JP2010141679A - 伝搬遅延時間調整方法、伝搬遅延時間調整システム、伝搬遅延時間調整装置、伝搬遅延時間調整プログラム及びノード装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同期ＣＤＭ方式を適用した１対Ｎ通信システムの１側通信装置の受信回路内の伝搬遅延時間を調整する方法を提供する。
【解決手段】センタノード装置が、伝搬遅延時間の調整対象のエッジノード装置に対して、拡散符号を指定した送信許可信号を送信する送信許可信号送信工程を有し、エッジノード装置に対応する受信回路の受信位相を変化させる受信位相制御工程と、エッジノード装置からの受信信号中の固定信号期間に対する受信回路からの拡散復調出力信号に基づき、信号を有効に受信できたか否かを判定する受信可否判定工程と、受信位相を振らせた範囲のなかで有効に受信できた最適な受信位相を決定する最適受信位相決定工程と、最適な受信位相を上記受信回路の受信位相として設定する受信位相設定工程とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、伝搬遅延時間調整方法、伝搬遅延時間調整システム、伝搬遅延時間調整装置、伝搬遅延時間調整プログラム及びノード装置に関し、例えば、同期符号分割多重（同期ＣＤＭ：Code Division Multiplexing）方式を用いたアクセスネットワークにおける１側通信装置内の受信回路内の時間調整を行う方式に適用し得るものである。

符号分割多重（ＣＤＭ）方式を利用したアクセスネットワークシステムは、同一時刻に複数の送信信号を多重することが可能であり、周波数あるいは時間スロット等の通信資源を節約しつつ、大容量のデータ通信を行うことができるという特長を有する。

特に同期型と呼ばれるＣＤＭ方式では、異なる符号で符号化された符号化信号の位相を一致させなければならない。これを符号同期と呼ぶことにする。

アクセスネットワークシステムは１個の局側装置とＮ個の加入者側装置が通信を行う。局側装置とそれぞれの加入者側装置との伝送路長は互いに異なるのが普通である。そのため、上り通信（加入者側から局側への通信）における符号同期（これを上り同期と呼ぶ）を行うためには、この伝送路長の違いにより発生する位相のずれを補正する作業（レンジング、と呼ぶことにする）必要がある。

特許文献１には、このレンジングの方法が開示されている。特許文献１に記載のレンジング方法は以下のような技術である。

１対Ｎ通信システムにおいて、センタノード装置（局側装置）は、レンジング処理中、受信位相を固定化させておく。そして、同期確立対象のエッジノード装置（加入者側装置）に対して、送信位相を指示した送信許可信号を繰り返し送信し、各繰り返しでの送信許可信号における送信位相を変換させる。エッジノード装置は、送信許可信号を受信した際に、固定信号を含む同期確立動作用の送信信号を、受信した送信許可信号に盛り込まれている送信位相で送信する。

そして、センタノード装置が、エッジノード装置からの受信信号中の固定信号期間に対する拡散復調出力信号に基づき、その送信位相の信号を有効に受信できたか否かを判定し、送信位相を振らせた範囲のなかで有効に受信できた最適な送信位相を決定し、エッジノード装置に通知する。これにより、エッジノード装置は、最適な送信位相を受信した際に、その最適な送信位相に、送信位相を設定するという技術である。

特開２００７−１５８５８５号公報

上述したように、局側装置と各加入者側装置との伝送路距離が各々異なるため、送信信号の伝送時間に差が生じる。従って、上記のレンジング処理により送信信号の伝送時間の差を補正する必要がある。

しかしながら、上記レンジング処理を行なうことで、各チャネルの送信信号の位相が全てそろった状態（符号同期）を実現するには、次の２つの条件を満たしていることが前提となる。

（条件１）局側装置２内の分配器４９から各受信部４０−ｎ内のゲート４５−ｎまでの伝送時間の差（受信スキューと呼ぶことにする）がゼロである（特許文献１の図３、図４参照）。

（条件２）クロック再生４４から各受信部４０−ｎ内のゲート４５−ｎまでの伝送時間の差（主クロックスキュー）がゼロである（特許文献１の図４参照）。

この受信スキューと主クロックスキューとを総称して単にスキューという。このスキューは、局側装置２の受信構成に固有のものである。

従って、このスキューをゼロにするために、例えば、局側装置２内にスキュー調整用信号を発生するスキュー調整用信号発生器を配置し、スキュー調整用信号を分配器４９に入力し、各チャネルの伝送時間差を割り出してスキューを調整するような構成を採ることも考えられる。こうすることで、局側装置２単体でスキューを調整することができるからである。

しかしながら、各々の受信部４０−ｎのスキューを調整することが必要となるため、非常に複雑な構成要素を多数設けることが必要となり、このような局側装置２を製造することは非常に困難である。

そのため、従来の装置構成やネットワーク構成を用いてスキューを調整し、確実な符号同期を確立することができる伝搬遅延時間調整方法、伝搬遅延時間調整システム、伝搬遅延時間調整装置、伝搬遅延時間調整プログラム及びノード装置が求められている。

