JP2004186864A - 流合雑音低減装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】標準規格であるＤＯＣＳＩＳ仕様に準拠した双方向ＣＡＴＶシステムにおいて、導入が容易でかつ経済的に安価な、上り流合雑音を低減する装置を提供すること。
【解決手段】ケーブルテレビ局に設置されたセンターモデムからケーブルモデム宛てに送信される下り信号を復調し、前記ケーブルモデムから前記センターモデム宛てに送信される上り信号に関する情報を解析し、その情報に基づいて上り信号に周波数帯域制限をかけて流合雑音を低減する。
【選択図】 図１
【解決手段】ケーブルテレビ局に設置されたセンターモデムからケーブルモデム宛てに送信される下り信号を復調し、前記ケーブルモデムから前記センターモデム宛てに送信される上り信号に関する情報を解析し、その情報に基づいて上り信号に周波数帯域制限をかけて流合雑音を低減する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は双方向ＣＡＴＶ（Ｃａｂｌｅ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）システムに関し、特に加入者側の端末から混入する上り流合雑音の低減に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、わが国ではｅ−Ｊａｐａｎ戦略のもと、高速／超高速ネットワークのインフラ整備が進められている。これに伴いＣＡＴＶシステムは、従来のテレビ番組の配信サービス（片方向サービス）に加えて、ケーブルインターネットなどのサービス（双方向サービス）の提供が不可欠となってきている。一般に、この双方向ＣＡＴＶシステムでは、加入者宅（特に集合住宅など）で発生する雑音が、端末端子等を介して宅内の伝送線に重畳され、これが流合雑音としてＣＡＴＶシステムの幹線へ流出してしまうことがある。流合雑音は、システムの加入者数が増えるにつれて増大し、この雑音量が大きくなると加入者側の端末装置とＣＡＴＶ局側のセンター装置との間で通信が出来ないことになる。この流合雑音を低減するための代表的な方法として、以下のようなものが知られている。第１の方法は、ＣＡＴＶシステムにおいて上り信号を使用しない端子や開放端子の全てに小型の低域阻止フィルタ（ＨＰＦ）を装着し、上り帯域への雑音流入を阻止する方法である。第２の方法は、加入者の宅内配線及び引込線までの部分の上り伝送について雑音の少ない高域（例えば、７００ＭＨｚ帯）の周波数を使用し、引込線を介して外部へ送出するところで通常の上り周波数（例えば、５〜４２ＭＨｚ）に変換して伝送する方式である（特開平１１−２２０７１６号公報）。また第３の方法は、引込線の部分で上り信号を一旦復調してノイズ成分を取り除き、再生したデータを再び変調して、引込線を介して外部へ送出する方式である（特開２００２−４４６３４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の方法では、それぞれ以下のような課題を有している。第１の方法の課題は、比較的簡単ではあるがシステムの端子に全てにＨＰＦを取り付けなければならないこと、及び雑音流入箇所がタップオフから端子までの間にある場合は効果がないことである。また、第２の方法の課題は、双方向ＣＡＴＶシステムの標準規格であるＤＯＣＳＩＳで規定された上り周波数帯域（５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ）とは異なる周波数帯域を使用するために、上り信号を周波数変換するためのアップコンバータ等の機器が必要となり、各加入者がケーブルモデムとは別途に用意しなければならず、加入者にとって経済的負担が増大することである。更には、上り信号の周波数が高いために信号の減衰が大きくなり、ブースタが必要になることである。最後に、第３の方法の課題は、一旦上り信号を復調してから再び変調を行なうためにデータの遅延量が大きくなることである。加えて、装置が複雑でサイズが大きくなることである。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑み、標準規格であるＤＯＣＳＩＳ仕様に準拠した双方向ＣＡＴＶシステムにおいて、上り流合雑音を低減させるために導入が容易で且つ経済的に安価な流合雑音低減装置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】
上記問題点を解決するために本発明の流合雑音低減装置は、ケーブルテレビ局に設置されたセンターモデムと複数の加入者宅のケーブルモデムとの間でデータ通信が行なわれる双方向ＣＡＴＶ（Ｃａｂｌｅ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）システムで使用される流合雑音低減装置であって、センターモデム信号入出力端子と、下り信号出力端子と、上り信号入力端子とを有し、前記センターモデム信号入出力端子より入力される信号から下り信号を分離して前記下り信号出力端子に出力し、前記上り信号入力端子から入力される上り信号を前記センターモデム信号入出力端子の信号に重畳する第１のダイプレクサと、前記第１のダイプレクサの下り信号出力端子に接続された下り信号入力端子と、上り信号情報出力端子とを有し、前記下り信号入力端子より入力した下り信号を復調し、復調したデータを解析して得た上り信号情報を前記上り信号情報出力端子より出力する解析手段と、
前記第１のダイプレクサの下り信号出力端子に接続された下り信号入力端子と、ケーブルモデム信号入出力端子と、上り信号出力端子とを有し、前記下り信号入力端子から入力される下り信号を前記ケーブルモデム信号入出力端子の信号に重畳し、前記ケーブルモデム信号入出力端子より入力される信号から上り信号を分離して前記上り信号出力端子に出力する第２のダイプレクサと、前記解析手段の上り信号情報出力端子に接続された上り信号情報入力端子と、前記第２のダイプレクサの上り信号出力端子に接続された上り信号入力端子と、前記第１のダイプレクサの上り信号入力端子に接続された上り信号出力端子とを有し、前記上り信号情報入力端子より入力した上り信号情報に基づいて前記上り信号入力端子より入力した上り信号に周波数帯域制限をかけて前記上り信号出力端子より出力する帯域制限手段とを有することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の流合雑音低減装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における流合雑音低減装置の構成を示すものである。図１において、１は解析手段、２は帯域制限手段、３は第１のダイプレクサ、４は第２のダイプレクサである。また、図２は双方向ＣＡＴＶシステムの構成の一例である。１１はセンターモデム、１２は第１のＲＦアンプ、１３は第２のＲＦアンプ、１４は第１のタップオフ、１５は第２のタップオフ、１６は第３のタップオフ、１７は第１のケーブルモデム、１８は第２のケーブルモデム、１９は第３のケーブルモデムである。以上のように構成された流合雑音低減装置について、以下図１と図２を用いてその動作を説明する。
【０００８】
まず、図２においてＣＡＴＶ局のセンターモデム１１と各加入者宅の第１のケーブルモデム１７、第２のケーブルモデム１８、第３のケーブルモデム１９とはそれぞれＤＯＣＳＩＳ規格に準じてデータ通信が行なわれているものとする。詳細は、ＤＯＣＳＩＳ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＳＰ−ＲＦＩ−Ｉ０５−９９１１０５）において規定されている。本規格では、前記センターモデム１１から前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９に対する下り通信には、９１ＭＨｚ〜８５７ＭＨｚの周波数帯が使用される。一方、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９の各々から前記センターモデム１１に対する上り通信には、５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚの周波数帯が使用される。伝送路では、下り信号と上り信号とが周波数多重されており、信号を増幅する第１のＲＦアンプ１２、第２のＲＦアンプ１３や、信号を分配する第１のタップオフ１４、第２のタップオフ１５、第３のタップオフ１６が使用されている。下り信号の帯域幅は６ＭＨｚ、変調方式は６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、若しくは２５６ＱＡＭ、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ）型回線で、前記センターモデム１１から全てのケーブルモデムに対して信号が一斉に伝送される。一方、上り信号の帯域幅は０．２ＭＨｚ、０．４ＭＨｚ、０．８ＭＨｚ、１．６ＭＨｚ、３．２ＭＨｚのいずれか一つ、変調方式はＱＰＳＫ（Ｑｕａｒｔｅｒｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、若しくは１６ＱＡＭ、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）型回線で、各ケーブルモデムから前記センターモデム１１に対して信号が時分割に伝送される。上記の伝送パラメータはシステムの状況に応じて柔軟に設定可能であり、各ケーブルモデムは以下の手順に従って初期化が行われる。
