JP2006067470A - Ａｄｓｌモデム装置及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＯＦＤＭ時間軸波形信号の信号品質特性の劣化を回避し、伝送特性を良好に維持しながら通信を行うこと。
【解決手段】 サブキャリア位相回転部４１でコンステレーション座標信号から変換した複数本のサブキャリア信号の一部の位相を回転し、第１ＩＦＦＴ処理部４２で位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行い第１のＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出すると共に、第２ＩＦＦＴ処理部４３で位相を回転しない複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行い第２のＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出し、プロセッサ２０で双方のＯＦＤＭ時間軸波形信号から検出されるＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＡＤＳＬモデム装置及び通信制御方法に関し、特に、ＯＦＤＭ信号の信号品質特性の劣化を回避して通信を行うＡＤＳＬモデム装置及び通信制御方法に関する。

近年、既存の電話回線を用いて高速のインターネット接続サービスと従来からの電話サービスとを同時に利用できるようにしたＡＤＳＬサービスが急速に普及している。現在、このようなＡＤＳＬサービスで使用されるＡＤＳＬモデム装置においては、変調方式やシンボルレート（変調速度）を変えずにデータ通信の速度を上げることのできる伝送技術であるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）が採用されている。ＯＦＤＭにおいては、中心周波数が異なる複数のサブキャリアを利用することで、高い周波数効率の実現を可能とする。

なお、複数のサブキャリアを用いるデータ通信を行う場合において、回線状況等の要因により劣化し得る信号エネルギのゲインコントロールを適切に行うＡＤＳＬモデム装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−８５３６号公報

しかしながら、従来のＡＤＳＬモデム装置においては、ＯＦＤＭシンボル時間軸波形信号（ＯＦＤＭ時間軸波形信号）を生成する際に用いられるサブキャリア信号の時間軸波形信号（以下、「信号波形」という）の重なりによって平均電圧に対して極めて大きなピーク電圧が発生する事態が生じる。すなわち、平均電圧に対するピーク電圧の比を示すＰＡＲ（Peak Average Ratio）の値（以下、「ＰＡＲ値」という）が極めて大きくなる事態が生じる。このようにＰＡＲ値が極めて大きくなった場合には、ピーク電圧がＤＡ変換部やアナログフィルタのダイナミックレンジを超える原因となる。これにより、信号波形が歪み、ＯＦＤＭ時間軸波形信号の信号品質特性が劣化する結果、伝送特性が悪化する事態が生じ得る。

本発明は、以上のような実情に鑑みてなされたもので、ＯＦＤＭ時間軸波形信号の信号品質特性の劣化を回避し、伝送特性を良好に維持しながら通信を行うことができるＡＤＳＬモデム装置及び通信制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、コンステレーション座標信号から変換した複数本のサブキャリア信号の一部の位相を回転し、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行い第１のＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出すると共に、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行い第２のＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出し、双方のＯＦＤＭ時間軸波形信号から検出されるＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択するようにしたものである。

本発明によれば、ＯＦＤＭ時間軸波形信号の信号品質特性の劣化を回避し、伝送特性を良好に維持しながら通信を行うことができる。

本発明の第１の態様に係るＡＤＳＬモデム装置は、コンステレーション座標信号を複数本のサブキャリア信号に変換する変換部と、この複数本のサブキャリア信号の一部の位相を回転する位相回転部と、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行いＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出する第１の演算部と、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行いＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出する第２の演算部と、双方の演算部が算出したＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値を検出しＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択する制御部と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号と、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号との間でＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号が選択される。これにより、ＰＡＲ値が極めて大きくなる事態を確実に回避することができるので、ＯＦＤＭ時間軸波形信号の信号品質特性の劣化を回避し、伝送特性を良好に維持しながら通信を行うことができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に係るＡＤＳＬモデム装置において、前記位相回転部は、複数本のサブキャリア信号のうち偶数番号に配置されるサブキャリア信号の位相を回転する構成を採る。

この構成によれば、複数本のサブキャリア信号のうち半分のサブキャリア信号の位相を変化させることができる。このため、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値と、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値との差を大きくすることができる。この結果、ＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択することで、ＰＡＲ値が極めて大きくなる事態を確実に回避することができる。

本発明の第３の態様は、第１の態様に係るＡＤＳＬモデム装置において、前記位相回転部は、複数本のサブキャリア信号の一部の位相を１８０度回転する構成を採る。

この構成によれば、複数本のサブキャリア信号の一部の位相が１８０度回転する。このため、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値と、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値との差を大きくすることができる。この結果、ＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択することで、ＰＡＲ値が極めて大きくなる事態を確実に回避することができる。

本発明の第４の態様は、第１の態様に係るＡＤＳＬモデム装置において、前記位相回転部は、サブキャリア信号の位相を回転する際、相手側ＡＤＳＬモデム装置との間で予め定めておいた位相回転判定用のサブキャリア信号の位相を回転する構成を採る。

この構成によれば、相手側ＡＤＳＬモデム装置との間で予め定めておいた位相回転判定用のサブキャリア信号の位相を回転するので、相手側ＡＤＳＬモデム装置において容易にサブキャリア信号の位相の回転の有無を判定することができる。