かかる課題を解決するために、第１の本発明の伝搬遅延時間調整方法は、センタノード装置とＮ（Ｎは２以上の整数）個のエッジノード装置との間で、同期符号分割多重方式に従って通信を行う１対Ｎ通信システムを構成するセンタノード装置のチャネル毎の受信回路内部で生じる伝搬遅延時間を調整する伝搬遅延時間調整方法において、センタノード装置が、（１）チャネル毎の受信回路内部で発生する伝搬遅延時間を順次調整する主制御手段を備え、各エッジノード装置が、（２）主制御手段と協働して伝搬遅延時間を制御する従制御手段を備え、主制御手段が、（１−１）エッジノード装置に対して、拡散符号を指定した送信許可信号を送信する送信許可信号送信工程を有し、従制御手段が、（２−１）送信許可信号を受信した際に、拡散符号を用いて符号化した同期信号を繰り返し送信させる送信制御工程を有し、主制御手段が、（１−２）エッジノード装置に対応する受信回路の受信位相を変化させる受信位相制御工程と、（１−３）エッジノード装置からの受信信号中の固定信号期間に対する受信回路からの拡散復調出力信号に基づき、信号を有効に受信できたか否かを判定する受信可否判定工程と、（１−４）受信位相を振らせた範囲のなかで有効に受信できた最適な受信位相を決定する最適受信位相決定工程と、（１−５）最適な受信位相を上記受信回路の受信位相として設定する受信位相設定工程とを有することを特徴とする。

第２の本発明の伝搬遅延時間調整システムは、センタノード装置とＮ（Ｎは２以上の整数）個のエッジノード装置との間で、同期符号分割多重方式に従って通信を行う１対Ｎ通信システムを構成するセンタノード装置のチャネル毎の受信回路内部で生じる伝搬遅延時間を調整する伝搬遅延時間調整システムにおいて、センタノード装置が、（１）チャネル毎の受信回路内部で発生する伝搬遅延時間を順次調整する主制御手段を備え、各エッジノード装置が、（２）主制御手段と協働して伝搬遅延時間を制御する従制御手段を備え、主制御手段が、（１−１）エッジノード装置に対して、拡散符号を指定した送信許可信号を送信する送信許可信号送信部を有し、従制御手段が、（２−１）送信許可信号を受信した際に、拡散符号を用いて符号化した同期信号を繰り返し送信させる送信制御部を有し、主制御手段が、（１−２）エッジノード装置に対応する受信回路の受信位相を変化させる受信位相制御部と、（１−３）エッジノード装置からの受信信号中の固定信号期間に対する受信回路からの拡散復調出力信号に基づき、信号を有効に受信できたか否かを判定する受信可否判定部と、（１−４）受信位相を振らせた範囲のなかで有効に受信できた最適な受信位相を決定する最適受信位相決定部と、（１−５）最適な受信位相を受信回路の受信位相として設定する受信位相設定部とを有することを特徴とする。

第３の本発明の伝搬遅延時間調整装置は、センタノード装置とＮ（Ｎは２以上の整数）個のエッジノード装置との間で、同期符号分割多重方式に従って通信を行う１対Ｎ通信システムを構成する上記センタノード装置のチャネル毎の受信回路内部で生じる伝搬遅延時間を調整する伝搬遅延時間調整装置において、センタノード装置が、（１）チャネル毎の受信回路内部で発生する伝搬遅延時間を順次調整する主制御手段を備え、主制御手段が、（１−１）エッジノード装置に対して、拡散符号を指定した送信許可信号を送信する送信許可信号送信部と、（１−２）エッジノード装置に対応する受信回路の受信位相を変化させる受信位相制御部と、（１−３）エッジノード装置からの受信信号中の固定信号期間に対する受信回路からの拡散復調出力信号に基づき、信号を有効に受信できたか否かを判定する受信可否判定部と、（１−４）受信位相を振らせた範囲のなかで有効に受信できた最適な受信位相を決定する最適受信位相決定部と、（１−５）最適な受信位相を受信回路の受信位相として設定する受信位相設定部とを有することを特徴とする。

第４の本発明の伝搬遅延時間調整プログラムは、センタノード装置とＮ（Ｎは２以上の整数）個のエッジノード装置との間で、同期符号分割多重方式に従って通信を行う１対Ｎ通信システムを構成するセンタノード装置のチャネル毎の受信回路内部で生じる伝搬遅延時間を調整する伝搬遅延時間調整プログラムにおいて、センタノード装置が、チャネル毎の受信回路内部で発生する伝搬遅延時間を順次調整する主制御手段を備え、主制御手段を、（１）伝搬遅延時間の調整対象のエッジノード装置に対して、拡散符号を指定した送信許可信号を送信する送信許可信号送信部、（２）エッジノード装置に対応する受信回路の受信位相を変化させる受信位相制御部、（３）エッジノード装置からの受信信号中の固定信号期間に対する受信回路からの拡散復調出力信号に基づき、信号を有効に受信できたか否かを判定する受信可否判定部、（４）受信位相を振らせた範囲のなかで有効に受信できた最適な受信位相を決定する最適受信位相決定部、（５）最適な受信位相を受信回路の受信位相として設定する受信位相設定部として機能させることを特徴とする。