（ステップ１）加入者がケーブルモデムの電源を投入する。
（ステップ２）下り周波数帯域をスキャンし、下り信号の検出と復調を行なう。
（ステップ３）下り信号のＳＹＮＣ（Ｔｉｍｅ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）情報からセンターモデムとのタイミング同期を図る。
（ステップ４）下り信号のＵＣＤ（Ｕｐｓｔｒｅａｍ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）情報から上り信号の伝送パラメータを取得する。
（ステップ５）下り信号のＭＡＰ（Ｕｐｓｔｒｅａｍ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ）情報から上り信号の送出タイミング割当てを取得する。
（ステップ６）送出タイミング割当てのリクエスト領域を用いて、上り信号の帯域予約を行なう。
（ステップ７）センターモデムからの予約応答を受信する。
（ステップ８−１）予約応答がある場合、センターモデムからの指示に従って上り信号のレベル、周波数、タイミング等の調整を行なう。
（ステップ８−２）予約応答がない場合、他のケーブルモデムからの予約と重なったと判断し、ランダム時間の経過後に再び予約を送信する。
（ステップ９）ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバからＩＰアドレスを取得する。
（ステップ１０）ＴＯＤ（Ｔｉｍｅ ｏｆ ｄａｙ）サーバから日時を取得する。
（ステップ１１）ＴＦＴＰ（Ｔｒｉｖｉａｌ Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバからケーブルモデムの設定ファイルを取得する。
（ステップ１２）セキュリティが設定されている場合、セキュリティの確立を行なう。
（ステップ１３）センターモデムへの登録が完了、通信が可能となる。
（ステップ１４）（ステップ３）から（ステップ８）を繰り返しながらデータ通信を行なう。
【０００９】
次に、上り周波数帯域の雑音を低減するための図１の流合雑音低減装置を図２の第１のＲＦアンプ１２と第１のタップオフ１４の間に挿入する。以下は、この流合雑音低減装置についての動作説明である。図１において、第１のダイプレクサ３は、図２の前記第１のＲＦアンプ１２に接続され、下り周波数帯域（９１ＭＨｚ〜８５７ＭＨｚ）と、上り周波数帯域（５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ）を分離／合成する。前記第１のダイプレクサ３から分離された下り周波数帯域の信号は、解析手段１と図２の前記第１のタップオフ１４に接続される第２のダイプレクサ４にそれぞれ入力される。前記第２のダイプレクサ４は、前記第１のダイプレクサと同様に下り周波数帯域と上り周波数帯域とを分離／合成する。前記解析手段１は、前述したケーブルモデムの初期化手順の（ステップ２）から（ステップ５）までの処理を行なう。ＵＣＤ情報から上り信号の周波数ｆ及び帯域幅Ｂｗを、ＭＡＰ情報から下流に接続されている前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９がそれぞれ上り信号を送信するタイミングＴ（ｉ）、（ｉは整数）を取得し、帯域制限手段２に出力する。前記第２のダイプレクサ４から分離された上り周波数帯域の信号は、前記帯域制限手段２に入力される。前記帯域制限手段２は、前記解析手段１から入力されたパラメータに基づき、上り周波数帯域の信号をろ波する。ここで、前記帯域制限手段２の周波数特性は、タイミングＴ（ｉ）の期間のみ周波数ｆ、帯域幅Ｂｗの信号を通過させ、それ以外の期間は上り周波数帯域（５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ）の全体にわたって信号を遮断するものである。この結果、前記帯域制限手段２から出力される上り周波数帯域の信号は、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９の各々から送信された上り信号のみが抽出され、上り周波数帯域に含まれる雑音成分は除去されることになる。前記帯域制限手段２から出力された上り信号は、前記第１のダイプレクサ３に入力され、図２の前記第１のＲＦアンプ１２へ送出される。図３は、前記帯域制限手段２の一例を示したものである。２１は復号器、２２は第１のフィルタである。復号器２１は、図１の前記解析手段１からの情報をＭビットのパラレルデータ（各ビットはロジックレベルＨ若しくはロジックレベルＬ）に変換し、第１のフィルタ２２に出力する。前記第１のフィルタ２２は、このパラレルデータの各ビット値Ｂ（１）〜Ｂ（Ｍ）によって図５のように周波数特性を変化させる。また、図４は、前記帯域制限手段２の他の一例を示したものである。図４において、２３はＤ／Ａ変換器、２４は第２のフィルタである。Ｄ／Ａ変換器２３は図１の前記解析手段１からの情報をアナログ信号に変換し、第２のフィルタ２４に出力する。前記第２のフィルタ２４は、アナログ信号のレベル値ＶがＶ１、Ｖ２〜ＶＭまでの各値に応じて図５のように周波数特性を変化させる。
【００１０】
以上のように本実施の形態によれば、ケーブルテレビ局に設置されたセンターモデムと複数の加入者宅のケーブルモデムとの間に流合雑音低減装置を設け、上り信号に関する情報に基づいて前記ケーブルモデムから前記センターモデム宛てに送信される上り信号をろ波することにより、ケーブルモデムから出力される上り信号の周波数以外の成分は除去されるので、上り周波数帯域の流合雑音を低減することができる。
【００１１】
（実施の形態２）
以下本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図６は本発明の第２の実施の形態を示す流合雑音低減装置のブロック図である。同図において、１は解析手段、２は帯域制限手段、３は第１のダイプレクサ、４は第２のダイプレクサで、以上は図１の構成と同様なものである。図１と異なるのは、帯域制限手段２の出力に開閉手段５と検出手段６とを設け、前記開閉手段５を前記検出手段６によって制御する点である。
【００１３】
以上のように構成された流合雑音低減装置について、以下図６を用いてその動作を説明する。第１の実施の形態と同様に、流合雑音低減装置は図２の第１のＲＦアンプ１２と第１のタップオフ１４の間に挿入され、ＣＡＴＶ局のセンターモデム１１と各加入者宅の第１のケーブルモデム１７、第２のケーブルモデム１８、第３のケーブルモデム１９とは、それぞれＤＯＣＳＩＳ規格に準じてデータ通信が行なわれるものとする。図６において、第１のダイプレクサ３は、図２の前記第１のＲＦアンプ１２に接続され、下り周波数帯域（９１ＭＨｚ〜８５７ＭＨｚ）と、上り周波数帯域（５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ）を分離／合成する。前記第１のダイプレクサ３から分離された下り周波数帯域の信号は、解析手段１と図２の前記第１のタップオフ１４に接続される第２のダイプレクサ４にそれぞれ入力される。前記第２のダイプレクサ４は、前記第１のダイプレクサと同様に下り周波数帯域と上り周波数帯域とを分離／合成する。前記解析手段１は、前述したケーブルモデムの初期化手順の（ステップ２）から（ステップ５）の処理を行なう。ＵＣＤ情報から上り信号の周波数ｆ及び帯域幅Ｂｗを、ＭＡＰ情報から下流に接続されている前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９がそれぞれ上り信号を送信するタイミングＴ（ｉ）、（ｉは整数）を取得し、帯域制限手段２に出力する。前記第２のダイプレクサ４から分離された上り周波数帯域の信号は、前記帯域制限手段２に入力される。前記帯域制限手段２は、前記解析手段１から入力されたパラメータに基づき、上り周波数帯域の信号をろ波する。ここで、前記帯域制限手段２の周波数特性は、タイミングＴ（ｉ）の期間のみ周波数ｆ、帯域幅Ｂｗの信号を通過させ、それ以外の期間は上り周波数帯域（５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ）の全体にわたって信号を遮断するものである。この結果、前記帯域制限手段２から出力される上り周波数帯域の信号は、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９の各々から送信された上り信号のみが通過し、それ以外の上り周波数帯域に含まれる雑音成分は除去されることになる。以上の動作は第１の実施の形態と同じである。本第２の実施の形態では、前記帯域制限手段２から出力される信号を開閉手段５と検出手段６にそれぞれ入力する。前記検出手段６は入力される信号レベルを検出し、予め設定した信号レベルＰｔ以上になるとロジックレベルＨを前記開閉手段５に入力する。前記検出手段６に入力される信号レベルがＰｔよりも低い場合には、ロジックレベルＬを前記開閉手段５に入力する。前記開閉手段５は前記検出手段６の出力がロジックレベルＨである場合にスイッチを閉じて前記帯域制限手段２から入力された信号を通過させる。一方、前記検出手段６の出力がロジックレベルＬである場合は、スイッチを開いて前記帯域制限手段２から入力された信号を遮断する。前記開閉手段５を通過した上り信号は、前記第１のダイプレクサ３に入力され、図２の前記第１のＲＦアンプ１２へ送出される。この結果、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９がそれぞれ上り信号を送信するタイミングＴ（ｉ）の期間に、所定のレベルＰｔ以上の上り信号を出力しないと、前記センターモデム１１側へ上り信号が出力されないことになる。ＭＡＰ情報から得られたタイミングＴ（ｉ）の期間に、雑音などが前記センターモデム１１側へ出力されるのを防ぐことができる。また、タイミングＴ（ｉ）の期間のうち、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９から前記センターモデム１１宛ての上り信号が競合する期間（必ずしも上り信号が出力されるとは限らないリクエスト領域）においても、実際にケーブルモデムからの上り信号が出力された場合でないとケーブルモデム側からセンターモデム側への上り信号の経路が接続されないので、この期間においても上り信号以外の雑音などが出力されるのを防ぐことができる。