本発明の第５の態様は、第４の態様に係るＡＤＳＬモデム装置において、前記位相回転部は、前記位相回転判定用のサブキャリア信号としてパイロット信号を用いる構成を採る。

この構成によれば、位相回転判定用のサブキャリア信号としてパイロット信号が用いられるので、相手側ＡＤＳＬモデム装置においてパイロット信号の位相を判断することで、容易にサブキャリア信号の位相の回転の有無を判定することができる。

本発明の第６の態様に係るＡＤＳＬモデム装置は、回線を介して受信したＯＦＤＭ時間軸波形信号に高速フーリエ変換を行い複数本のサブキャリア信号を算出する演算部と、この複数本のサブキャリア信号の一部の位相が回転している場合に当該サブキャリア信号の位相を元の位相に戻す位相逆回転部と、前記位相逆回転部から受け取った複数本のサブキャリア信号をコンステレーション座標信号に変換する変換部と、を具備する構成を採る。

この構成によれば、回線を介して受信したＯＦＤＭ時間軸波形信号から求めた複数本のサブキャリア信号の一部の位相が回転している場合に当該サブキャリア信号の位相を元の位相に戻す。これにより、送信側のＡＤＳＬモデム装置において一部のサブキャリア信号の位相を回転させて通信を行った場合においても確実にそのサブキャリアの位相を元に戻して通信を行うことができる。

本発明の第７の態様は、第６の態様に係るＡＤＳＬモデム装置において、前記位相逆回転部は、相手側ＡＤＳＬモデム装置との間で予め定めておいた位相回転判定用のサブキャリア信号における位相の回転の有無により複数本のサブキャリア信号の一部の位相の回転を判定する構成を採る。

この構成によれば、相手側ＡＤＳＬモデム装置との間で予め定めておいた位相回転判定用のサブキャリア信号における位相の回転の有無により容易にサブキャリア信号の一部の位相の回転の有無を判定することができる。

本発明の第８の態様は、第７の態様に係るＡＤＳＬモデム装置において、前記位相逆回転部は、前記位相回転判定用のサブキャリア信号としてパイロット信号を用いる構成を採る。

この構成によれば、位相回転判定用のサブキャリア信号としてパイロット信号が用いられるので、受信したパイロット信号の位相を判断することで、容易にサブキャリア信号の位相の回転の有無を判定することができる。

本発明の第９の態様に係る通信制御方法は、コンステレーション座標信号を複数本のサブキャリア信号に変換し、この複数本のサブキャリア信号の一部の位相を回転し、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行い第１のＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出し、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行い第２のＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出し、双方のＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値を検出しＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択するものである。

本発明の第１０の態様に係る通信制御方法は、回線を介して受信したＯＦＤＭ時間軸波形信号に高速フーリエ変換を行い複数本のサブキャリア信号を算出し、この複数本のサブキャリア信号の一部の位相が回転しているか判定し、サブキャリア信号の一部の位相が回転している場合に当該サブキャリア信号の位相を元の位相に戻し、複数本のサブキャリア信号をコンステレーション座標信号に変換するものである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について具体的に説明する。

図１は、本発明が適用される家庭内などに設置された端末装置（ＡＴＵ−Ｒ）側又は交換局装置（ＡＴＵ−Ｃ）側の通信システムの概略構成を示す図である。

同図に示す通信システムは、公衆回線網又はこれと同等の回線網（以下、「回線」という）がスプリッタ１を介してＡＤＳＬモデム装置２に接続され、さらにＡＤＳＬモデム装置２にユーザ端末３が接続されている。なお、ユーザ端末３と電話機４とを１回線で利用する場合にはスプリッタ１が必要となるが、電話機４を使用しない形態であればスプリッタ１は必要ない。また、ユーザ端末３がＡＤＳＬモデム装置２を内蔵するように構成することも可能である。

ＡＤＳＬモデム装置２は、ＡＤＳＬ通信を実行するトランシーバ１１と、このトランシーバ１１を含む全体の動作を制御するホスト１２とを備えている。トランシーバ１１の回線側端部はアナログフロントエンド（以下、「ＡＦＥ」という）を介してアナログ回路で構成されている。ＡＦＥ１３のＤＡ変換部に対してアナログフィルタ１４を介してドライバ１５が接続され、ドライバ１５で増幅されたアナログ信号がハイブリッド１６を介して回線へ送出されるように構成されている。また、回線から到来したアナログ信号はハイブリッド１６を介してレシーバ１７で受信され、アナログフィルタ１８を介してＡＦＥ１３のＡＤ変換部に入力されるように構成されている。ＡＦＥ１３は、ＡＤ変換部から出力されるサンプリングデータをトランシーバ１１へ出力する。

図２は、ＡＤＳＬモデム装置２が有するトランシーバ１１の機能ブロック図である。プロセッサ２０は、ハンドシェイク手順、イニシャライズ手順を実行し、データ通信（ショータイム）中の通信制御を実行する機能を備える部分である。