第５の本発明のノード装置は、センタノード装置とＮ（Ｎは２以上の整数）個のエッジノード装置との間で、同期符号分割多重方式に従って通信を行う１対Ｎ通信システムのセンタノード装置として機能するノード装置が、第３の本発明の伝搬遅延時間調整装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、既存のレンジング処理を用いて簡単な構成により、センタノード装置の受信回路内の伝搬遅延時間（スキュー）を調整することができる。また、そのスキュー調整手順を実行した後、従来例のレンジング処理を行えば、確実な符号同期を確立することができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明の伝搬遅延時間調整方法、伝搬遅延時間調整システム、伝搬遅延時間調整装置、伝搬遅延時間調整プログラム及びノード装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の通信システムの全体構成を示すと共に、局側装置（センタノード装置）における送信構成を示すブロック図である。

なお、以降の説明は同期確立に関する構成のみを記しており、ユーザデータの送受信に関する構成は省略している。

図１において、第１の実施形態の１対Ｎ通信システム（以下、単に通信システムと呼ぶ）１は、同期ＣＤＭ方式を採用しているものであり、局側装置２、複数（Ｎ個とする）の加入者装置（エッジノード装置）３−１〜３−Ｎ、分配多重器４とを有する。局側装置２と分配多重器４とは共通伝送路５を介して接続され各加入者装置３−ｎ（ｎは１〜Ｎ、以下同じ）と分配多重器４とは個別伝送路６−ｎを介して接続されている。すなわち、通信システム１は、局側装置２とＮチャネル分の加入者装置３−１〜３−Ｎとが分配多重器４を介して接続されて構成されている。

図１において、局側装置２は、送信構成として、１つの主クロック発生器１４と、Ｎチャネル分の送信部１０−１〜１０−Ｎと、１つの加算部１１とを有する。

主クロック発生器１４が発生する主クロックは本システムが送受信するデジタル信号の繰返し周期を決定する。すなわち、本システム全体はこの主クロックに同期している。

各送信部１０−ｎは、同期信号を生成する同期信号生成部１３−ｎと、それぞれ異なる拡散符号で拡散変調する拡散部１２−ｎとを有する。ここで、拡散変調に使用する拡散符号としては、例えば、自己相関特性及び相互相関特性が共に良い、直交ゴールド符号などの符号を使用する。各送信部１０−ｎからの拡散変調信号（以下、拡散信号と呼ぶ）は、加算部１１によって多重化されて共通伝送路５に出力される。

なお、通信システム１は、主として、光アクセス系への適用を意図しているものであるが、同期方法に特徴を有しているため、図１や後述する図面では、光／電気変換構成や電気／光変換構成などの図示は省略している。

図１において、局側装置２からの多重信号（下り信号）は、分配多重器４によってＮ個の信号に分岐され、個別伝送路６−ｎを介して各加入者装置３−ｎに送信される。

図２は、個別伝送路６−ｎから分岐された多重信号が与えられる各加入者装置３−ｎにおける受信部の詳細構成を示すブロック図である。

図２において、加入者装置３−ｎの受信部２０−ｎは、受信信号（多重信号）と拡散符号の相関演算（逆拡散処理）を行い、自チャネルに対する相関出力信号を発生するマッチドフィルタ（ＭＦ）２１−ｎと、マッチドフィルタ２１−ｎの出力から主クロックを再生するクロック再生部２４−ｎと、主クロックの位相を変化させる可変移相器２３−ｎと、マッチドフィルタの出力を可変移相器２３−ｎを通過した主クロックでラッチするゲート部２５−ｎと、ゲート部２５−ｎの出力から同期信号を検出する同期信号検出部２２−ｎとを有する。

加入者装置３−ｎの受信部２０−ｎには、対応する局側装置２の送信部１０−ｎに対応する拡散符号（加入者毎の拡散符号）が割り当てられており、マッチドフィルタ２１−ｎは、その拡散符号を使用して、受信信号の復調を行う。

図３は、各加入者装置３−ｎの送信部の詳細構成と、その送信部から局側装置２への送信信号の流れに沿った通信システムの全体構成とを示している。

各加入者装置３−ｎはそれぞれ送信部３０−ｎを備えている。上述した受信部２０−ｎのクロック再生部２４−ｎが得た主クロック（移相処理はなされていない）は、同一の加入者装置３−ｎの送信部３０−ｎに与えられるようになされており、送信部３０−ｎは、この主クロックに同期させて送信処理を行う。

加入者装置３−ｎの送信部３０−ｎは、図３に示すように、受信部２０−ｎが抽出したクロックに同期して形成されているデータ信号を加入者毎に定められている拡散符号で拡散変調する拡散変調部３１−ｎと、同期信号を生成して拡散変調部３１−ｎに与える同期信号生成部３２−ｎと、送信タイミングを微調整する可変移相器３３−Ｎとを有する。可変移相器３３−Ｎは、例えば、遅延回路構成のものである。