【００１４】
以上のように本実施の形態によれば、実際に上り信号が出力されない時は信号経路が遮断されるので、その間は上り周波数帯域の流合雑音を無くすることができる。
【００１５】
（実施の形態３）
以下本発明の第３の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図７は本発明の第３の実施の形態を示す流合雑音低減装置のブロック図である。同図において、１は解析手段、２は帯域制限手段、３は第１のダイプレクサ、４は第２のダイプレクサで、以上は図１の構成と同様なものである。図１と異なるのは、帯域制限手段２の出力に減衰手段７を設けた点である。
【００１７】
以上のように構成された流合雑音低減装置について、以下図７を用いてその動作を説明する。図７において、解析手段１と、帯域制限手段２と、第１のダイプレクサ３と、第２のダイプレクサ４の動作については、上述した第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。ここでは、減衰手段７の動作について説明する。図７において、前記帯域制限手段２が出力する上り信号は、減衰手段７に入力される。前記減衰手段７は、予め設定された減衰量Ｌだけ、入力された上り信号を減衰させる。前記減衰手段７が出力する信号は、前記第１のダイプレクサ３に入力され、図２の第１のＲＦアンプ１２へ送出される。ＤＯＣＳＩＳ規格では、ケーブルモデムが出力する上り信号のレベルは、ＱＰＳＫ変調の場合には８ｄＢｍＶ〜５８ｄＢｍＶ、１６ＱＡＭ変調の場合には８ｄＢｍＶ〜５５ｄＢｍＶである。各ケーブルモデムの上り信号の送出レベルは、センターモデムに最適なレベルで到達するようにこの範囲で調整される。上述したケーブルモデムの初期化手順の（ステップ８−１）である。図２において、第１のケーブルモデム１７の出力レベルをＰ１、第２のケーブルモデム１８の出力レベルをＰ２、第３のケーブルモデム１９の出力レベルをＰ３とした場合、前記減衰手段７の減衰量Ｌを（１）式及び（２）式によって計算する。
【００１８】
ＱＰＳＫ変調の場合
Ｌ＝５８−ＭＡＸ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）−Ｐｘ ｄＢ （１）
１６ＱＡＭ変調の場合
Ｌ＝５５−ＭＡＸ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）−Ｐｘ ｄＢ （２）
ここで、ＭＡＸ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）はＰ１とＰ２とＰ３のうちの最大値、Ｐｘはマージン量を意味する。また、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３それぞれの値については、前記センターモデム側から各ケーブルモデムに対してネットワーク管理のプロトコルＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用して即座に調べることができる。この結果、各ケーブルモデムは前記減衰手段７の減衰量Ｌだけ強い上り信号を送信することになる。すなわち、上り信号の信号対雑音比Ｓ／Ｎはその分だけ上がることとなり、上り周波数帯域の流合雑音に強くすることができる
以上のように本実施の形態によれば、上り信号のレベルを減衰することによって、信号対雑音比も大きくすることができるので、上り周波数帯域の流合雑音に強くすることができる。
【００１９】
（実施の形態４）
以下本発明の第４の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図８は本発明の第４の実施の形態を示す流合雑音低減装置のブロック図である。同図において、１は解析手段、２は帯域制限手段、３は第１のダイプレクサ、４は第２のダイプレクサ、５は開閉手段で、以上は図６の構成と同様なものである。図６と異なるのは、第１のダイプレクサ３の上流にケーブルモデム３１と、前記ケーブルモデム３１の動作情報を収集する情報収集手段３２と、前記情報収集手段３２によって制御される検出手段３３を設けた点である。
【００２１】
以上のように構成された流合雑音低減装置について、以下図８を用いてその動作を説明する。図８において、解析手段１と、帯域制限手段２と、第１のダイプレクサ３と、第２のダイプレクサ４と、開閉手段５の動作については、上述した第２の実施の形態と同様であるため説明を省略する。ここでは、新たに設けたケーブルモデム３１と、情報収集手段３２と、検出手段３３の動作について説明する。図８において、前記第１のダイプレクサ３のセンターモデム側に接続されたケーブルモデム３１は、ＤＯＣＳＩＳ規格に準じて図２のセンターモデム１１とデータ通信が行なわれる。情報収集手段３２は、動作中の前記ケーブルモデム３１の上り信号レベルＰｒを取得する。前記情報収集手段３２は、この送出レベルＰｒを平均化処理及びマージン処理を行なった後、閾値レベルＰｔとして検出手段３３に出力する。前記検出手段３３は、帯域制限手段２が出力した上り信号レベルを検出し、前記情報収集手段３２から入力された閾値レベルＰｔとの比較を行なう。前記帯域制限手段２から入力された上り信号レベルがＰｔ以上になるとロジックレベルＨを開閉手段５に入力する。また、入力される信号レベルがＰｔよりも低い場合には、ロジックレベルＬを前記開閉手段５に入力する。前記ケーブルモデム３１の上り信号レベルと、図２の第１のケーブルモデム１７、第２のケーブルモデム１８、第３のケーブルモデム１９それぞれの上り信号レベルとは、前記第１のダイプレクサ３においてはほぼ同一レベルとなることから、前記検出手段３３にて上り信号の有無を検出するのに信号レベルＰｒを基準として用いることができる。前記開閉手段５は前記検出手段３３の出力がロジックレベルＨである場合にスイッチを閉じて前記帯域制限手段２から入力された信号を通過させる。一方、前記検出手段３３の出力がロジックレベルＬである場合は、スイッチを開いて前記帯域制限手段２から入力された信号を遮断する。前記開閉手段５を通過した上り信号は、前記第１のダイプレクサ３に入力され、図２の前記第１のＲＦアンプ１２へ送出される。この結果、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９がそれぞれ上り信号を送信するタイミングＴ（ｉ）の期間に、所定のレベルＰｔ以上の上り信号を出力しないと、前記センターモデム１１側へ上り信号が出力されないことになる。ＭＡＰ情報から得られたタイミングＴ（ｉ）の期間に、雑音などが前記センターモデム１１側へ出力されるのを防ぐことができる。また、タイミングＴ（ｉ）のうち、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９から前記センターモデム１１宛ての上り信号が競合する期間（必ずしも上り信号が出力されるとは限らないリクエスト領域）においても、実際にケーブルモデムからの上り信号が出力された場合でないとケーブルモデム側からセンターモデム側への上り信号の経路が接続されないので、この期間においても上り信号以外の雑音などが出力されるのを防ぐことができる。更には、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９から前記センターモデム１１宛ての上り信号が送出されたかどうかを判定する信号レベルを、前記ケーブルモデム３１と前記情報収集手段３２を用いて自動的に決定することができる。
【００２２】
以上のように本実施の形態によれば、上り信号経路を遮断するための信号レベルを最適化出来るので、遮断タイミングの精度を上げ、その間は上り周波数帯域の流合雑音を無くすることができる。
【００２３】
（実施の形態５）
以下本発明の第５の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図９は本発明の第５の実施の形態を示す流合雑音低減装置のブロック図である。同図において、１は解析手段、２は帯域制限手段、３は第１のダイプレクサ、４は第２のダイプレクサで、以上は図７の構成と同様なものである。図７と異なるのは、第２の解析手段３４と、前記第２の解析手段３４によって制御される減衰手段３５を設けた点である。