トランシーバ１１の送信側は、エラーチェックのための冗長ビットを付加するリードソロモン符号化部２１、リードソロモン復号時のバーストエラーに対する訂正を可能とするためデータの並べ替えを行うインターリーブ部２２、トレリス符号化によるデータの畳み込みを行うトレリス符号化部２３、各キャリアに対するビット数の割付けを行うトーンオーダリング部２４、送信データの位相をコンステレーション座標上に割り付けるコンステレーション符号化部２５、コンステレーション符号化されたデータを逆高速フーリエ変換（以下、「ＩＦＦＴ」という）するＩＦＦＴ部２６から構成されている。

トランシーバ１１の受信側は、受信信号のサンプリングデータを高速フーリエ変換（以下、「ＦＦＴ」という）するＦＦＴ部２７、ＦＦＴ出力信号のコンステレーションからデータを復号し、かつコンステレーション座標上での位相を補正するコンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８、送信側でトーンオーダリングされた各キャリアに割り付けられているデータを元に戻すトーンデオーダリング部２９、受信データをビタビ復号するビタビ復号化部３０、送信側で並べかえられたデータを元に戻すデインターリーブ部３１、送信側で付加された冗長ビットを削除するリードソロモン復号化部３２から構成されている。

ＲＡＭ３３は、プロセッサ２０のワークエリアであり、ハンドシェイク手順、イニシャライズ手順の実行時に使用される。トランシーバ１１は、ホストインターフェース（Ｉ／Ｆ）３４を介してホスト１２と接続される。

従来のＡＤＳＬモデム装置を用いて通信を行う場合において、ＰＡＲ値が極めて大きくなるのは、ＯＦＤＭシンボル時間軸波形信号（ＯＦＤＭ時間軸波形信号）を生成する際に用いられるサブキャリア信号の位相が同相になることに起因すると考えられる。このため、本実施の形態に係るＡＤＳＬモデム装置２においては、これらのサブキャリア信号のうち、一部（例えば、半分）のサブキャリア信号の位相を回転させることでサブキャリア信号の時間軸波形信号の重なりを変化させる。そして、サブキャリア信号の位相を回転させた場合のＰＡＲ値と、回転させない場合のＰＡＲ値との大きさを比較し、ＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を回線に送出する。

サブキャリア信号の位相を回転させる際の処理は、送信側のＡＤＳＬモデム装置２におけるＩＦＦＴ部２６で行われる。一方、受信側のＡＤＳＬモデム装置２におけるＦＦＴ部２７は、受信したサブキャリア信号の位相が回転しているかを判定し、必要に応じてそのサブキャリア信号の位相を元に戻す処理を行う。以下、本実施の形態に係るＡＤＳＬモデム装置２のＩＦＦＴ部２６及びＦＦＴ部２７の詳細な構成について説明する。

図３は、本実施の形態に係るＩＦＦＴ部２６の詳細な構成を示すブロック図である。

同図に示すように、ＩＦＦＴ部２６は、シリアル／パラレル変換部（以下、「Ｓ／Ｐ変換部」という）４０、サブキャリア位相回転部４１、第１ＩＦＦＴ処理部４２、第２ＩＦＦＴ処理部４３及び信号選択スイッチ（ＳＷ）４４で構成されている。

Ｓ／Ｐ変換部４０は、コンステレーション符号化部２５から複素数平面上にマッピングされたコンステレーション座標信号を受信する。そして、このコンステレーション座標信号にシリアル／パラレル変換処理（以下、「Ｓ／Ｐ変換処理」という）を行い、５１２本のサブキャリア信号を得る。そして、この５１２本のサブキャリア信号をサブキャリア位相回転部４１及び第２ＩＦＦＴ処理部４３に出力する。

サブキャリア位相回転部４１は、Ｓ／Ｐ変換部４０から入力された５１２本のサブキャリア信号のうち、偶数番目に配置される２５６本のサブキャリア信号の位相を１８０度回転（反転）し、第１ＩＦＦＴ処理部４２に出力する。なお、奇数番目に配置されるサブキャリア信号の位相は回転させず、そのまま第１ＩＦＦＴ処理部４２に出力する。

第１ＩＦＦＴ処理部４２は、サブキャリア位相回転部４１から入力された５１２本のサブキャリア信号にＩＦＦＴ処理を行い、各サブキャリア信号の時間軸波形信号を得る。さらに、これらの時間軸波形信号を合成してＯＦＤＭ時間軸波形信号を得る。そして、このＯＦＤＭ時間軸波形信号をプロセッサ２０及び信号選択ＳＷ４４に出力する。

第２ＩＦＦＴ処理部４３は、Ｓ／Ｐ変換部４０から入力された５１２本のサブキャリア信号にＩＦＦＴ処理を行い、各サブキャリア信号の時間軸波形信号を得る。さらに、これらの時間軸波形信号を合成してＯＦＤＭ時間軸波形信号を得る。そして、このＯＦＤＭ時間軸波形信号をプロセッサ２０及び信号選択ＳＷ４４に出力する。

プロセッサ２０は、第１ＩＦＦＴ処理部４２及び第２ＩＦＦＴ処理部４３の双方から入力されたＯＦＤＭ時間軸波形信号におけるＰＡＲ値を検出する。そして、ＰＡＲ値が小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択するように指示する信号（以下、「選択信号」という）を信号選択ＳＷ４４に出力する。