各加入者装置３−ｎから送信された拡散信号は、分配多重器４によって多重されて局側装置２に入力される。

局側装置２は、受信構成として、分配器４９と、各チャネルの受信部４０−ｎとでなる。局側装置２の受信信号（多重信号）は、分配器４９によって、Ｎ分岐されて、各チャネルの受信部４０−ｎに入力される。伝送路が光ファイバの場合には、分配器４９の前段、又は、受信部４０−ｎの入力段に、光／電気変換構成が設けられる。

図４は、分配器４９からの分岐信号が与えられる、局側装置２の受信部４０−ｎの詳細構成を示すブロック図である。

図４において、局側装置２の各受信部４０−ｎは、受信信号（多重信号）と拡散符号の相関演算（逆拡散処理）を行い、該当チャネルに対する相関出力信号を発生するマッチドフィルタ（ＭＦ）４１−ｎと後述する可変移相器４３−ｎから出力される主クロックでマッチドフィルタ４１−ｎの出力をラッチするゲート部４５−ｎと、ゲート部４５−ｎの出力から同期信号を検出する同期信号検出部４２−ｎとを有する。

可変移相器４３−ｎは、主クロック発生器１４とゲート部４５−ｎとの間に配置されている。可変移相器４３−ｎは、主クロック発生器１４から発生された主クロックの位相を、後述する修正情報に応じて変化させるものである。

図５は、第１の実施形態のスキュー調整時に機能する各部の概念構成を示すブロック図である。

図５において、局側装置２は、受信部４０−ｘで生じるスキューを各チャネル毎に順次調整制御を行う制御部（主制御手段）５０を備える。また、制御部（主制御手段）５０は、制御情報生成部５１、受信部４０−ｘ、可変移相器４３−ｘ、送信部１０−ｎを制御する。

また、加入者装置３−ｎは、局側装置２の制御部５０と協働して受信部４０−ｘのスキューの調整制御を行う制御部（従制御手段）５２−ｎを備える。

また図５において、局側装置２は、制御情報生成部（受信位相設定部）５１を備える。制御情報生成部５１は、２つの情報を生成して出力するものである。

制御情報生成部５１が生成する１つ目の情報は、加入者装置３−ｎの送信に用いる拡散符号を指定する符号情報（送信信号）である。生成された符号情報は、送信部１０−ｎに与えられ、送信部１０−ｎによって加入者装置３−ｎに送信される。この送信部１０−ｎは、符号情報等の情報を送信する機能に限らず、拡散符号を指定した送信許可信号を送信する機能（送信許可信号送信部など）を具備する。

制御情報生成部５１が生成する２つ目の情報は、受信部４０−ｘ（ｘは１〜Ｎの整数）に対するラッチタイミングの修正情報である。生成された修正情報は、可変移相部４３−ｘに与えられ、可変移相部４３−ｘの移相量（遅延量）を制御するものである。制御情報生成部５１は、例えば、局側装置２において通信制御を実行する、ソフトウェア又はハードウェアでなる部分が該当する。

加入者装置３−ｎの受信部２０−ｎは、送信部１０−ｎからの符号情報を受信する。受信部２０−ｎが取り出した符号情報は、制御部５２−ｎに与えられる。

制御部５２−ｎは、符号情報に応じて、拡散部３１−ｎに供給する第ｘの拡散符号を制御する。制御部５２−ｎは、第ｘの拡散符号を用いて符号化した同期信号を順次繰り返し送信させるようにする。つまり、制御部５２−ｘの制御を受けて、この第ｘの拡散符号により符号化された加入者装置３−ｎからの送信信号は、局側装置２に与えられる。

局側装置２の受信部４０−ｘに送信信号が入力されると、受信部４０−ｘ内部の同期信号検出部４２−ｎ（図５には図示しない）から同期信号検出結果が出力され、制御情報生成部５１にフィードバックされる。

つまり、受信部４０−ｘが局側装置２からの信号を受信すると、受信部４０−ｘ内部では、可変移相器４３−ｘにより受信信号のラッチタイミングを所定期間ずつ変化させる。また、同期信号検出部４２−ｎが受信信号の固定信号から当該信号を拡散復調して有効に受信できたか否かを判断する。そして、制御情報生成部５１は、固定信号を検出できた範囲内で、最適な受信位相を検出し、これを当該受信部４０−ｘの受信位相として設定する。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
以下、第１の実施形態の通信システム１の動作を、通常の送信動作、スキュー調整動作及び、このスキュー調整後の同期確立動作に分けて説明する。

（Ａ−２−１）通常の通信動作
まず、局側装置２から各加入者装置３−ｎへの通常の送信動作について説明する。この通常の送信動作では、既に、各加入者装置３−ｎに対するシステムとしての同期が確立しているとする。

局側装置２において、各チャネルの送信部１０−ｎはそれぞれ、自チャネルの同期信号を生成し、自チャネルの拡散符号により拡散変調した後、得られた各チャネルの変調信号（拡散信号）が加算部１１によって多重されて共通伝送路５に送出される。