【００２５】
以上のように構成された流合雑音低減装置について、以下図９を用いてその動作を説明する。図９において、解析手段１と、帯域制限手段２と、第１のダイプレクサ３と、第２のダイプレクサ４の動作については、第３の実施の形態の動作と同様であるため説明を省略する。ここでは、第２の解析手段３４と減衰手段３５の動作について説明する。図９において、第２の解析手段３４は、前述したケーブルモデムの初期化手順の（ステップ８−１）で行なわれる処理のうち、図２のセンターモデム１１から第１のケーブルモデム１７、第２のケーブルモデム１８、第３のケーブルモデム１９に対してそれぞれ送信されるＲＮＧ−ＲＳＰ（Ｒａｎｇｉｎｇ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）情報を解析し、上り信号のレベル調整に関する値ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３を取得する。前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９は、上り信号の初期送出レベルＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉから電力調整情報ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３だけ送出レベルを変化させる。電力調整情報ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３は、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９から前記センターモデム１１に対して入力される上り信号レベルが適切となるように、任意の回数ｋ１、ｋ２、ｋ３ずつ送信され、Ｐ１ｆ、Ｐ２ｆ、Ｐ３ｆに設定される。次式（３）、（４）、（５）にこの関係を示す。
【００２６】
Ｐ１ｆ＝Ｐ１ｉ＋ΔＰ１（ｋ１）ｄＢｍＶ 式（３）
Ｐ２ｆ＝Ｐ２ｉ＋ΔＰ２（ｋ２）ｄＢｍＶ 式（４）
Ｐ３ｆ＝Ｐ３ｉ＋ΔＰ３（ｋ３）ｄＢｍＶ 式（５）
次に、前記第２の解析手段３４は、Ｐ１ｆ、Ｐ２ｆ、Ｐ３ｆの大小比較を行ない、最も大きい値を求める。また、（ステップ４）のＵＣＤ情報から上り信号の変調方式を取得し、次式（６）、（７）から減衰量Ｌを計算する。
【００２７】
ＱＰＳＫ変調の場合
Ｌ＝５８−ＭＡＸ（Ｐ１ｆ、Ｐ２ｆ、Ｐ３ｆ）−Ｐｘ ｄＢ （６）
１６ＱＡＭ変調の場合
Ｌ＝５５−ＭＡＸ（Ｐ１ｆ、Ｐ２ｆ、Ｐ３ｆ）−Ｐｘ ｄＢ （７）
ここで、ＭＡＸ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）はＰ１とＰ２とＰ３のうちの最大値、Ｐｘはマージン量を意味する。式（６）、（７）で求められた減衰量Ｌは、減衰手段３５に入力される。前記減衰手段３５は、帯域制限手段２から入力された上り信号を減衰量Ｌだけ減衰させ、第１のダイプレクサ３を経由して前記センターモデム１１側に出力される。この結果、各ケーブルモデムは前記減衰手段３５の減衰量Ｌだけ強い上り信号を送信することになる。すなわち、上り信号の信号対雑音比Ｓ／Ｎはその分だけ上がることとなり、上り周波数帯域の流合雑音に強くすることができる。さらには、前記減衰手段３５の減衰量Ｌを前記第２の解析手段３４を用いて自動で設定することができる。
【００２８】
以上のように本実施の形態によれば、減衰手段の減衰量を解析手段によって制御することにより、上り信号の信号対雑音比も大きくすることができるので、上り周波数帯域の流合雑音に強くすることができる。
【００２９】
なお、全ての実施の形態において、ケーブルモデムの数は３つとしたが、１つ以上であればよい。
【００３０】
また、全ての実施の形態では上り周波数帯域を５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚとしたが、他の範囲であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ケーブルテレビ局に設置されたセンターモデムと複数の加入者宅のケーブルモデムとの間でデータ通信が行なわれる双方向ＣＡＴＶシステムにおいて、前記センターモデムから前記ケーブルモデム宛てに送信される下り信号を復調し、前記ケーブルモデムから前記センターモデム宛てに送信される上り信号に関する情報を解析する解析手段と、前記ケーブルモデムから前記センターモデム宛てに送信される上り信号をろ波する帯域制限手段と、前記センターモデム側に接続されて、前記帯域制限手段が出力する上り信号と前記解析手段に入力する下り信号とを分離／合成する第１のダイプレクサと、前記ケーブルモデム側に接続されて、前記第１のダイプレクサが出力する下り信号と前記帯域制限手段に入力する上り信号とを分離／合成する第２のダイプレクサとを設けることにより、前記帯域制限手段の周波数特性を前記解析手段によって制御することにより、ケーブルモデムから出力される上り信号以外の成分は除去されるので、上り周波数帯域の流合雑音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における流合雑音低減装置のブロック図
【図２】同実施の形態における双方向ＣＡＴＶシステムの構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態における帯域制限手段のブロック図
【図４】本発明の第１の実施の形態における帯域制限手段のブロック図
【図５】本発明の第１の実施の形態における帯域制限手段の周波数特性図
【図６】本発明の第２の実施の形態における流合雑音低減装置のブロック図
【図７】本発明の第３の実施の形態における流合雑音低減装置のブロック図
【図８】本発明の第４の実施の形態における流合雑音低減装置のブロック図
【図９】本発明の第５の実施の形態における流合雑音低減装置のブロック図
【符号の説明】
１ 解析手段
２ 帯域制限手段
３ 第１のダイプレクサ
４ 第２のダイプレクサ
５ 開閉手段
６ 検出手段
７ 減衰手段
１１ センターモデム
１２ 第１のＲＦアンプ
１３ 第２のＲＦアンプ
１４ 第１のタップオフ
１５ 第２のタップオフ
１６ 第３のタップオフ
１７ 第１のケーブルモデム
１８ 第２のケーブルモデム
１９ 第３のケーブルモデム
２１ 復号器
２２ 第１のフィルタ
２３ Ｄ／Ａ変換器
２４ 第２のフィルタ
３１ ケーブルモデム
３２ 情報収集手段
３３ 検出手段
３４ 第２の解析手段
３５ 減衰手段
【発明の属する技術分野】
本発明は双方向ＣＡＴＶ（Ｃａｂｌｅ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）システムに関し、特に加入者側の端末から混入する上り流合雑音の低減に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、わが国ではｅ−Ｊａｐａｎ戦略のもと、高速／超高速ネットワークのインフラ整備が進められている。これに伴いＣＡＴＶシステムは、従来のテレビ番組の配信サービス（片方向サービス）に加えて、ケーブルインターネットなどのサービス（双方向サービス）の提供が不可欠となってきている。一般に、この双方向ＣＡＴＶシステムでは、加入者宅（特に集合住宅など）で発生する雑音が、端末端子等を介して宅内の伝送線に重畳され、これが流合雑音としてＣＡＴＶシステムの幹線へ流出してしまうことがある。流合雑音は、システムの加入者数が増えるにつれて増大し、この雑音量が大きくなると加入者側の端末装置とＣＡＴＶ局側のセンター装置との間で通信が出来ないことになる。この流合雑音を低減するための代表的な方法として、以下のようなものが知られている。第１の方法は、ＣＡＴＶシステムにおいて上り信号を使用しない端子や開放端子の全てに小型の低域阻止フィルタ（ＨＰＦ）を装着し、上り帯域への雑音流入を阻止する方法である。第２の方法は、加入者の宅内配線及び引込線までの部分の上り伝送について雑音の少ない高域（例えば、７００ＭＨｚ帯）の周波数を使用し、引込線を介して外部へ送出するところで通常の上り周波数（例えば、５〜４２ＭＨｚ）に変換して伝送する方式である（特開平１１−２２０７１６号公報）。また第３の方法は、引込線の部分で上り信号を一旦復調してノイズ成分を取り除き、再生したデータを再び変調して、引込線を介して外部へ送出する方式である（特開２００２−４４６３４号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の方法では、それぞれ以下のような課題を有している。第１の方法の課題は、比較的簡単ではあるがシステムの端子に全てにＨＰＦを取り付けなければならないこと、及び雑音流入箇所がタップオフから端子までの間にある場合は効果がないことである。また、第２の方法の課題は、双方向ＣＡＴＶシステムの標準規格であるＤＯＣＳＩＳで規定された上り周波数帯域（５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ）とは異なる周波数帯域を使用するために、上り信号を周波数変換するためのアップコンバータ等の機器が必要となり、各加入者がケーブルモデムとは別途に用意しなければならず、加入者にとって経済的負担が増大することである。更には、上り信号の周波数が高いために信号の減衰が大きくなり、ブースタが必要になることである。最後に、第３の方法の課題は、一旦上り信号を復調してから再び変調を行なうためにデータの遅延量が大きくなることである。加えて、装置が複雑でサイズが大きくなることである。
