.25ミリ秒のバースト期間内に整数個のシンボルを置くことになる。し
たがって、A=4(ビット・レート=3200bps)の場合、1.25msバ
ースト以内で半バイト(4ビット)を送信することになる。A=8(ビット・レ
ート=6400bps)の場合、1.25msバースト以内で1バイトを送信す
ることになる。G.hsメッセージの各シンボルを少なくとも4回送信すること
により、TCM−ISDNクロス・トーク環境において、1.25msの高SN
R FEXT領域内で少なくとも2つのシンボル時間−分離ブロック(symb
ol time−separated block)が発生する。
【0019】 TCM−ISDNシステムにおけるNEXTおよびFEXTクロストークの4
00Hz周期性を考慮に入れると、互いに対して2.5msだけ遅延したN−シ
ンボル・ブロック間の相関を計算することにより、ノイズレス時間ウインドウ(
noiseless time window)を求めることができる。遅延ブ
ロックが互いに一致する場合(即ち、これらはノイズによって転化されていない
)、時間ウインドウは「十分に高い」SNRを有し(即ち、ハンドシェークの目
的上「ノイズレス」である)、ハンドシェーク・メッセージを受信するために用
いることができる。プリアンブルの構造は、特にこの判定を可能にするために構
成されている。
【0020】 ノイズレス時間ウインドウは、プリアンブルおよびハンドシェーク・メッセー
ジの送信に対してランダムな時間位置を有するので、受信したN−シンボル・ブ
ロックは周期的にずれる可能性がある。言い換えると、ブロック・フレームは、
ノイズレス時間ウィンドウ枠に対応しない場合がある。したがって、このずれを
推定し排除することが好ましい。本発明の好適な実施形態によれば、この周期的
なずれは、N−シンボルの基準ブロックを送信することによって、推定し排除す
ることができる。このため、プリアンブルには、「1,1,1,−1」という形
態を有する一連の基準ブロックが備えられている。尚、基準ブロックのいずれの
ずれも別個であり(−1,1,1,1;1,−1,1,1;1,1,−1,1)
検出可能であるので、受信機において検出し排除できることは認められよう。し
たがって、このパターンは、シンボルの同期化およびサブブロックの同期化を可
能にする。
【0021】 次に図3a〜図3cに移り、本発明のハンドシェーク信号を受信し復調するた
めの3つの異なる受信機を示す。図3aに、DBPSKスペクトル拡散ハンドシ
ェーク信号用自己相関受信機100aを示す。自己相関受信機100aは、自己
相関復調器102a、タイミング信号抽出器103aを含み、更にノイズレス時
間ウインドウ(TW)判定ユニット104aおよび送信ビット選択(BS)ユニ
ット106aも含むことが好ましい。自己相関復調器102aは、遅延線(DL
)110a、乗算器112a、ロー・パス・フィルタ(LPF)114a、およ
び二進スライサ(Sgn)116aを含む。着信SSC変調信号は、遅延線11
0aおよび乗算器112aに供給される。遅延線の遅延Δtは、1/0.8Am
s(即ち、ハンドシェーク・シンボル期間)に等しく設定することが好ましい。
したがって、乗算器112aは、着信信号を遅延信号と乗算する。出力はロー・
パス・フィルタ114aに送出される。ロー・パス・フィルタ114aは、A/
1.25kHzにほぼ等しい周波数帯域幅Δfを備えることが好ましい。例えば
、ブロック長A=4を用いる場合、Δt=0.3125ms、およびΔf=3.
