JP2682703B2 - マルチポイント接続モデムのリトレーニング方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 親局に対し複数の子局を上り回線及び下り回線を介し
てマルチポイント接続したマルチイント接続モデムのリ
トレーニング方式に関し、 下り回線の障害復旧後に直ちに子局モデムの復調処理
を正常に戻すことを目的とし、 子局モデムで下り回線の障害による受信異常を検出し
た際は、上り回線のサブチャネルを使用して親局にトレ
ーニング信号の再送を要求し、この子局要求を受けた親
局モデムが下り回線にトレーニング信号を送出するリト
レーニングを行なうように構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は、親局に対し下り回線及び上り回線を介して
複数の子局をマルチポイント接続したマルチポイント接
続モデムのリトレーニング方式に関する。

マルチポイント接続モデムにあっては、親局モデムに
対し複数の子局モデムを上り回線及び下り回線の各々を
介してマルチポイント接続しており、親局側のホストか
らのポーリング手順に従って子局側の端末を呼出し、呼
出しを受けた端末からのデータを子局で変調して親局に
送信する。

ここで親局モデムで変調されたポーリングデータを下
り回線を通して受信する子局モデムの復調部にあって
は、モデム自信はポーリングデータ等のユーザデータを
意識しないため、親局からのポーリングの送信が開始さ
れると、その後は常時データ受信状態に置かれる。この
ため親局でポーリングを開始するに先立って親局よりト
レーニング信号が送信され、全ての子局モデムは復調部
におけるAGC回路、自動等化器（AEQ）、自動キャリア位
相制御回路（CAPC）等の初期化、引き込みを行ない、そ
の後にポーリングデータ等のユーザデータの受信復調を
行なうようになる。

しかし、子局モデムの復調部から見て常時データ伝送
が行なわれている下り回線に瞬断等による回線異常が発
生すると、子局モデムのAGC、AEQ、CAPC等の動作パラメ
ータが異常値となり、障害復旧後に正常に戻るには時間
がかかる。

このため下り回線に障害が発生しても障害復旧後に子
局モデムによる下りデータの復調処理を迅速に正常状態
に戻すことが望まれる。

［従来の技術］ 従来のマルチポイント伝送システムとしては例えば第
７図のものがある。

第７図において、10は親局モデム、12−１〜12−３は
子局モデムであり、下り回線100と上り回線200を介して
マルチポイント接続される。親局モデム10はホスト38か
らの所定のポーリング手順に従って子局12−１〜12−３
に対し下り回線100を使用してポーリング用の変調信号
を伝送する。

親局モデム10からのポーリング変調信号は子局モデム
12−１〜12−３で復調されて端末36−１〜36−３に送ら
れ、自己の呼出しを判別したいずれか１つの端末から応
答データが返送される。

例えば端末36−１が応答したとすると、子局モデム12
−１で応答データ変調して上り回線200を介して親局モ
デム10に伝送し、親局モデム10で復調してホスト38に出
力する。

ここで親局モデム10は子局モデム12−１〜12−３側に
対しポーリングを開始するシステム立上り時に、まずト
レーニング信号を送信し、子局モデム12−１〜12−３の
復調部に設けられたAGC、AEQ、CAPC等の回線劣化をキャ
ンセルする回路部の初期化引き込みを行なって子局毎に
異なる回線劣化要因に適合した動作パラメータを設定
し、その後にポーリングデータの送信に入る。

一方、子局モデム12−１〜12−３は、親局モデム10に
対し応答データを送信する際には、まずトレーニング信
号を送出して親局モデム10の復調部の初期化引き込みを
行ない、その後に応答データを変調して送信するように
なる。

［課題を解決するための手段］ しかしながら、このような従来のマルチポイント接続
モデムにあっては、親局からのポーリングデータ等の変
調信号が常時送り続けられている状態となる下り回線で
瞬断等の回線異常が起きた場合、全ての子局モデムの復
調部は、この回線異常で生じた劣化要因をキャンセルで
きるように動作パラメータを制御することになる。しか
し、動作パラメータの制御によっても元来キャンセル不
能な回線異常であるために、復調部の各動作パラメータ
は通常は起き得ない異常な値となってしまう。