【０００４】
本発明は上記問題点に鑑み、標準規格であるＤＯＣＳＩＳ仕様に準拠した双方向ＣＡＴＶシステムにおいて、上り流合雑音を低減させるために導入が容易で且つ経済的に安価な流合雑音低減装置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】
上記問題点を解決するために本発明の流合雑音低減装置は、ケーブルテレビ局に設置されたセンターモデムと複数の加入者宅のケーブルモデムとの間でデータ通信が行なわれる双方向ＣＡＴＶ（Ｃａｂｌｅ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）システムで使用される流合雑音低減装置であって、センターモデム信号入出力端子と、下り信号出力端子と、上り信号入力端子とを有し、前記センターモデム信号入出力端子より入力される信号から下り信号を分離して前記下り信号出力端子に出力し、前記上り信号入力端子から入力される上り信号を前記センターモデム信号入出力端子の信号に重畳する第１のダイプレクサと、前記第１のダイプレクサの下り信号出力端子に接続された下り信号入力端子と、上り信号情報出力端子とを有し、前記下り信号入力端子より入力した下り信号を復調し、復調したデータを解析して得た上り信号情報を前記上り信号情報出力端子より出力する解析手段と、
前記第１のダイプレクサの下り信号出力端子に接続された下り信号入力端子と、ケーブルモデム信号入出力端子と、上り信号出力端子とを有し、前記下り信号入力端子から入力される下り信号を前記ケーブルモデム信号入出力端子の信号に重畳し、前記ケーブルモデム信号入出力端子より入力される信号から上り信号を分離して前記上り信号出力端子に出力する第２のダイプレクサと、前記解析手段の上り信号情報出力端子に接続された上り信号情報入力端子と、前記第２のダイプレクサの上り信号出力端子に接続された上り信号入力端子と、前記第１のダイプレクサの上り信号入力端子に接続された上り信号出力端子とを有し、前記上り信号情報入力端子より入力した上り信号情報に基づいて前記上り信号入力端子より入力した上り信号に周波数帯域制限をかけて前記上り信号出力端子より出力する帯域制限手段とを有することを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の流合雑音低減装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【０００７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における流合雑音低減装置の構成を示すものである。図１において、１は解析手段、２は帯域制限手段、３は第１のダイプレクサ、４は第２のダイプレクサである。また、図２は双方向ＣＡＴＶシステムの構成の一例である。１１はセンターモデム、１２は第１のＲＦアンプ、１３は第２のＲＦアンプ、１４は第１のタップオフ、１５は第２のタップオフ、１６は第３のタップオフ、１７は第１のケーブルモデム、１８は第２のケーブルモデム、１９は第３のケーブルモデムである。以上のように構成された流合雑音低減装置について、以下図１と図２を用いてその動作を説明する。
【０００８】
まず、図２においてＣＡＴＶ局のセンターモデム１１と各加入者宅の第１のケーブルモデム１７、第２のケーブルモデム１８、第３のケーブルモデム１９とはそれぞれＤＯＣＳＩＳ規格に準じてデータ通信が行なわれているものとする。詳細は、ＤＯＣＳＩＳ Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＳＰ−ＲＦＩ−Ｉ０５−９９１１０５）において規定されている。本規格では、前記センターモデム１１から前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９に対する下り通信には、９１ＭＨｚ〜８５７ＭＨｚの周波数帯が使用される。一方、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９の各々から前記センターモデム１１に対する上り通信には、５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚの周波数帯が使用される。伝送路では、下り信号と上り信号とが周波数多重されており、信号を増幅する第１のＲＦアンプ１２、第２のＲＦアンプ１３や、信号を分配する第１のタップオフ１４、第２のタップオフ１５、第３のタップオフ１６が使用されている。下り信号の帯域幅は６ＭＨｚ、変調方式は６４ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、若しくは２５６ＱＡＭ、ＴＤＭ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ）型回線で、前記センターモデム１１から全てのケーブルモデムに対して信号が一斉に伝送される。一方、上り信号の帯域幅は０．２ＭＨｚ、０．４ＭＨｚ、０．８ＭＨｚ、１．６ＭＨｚ、３．２ＭＨｚのいずれか一つ、変調方式はＱＰＳＫ（Ｑｕａｒｔｅｒｎａｒｙ ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、若しくは１６ＱＡＭ、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）型回線で、各ケーブルモデムから前記センターモデム１１に対して信号が時分割に伝送される。上記の伝送パラメータはシステムの状況に応じて柔軟に設定可能であり、各ケーブルモデムは以下の手順に従って初期化が行われる。
（ステップ１）加入者がケーブルモデムの電源を投入する。
（ステップ２）下り周波数帯域をスキャンし、下り信号の検出と復調を行なう。
（ステップ３）下り信号のＳＹＮＣ（Ｔｉｍｅ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ）情報からセンターモデムとのタイミング同期を図る。
（ステップ４）下り信号のＵＣＤ（Ｕｐｓｔｒｅａｍ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ）情報から上り信号の伝送パラメータを取得する。
（ステップ５）下り信号のＭＡＰ（Ｕｐｓｔｒｅａｍ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｍａｐ）情報から上り信号の送出タイミング割当てを取得する。
（ステップ６）送出タイミング割当てのリクエスト領域を用いて、上り信号の帯域予約を行なう。
（ステップ７）センターモデムからの予約応答を受信する。
（ステップ８−１）予約応答がある場合、センターモデムからの指示に従って上り信号のレベル、周波数、タイミング等の調整を行なう。
（ステップ８−２）予約応答がない場合、他のケーブルモデムからの予約と重なったと判断し、ランダム時間の経過後に再び予約を送信する。
（ステップ９）ＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｈｏｓｔ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバからＩＰアドレスを取得する。
（ステップ１０）ＴＯＤ（Ｔｉｍｅ ｏｆ ｄａｙ）サーバから日時を取得する。
（ステップ１１）ＴＦＴＰ（Ｔｒｉｖｉａｌ Ｆｉｌｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）サーバからケーブルモデムの設定ファイルを取得する。
（ステップ１２）セキュリティが設定されている場合、セキュリティの確立を行なう。
（ステップ１３）センターモデムへの登録が完了、通信が可能となる。
（ステップ１４）（ステップ３）から（ステップ８）を繰り返しながらデータ通信を行なう。
【０００９】