図６は、局側装置２とある加入者装置３−ｎとで授受する通信信号の構成を示す説明図である。なお、上り方向及び下り方向共に、通信信号の構成は同様である。

通信信号は、固定長の同期信号の繰り返しで構成されている。同期信号は、固定信号と制御信号に分けられる。固定信号は、予め決められたパターンを有するビット列であり、受信側がフレームの先頭位置を検出したり、後述するように、同期確立したりするのに用いる。制御信号は、局側装置２が加入者装置３−ｎを制御するための制御信号であり、加入者装置３−ｎは、この制御信号を読み取って自装置内を制御する。また、制御信号は、加入者装置３−ｎが局側装置２に制御応答を返信する際にも利用される。

局側装置２からの出力信号（多重信号）は、分配多重器４を介してＮ分岐され、各加入者装置３−ｎに与えられる。

各加入者装置３−ｎは、受信信号に対して、自チャネルに割り当てられている拡散符号を用いて逆拡散処理し、自チャネルに対する相関出力信号（ＭＦ出力信号）を発生する。このＭＦ出力信号は、クロック再生部２４−ｎに入力され、クロック再生部２４−ｎは、主クロックを再生する（例えば、ＰＬＬ回路を用いてＭＦ出力信号と自局発振器出力との位相比較を行うことで主クロックを形成する）。また、ゲート部２５−ｎによって、ＭＦ出力信号を主クロックでラッチすることにより、受信データを確定する。

ここで、第１の実施形態が適用している拡散変調及び逆拡散処理の原理を、図７を用いて説明する。

拡散変調とは、送信したい信号（デジタル信号）の各ビットを、所定のビット列を用いて、送信したい信号のビット間隔より短い間隔を持つパターンに変換する動作（図７（ａ）から（ｂ）へ変換する動作）を指す。変換に用いる所定のビット列を拡散符号と呼び、拡散符号は、各チャネル毎にユニークである。送信したい信号の「１」と「０」を拡散するときは、例えば、ビット反転した符号を用いる。拡散変調後の拡散信号を、同一の符号で逆拡散した場合（自己相関をとったことになる）、ビット間隔毎に強い正負のピークが現れる（図７（ｃ）、（ｄ））。このピークが現れる位相位置でしきい値処理を施せば、送信した信号を取り出すことができる。一方、異なる符号で逆拡散した場合（相互相関をとったことになる）、自己相関のようなピークは現れない（図７（ｅ）、（ｆ））。特に、拡散に用いられた符号が直交符号系列の場合には、自己相関でピークが現れる位相位置では無音状態（ＭＦ出力信号（相関出力）が０）になる。以上のように、異なる拡散符号で変調した複数の拡散信号を多重した場合でも、受信側（逆拡散処理側）で互いに干渉することなく送信信号を復元することができる。

抽出された同期信号は、当該加入者装置３−ｎの上位層の制御部５２−ｎに与えられ、同期確立時に利用される。

各加入者装置３−ｎも、自チャネルの同期信号を生成し、自チャネルの拡散符号により拡散変調した後、送出する。

各加入者装置３−ｎからの変調信号（拡散信号）は、分配多重器４によって多重された後、局側装置２に入力される。

局側装置２においては、受信信号（多重信号）は分配器４９によってＮ分岐され、各チャネルの受信部４０−ｎに入力される。

各受信部４０−ｎは、受信信号に対して、自チャネルに割り当てられている拡散符号を用いて逆拡散処理し、自チャネルに対する相関出力信号（ＭＦ出力信号）を発生する。ゲート部４５−ｎが、ＭＦ出力信号を主クロックでラッチすることにより、受信データを確定する。

同期信号の位相と局内位相との位相ずれなどを、同期信号検出部４２−ｎが捉え、位相ずれ情報を、制御情報生成部５１としての機能を担う上位層の制御部に与え、位相ずれ情報が後述するレンジングなどで利用される。

（Ａ−２−２）スキュー調整方法の動作
次に、第１の実施形態のスキュー調整方法の動作について図８を参照しながら説明する。

図８は、第１の実施形態のスキュー調整方法の動作を示すフローチャートである。第１の実施形態のスキュー調整方法は、第１から第７のステップを含んで構成されるので、第１ステップから順にステップ毎にその処理内容を説明する。

第１ステップＳ１０は、局側装置２から加入者装置３の全てに向けて、それぞれ送信停止信号を送信して、加入者装置３の全てを待機状態とするステップである。加入者装置３が送信停止信号を受信することによって、各加入者装置３は下り信号を受信することは可能であるが、上り信号の送信は行えない状態となる。

第２ステップＳ２０は、局側装置２から加入者装置３−ｎに向けて、送信許可信号及び送信符号として第ｘの拡散符号を指定する信号を送信するステップである。ここで、ｎは１〜Ｎの任意の整数である。ｘは１〜Ｎの整数であり、初期値は１である（ステップＳ１５）。このｘは、スキュー調整の対象となるチャネルに対応する。加入者装置３−ｎが、これら２つの信号を受信することによって、加入者装置３−ｎは同期信号を第ｘの拡散符号を用いて符号化し、局側装置２に向けて送信を開始する。

第２ステップＳ２０は、後述するステップＳ７５に続いて実行される場合がある。この場合、加入者装置３−ｎは第（ｘ−１）の拡散符号を用いて符号化した同期信号を送信し続けている状態である。この状態で送信符号として第ｘの拡散符号を指定する信号を受信した場合、図９に示すように、必ず符号の変わり目で間隔を空けずに、常に同じ周期で同期信号を送信し続けることが重要である。