このため瞬断等の回線異常が復旧した場合、子局モデ
ムの復調部は異常な動作状態にあり、復旧後の受信デー
タを使用して徐々に正常な状態に戻るデータ引き込み動
作を行なうが、このような通常データによる動作引込み
はトレーニング信号を使用した場合に比べ正常状態に復
旧するまでに時間がかかる。

特に、通常データによる復旧は高速モデムになるほど
長くなる傾向にある。

従って、従来システムにあっては、下り回線の回線障
害が復旧しても長時間データ通信ができず、ネットワー
ク効率を著しく低下させる問題があった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、下り回線の障害復旧後に子局モデムの復調処理
を直ちに正常に戻すことのできるマルトポイント接続モ
デムのリトレーニング方式を提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

まず本発明は、親局10に対し複数の子局12−１〜12−
ｎを下り回線及び上り回線の各々を介してマルチポイン
ト接続し、親局10には、下り回線の主チャネルを使用し
てユーザデータを高速伝送する下り主変調部14、下り回
線の副チャネルを使用して各種の管理情報を低速伝送す
る下り副変調部16、上り回線の主チャネルで受信された
変調信号からユーザデータを復調する上り主復調部26、
及び上り回線の副チャネルで受信された変調信号から各
種の管理情報を復調する上り副復調部28を設け、一方、
子局12−１〜12−ｎの各々には、下り回線の主チャネル
から受信した変調信号からユーザデータを復調する下り
主副変調部18、下り回線の副チャネルで受信した変調信
号から各種の管理情報を復調する副復調部20、上り回線
の主チャネルを使用してユーザデータを高速伝送する上
り主変調部22、及び上り回線の副チャネルを使用して各
種の管理情報を低速伝送する上り副変調部24を設けたマ
ルチポイント接続モデムを対象とする。

このようなマルチポイント接続モデムにつき本発明の
リトレーニング方式にあっては、まず子局12−１〜12−
ｎの各々に、下り復調部18の受信品質から回線異常を検
出した際に上り副変調部22により親局10に対しトレーニ
ング信号の再送を要求させる異常検出手段30を設ける。

また親局10には、上り副復調部28により子局12−１〜
12−ｎのいずれかからトレーニング信号の再送要求の受
信出力が得られた際に、下り主変調部14に対しトレーニ
ング信号の送信を指令するリトレーニング指令手段32を
設ける。

更に、親局10のリトレーニング手段32に対しては、上
り副復調部28よりら得られた子局からの異常検出に関す
る履歴情報及びリトレーニング実施時間等を記憶した子
局情報記憶手段34を設け、新たなリトレーニング要求を
受けた際に子局情報記憶手段34を参照し、過去のリトレ
ーニング結果に基づき新たなリトレーニングの有無を決
定するように構成する。

［作用］ このような構成を備えた本発明によるマルチポイン接
続モデムのリトレーニング方式によれば、下り回線の障
害に起因した子局モデムの異常を直ちに親局に通知して
トレーニング信号を送出させることで、子局モデムを直
ちに正常状態に復旧させることができ、ネットワークの
利用効率を大幅に高めることができる。

また副チャネルを使用して子局から親局にリトレーニ
ング要求を通知するために、主チャネルを使用した本来
のデータ伝送に影響を及ぼすことがない。

更に、リトレーニング要求を受けた親局は、過去の子
局の履歴やリトレーニング実施時間等を参照し、もし同
じ子局より複数回にわたるリトレーニング要求を受けて
いたような場合には、回線障害ではなく子局のハードエ
ラーによるものと判断でき、不必要なリトレーニングを
排除することでリトレーニングによる回線効率の低下を
未然に防ぐことができる。

［実施例］ 第２図は本発明のリトレーニング方式が適用されるマ
ルチポイント接続モデムの親局実施例構成図である。

第２図において、10は親局モデムであり、親局モデム
10に対しては下り回線100と上り回線200が接続され、下
り回線100及び上り回線200には第７図に示したように複
数の子局モデムがマルチポイント接続されている。

親局モデム10における下り回線100側には下り主変調
部14、下り副変調部16及び混合部40が設けられる。即
ち、この実施例にあってはアナログ電話回線を使用した
上り回線100の伝送周波数帯域0.3〜3.4KHzに対し第３図
に示すようにユーザデータの変調信号を高速伝送するメ
インチャネルと、モデム間での各種の管理情報等の低速
伝送に使用するサブチャンネルを割り当てている。例え
ば、ユーザデータの変調信号を高速伝送するメンインチ
ャネルは9,600bpsであるのに対し、周波数帯域の低域側
に割り当てたサブチャネルはモデム間の管理情報を75bp
sで低速伝送する。