信号選択ＳＷ４４は、プロセッサ２０からの選択信号に応じて第１ＩＦＦＴ処理部４２又は第２ＩＦＦＴ処理部４３から出力されるいずれかのＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択する。そして、第１ＩＦＦＴ処理部４２又は第２ＩＦＦＴ処理部４３から入力されたＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号をＡＦＥ１３に出力する。そして、ＯＦＤＭ時間軸波形信号は、ＡＦＥ１３を介して回線に送出される。

図４は、本実施の形態に係るＦＦＴ部２７の詳細な構成を示すブロック図である。

同図に示すように、ＦＦＴ部２７は、ＦＦＴ処理部５０、サブキャリア位相回転判定／回転部５１及びパラレル／シリアル変換部（以下、「Ｐ／Ｓ変換部」という）５２で構成されている。

ＦＦＴ処理部５０は、ＡＦＥ１３から入力されたＯＦＤＭ時間軸波形信号にＦＦＴ処理を行い、５１２本のサブキャリア信号を得る。そして、この５１２本のサブキャリア信号を、サブキャリア位相回転判定／回転部５１に出力する。

サブキャリア位相回転判定／回転部５１は、ＦＦＴ処理部５０から入力されたサブキャリア信号のうち、偶数番号に配置されるサブキャリア信号の位相を、送信側のＡＤＳＬモデム装置２のＩＦＦＴ部２６で回転させているかを判定する。位相の回転を確認すると、サブキャリア位相回転判定／回転部５１は、偶数番号に配置されるサブキャリア信号の位相を１８０度回転（反転）し、Ｐ／Ｓ変換部５２に出力する。なお、位相の回転が確認されない場合には、これらのサブキャリア信号の位相を回転させることなくＰ／Ｓ変換部５２に出力する。

Ｐ／Ｓ変換部５２は、サブキャリア位相回転判定／回転部５１から入力された５１２本のサブキャリア信号にパラレル／シリアル変換処理（以下、「Ｐ／Ｓ変換処理」という）を行い、コンステレーション座標信号を得る。そして、このコンステレーション座標信号をコンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８に出力する。

ここで、サブキャリア位相回転判定／回転部５１において、受信したサブキャリア信号の位相の回転の有無を判定する方法について説明する。

本実施の形態において、サブキャリア位相回転判定／回転部５１は、予め設定しておいた位相回転判定用のサブキャリア信号（以下、適宜「位相回転判定用信号」という）を用いてサブキャリア信号の位相の回転の有無を判定する。具体的には、サブキャリア位相回転判定／回転部５１は、この位相回転判定用信号のＩＱ座標点（以下、「基準ＩＱ座標点」という）を判定することでサブキャリア信号の位相の回転の有無を判定する。

すなわち、本実施の形態においては、受信側の双方のＡＤＳＬモデム装置２が基準ＩＱ座標点を予め認識している。受信側のＡＤＳＬモデム装置２のサブキャリア位相回転判定／回転部５１は、受信した位相回転判定用信号から検出したＩＱ座標点が基準ＩＱ座標点と一致すればサブキャリア信号の位相が回転していないと判断し、一致しなければサブキャリア信号の位相が回転していると判断する。

なお、この位相回転判定用信号は、送信側のＡＤＳＬモデム装置２において、偶数番号のサブキャリア信号の位相を回転する場合に必ず位相が回転されるサブキャリア信号に設定される。また、位相回転判定用信号は、１本のサブキャリア信号に設定する場合に限らず、２本以上のサブキャリア信号に設定することも可能である。

特に、本実施の形態においては、位相回転判定用信号として、相手側ＡＤＳＬモデム装置２に対して基準となる信号レベル等を伝えるために用いられるパイロット信号を利用する。ＡＤＳＬ通信を行う場合において、このパイロット信号のＩＱ座標点は、（ｘ，ｙ）＝（１，１）に固定されている。したがって、サブキャリア位相回転判定／回転部５１は、受信した位相回転判定用信号から検出されるＩＱ座標点が（１，１）と一致していればサブキャリア信号の位相が回転していないと判断し、ＩＱ座標点が（１，１）と一致していなければサブキャリア信号の位相が回転していると判断する。

このように本実施の形態に係るＡＤＳＬモデム装置２においては、相手側ＡＤＳＬモデム装置２との間で予め定めておいた位相回転判定用信号の位相を回転するので、相手側ＡＤＳＬモデム装置２において容易にサブキャリア信号の位相の回転の有無を判定することができる。特に、位相回転判定用の信号としてパイロット信号が用いられるので、相手側ＡＤＳＬモデム装置２においてはパイロット信号の位相を判断することで、容易にサブキャリア信号の位相の回転の有無を判定することができる。

ここで、各サブキャリア信号の位相と、これらのサブキャリア信号から得られる時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値との関係について説明する。

図５及び図６は、各サブキャリア信号から求められる時間軸波形信号の位相と、これらの時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値との関係を示す図である。なお、便宜上、図５及び図６においては、ｆ１〜ｆ７の７本のみの時間軸波形信号を示している。

図５は、位相を回転していない状態の各サブキャリア信号から求められる時間軸波形信号の位相と、これらの時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号１のＰＡＲ値１との関係について示している。図６は、図５に示す偶数番号に配置されるサブキャリア信号の位相を反転した状態で求められる時間軸波形信号の位相と、これらの時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号２のＰＡＲ値２との関係について示している。