次に、上り周波数帯域の雑音を低減するための図１の流合雑音低減装置を図２の第１のＲＦアンプ１２と第１のタップオフ１４の間に挿入する。以下は、この流合雑音低減装置についての動作説明である。図１において、第１のダイプレクサ３は、図２の前記第１のＲＦアンプ１２に接続され、下り周波数帯域（９１ＭＨｚ〜８５７ＭＨｚ）と、上り周波数帯域（５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ）を分離／合成する。前記第１のダイプレクサ３から分離された下り周波数帯域の信号は、解析手段１と図２の前記第１のタップオフ１４に接続される第２のダイプレクサ４にそれぞれ入力される。前記第２のダイプレクサ４は、前記第１のダイプレクサと同様に下り周波数帯域と上り周波数帯域とを分離／合成する。前記解析手段１は、前述したケーブルモデムの初期化手順の（ステップ２）から（ステップ５）までの処理を行なう。ＵＣＤ情報から上り信号の周波数ｆ及び帯域幅Ｂｗを、ＭＡＰ情報から下流に接続されている前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９がそれぞれ上り信号を送信するタイミングＴ（ｉ）、（ｉは整数）を取得し、帯域制限手段２に出力する。前記第２のダイプレクサ４から分離された上り周波数帯域の信号は、前記帯域制限手段２に入力される。前記帯域制限手段２は、前記解析手段１から入力されたパラメータに基づき、上り周波数帯域の信号をろ波する。ここで、前記帯域制限手段２の周波数特性は、タイミングＴ（ｉ）の期間のみ周波数ｆ、帯域幅Ｂｗの信号を通過させ、それ以外の期間は上り周波数帯域（５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ）の全体にわたって信号を遮断するものである。この結果、前記帯域制限手段２から出力される上り周波数帯域の信号は、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９の各々から送信された上り信号のみが抽出され、上り周波数帯域に含まれる雑音成分は除去されることになる。前記帯域制限手段２から出力された上り信号は、前記第１のダイプレクサ３に入力され、図２の前記第１のＲＦアンプ１２へ送出される。図３は、前記帯域制限手段２の一例を示したものである。２１は復号器、２２は第１のフィルタである。復号器２１は、図１の前記解析手段１からの情報をＭビットのパラレルデータ（各ビットはロジックレベルＨ若しくはロジックレベルＬ）に変換し、第１のフィルタ２２に出力する。前記第１のフィルタ２２は、このパラレルデータの各ビット値Ｂ（１）〜Ｂ（Ｍ）によって図５のように周波数特性を変化させる。また、図４は、前記帯域制限手段２の他の一例を示したものである。図４において、２３はＤ／Ａ変換器、２４は第２のフィルタである。Ｄ／Ａ変換器２３は図１の前記解析手段１からの情報をアナログ信号に変換し、第２のフィルタ２４に出力する。前記第２のフィルタ２４は、アナログ信号のレベル値ＶがＶ１、Ｖ２〜ＶＭまでの各値に応じて図５のように周波数特性を変化させる。
【００１０】
以上のように本実施の形態によれば、ケーブルテレビ局に設置されたセンターモデムと複数の加入者宅のケーブルモデムとの間に流合雑音低減装置を設け、上り信号に関する情報に基づいて前記ケーブルモデムから前記センターモデム宛てに送信される上り信号をろ波することにより、ケーブルモデムから出力される上り信号の周波数以外の成分は除去されるので、上り周波数帯域の流合雑音を低減することができる。
【００１１】
（実施の形態２）
以下本発明の第２の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図６は本発明の第２の実施の形態を示す流合雑音低減装置のブロック図である。同図において、１は解析手段、２は帯域制限手段、３は第１のダイプレクサ、４は第２のダイプレクサで、以上は図１の構成と同様なものである。図１と異なるのは、帯域制限手段２の出力に開閉手段５と検出手段６とを設け、前記開閉手段５を前記検出手段６によって制御する点である。
【００１３】
以上のように構成された流合雑音低減装置について、以下図６を用いてその動作を説明する。第１の実施の形態と同様に、流合雑音低減装置は図２の第１のＲＦアンプ１２と第１のタップオフ１４の間に挿入され、ＣＡＴＶ局のセンターモデム１１と各加入者宅の第１のケーブルモデム１７、第２のケーブルモデム１８、第３のケーブルモデム１９とは、それぞれＤＯＣＳＩＳ規格に準じてデータ通信が行なわれるものとする。図６において、第１のダイプレクサ３は、図２の前記第１のＲＦアンプ１２に接続され、下り周波数帯域（９１ＭＨｚ〜８５７ＭＨｚ）と、上り周波数帯域（５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ）を分離／合成する。前記第１のダイプレクサ３から分離された下り周波数帯域の信号は、解析手段１と図２の前記第１のタップオフ１４に接続される第２のダイプレクサ４にそれぞれ入力される。前記第２のダイプレクサ４は、前記第１のダイプレクサと同様に下り周波数帯域と上り周波数帯域とを分離／合成する。前記解析手段１は、前述したケーブルモデムの初期化手順の（ステップ２）から（ステップ５）の処理を行なう。ＵＣＤ情報から上り信号の周波数ｆ及び帯域幅Ｂｗを、ＭＡＰ情報から下流に接続されている前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９がそれぞれ上り信号を送信するタイミングＴ（ｉ）、（ｉは整数）を取得し、帯域制限手段２に出力する。前記第２のダイプレクサ４から分離された上り周波数帯域の信号は、前記帯域制限手段２に入力される。前記帯域制限手段２は、前記解析手段１から入力されたパラメータに基づき、上り周波数帯域の信号をろ波する。ここで、前記帯域制限手段２の周波数特性は、タイミングＴ（ｉ）の期間のみ周波数ｆ、帯域幅Ｂｗの信号を通過させ、それ以外の期間は上り周波数帯域（５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚ）の全体にわたって信号を遮断するものである。この結果、前記帯域制限手段２から出力される上り周波数帯域の信号は、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９の各々から送信された上り信号のみが通過し、それ以外の上り周波数帯域に含まれる雑音成分は除去されることになる。以上の動作は第１の実施の形態と同じである。本第２の実施の形態では、前記帯域制限手段２から出力される信号を開閉手段５と検出手段６にそれぞれ入力する。前記検出手段６は入力される信号レベルを検出し、予め設定した信号レベルＰｔ以上になるとロジックレベルＨを前記開閉手段５に入力する。前記検出手段６に入力される信号レベルがＰｔよりも低い場合には、ロジックレベルＬを前記開閉手段５に入力する。前記開閉手段５は前記検出手段６の出力がロジックレベルＨである場合にスイッチを閉じて前記帯域制限手段２から入力された信号を通過させる。一方、前記検出手段６の出力がロジックレベルＬである場合は、スイッチを開いて前記帯域制限手段２から入力された信号を遮断する。前記開閉手段５を通過した上り信号は、前記第１のダイプレクサ３に入力され、図２の前記第１のＲＦアンプ１２へ送出される。この結果、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９がそれぞれ上り信号を送信するタイミングＴ（ｉ）の期間に、所定のレベルＰｔ以上の上り信号を出力しないと、前記センターモデム１１側へ上り信号が出力されないことになる。ＭＡＰ情報から得られたタイミングＴ（ｉ）の期間に、雑音などが前記センターモデム１１側へ出力されるのを防ぐことができる。また、タイミングＴ（ｉ）の期間のうち、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９から前記センターモデム１１宛ての上り信号が競合する期間（必ずしも上り信号が出力されるとは限らないリクエスト領域）においても、実際にケーブルモデムからの上り信号が出力された場合でないとケーブルモデム側からセンターモデム側への上り信号の経路が接続されないので、この期間においても上り信号以外の雑音などが出力されるのを防ぐことができる。
【００１４】
以上のように本実施の形態によれば、実際に上り信号が出力されない時は信号経路が遮断されるので、その間は上り周波数帯域の流合雑音を無くすることができる。
【００１５】
（実施の形態３）
以下本発明の第３の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図７は本発明の第３の実施の形態を示す流合雑音低減装置のブロック図である。同図において、１は解析手段、２は帯域制限手段、３は第１のダイプレクサ、４は第２のダイプレクサで、以上は図１の構成と同様なものである。図１と異なるのは、帯域制限手段２の出力に減衰手段７を設けた点である。
【００１７】
以上のように構成された流合雑音低減装置について、以下図７を用いてその動作を説明する。図７において、解析手段１と、帯域制限手段２と、第１のダイプレクサ３と、第２のダイプレクサ４の動作については、上述した第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。ここでは、減衰手段７の動作について説明する。図７において、前記帯域制限手段２が出力する上り信号は、減衰手段７に入力される。前記減衰手段７は、予め設定された減衰量Ｌだけ、入力された上り信号を減衰させる。前記減衰手段７が出力する信号は、前記第１のダイプレクサ３に入力され、図２の第１のＲＦアンプ１２へ送出される。ＤＯＣＳＩＳ規格では、ケーブルモデムが出力する上り信号のレベルは、ＱＰＳＫ変調の場合には８ｄＢｍＶ〜５８ｄＢｍＶ、１６ＱＡＭ変調の場合には８ｄＢｍＶ〜５５ｄＢｍＶである。各ケーブルモデムの上り信号の送出レベルは、センターモデムに最適なレベルで到達するようにこの範囲で調整される。上述したケーブルモデムの初期化手順の（ステップ８−１）である。図２において、第１のケーブルモデム１７の出力レベルをＰ１、第２のケーブルモデム１８の出力レベルをＰ２、第３のケーブルモデム１９の出力レベルをＰ３とした場合、前記減衰手段７の減衰量Ｌを（１）式及び（２）式によって計算する。