第３ステップＳ３０は、第２ステップＳ２０で加入者装置３−ｎから送信された同期信号を、局側装置２内の受信部４０−ｘにて受信を試みるステップである。このときの可変移相器４３−ｘの移相量はｍ・Δｔに設定する。ｍは０〜Ｍの整数であり、Δｔは移相ステップ量である。

変数ｍの最大値Ｍと移相ステップ量Δｔと、データ信号におけるビット間隔との間には、（１）式に示す関係が成り立つ。

Ｍ・Δｔ＝ビット間隔…（１）
第４ステップＳ４０は、第３ステップＳ３０で説明した変数ｍの値がＭに等しいか否かを判定するステップである。

第５ステップは図８においてＳ５０及びＳ５５と示されたステップを含む。第４ステップの条件が真と判定された場合はステップＳ５０に進み、偽と判定された場合はステップＳ５５に進む。

ステップＳ５５は変数ｍを１増加させるステップである。その後、第３ステップＳ３０に戻る。

ステップＳ３０、Ｓ４０、Ｓ５５のループが意味するところは、受信部４０−ｘにて受信信号をラッチするタイミング（主クロックの移相量）を、０、１・Δｔ、２・Δｔ、…、Ｍ・Δｔと変化させ、各ラッチタイミングにおいて同期信号を受信できるか否かを判定することである。このＭ＋１回の判定がすべて終了した後、次のステップＳ５０へ進む。

ステップＳ５０は、上記ループを実行することで得られた固定信号を検出できた範囲ＡＲを顧み（図１０参照）、その範囲ＡＲの中心の値ｉ・Δｔを最適位相量に設定する。制御情報生成部５１は、可変移相器４３−ｘの移相量をこの最適移相量に設定し、受信タイミングを確立（固定）させる。以上のステップを実行することで、受信部４０−ｘのスキュー調整が完了する。

第６ステップＳ６０は変数ｘがＮに等しいか否かを判定するステップである。すなわち全受信部４０のスキュー調整が完了したか否かを判定している。

第７ステップは図８においてＳ７０及びＳ７５と示されたステップを含む。第６ステップの条件が真と判定された場合はステップＳ７０に進み、全ての受信部４０のスキュー調整が完了する。偽と判定された場合はステップＳ７５に進み、変数ｘの値を１増加させる。その後、第２ステップＳ２０へ戻り、次の受信部のスキュー調整を実行する。

（Ａ−２−３）同期確立動作
次に、局側装置２の受信回路における各チャネルに対するスキュー調整を行った後、通信システム１における同期確立動作（レンジング）を説明する。同期確立動作は、主として、送信部や受信部の上位層の制御部が中心になって行うものである。

ここで、レンジングとは、全ての加入者装置３−１〜３−Ｎからの送信信号の位相を同期させることを言う。レンジングは、局側装置２から各加入者装置３−ｎまでの伝送路距離が各加入着装置３−ｎ毎に異なるため、データ（送信信号）の伝送時間に差が発生するのを補正するための処理である。

最初に、局側装置２（の図示しない制御部）は、全ての加入者装置３−１〜３−Ｎに、通信の停止命令（送信信号）を送信させて全ての加入者装置３−１〜３−Ｎを待機状態にさせる。

通信の停止命令は、レンジングの開始命令であっても良い。

第１の実施形態の場合、その後、局側装置２の制御下で、チャネルＣＨ１からチャネルＣＨＮに向けて、１チャネルずつ位相を確定する処理を行う。

各チャネルの位相確定処理（レンジング処理）は同様であり、以下では、チャネルＣＨ１について、図１０及び図１１を参照しながら説明する。なお、チャネルＣＨ１についてのレンジング処理中においては、局側装置２と他のチャネルの加入者装置３−２〜３−Ｎが通信を実行することはない。また、局側装置２の受信部４０−ｎは、各チャネルのスキュー調整がなされている。

（Ｓ１）図１１において、局側装置２は、加入者装置３−１に向け、送信許可信号を送信する。送信許可信号は同一同期信号の１つ以上の繰り返しからなっており、同期信号中の制御信号には、加入者装置３−１の送信部３０−１における可変移相器３３−１を制御するための情報（移相量情報）が記入されている。

（Ｓ２）加入者装置３−１は、送信許可信号を受信した後、その同期信号中に記入された移相量情報を読み取り、可変移相器３３−１の移相量を設定し、返答信号を局側装置２へ向けて送信する。この返答信号は、同一同期信号の１つ以上の繰り返しからなっている。

（Ｓ３）局側装置２は、受信部４０−１にて加入者装置３−１から送られた返答信号中の固定信号の受信を試みる。固定信号をエラーなしで受信できたか否かによって、受信同期できたか否かを判定する。

以上（Ｓ１）〜（Ｓ３）の動作を、図１１に示すように、Ｍ回繰り返し行う。但し、位相量情報は、各繰り返し毎にΔｔだけ増加させる。このとき、繰り返し回数Ｍと移相ステップ量Δｔと、データ信号におけるビット間隔との間には、（１）式に示す関係が成り立つ。