図５は、サブキャリア信号の位相が同相となる部分が多い場合について示している。このため、これらのサブキャリア信号から求められる時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号１は、そのＰＡＲ値１が極めて大きい値を示している。これに対し、図６に示すＯＦＤＭ時間軸波形信号２のＰＡＲ値２は、図５に示すＯＦＤＭ時間軸波形信号１のＰＡＲ値１よりも小さい値を示している。すなわち、図６は、偶数番号に配置されるサブキャリア信号の位相を回転した結果、そのＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値が小さくなった場合について示している。

図５に示すサブキャリア信号が入力された場合、図３に示す第２ＩＦＦＴ処理部４３から図５に示すＯＦＤＭ時間軸波形信号１がプロセッサ２０等に出力される一方、第１ＩＦＦＴ処理部４２から図６に示すＯＦＤＭ時間軸波形信号２がプロセッサ２０等に出力される。

同様に、図７は、位相を回転していない状態の各サブキャリア信号から求められる時間軸波形信号の位相と、これらの時間軸波形を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号１のＰＡＲ値１との関係について示している。図８は、図７に示す偶数番号に配置されるサブキャリア信号の位相を回転した状態で求められる時間軸波形信号の位相と、これらの時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号２のＰＡＲ値２との関係について示している。

図５と異なり、図７は、サブキャリア信号の位相が同相となる部分が少ない場合について示している。このため、これらのサブキャリア信号から求められる時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号１は、そのＰＡＲ値１が極めて大きい値は示していない。これに対し、図８に示すＯＦＤＭ時間軸波形信号２のＰＡＲ値２は、図７に示すＯＦＤＭ時間軸波形信号１のＰＡＲ値１よりも大きい値を示している。すなわち、図８は、偶数番号に配置されるサブキャリア信号の位相を回転した結果、そのＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値が極めて大きくなった場合について示している。

図７に示すサブキャリア信号が入力された場合、図３に示す第２ＩＦＦＴ処理部４３から図７に示すＯＦＤＭ時間軸波形信号１がプロセッサ２０等に出力される一方、第１ＩＦＦＴ処理部４２から図８に示すＯＦＤＭ時間軸波形信号２がプロセッサ２０等に出力される。

図５〜図８に示すように、偶数番号に配置されるサブキャリア信号の位相の回転は、いかなる場合もそのＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値を小さくする方向に作用しない。このため、プロセッサ２０は、サブキャリア信号の位相を回転させない状態で求められるＯＦＤＭ時間軸波形信号１のＰＡＲ値１と、回転させる状態で求められるＯＦＤＭ時間軸波形信号２のＰＡＲ値２とを比較し、ＰＡＲ値が小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択するように選択信号を信号選択ＳＷ４４に出力する。

以下、本実施の形態に係るＡＤＳＬモデム装置２において、ＯＦＤＭ時間軸波形信号から検出されるＰＡＲ値の大きさに応じてサブキャリア信号の位相を回転させながら通信を行う際の動作について図９を参照しながら説明する。

なお、以下においては、交換局装置（ＡＴＵ-Ｃ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ａから家庭内の端末装置（ＡＴＵ−Ｒ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ｂに対してデータを送信する場合について説明するが、家庭内の端末装置（ＡＴＵ−Ｒ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ｂから交換局装置（ＡＴＵ-Ｃ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ａに対してデータを送信する場合についても適用することが可能である。

図９は、交換局装置（ＡＴＵ-Ｃ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ａと家庭内の端末装置（ＡＴＵ−Ｒ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ｂとが回線を介して接続された状態について示す図を示している。なお、同図においては、図１に示すアナログフィルタ１４やドライバ１５等の構成について省略している。また、交換局装置（ＡＴＵ-Ｃ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ａにおいて受信側の構成及び送信側の構成の一部（２２〜２４）について簡略化している。さらに、家庭内の端末装置（ＡＴＵ−Ｒ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ｂにおいて送信側の構成及び受信側の構成の一部（２９〜３１）について簡略化している。

図１０は、交換局装置（ＡＴＵ-Ｃ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ａにおいて、ＯＦＤＭ時間軸波形信号から検出されるＰＡＲ値の大きさに応じてサブキャリア信号の位相を回転させながら通信を行う際の動作について説明するためのフロー図である。

ＡＴＵ−Ｒ側のＡＤＳＬモデム装置２Ｂと通信を行う場合、まず、ＡＴＵ−Ｃ側のＡＤＳＬモデム装置２ＡのＩＦＦＴ部２６は、Ｓ／Ｐ変換部４０でコンステレーション符号化部２５から受信したコンステレーション座標信号にＳ／Ｐ変換処理を行い、５１２本のサブキャリア信号を得る（ＳＴ１００１）。そして、この５１２本のサブキャリア信号をサブキャリア位相回転部４１及び第２ＩＦＦＴ処理部４３に出力する。