2kHzとなる。ロー・パス・フィルタ114aの出力は、送信機における変調
機能、および出力をゼロ・スレシホルドと比較する二進スライサ116aが発生
する、ロー・パス・フィルタ出力の符号関数を反映し、送信ビットに対応する。
【0022】 当業者には認められようが、自己相関受信機100aは、(乗算器112aに
おいて)所与のスペクトル拡散信号Sn(t)と以前のスペクトル拡散信号Sn-1 (t)との間のスカラ積(Sn(t)*Sn-1(t))を計算する。したがって、
nシンボル間隔で受信する二進シンボルInは、In=sgn(Sn(t)*Sn-1 (t))にしたがって判定される。
【0023】 図3aに見られるように、二進スライサ116aは、タイミング情報を必要と
する。好ましくは、タイミング情報は、ボー(シンボル)周波数に応答する周波
数成分のバンドパス・フィルタリングによるロー・パス・フィルタ出力から抽出
する。あるいは(そして、図3aにも示すように)、タイミング情報は、種々の
公知の方法によって、着信信号から抽出することも可能である。例えば、Jan
W.M.Bergmans、Digital Baseband Trans
mission and Recording、第9および10章、”Basi
cs of Timing Recovery”および”A Catalog
of Timing Recovery Scheme”、Kluwer Ac
ademic Publishers、Boston(1996年)、pp.4
51−587に教示がある。
【0024】 自己相関復調器102aをタイミング抽出器103aと共に用いれば、キャリ
ア復元やその他の特殊な同期化を必要としない状況では、G.hs受信機として
十分であるが、必要であれば、追加の回路も利用可能である。したがって、チャ
ネル・ノイズが定常パワー・スペクトル密度を有する場合、各シンボルを数回繰
り返すことを考慮に入れ、ロー・パス・フィルタの出力において信号を蓄積する
ことにより、ロバスト性を高めることができる。加えて、PSDがわかっている
場合、受信機の入力においてスペクトル拡散信号を対応するフィルタ(図示せず
)に通過させ、より高いSNRを有するスペクトル拡散信号の成分を強調するこ
とも可能である。
【0025】 加えて、そして本発明の好適な実施形態によれば、プリアンブルを用いる場合
、N個のシンボルを含み互いに対して2.5ms遅延した信号サブブロックを比
較するために、ノイズレス時間ウインドウ判定ユニット104aを備えることが
できる。遅延したNビットの組み合わせがある時間ウインドウ内で一致した場合
、このウインドウは十分に高いSNRを有し、ハンドシェーク・ビットを受信す
るために使用可能であることを示す。いずれにしろ、ウインドウ判定ユニット1
04は、対象の時間ウインドウを求め、所望のウインドウの時間位置を示す出力
信号を発生し、これをビット選択ユニット106aに供給する。復調したビット
は、ノイズレス・ウインドウの間にスライサの出力に供給され、更にビット選択
ユニット106aに供給され、これらのビットおよびウインドウ情報から、実際
の周期的シフトを判定する。このように、G.hsメッセージの受信中、ビット
選択ユニット106aは、受信ビットの正しい部分を選択し、受信情報ブロック
における周期的なずれを排除する。ビット選択ユニット106aは、出力のため
に5ミリ秒毎にNビットを生成する。
【0026】 図3bに移り、DBPSKスペクトル拡散ハンドシェーク信号用疑似コヒーレ
ント受信機100bを示す。疑似コヒーレント受信機100bは、自己相関復調
器102b、タイミング信号抽出器103bを含み、更にノイズレス時間ウイン
ドウ判定ユニット104bおよび送信ビット選択ユニット106bも含むことが
好ましい。疑似コヒーレント復調器102bは、スペクトル拡散復元(SSCR
)ユニット111b、乗算器112b、ロー・パス・フィルタ114b、二進ス
ライサ116b、遅延線118b、および符号乗算器120bを含む。着信SS
C変調信号は、スペクトル拡散キャリア復元ユニット111bおよび乗算器11
2bに供給される。スペクトル拡散キャリア復元ユニット111bは、プリアン
ブル中にSSCサンプルを蓄積し、そこからスペクトル拡散基準信号R(t)を
抽出する。乗算器112bは、着信信号をSSC復元ユニットの出力と乗算する
。出力はロー・パス・フィルタ114bに送出される。ロー・パス・フィルタ1
14bには、N/1.25kHzにほぼ等しい周波数帯域幅Δfを備えることが
好ましい。ロー・パス・フィルタ114の出力は、スライサ116bに供給され
、この出力をスレシホルド(典型的に0)と比較する。スライサ116bの出力
は二進信号であり、遅延線118bおよび符号乗算器120bに供給される。符
号乗算器120bの出力の符号は、送信ビットに対応する。
【0027】 当業者には認められようが、疑似コヒーレント受信機100bでは、好ましく
はSSC復元ユニット111bによってプリアンブルから抽出される平均非変調
SSCを、コヒーレント復調のためのスペクトル拡散基準信号R(t)として用