Ｍ・Δｔ＝ビット間隔 …（１）
ここで、ＭとΔｔの組み合わせは多数存在する。Ｍを大きくすると、移相量を正確に調整することができるが、１回のレンジングにかかる時間が増大する。Ｍを小さくすると、移相量の誤差が大きくなるが、１回のレンジングにかかる時間は減少する。いわゆるトレードオフの関係にあるので、環境に合わせて適切にＭとΔｔの値を決定する。

上記（Ｓ１）〜（Ｓ３）の動作をＭ回繰り返した後、局側装置２は、図１０に示すような固定信号を検出できた範囲ＡＲを顧み、その範囲ＡＲの中心の値ｉ・Δｔを最適位相量に設定する。局側装置２は、図１１に示すように、この最適移相量を記入したレンジング完了通知を加入者装置３−１に送信し、加入者装置３−１の送信位相を確立（固定）させる。

その後、局側装置２は、図１１に示すように、チャネルＣＨ２の加入者装置３−２に対するレンジング処理に移行し、以下同様に、チャネルＣＨ３〜ＣＨＮの加入者装置３−２に対するレンジング処理を順次実行する。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、第１の実施形態によれば、局側装置２内の各受信部４０にスキューが存在する場合でも、上記の手順を踏むことで、スキューをゼロに近づけることができる。また、第１の実施形態のスキュー調整手順を実行した後、従来例のレンジング処理を行えば、確実な符号同期を確立することができる。

（Ｂ）他の実施形態
本発明は、１対Ｎ通信システムの適用用途は限定されるものではない。すなわち、ＰＯＮ（パッシブオプティカルネットワーク）に限定されるものではなく、伝送路が電気的伝送路であっても良い。

第１の実施形態では、拡散復調のために相関出力を得る構成がマッチドフィルタを用いる場合を例示したが、スライディング相関器などの他の相関演算構成を適用するようにしても良い。

第１の実施形態では、位相を振らせる範囲が１ビット間隔（Δｔ〜Ｍ・Δｔ）であるものを示したが、これより狭い範囲で位相を振らせて新たな最適移相量を決定するようにしても良い。また、位相の変化が漸増のものを示したが、他の変化方法を適用しても良い。例えば、漸減であってもよい。また例えば、２分法その他の探索法に準じた変換方法を適用しても良い。

第１の実施形態の通信システムの全体構成及び局側装置の送信構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の加入者装置の受信構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の加入者装置の送信構成及びその送信部から局側装置への送信信号の流れに沿った通信システムの全体構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の局側装置の受信構成を示すブロック図である。 第１の実施形態のスキュー調整時に機能する各部の概念構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における局側装置と加入者装置との間の通信信号の構成を示す説明図である。 第１の実施形態の拡散変調及び逆拡散処理の原理の説明図である。 第１の実施形態の局側装置の受信部におけるスキュー調整方法の動作を説明するフローチャートである。 第１の実施形態の同期信号の送信タイミングを説明する説明図である。 第１の実施形態のスキュー調整処理及びレンジング処理に係る自己相関出力を示すタイミングチャートである。 第１の実施形態のレンジング動作の説明用シーケンス図である。

符号の説明

１…１対Ｎ通信システム、
２…局側装置
１０−１〜１０−Ｎ…送信部、１１…加算部、１２−１〜１２−Ｎ…拡散部
１３−１〜１３−Ｎ…同期信号生成部、
４０−１〜４０−Ｎ…受信部、４１−１〜４１−Ｎ…マッチドフィルタ、
４２−１〜４２−Ｎ…同期信号検出部、４３−１〜４３−Ｎ…可変移相器、
４４−１〜４４−Ｎ…クロック再生部、４５−１〜４５−Ｎ…ゲート部、
４９…分配器、５１…制御情報生成部、
３−１〜３−Ｎ…加入者装置、
２０−１〜２０−Ｎ…受信部、２１−１〜２１−Ｎ…マッチドフィルタ、
２２−１〜２２−Ｎ…同期信号検出部、２３−１〜２３−Ｎ…可変移相器、
２４−１〜２４−Ｎ…クロック再生部、２５−１〜２５−Ｎ…ゲート部、
３０−１〜３０−Ｎ…送信部、３１−１〜３１−Ｎ…拡散変調部、
３２−１〜３２−Ｎ…同期信号生成部、３３−１〜３３−Ｎ…可変移相部、
５２−１〜５２−Ｎ…制御部、
４…分配多重器、
５…共通伝送路、
６−１〜６−Ｎ…個別伝送路。

Claims (5)