Ｓ／Ｐ変換部４０から出力されたサブキャリア信号がサブキャリア位相回転部４１に到達すると、ＩＦＦＴ部２６は、サブキャリア位相回転部４１で５１２本のサブキャリア信号のうち、偶数番号に配置される２５６本のサブキャリア信号の位相を１８０度回転（反転）させる（ＳＴ１００２）。そして、位相を回転させた偶数番号に配置されるサブキャリア信号（２５６本）及び位相を回転させていない奇数番号に配置されるサブキャリア信号（２５６本）を第１ＩＦＦＴ処理部４２に出力する。

本実施の形態においては、上述のように、位相回転判定用信号としてパイロット信号を利用する。このため、サブキャリア位相回転部４１で偶数番号に配置される２５６本のサブキャリア信号の位相を１８０度回転させる際、このパイロット信号の位相も１８０度回転した状態となる。

Ｓ／Ｐ変換部４０から出力されたサブキャリア信号が第２ＩＦＦＴ処理部４３に到達すると、ＩＦＦＴ部２６は、第２ＩＦＦＴ処理部４３でＩＦＦＴ処理を行い、各サブキャリア信号の時間軸波形信号を得る（ＳＴ１００３）。そして、これらの時間軸波形信号を合成して得たＯＦＤＭ時間軸波形信号２をプロセッサ２０及び信号選択ＳＷ４４に出力する。

同様に、サブキャリア位相回転部４１から出力されたサブキャリア信号が第１ＩＦＦＴ処理部４２に到達すると、ＩＦＦＴ部２６は、第１ＩＦＦＴ処理部４２でＩＦＦＴ処理を行い、各サブキャリア信号の時間軸波形信号を得る（ＳＴ１００３）。そして、これらの時間軸波形信号を合成して得たＯＦＤＭ時間軸波形信号１をプロセッサ２０及び信号選択ＳＷ４４に出力する。

第１ＩＦＦＴ処理部４２及び第２ＩＦＦＴ処理部４３からそれぞれＯＦＤＭ時間軸波形信号１及びＯＦＤＭ時間軸波形信号２を受け取ると、プロセッサ２０は、双方のＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値（ＰＡＲ値１及びＰＡＲ値２）を検出する（ＳＴ１００４）。そして、いずれのＰＡＲ値が小さいかを判定する（ＳＴ１００５）。

ＯＦＤＭ時間軸波形信号１から検出されるＰＡＲ値１が小さい場合には、プロセッサ２０は、選択信号を信号選択ＳＷ４４に出力し、ＯＦＤＭ時間軸波形信号１を選択するように指示する（ＳＴ１００６）。この選択信号を受けると、ＩＦＦＴ部２６は、信号選択ＳＷ４４でＯＦＤＭ時間軸波形信号１を選択し、ＡＦＥ１３に出力する（ＳＴ１００７）。

一方、ＯＦＤＭ時間軸波形信号２から検出されるＰＡＲ値２が小さい場合には、プロセッサ２０は、選択信号を信号選択ＳＷ４４に出力し、ＯＦＤＭ時間軸波形信号２を選択するように指示する（ＳＴ１００８）。この選択信号を受けると、ＩＦＦＴ部２６は、信号選択ＳＷ４４でＯＦＤＭ時間軸波形信号２を選択し、ＡＦＥ１３に出力する（ＳＴ１００９）。

ＡＦＥ１３に出力されたＯＦＤＭ時間軸波形信号は、アナログフィルタ１４、ドライバ１５及びハイブリッド１６を介して回線へ送出され、受信側のＡＤＳＬモデム装置２Ｂに到達する。このようにして交換局装置（ＡＴＵ-Ｃ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ａにおいて、ＯＦＤＭ時間軸波形信号から検出されるＰＡＲ値の大きさに応じてサブキャリア信号の位相を回転させながら通信を行う際の動作が終了する。

図１１は、家庭内の端末装置（ＡＴＵ−Ｒ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ｂにおいて、交換局装置（ＡＴＵ-Ｃ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ａで回転させたサブキャリア信号の位相を元に戻しながら通信を行う際の動作について説明するためのフロー図である。

ＡＴＵ−Ｃ側のＡＤＳＬモデム装置２Ａと通信を行う場合、まず、ＡＴＵ−Ｒ側のＡＤＳＬモデム装置２ＢのＦＦＴ部２７は、ＦＦＴ処理部５０でＡＦＥ１３を介して受信したＯＦＤＭ時間軸波形信号にＦＦＴ処理を行い、５１２本のサブキャリア信号を得る（ＳＴ１１０１）。そして、この５１２本のサブキャリア信号をサブキャリア位相回転判定／回転部５１に出力する。

ＦＦＴ処理部５０から出力されたサブキャリア信号がサブキャリア位相回転判定／回転部５１に到達すると、ＦＦＴ部２７は、サブキャリア位相回転判定／回転部５１で位相回転判定用信号を検出する（ＳＴ１１０２）。本実施の形態においては、位相回転判定用信号としてパイロット信号を利用するため、このパイロット信号が検出される。

位相回転判定用信号を検出すると、ＦＦＴ部２７は、サブキャリア位相回転判定／回転部５１でこの位相回転判定用信号から検出されたＩＱ座標点が基準ＩＱ座標点と一致するか判断する（ＳＴ１１０３）。より具体的には、検出されたＩＱ座標点が（１，１）と一致するか判断する。