いる。したがって、復元威信シンボルは、In=Jn*Jn-1となり、ここで、Jn =sgn(Sn(t)*R(t))、およびJn-1=sgn(Sn1(t)*R(
t))である。疑似コヒーレント受信機100bは優れた結果をもたらすが、S
SC復元ユニット111bのために、自己相関受信機100aよりも実施がかな
り複雑となる。
【0028】 疑似コヒーレント受信機100bのタイミング信号抽出器103b、時間ウイ
ンドウ判定ユニット104bおよびビット選択ユニット106の機能は、図3a
の対応するエレメントに関して前述したのと実質的に同様である。
【0029】 図3cに移り、DBPSKスペクトル拡散ハンドシェーク信号用非コヒーレン
ト受信機100cを示す。図3cに見られるように、非コヒーレント受信機は、
高速フーリエ変換ブロック130、直交成分蓄積ユニット135、マルチチャネ
ル非コヒーレント復調器140、DMT蓄積ユニット145、および二進スライ
サ150を含む。FFTブロック130は、時間ドメイン・ハンドシェーク信号
を受け取り、この信号を周波数ドメイン信号に変換する。FFTブロックの出力
は、信号FcnkmおよびFsnkmであり、それぞれ、n番目のハンドシェーク・シン
ボルのm番目のDMTシンボル間隔におけるk番目のDMTトーンの実部および
複素部である。直交成分蓄積(QCA)ユニット145は、
【0030】
【数1】 および
【0031】
【数2】 にしたがって、実部同士および虚部同士を別個に加算する。直交成分蓄積ユニ
ット145の出力は、次に、
【0032】
【数3】 にしたがって、非コヒーレント復調器140によって復調される。
【0033】 非コヒーレント復調器140の出力は、次に、
【0034】
【数4】 にしたがってDMT蓄積器(DMTA)145によって、全てのトーンkにわ
たって加算される。最後に、DTM蓄積器145の出力を二進スライサ150に
供給し、出力Fnをゼロ・スレシホルドと比較する。デコードした二進シンボル
Inは、In=sgn(Fn)となる。
【0035】 尚、インコヒーレント受信機100cは、既にDMTを用いたシステムにおい
て利用可能なFFTの使用に基づいているので、実施が比較的簡単であることは
、当業者には認められよう。加えて、周波数等化(キャリア位相復元)が不要で
あり、非コヒーレント受信機100cの性能は、図3bの疑似コヒーレント受信
機100bとほぼ同等である。
【0036】 以上、ディジタル加入者回線電気通信システム用スペクトル拡散ハンドシェー
クを実施するための方法および装置について説明し図示した。本発明の特定実施
形態について説明したが、本発明がそれに限定されることを意図したのではなく
、本発明の範囲は、技術が許す限り広く、本明細書も同様に解釈されることを意
図するものである。したがって、特定の送信機および特定の受信機を開示したも
のの、送信機がスペクトル拡散キャリア上にハンドシェーク信号を変調するので
あれば、他の送信機および受信機も利用可能であることは認められよう。したが
って、送信機および受信機の実施は、部分的に利用する符号化技法(例えば、D
PSK、QPSK等)、所望の結果、および適用可能な規格の制限または要件に
左右される。また、機能の実施も、いくつかの方法で行なうことができる。した
がって、デコード二進信号を発生する目的のためにスライサについて説明したが
、当技術分野において公知のその他の装置も利用可能である。また、プリアンブ
ルおよびハンドシェーク・メッセージを含むハンドシェーク・シーケンスについ
て説明したが、異なるプリアンブルおよび異なるハンドシェーク・メッセージを
設けることも可能であり、および/またはハンドシェーク・シーケンスにプリア
ンブルを備えないことも可能であることは認められよう。したがって、本発明の
精神および請求する範囲から逸脱することなく、本発明に対して更に別の変更も
可能であることは、当業者には認められよう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の好適な送信機のブロック図である。
【図2】 本発明の好適なハンドシェーク信号の信号構造を示す図である。
【図3】 図3aは、本発明によるDBPSK信号の自己相関受信機のブロック図である
。図3bは、本発明によるDBPSK信号の疑似コヒーレント受信機のブロック
図である。図3cは、本発明による、DBPSKスペクトル拡散ハンドシェーク
信号にFFT成分のコヒーレント蓄積を利用した、非個コヒーレント受信機のブ
ロック図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5K018 AA02 DA02 DA06 5K022 AA02 AA03 AA04 AA16 AA26 DD23 DD33 EE01 EE33

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル加入者回線(DSL)型モデムであって、 ハンドシェーク信号を発生するハンドシェーク発生器と、 DSL型モデムと関連する少なくとも3つのトーンを含むスペクトル拡散キャ