【００１８】
ＱＰＳＫ変調の場合
Ｌ＝５８−ＭＡＸ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）−Ｐｘ ｄＢ （１）
１６ＱＡＭ変調の場合
Ｌ＝５５−ＭＡＸ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）−Ｐｘ ｄＢ （２）
ここで、ＭＡＸ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）はＰ１とＰ２とＰ３のうちの最大値、Ｐｘはマージン量を意味する。また、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３それぞれの値については、前記センターモデム側から各ケーブルモデムに対してネットワーク管理のプロトコルＳＮＭＰ（Ｓｉｍｐｌｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を使用して即座に調べることができる。この結果、各ケーブルモデムは前記減衰手段７の減衰量Ｌだけ強い上り信号を送信することになる。すなわち、上り信号の信号対雑音比Ｓ／Ｎはその分だけ上がることとなり、上り周波数帯域の流合雑音に強くすることができる
以上のように本実施の形態によれば、上り信号のレベルを減衰することによって、信号対雑音比も大きくすることができるので、上り周波数帯域の流合雑音に強くすることができる。
【００１９】
（実施の形態４）
以下本発明の第４の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図８は本発明の第４の実施の形態を示す流合雑音低減装置のブロック図である。同図において、１は解析手段、２は帯域制限手段、３は第１のダイプレクサ、４は第２のダイプレクサ、５は開閉手段で、以上は図６の構成と同様なものである。図６と異なるのは、第１のダイプレクサ３の上流にケーブルモデム３１と、前記ケーブルモデム３１の動作情報を収集する情報収集手段３２と、前記情報収集手段３２によって制御される検出手段３３を設けた点である。
【００２１】
以上のように構成された流合雑音低減装置について、以下図８を用いてその動作を説明する。図８において、解析手段１と、帯域制限手段２と、第１のダイプレクサ３と、第２のダイプレクサ４と、開閉手段５の動作については、上述した第２の実施の形態と同様であるため説明を省略する。ここでは、新たに設けたケーブルモデム３１と、情報収集手段３２と、検出手段３３の動作について説明する。図８において、前記第１のダイプレクサ３のセンターモデム側に接続されたケーブルモデム３１は、ＤＯＣＳＩＳ規格に準じて図２のセンターモデム１１とデータ通信が行なわれる。情報収集手段３２は、動作中の前記ケーブルモデム３１の上り信号レベルＰｒを取得する。前記情報収集手段３２は、この送出レベルＰｒを平均化処理及びマージン処理を行なった後、閾値レベルＰｔとして検出手段３３に出力する。前記検出手段３３は、帯域制限手段２が出力した上り信号レベルを検出し、前記情報収集手段３２から入力された閾値レベルＰｔとの比較を行なう。前記帯域制限手段２から入力された上り信号レベルがＰｔ以上になるとロジックレベルＨを開閉手段５に入力する。また、入力される信号レベルがＰｔよりも低い場合には、ロジックレベルＬを前記開閉手段５に入力する。前記ケーブルモデム３１の上り信号レベルと、図２の第１のケーブルモデム１７、第２のケーブルモデム１８、第３のケーブルモデム１９それぞれの上り信号レベルとは、前記第１のダイプレクサ３においてはほぼ同一レベルとなることから、前記検出手段３３にて上り信号の有無を検出するのに信号レベルＰｒを基準として用いることができる。前記開閉手段５は前記検出手段３３の出力がロジックレベルＨである場合にスイッチを閉じて前記帯域制限手段２から入力された信号を通過させる。一方、前記検出手段３３の出力がロジックレベルＬである場合は、スイッチを開いて前記帯域制限手段２から入力された信号を遮断する。前記開閉手段５を通過した上り信号は、前記第１のダイプレクサ３に入力され、図２の前記第１のＲＦアンプ１２へ送出される。この結果、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９がそれぞれ上り信号を送信するタイミングＴ（ｉ）の期間に、所定のレベルＰｔ以上の上り信号を出力しないと、前記センターモデム１１側へ上り信号が出力されないことになる。ＭＡＰ情報から得られたタイミングＴ（ｉ）の期間に、雑音などが前記センターモデム１１側へ出力されるのを防ぐことができる。また、タイミングＴ（ｉ）のうち、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９から前記センターモデム１１宛ての上り信号が競合する期間（必ずしも上り信号が出力されるとは限らないリクエスト領域）においても、実際にケーブルモデムからの上り信号が出力された場合でないとケーブルモデム側からセンターモデム側への上り信号の経路が接続されないので、この期間においても上り信号以外の雑音などが出力されるのを防ぐことができる。更には、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９から前記センターモデム１１宛ての上り信号が送出されたかどうかを判定する信号レベルを、前記ケーブルモデム３１と前記情報収集手段３２を用いて自動的に決定することができる。
【００２２】
以上のように本実施の形態によれば、上り信号経路を遮断するための信号レベルを最適化出来るので、遮断タイミングの精度を上げ、その間は上り周波数帯域の流合雑音を無くすることができる。
【００２３】
（実施の形態５）
以下本発明の第５の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
図９は本発明の第５の実施の形態を示す流合雑音低減装置のブロック図である。同図において、１は解析手段、２は帯域制限手段、３は第１のダイプレクサ、４は第２のダイプレクサで、以上は図７の構成と同様なものである。図７と異なるのは、第２の解析手段３４と、前記第２の解析手段３４によって制御される減衰手段３５を設けた点である。
【００２５】
以上のように構成された流合雑音低減装置について、以下図９を用いてその動作を説明する。図９において、解析手段１と、帯域制限手段２と、第１のダイプレクサ３と、第２のダイプレクサ４の動作については、第３の実施の形態の動作と同様であるため説明を省略する。ここでは、第２の解析手段３４と減衰手段３５の動作について説明する。図９において、第２の解析手段３４は、前述したケーブルモデムの初期化手順の（ステップ８−１）で行なわれる処理のうち、図２のセンターモデム１１から第１のケーブルモデム１７、第２のケーブルモデム１８、第３のケーブルモデム１９に対してそれぞれ送信されるＲＮＧ−ＲＳＰ（Ｒａｎｇｉｎｇ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）情報を解析し、上り信号のレベル調整に関する値ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３を取得する。前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９は、上り信号の初期送出レベルＰ１ｉ、Ｐ２ｉ、Ｐ３ｉから電力調整情報ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３だけ送出レベルを変化させる。電力調整情報ΔＰ１、ΔＰ２、ΔＰ３は、前記第１のケーブルモデム１７、前記第２のケーブルモデム１８、前記第３のケーブルモデム１９から前記センターモデム１１に対して入力される上り信号レベルが適切となるように、任意の回数ｋ１、ｋ２、ｋ３ずつ送信され、Ｐ１ｆ、Ｐ２ｆ、Ｐ３ｆに設定される。次式（３）、（４）、（５）にこの関係を示す。
【００２６】
Ｐ１ｆ＝Ｐ１ｉ＋ΔＰ１（ｋ１）ｄＢｍＶ 式（３）
Ｐ２ｆ＝Ｐ２ｉ＋ΔＰ２（ｋ２）ｄＢｍＶ 式（４）
Ｐ３ｆ＝Ｐ３ｉ＋ΔＰ３（ｋ３）ｄＢｍＶ 式（５）
次に、前記第２の解析手段３４は、Ｐ１ｆ、Ｐ２ｆ、Ｐ３ｆの大小比較を行ない、最も大きい値を求める。また、（ステップ４）のＵＣＤ情報から上り信号の変調方式を取得し、次式（６）、（７）から減衰量Ｌを計算する。
【００２７】
ＱＰＳＫ変調の場合
Ｌ＝５８−ＭＡＸ（Ｐ１ｆ、Ｐ２ｆ、Ｐ３ｆ）−Ｐｘ ｄＢ （６）
１６ＱＡＭ変調の場合
Ｌ＝５５−ＭＡＸ（Ｐ１ｆ、Ｐ２ｆ、Ｐ３ｆ）−Ｐｘ ｄＢ （７）
ここで、ＭＡＸ（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）はＰ１とＰ２とＰ３のうちの最大値、Ｐｘはマージン量を意味する。式（６）、（７）で求められた減衰量Ｌは、減衰手段３５に入力される。前記減衰手段３５は、帯域制限手段２から入力された上り信号を減衰量Ｌだけ減衰させ、第１のダイプレクサ３を経由して前記センターモデム１１側に出力される。この結果、各ケーブルモデムは前記減衰手段３５の減衰量Ｌだけ強い上り信号を送信することになる。すなわち、上り信号の信号対雑音比Ｓ／Ｎはその分だけ上がることとなり、上り周波数帯域の流合雑音に強くすることができる。さらには、前記減衰手段３５の減衰量Ｌを前記第２の解析手段３４を用いて自動で設定することができる。