位相回転判定用信号から検出されたＩＱ座標点が基準ＩＱ座標点と一致しない場合には、ＦＦＴ部２７は、サブキャリア位相回転判定／回転部５１で５１２本のサブキャリア信号のうち、偶数番号に配置される２５６本のサブキャリア信号の位相を１８０度回転させて元に戻す（ＳＴ１１０４）。そして、位相を回転させた偶数番号に配置されるサブキャリア信号及び位相を回転させていない奇数番号に配置されるサブキャリア信号をＰ／Ｓ変換部５２に出力する。

サブキャリア位相回転判定／回転部５１から出力された５１２本のサブキャリア信号がＰ／Ｓ変換部５２に到達すると、ＦＦＴ部２７は、Ｐ／Ｓ変換部５２でこれらのサブキャリア信号にＰ／Ｓ変換処理を行い、コンステレーション座標信号を得る（ＳＴ１１０５）。そして、このコンステレーション座標信号をコンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８に出力する。

一方、位相回転判定用信号から検出されたＩＱ座標点が基準ＩＱ座標点と一致する場合には、ＦＦＴ部２７は、ＳＴ１１０４の処理をスキップし、直接、Ｐ／Ｓ変換部５２でＰ／Ｓ変換処理を行い、コンステレーション座標信号を得る（ＳＴ１１０５）。そして、同様に、このコンステレーション座標信号をコンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８に出力する。

コンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８に出力されたコンステレーション座標信号は、トーンデオーダリング部２９等にて必要な処理が施された後、ホストＩ／Ｆ３４を介してホスト１２に到達する。このようにして家庭内の端末装置（ＡＴＵ−Ｒ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ｂにおいて、交換局装置（ＡＴＵ-Ｃ）側のＡＤＳＬモデム装置２Ａで回転させたサブキャリア信号の位相を元に戻しながら通信を行う際の動作が終了する。

このように本実施の形態に係る送信側のＡＤＳＬモデム装置２によれば、相手側ＡＤＳＬモデム装置に対してデータを送信する際、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号１と、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号２との間でＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択して送信する。これにより、ＰＡＲ値が極めて大きくなる事態を確実に回避することができるので、ＯＦＤＭ時間軸波形信号の信号品質特性の劣化を回避し、伝送特性を良好に維持しながら通信を行うことができる。

特に、本実施の形態に係るＡＤＳＬモデム装置２においては、複数本のサブキャリア信号のうち偶数番号に配置されるサブキャリア信号の位相を回転する。これにより、複数本のサブキャリア信号のうち半分のサブキャリア信号の位相を変化させることができる。このため、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値と、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値との差を大きくすることができる。この結果、ＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択することで、ＰＡＲ値が極めて大きくなる事態を確実に回避することができる。

また、本実施の形態に係るＡＤＳＬモデム装置２においては、複数本のサブキャリア信号の一部の位相を１８０度回転する。これにより、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値と、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号から求めたＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値との差を大きくすることができる。この結果、ＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択することで、ＰＡＲ値が極めて大きくなる事態を確実に回避することができる。

なお、本実施の形態においては、５１２本のサブキャリア信号のうち、偶数番目に配置されるサブキャリア信号の位相を１８０度回転（反転）する場合について説明している。しかし、これに限定されるものではなく、ＰＡＲ値の大きさを小さくすることができるのであれば、様々なバリエーションで実施することが可能である。例えば偶数番号の変わりに奇数番号に配置されるサブキャリア信号の位相を回転するようにしてもよいし、乱数処理で選んだサブキャリア信号の位相を回転するようにしてもよい。また、サブキャリア信号の位相を回転する角度や位相を回転するサブキャリア信号の本数などについても、様々なバリエーションで実施することが可能である。

一方、本実施の形態に係る受信側のＡＤＳＬモデム装置２によれば、回線を介して受信したＯＦＤＭ時間軸波形信号から求めた複数本のサブキャリア信号の一部の位相が回転している場合に当該サブキャリア信号の位相を元の位相に戻す。これにより、送信側のＡＤＳＬモデム装置において一部のサブキャリア信号の位相を回転させて通信を行った場合においても確実にそのサブキャリアの位相を元に戻して通信を行うことができる。

本発明に係るＡＤＳＬモデム装置及び通信制御方法によれば、ＯＦＤＭ時間軸波形信号の信号品質特性の劣化を回避し、伝送特性を良好に維持しながら通信を行うことができ、より利用性に優れたＡＤＳＬサービスを提供できる点で有用である。