    リアを発生するスペクトル拡散キャリア発生器と、 前記ハンドシェーク発生器および前記スペクトル拡散キャリア発生器に結合さ
    れた変調器であって、前記ハンドシェーク信号の指示を前記スペクトル拡散キャ
    リアの指示上に同時に変調する、該変調器と、 を有する送信機、 を備えるディジタル加入者回線型モデム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のモデムにおいて、 前記変調器が、位相偏移キーイング(PSK)技法、周波数変調、振幅変調、
    および直交振幅変調の1つにしたがって、前記スペクトル拡散キャリアの前記指
    示を変調するモデム。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のモデムにおいて、 前記PSK技法は、二進PSK、差分二進PSK、直交PSK、および差分直
    交PSKの内1つから成るモデム。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のモデムにおいて、 前記変調器が、差分二進位相偏移キーイングにしたがって、前記スペクトル拡
    散キャリアの前記指示を変調するモデム。
  5. 【請求項5】 請求項4記載のモデムにおいて、 前記スペクトル拡散キャリア発生器が、前記トーン全ての前記指示を格納する
    メモリを備えるモデム。
  6. 【請求項6】 請求項5記載のモデムにおいて、 前記指示が、前記少なくとも3つのトーンの逆高速フーリエ変換(IFFT)
    サンプルから成るモデム。
  7. 【請求項7】 請求項6記載のモデムにおいて、 前記指示が、DSL型モデムに関連する256個のDMTトーンの実質的に全
    てのIFFTサンプルから成るモデム。
  8. 【請求項8】 請求項1記載のモデムにおいて、 前記スペクトル拡散キャリア発生器が、前記トーンの全ての指示を格納するメ
    モリを備えるモデム。
  9. 【請求項9】 請求項8記載のモデムにおいて、 前記トーン全ての前記指示が、前記少なくとも3つのトーンの逆高速フーリエ
    変換(IFFT)サンプルから成るモデム。
  10. 【請求項10】 請求項9記載のモデムにおいて、 前記トーン全ての前記指示が、DSL型モデムに関連する256個のDMTト
    ーンの実質的に全てのIFFTサンプルから成るモデム。
  11. 【請求項11】 請求項1記載のモデムにおいて、 前記ハンドシェーク発生器が、ブロック・フレーマに結合された差分エンコー
    ダを備えるモデム。
  12. 【請求項12】 請求項1記載のモデムにおいて、 前記ハンドシェーク信号がハンドシェーク・メッセージを備えるモデム。
  13. 【請求項13】 請求項12記載のモデムにおいて、 前記ハンドシェーク・メッセージが、複数のブロックを含み、各ブロックが複
    数の反復サブブロックを有するモデム。
  14. 【請求項14】 請求項13記載のモデムにおいて、 前記ブロックが5ミリ秒レートを有するモデム。
  15. 【請求項15】 請求項14記載のモデムにおいて、前記サブブロックが1
    .25ミリ秒レートを有し、各サブブロックが4ビットを含むモデム。
  16. 【請求項16】 請求項12記載のモデムにおいて、 前記ハンドシェーク信号が、更に、プリアンブルを備えるモデム。
  17. 【請求項17】 請求項16記載のモデムにおいて、 前記プリアンブルが、複数の反復サブブロックを備えるモデム。
  18. 【請求項18】 請求項17記載のモデムにおいて、 各前記サブブロックが1.25ミリ秒レートを有し、4つの所定のビットを含
    み、該4つの所定のビットを、当該4つの所定のビットの位相ずれが検出可能と
    なるように選択するモデム。
  19. 【請求項19】 請求項17記載のモデムにおいて、 前記プリアンブルが、更に、ディバイダ・シーケンスを有する少なくとも1つ
    のサブブロックと、疑似ランダム・シーケンスを表す複数のサブブロックとを含
    むモデム。
  20. 【請求項20】 請求項1記載のモデムであって、更に、復調器を有する受
    信機を備えるモデム。
  21. 【請求項21】 請求項20記載のモデムにおいて、 自己相関受信機、疑似コヒーレント受信機、および非コヒーレント受信機から
    成るグループから、前記受信機を選択するモデム。
  22. 【請求項22】 請求項21記載のモデムにおいて、 前記受信機が、受信ハンドシェーク信号を受信しかつ遅延させる遅延線と、前
    記受信ハンドシェーク信号を前記遅延線の出力と乗算する乗算器と、前記乗算器
    の出力を濾波するロー・パス・フィルタと、前記ロー・パス・フィルタの出力か
    ら二進シンボル指示を得る手段とを含む自己相関受信機であるモデム。
  23. 【請求項23】 請求項22記載のモデムにおいて、前記受信機が、前記受
    信信号から基準スペクトル拡散信号を発生するスペクトル拡散キャリア復元ユニ
    ットと、受信信号を前記基準信号と乗算する乗算器と、前記乗算器の出力を濾波