下り主変調部14はホストインタフェース44を介してホ
スト38よりユーザデータ、即ちポーリングデータを受
け、このポーリングデータを9,600bpsの変調速度に対応
した１変調当りのビットデータに区切り、マッピング回
路により複素平面上での信号点座標に変換し、実数成分
Reについてはcosωｔで振幅変調し、また虚数成分Imに
ついてはsinωｔで振幅変調した後、合成して混合部40
に出力する。

このような下り主変調部14の変調機能はサブ変調部16
についても基本的には同じであり、サブ変調部16にあっ
てはモデム間での各種管理情報としてのデータの変調を
行なった後、混合して混合部40に出力する。

混合部40は下り主変調部14より出力されるメインチャ
ネルの変調信号と下り副変調部16より出力されるサブチ
ャネルの変調信号を混合し、下り回線100に送出する。

一方、親局モデム10に対する上り回線200側には上り
主復調部26、上り副復調部28及び分離フィルタ42が設け
られる。

分離フィルタ42は上り回線200を介して子局モデムよ
り送信された変調信号を第３図に示すメインチャネルの
変調信号とサブチャネルの変調信号に分離する。

上り主復調部26は分離フィルタ42で分離されたメイン
チャネルの復調信号を、例えばA/D変換してデジタル・
シグナルプロセッサ（DSP）に入力し、上り回線200によ
る回線劣化要因のキャンセル処理を行なう。具体的には
DSPはプログラム制御によりAGC回路、自動等化器（AE
Q）、キャリア自動位相制御回路（CAPC）、予測フィル
タ（PRDF）を用いた位相ジッタ除去回路を備え、AGC回
路で受信信号レベルを一定レベルに補償し、AEQで符号
間干渉成分を除去し、CAPCにより周波数オフセット及び
位相エラーを除去し、更に予測フィルタにより位相ジッ
タ成分を除去する。

このような上り主復調部26に設けられたDSPによる回
線劣化要因のキャンセル処理が終了すると、テーブルデ
ータを使用した判定回路により正しい信号点が判定され
る。このように判定された信号点座標はマッピング回路
を使用して１変調当りのデータビット列に変換され、最
終的に各変調毎のビット列をつなげ、ホストインタフェ
ース44を介してホスト38に子局から上り回線200を介し
て送信された変調信号の復調によるユーザデータを送出
する。

上り復調部28についても基本的には上り主復調部26と
同じであり、分離フィルタ42で分離されたサブチャネル
の変調信号をDSPを使用して回線劣化要因を除去した
後、正しい信号点を判定し、マッピング回路で１変調当
り２ビットとなるビットデータに変換した後、各変調毎
の２ビットデータをつなげて出力する。

更に親局モデム10にはコントロール部320が設けられ
ており、コントロール部320は下り副変調部16及び副変
調部28に接続され、下り回線100及び上り回線200のサブ
チャネルを使用して子局モデムとの間で各種の管理情報
を伝送できるようにしている。

更に、コントロール部320には本発明における下り主
変調部14に対し上り副復調部28を通じて子局側よりトレ
ーニング信号の再送を要求するリトレーニング要求を受
けた際に下り主変調部14に対しトレーニング信号を送出
を指令するリトレーニング指令手段としての制御機能が
設けられる。また、コントロール部320に対しては子局
情報記憶部34が設けられ、上り副復調部28を介して子局
側より受信された子局モデムにおける異常検出の履歴情
報、リトレーニング実施時間等を子局単位に記憶できる
ようにしている。

第４図は本発明のリトレーニング方式が適用されるマ
ルチポンイント接続モデムにおける子局実施例構成図で
ある。

第４図において、子局モデム12−１には下り回線100
と上り回線200が接続され、第７図に示したように子局
モデム12−１は他の子局モデムと共に親局モデムに対し
下り回線100及び上り回線200を介してマルチポイント接
続される。

子局モデム12−１に対する下り回線100側には分離フ
ィルタ46、下り主復調部18、下り副復調部20及びモニタ
部302が設けられる。ここで、分離フィルタ46は第２図
の親局の分離フィルタ42と同じであり、また下り主復調
部18は親局の上り主復調部26と同じであり、更に下り副
復調部20も親局の上り副復調部28と同じである。