本発明が適用される家庭内などに設置された端末装置（ＡＴＵ−Ｒ）側又は交換局装置（ＡＴＵ−Ｃ）側の通信システムの概略構成を示す図 上記通信システムのトランシーバの機能ブロック図 上記トランシーバが有するＩＦＦＴ部の詳細な構成を示すブロック図 上記トランシーバが有するＦＦＴ部の詳細な構成を示すブロック図 上記ＩＦＦＴ部で各サブキャリア信号から求められる時間軸波形信号の位相と、これらの時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値との関係を示す図 上記ＩＦＦＴ部で各サブキャリア信号から求められる時間軸波形信号の位相と、これらの時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値との関係を示す図 上記ＩＦＦＴ部で各サブキャリア信号から求められる時間軸波形信号の位相と、これらの時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値との関係を示す図 上記ＩＦＦＴ部で各サブキャリア信号から求められる時間軸波形信号の位相と、これらの時間軸波形信号を合成したＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値との関係を示す図 上記実施の形態に係る交換局装置側のＡＤＳＬモデム装置と家庭内の端末装置側のＡＤＳＬモデム装置とが回線を介して接続された状態について示す図 上記実施の形態に係る交換局装置側のＡＤＳＬモデム装置において、ＰＡＲ値の大きさに応じてサブキャリア信号の位相を回転させながら通信を行う際の動作について説明するためのフロー図 上記実施の形態に係る家庭内の端末装置側のＡＤＳＬモデム装置において、交換局装置側のＡＤＳＬモデム装置で回転させたサブキャリア信号の位相を元に戻しながら通信を行う際の動作について説明するためのフロー図

符号の説明

１ スプリッタ
２ ＡＤＳＬモデム装置
３ ユーザ端末
４ 電話機
１１ トランシーバ
１２ ホスト
１３ ＡＦＥ
１４ アナログフィルタ
１５ ドライバ
１６ ハイブリッド
１７ レシーバ
１８ アナログフィルタ
２０ プロセッサ
２１ リードソロモン符号化部
２２ インターリーブ部
２３ トレリス符号化部
２４ トーンオーダリング部
２５ コンステレーション符号化部
２６ ＩＦＦＴ部
２７ ＦＦＴ部
２８ コンステレーション復号化／ＦＥＱ部
２９ トーンデオーダリング部
３０ ビタビ復号化部
３１ デインターリーブ部
３２ リードソロモン復号化部
３３ ＲＡＭ
４０ Ｓ／Ｐ変換部
４１ サブキャリア位相回転部
４２ 第１ＩＦＦＴ処理部
４３ 第２ＩＦＦＴ処理部
４４ 信号選択スイッチ（ＳＷ）
５０ ＦＦＴ処理部
５１ サブキャリア位相回転判定／回転部
５２ Ｐ／Ｓ変換部

Claims (10)

1. コンステレーション座標信号を複数本のサブキャリア信号に変換する変換部と、この複数本のサブキャリア信号の一部の位相を回転する位相回転部と、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行いＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出する第１の演算部と、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行いＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出する第２の演算部と、双方の演算部が算出したＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値を検出しＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択する制御部と、を具備することを特徴とするＡＤＳＬモデム装置。
2. 前記位相回転部は、複数本のサブキャリア信号のうち偶数番号に配置されるサブキャリア信号の位相を回転することを特徴とする請求項１記載のＡＤＳＬモデム装置。
3. 前記位相回転部は、複数本のサブキャリア信号の一部の位相を１８０度回転することを特徴とする請求項１記載のＡＤＳＬモデム装置。
4. 前記位相回転部は、サブキャリア信号の位相を回転する際、相手側ＡＤＳＬモデム装置との間で予め定めておいた位相回転判定用のサブキャリア信号の位相を回転することを特徴とする請求項１記載のＡＤＳＬモデム装置。
5. 前記位相回転部は、前記位相回転判定用のサブキャリア信号としてパイロット信号を用いることを特徴とする請求項４記載のＡＤＳＬモデム装置。
6. 回線を介して受信したＯＦＤＭ時間軸波形信号に高速フーリエ変換を行い複数本のサブキャリア信号を算出する演算部と、この複数本のサブキャリア信号の一部の位相が回転している場合に当該サブキャリア信号の位相を元の位相に戻す位相逆回転部と、前記位相逆回転部から受け取った複数本のサブキャリア信号をコンステレーション座標信号に変換する変換部と、を具備することを特徴とするＡＤＳＬモデム装置。
7. 前記位相逆回転部は、相手側ＡＤＳＬモデム装置との間で予め定めておいた位相回転判定用のサブキャリア信号における位相の回転の有無により複数本のサブキャリア信号の一部の位相の回転を判定することを特徴とする請求項６記載のＡＤＳＬモデム装置。
8. 前記位相逆回転部は、前記位相回転判定用のサブキャリア信号としてパイロット信号を用いることを特徴とする請求項７記載のＡＤＳＬモデム装置。
9. コンステレーション座標信号を複数本のサブキャリア信号に変換し、この複数本のサブキャリア信号の一部の位相を回転し、位相を回転したサブキャリア信号を含む複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行い第１のＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出し、位相を回転しない複数本のサブキャリア信号に逆高速フーリエ変換を行い第２のＯＦＤＭ時間軸波形信号を算出し、双方のＯＦＤＭ時間軸波形信号のＰＡＲ値を検出しＰＡＲ値の小さい方のＯＦＤＭ時間軸波形信号を選択することを特徴とする通信制御方法。
10. 回線を介して受信したＯＦＤＭ時間軸波形信号に高速フーリエ変換を行い複数本のサブキャリア信号を算出し、この複数本のサブキャリア信号の一部の位相が回転しているか判定し、サブキャリア信号の一部の位相が回転している場合に当該サブキャリア信号の位相を元の位相に戻し、複数本のサブキャリア信号をコンステレーション座標信号に変換することを特徴とする通信制御方法。

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