1. センタノード装置とＮ（Ｎは２以上の整数）個のエッジノード装置との間で、同期符号分割多重方式に従って通信を行う１対Ｎ通信システムを構成する上記センタノード装置のチャネル毎の受信回路内部で生じる伝搬遅延時間を調整する伝搬遅延時間調整方法において、
   上記センタノード装置が、上記チャネル毎の受信回路内部で発生する伝搬遅延時間を順次調整する主制御手段を備え、上記各エッジノード装置が、上記主制御手段と協働して上記伝搬遅延時間を制御する従制御手段を備え、
   上記主制御手段が、
   上記エッジノード装置に対して、拡散符号を指定した送信許可信号を送信する送信許可信号送信工程を有し、
   上記従制御手段が、
   上記送信許可信号を受信した際に、上記拡散符号を用いて符号化した同期信号を繰り返し送信させる送信制御工程を有し、
   上記主制御手段が、
   上記エッジノード装置に対応する上記受信回路の受信位相を変化させる受信位相制御工程と、
   上記エッジノード装置からの受信信号中の固定信号期間に対する上記受信回路からの拡散復調出力信号に基づき、信号を有効に受信できたか否かを判定する受信可否判定工程と、
   上記受信位相を振らせた範囲のなかで有効に受信できた最適な受信位相を決定する最適受信位相決定工程と、
   上記最適な受信位相を上記受信回路の受信位相として設定する受信位相設定工程と
   を有する
   ことを特徴とする伝搬遅延時間調整方法。
2. センタノード装置とＮ（Ｎは２以上の整数）個のエッジノード装置との間で、同期符号分割多重方式に従って通信を行う１対Ｎ通信システムを構成する上記センタノード装置のチャネル毎の受信回路内部で生じる伝搬遅延時間を調整する伝搬遅延時間調整システムにおいて、
   上記センタノード装置が、上記チャネル毎の受信回路内部で発生する伝搬遅延時間を順次調整する主制御手段を備え、上記各エッジノード装置が、上記主制御手段と協働して上記伝搬遅延時間を制御する従制御手段を備え、
   上記主制御手段が、
   上記エッジノード装置に対して、拡散符号を指定した送信許可信号を送信する送信許可信号送信部を有し、
   上記従制御手段が、
   上記送信許可信号を受信した際に、上記拡散符号を用いて符号化した同期信号を繰り返し送信させる送信制御部を有し、
   上記主制御手段が、
   上記エッジノード装置に対応する上記受信回路の受信位相を変化させる受信位相制御部と、
   上記エッジノード装置からの受信信号中の固定信号期間に対する上記受信回路からの拡散復調出力信号に基づき、信号を有効に受信できたか否かを判定する受信可否判定部と、
   上記受信位相を振らせた範囲のなかで有効に受信できた最適な受信位相を決定する最適受信位相決定部と、
   上記最適な受信位相を上記受信回路の受信位相として設定する受信位相設定部と
   を有する
   ことを特徴とする伝搬遅延時間調整システム。
3. センタノード装置とＮ（Ｎは２以上の整数）個のエッジノード装置との間で、同期符号分割多重方式に従って通信を行う１対Ｎ通信システムを構成する上記センタノード装置のチャネル毎の受信回路内部で生じる伝搬遅延時間を調整する伝搬遅延時間調整装置において、
   上記センタノード装置が、上記チャネル毎の受信回路内部で発生する伝搬遅延時間を順次調整する主制御手段を備え、
   上記主制御手段が、
   上記エッジノード装置に対して、拡散符号を指定した送信許可信号を送信する送信許可信号送信部と、
   上記エッジノード装置に対応する上記受信回路の受信位相を変化させる受信位相制御部と、
   上記エッジノード装置からの受信信号中の固定信号期間に対する上記受信回路からの拡散復調出力信号に基づき、信号を有効に受信できたか否かを判定する受信可否判定部と、
   上記受信位相を振らせた範囲のなかで有効に受信できた最適な受信位相を決定する最適受信位相決定部と、
   上記最適な受信位相を上記受信回路の受信位相として設定する受信位相設定部と
   を有することを特徴とする伝搬遅延時間調整装置。
4. センタノード装置とＮ（Ｎは２以上の整数）個のエッジノード装置との間で、同期符号分割多重方式に従って通信を行う１対Ｎ通信システムを構成する上記センタノード装置のチャネル毎の受信回路内部で生じる伝搬遅延時間を調整する伝搬遅延時間調整プログラムにおいて、
   上記センタノード装置が、上記チャネル毎の受信回路内部で発生する伝搬遅延時間を順次調整する主制御手段を備え、
   上記主制御手段を、
   上記エッジノード装置に対して、拡散符号を指定した送信許可信号を送信する送信許可信号送信部、
   上記エッジノード装置に対応する上記受信回路の受信位相を変化させる受信位相制御部、
   上記エッジノード装置からの受信信号中の固定信号期間に対する上記受信回路からの拡散復調出力信号に基づき、信号を有効に受信できたか否かを判定する受信可否判定部、
   上記受信位相を振らせた範囲のなかで有効に受信できた最適な受信位相を決定する最適受信位相決定部、
   上記最適な受信位相を上記受信回路の受信位相として設定する受信位相設定部
   として機能させることを特徴とする伝搬遅延時間調整プログラム。
5. センタノード装置とＮ（Ｎは２以上の整数）個のエッジノード装置との間で、同期符号分割多重方式に従って通信を行う１対Ｎ通信システムの上記センタノード装置として機能するノード装置において、請求項３に記載の伝搬遅延時間調整装置を備えることを特徴とするノード装置。

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