    するロー・パス・フィルタと、前記ロー・パス・フィルタの出力から二進シンボ
    ル指示を得る手段とを含む疑似コヒーレント受信機であるモデム。
  24. 【請求項24】 請求項23記載のモデムにおいて、 二進シンボル指示を得る前記手段が、前記ロー・パス・フィルタの出力に結合
    されたスライサと、前記スライサの出力を受け取りかつ遅延させる遅延線と、前
    記スライサの出力および前記遅延線の出力を受け取り、これらから二進シンボル
    指示を発生する第2乗算器とを備えるモデム。
  25. 【請求項25】 請求項21記載のモデムにおいて、 前記受信機が、着信時間ドメイン・ハンドシェーク信号を受け取りこれから実
    部および虚部周波数ドメイン信号を発生する高速フーリエ変換器(FFT)と、
    前記FFTに結合され、前記実部周波数ドメイン信号同士および前記虚部周波数
    ドメイン信号同士を別個に加算する直交成分蓄積(QCA)ユニットと、前記Q
    CAユニットに結合され、前記加算した実部および虚部周波数ドメイン信号を結
    合する非コヒーレント復調器と、前記QCAユニットに結合され、前記少なくと
    も3つのトーンにわたって前記QCAの出力を加算する離散マルチトーン蓄積器
    (DMTA)と、前記DMTAの出力からデコード二進シンボルを発生する手段
    とを含む非コヒーレント受信機であるモデム。
  26. 【請求項26】 請求項20記載のモデムにおいて、 前記ハンドシェーク信号が、ハンドシェーク・メッセージおよびプリアンブル
    から成り、該プリアンブルが、複数の反復サブブロックから成り、前記受信機が
    、前記反復サブブロックを利用して高信号対ノイズ時間ウインドウを求める手段
    を含むモデム。
  27. 【請求項27】 請求項26記載のモデムにおいて、 前記反復サブブロックを利用する前記手段が、所定の時間間隔だけ互いに遅延
    した前記反復サブブロックの相関のための手段を含むモデム。
  28. 【請求項28】 ディジタル加入者回線(DSL)型モデム・ハンドシェー
    ク情報を送信する方法であって、 ハンドシェーク信号を発生するステップと、 前記ハンドシェーク信号の指示をスペクトル拡散キャリア上に変調するステッ
    プであって、前記スペクトル拡散キャリアが、DSL型モデムに関連する少なく
    とも3つのトーンを含み、前記変調が、前記ハンドシェーク信号の前記指示を前
    記少なくとも3つのトーンの指示上に同時に変調することから成る、ステップと
    、 から成る方法。
  29. 【請求項29】 請求項28記載の方法において、 位相偏移キーイング(PSK)技法、周波数変調、振幅変調、および直交振幅
    変調の1つにしたがって、前記ハンドシェーク信号指示を前記スペクトル拡散キ
    ャリア上に変調する方法。
  30. 【請求項30】 請求項29記載の方法において、 前記PSK技法が、二進PSK、差分二進PSK、直交PSK、および差分直
    交PSKの1つから成る方法。
  31. 【請求項31】 請求項28記載の方法において、 差分二進位相偏移キーイングにしたがって、前記ハンドシェーク信号指示を前
    記スペクトル拡散キャリア上に変調する方法。
  32. 【請求項32】 請求項28記載の方法であって、更に、 前記少なくとも3つのトーンの逆高速フーリエ変換(IFFT)を取ることに
    より、前記指示を発生するステップと、 前記指示をメモリに格納するステップと、 を含み、前記変調するステップが、メモリから前記指示を読み取り、前記ハン
    ドシェーク信号の前記指示をメモリ内に格納されている前記指示上に変調するス
    テップを含む方法。
  33. 【請求項33】 請求項28記載の方法において、 前記ハンドシェーク信号が、ハンドシェーク・メッセージを備え、該ハンドシ
    ェーク・メッセージが複数のブロックを含み、各ブロックが複数の反復サブブロ
    ックを有する方法。
  34. 【請求項34】 請求項33記載の方法において、 前記ブロックが5ミリ秒レートを有し、前記サブブロックが1.25ミリ秒レ
    ートを有し、各サブブロックが4ビットを含む方法。
  35. 【請求項35】 請求項33記載の方法において、 前記ハンドシェーク信号が、更に、プリアンブルを備える方法。
  36. 【請求項36】 請求項33記載の方法において、 前記プリアンブルが複数の反復サブブロックを備え、各前記サブブロックが1
    .25ミリ秒レートを有し、4つの所定のビットを含み、該4つの所定のビット
    は、当該4つの所定のビットの位相ずれを検出可能となるように選択する方法。
  37. 【請求項37】 請求項36記載の方法において、 前記プリアンブルが、更に、ディバイダ・シーケンスを有する少なくとも1つ
    のサブブロックと、疑似ランダム・シーケンスを表す複数のサブブロックとを含
    む方法。
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