【００２８】
以上のように本実施の形態によれば、減衰手段の減衰量を解析手段によって制御することにより、上り信号の信号対雑音比も大きくすることができるので、上り周波数帯域の流合雑音に強くすることができる。
【００２９】
なお、全ての実施の形態において、ケーブルモデムの数は３つとしたが、１つ以上であればよい。
【００３０】
また、全ての実施の形態では上り周波数帯域を５ＭＨｚ〜４２ＭＨｚとしたが、他の範囲であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ケーブルテレビ局に設置されたセンターモデムと複数の加入者宅のケーブルモデムとの間でデータ通信が行なわれる双方向ＣＡＴＶシステムにおいて、前記センターモデムから前記ケーブルモデム宛てに送信される下り信号を復調し、前記ケーブルモデムから前記センターモデム宛てに送信される上り信号に関する情報を解析する解析手段と、前記ケーブルモデムから前記センターモデム宛てに送信される上り信号をろ波する帯域制限手段と、前記センターモデム側に接続されて、前記帯域制限手段が出力する上り信号と前記解析手段に入力する下り信号とを分離／合成する第１のダイプレクサと、前記ケーブルモデム側に接続されて、前記第１のダイプレクサが出力する下り信号と前記帯域制限手段に入力する上り信号とを分離／合成する第２のダイプレクサとを設けることにより、前記帯域制限手段の周波数特性を前記解析手段によって制御することにより、ケーブルモデムから出力される上り信号以外の成分は除去されるので、上り周波数帯域の流合雑音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における流合雑音低減装置のブロック図
【図２】同実施の形態における双方向ＣＡＴＶシステムの構成図
【図３】本発明の第１の実施の形態における帯域制限手段のブロック図
【図４】本発明の第１の実施の形態における帯域制限手段のブロック図
【図５】本発明の第１の実施の形態における帯域制限手段の周波数特性図
【図６】本発明の第２の実施の形態における流合雑音低減装置のブロック図
【図７】本発明の第３の実施の形態における流合雑音低減装置のブロック図
【図８】本発明の第４の実施の形態における流合雑音低減装置のブロック図
【図９】本発明の第５の実施の形態における流合雑音低減装置のブロック図
【符号の説明】
１ 解析手段
２ 帯域制限手段
３ 第１のダイプレクサ
４ 第２のダイプレクサ
５ 開閉手段
６ 検出手段
７ 減衰手段
１１ センターモデム
１２ 第１のＲＦアンプ
１３ 第２のＲＦアンプ
１４ 第１のタップオフ
１５ 第２のタップオフ
１６ 第３のタップオフ
１７ 第１のケーブルモデム
１８ 第２のケーブルモデム
１９ 第３のケーブルモデム
２１ 復号器
２２ 第１のフィルタ
２３ Ｄ／Ａ変換器
２４ 第２のフィルタ
３１ ケーブルモデム
３２ 情報収集手段
３３ 検出手段
３４ 第２の解析手段
３５ 減衰手段
Claims (7)
- ケーブルテレビ局に設置されたセンターモデムと複数の加入者宅のケーブルモデムとの間でデータ通信が行なわれる双方向ＣＡＴＶ（Ｃａｂｌｅ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）システムで使用される流合雑音低減装置であって、
センターモデム信号入出力端子と、下り信号出力端子と、上り信号入力端子とを有し、前記センターモデム信号入出力端子より入力される信号から下り信号を分離して前記下り信号出力端子に出力し、前記上り信号入力端子から入力される上り信号を前記センターモデム信号入出力端子の信号に重畳する第１のダイプレクサと、
前記第１のダイプレクサの下り信号出力端子に接続された下り信号入力端子と、上り信号情報出力端子とを有し、前記下り信号入力端子より入力した下り信号を復調し、復調したデータを解析して得た上り信号情報を前記上り信号情報出力端子より出力する解析手段と、
前記第１のダイプレクサの下り信号出力端子に接続された下り信号入力端子と、ケーブルモデム信号入出力端子と、上り信号出力端子とを有し、前記下り信号入力端子から入力される下り信号を前記ケーブルモデム信号入出力端子の信号に重畳し、前記ケーブルモデム信号入出力端子より入力される信号から上り信号を分離して前記上り信号出力端子に出力する第２のダイプレクサと、
前記解析手段の上り信号情報出力端子に接続された上り信号情報入力端子と、前記第２のダイプレクサの上り信号出力端子に接続された上り信号入力端子と、前記第１のダイプレクサの上り信号入力端子に接続された上り信号出力端子とを有し、前記上り信号情報入力端子より入力した上り信号情報に基づいて前記上り信号入力端子より入力した上り信号に周波数帯域制限をかけて前記上り信号出力端子より出力する帯域制限手段とを有することを特徴とする流合雑音低減装置。 - 前記帯域制限手段は、前記上り信号情報に基づいて上り信号が使用する周波数帯域以外を遮断することを特徴とする請求項１記載の流合雑音低減装置。
- 前記帯域制限手段は、前記上り信号情報に基づいて上り信号が出力されない期間は全ての周波数帯域を遮断することを特徴とする請求項１記載の流合雑音低減装置。
- 前記帯域制限手段の上り信号出力端子と前記第１のダイプレクサの上り信号入力端子の間に接続された開閉手段を有し、前記開閉手段は前記帯域制限手段の上り信号出力端子より出力される上り信号が所定レベル以上で接続され所定レベル以下で切断される制御を行うことを特徴とする請求項１記載の流合雑音低減装置。
- 前記帯域制限手段の上り信号出力端子と前記第１のダイプレクサの上り信号入力端子の間に接続された上り信号を減衰させる減衰手段を有することを特徴とする請求項１記載の流合雑音低減装置。
- 前記センターモデム信号入出力端子に接続されたケーブルモデムと、前記ケーブルモデムの上り信号レベルを取得解析して上り信号レベル情報を出力する上り信号レベル情報収集手段とを有し、前記情報収集手段が抽出した上り信号レベル情報に基づいて前記開閉手段の制御の所定レベルを決定することを特徴とする請求項４記載の流合雑音低減装置。
- 前記減衰手段の減衰量を前記解析手段の上り信号情報に含まれる上り信号レベル調整情報に基づいて決定することを特徴とする請求項５記載の流合雑音低減装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002349696A JP2004186864A (ja) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | 流合雑音低減装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002349696A JP2004186864A (ja) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | 流合雑音低減装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004186864A true JP2004186864A (ja) | 2004-07-02 |
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ID=32752156
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002349696A Pending JP2004186864A (ja) | 2002-12-02 | 2002-12-02 | 流合雑音低減装置 |
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| JP (1) | JP2004186864A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009049683A (ja) * | 2007-08-20 | 2009-03-05 | Dx Antenna Co Ltd | ゲート装置及び上り流合雑音除去装置 |
| JP2010093493A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Miharu Communications Co Ltd | 双方向ｃａｔｖシステムにおける上り信号の帯域制御方法と、その帯域制御方法を用いた流合雑音チェック方法と、上り信号帯域制御装置と、その上り信号帯域制御装置を備えた双方向ｃａｔｖシステム。 |
-
2002
- 2002-12-02 JP JP2002349696A patent/JP2004186864A/ja active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| JP2010093493A (ja) * | 2008-10-07 | 2010-04-22 | Miharu Communications Co Ltd | 双方向ｃａｔｖシステムにおける上り信号の帯域制御方法と、その帯域制御方法を用いた流合雑音チェック方法と、上り信号帯域制御装置と、その上り信号帯域制御装置を備えた双方向ｃａｔｖシステム。 |
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