下り主復調部18に対して設けられたモニタ部302は下
り主復調部18に設けられた判定回路において検出される
判定エラーから受信品質を示す信号を作り出して監視
し、予め定めた閾値以下となったときに異常検出出力を
生ずる。

第５図は第４図の子局モデム12−１に設けられたモニ
タ部302の一実施例を、下り主復調部18と共に示した実
施例構成図である。

第５図において、下り主復調部18には下り回線100よ
り受信された受信信号の符号間干渉を除去する自動等化
器（AEQ）52、自動等化器52の出力に含まれる周波数オ
フセット及び位相エラーを除去するキャリア自動位相制
御回路（CAPC）54、及びキャリア自動位相制御回路54の
出力から正しい信号点を判定する判定回路56が設けられ
ている。尚、判定回路56としてはテーブルデータに基づ
いて正しい信号点を判定する硬判定、或いは送信側のト
レリス符号化に基づいて正しい信号点を判定するビタビ
復号回路を用いた軟判定回路のいずれか一方、もしくは
両方が用いられる。

モニタ部302に対しては下り主復調部18に設けた判定
回路56の入力信号と出力信号の差を減算器58で検出した
信号、即ち判定エラー信号が与えられる。減算器58から
の判定エラー信号は積分器60で積分される。積分器60で
積分された判定エラー信号は比較器62,64のそれぞれに
入力され、予め定めた閾値Th0,Th1と比較される。例え
ば、積分器60の出力が０〜1.0（１に近い程、受信品質
が良い）をとるものとすると、比較器62の閾値Th0は、
例えばTh0＝0.5に設定され、また比較器64の閾値Th1
は、例えばTh1＝0.1に設定される。

閾値Th0を設定した比較器62は積分器60で積分された
判定エラー信号が閾値Th0＝0.5以下になるとＨレベルと
なるSQD信号、即ち受信品質低下検出信号を出力する。
一方、比較器64は積分器60で積分された判定エラー信号
が閾値Th1＝0.1以下となったとき復旧不能な異常が発生
したものとしてＨレベルとなる警報発報信号CVJを出力
する。

再び第４図を参照するに、下り復調部18に対して設け
られたモニタ部302による異常検出出力はコントロール
部300に与えられ、コントロール部300はモニタ部302よ
り異常検出出力を受けると、瞬断等により下り回線100
に回線異常が生じたものと判断し、上り回線200に設け
た上り副変調部24に対し子局アドレスと異常発生データ
で成るリトレーニング要求信号を出力する。

子局モデム12−１に対する子局モデム200側には上り
主変調部22、上り副変調部24及び混合部48が設けられ
る。上り主変調部22は第２図に示した親局の下り主変調
部14と同じであり、まだ上り副変調部24は親局の下り副
変調部16と同じであり、更に混合部48も親局の混合部40
と同じである。

上り主変調部22に対しては、端末36−１におけるポー
リング呼出しの判別に基づく応答データがDTE部50を介
して与えられ、この端末36−１からの応答データを変調
して混合部48より上り回線200に送出する。

一方、上り副変調部24はコントロール部300がモニタ
部302からの異常検出出力を判別した際に子局アドレス
及び異常発生を示すリトレーニング要求データを出力す
ることから、このリトレーニング要求データをサブチャ
ネルに変調し、混合部48より上り回線200に送出するよ
うになる。

次に上記の実施例の動作を第６図を参照して説明す
る。

まず、マルチポイント接続モデムのシステムを立上げ
るために親局及び複数の子局側のモデム電源を投入した
とすると、まず親局モデム10の下り主変調部14より第６
図の時刻t1〜t2の斜線部で示すようにトレーニング信
号、即ちトレーニングデータの変調信号が下り回線100
を介してマルチポイント接続された全ての子局モデムに
設けられた下り主復調部18に与えられる。従って、例え
ば子局モデム12−１を例にとると、下り主復調部18に設
けられている、例えば第５図に示したような自動等化器
52、CAPC54、更には判定回路56がトレーニング信号に基
づき回線劣化要因をキャンセルする動作パラメータの設
定状態に初期化引込みされるようになる。

時刻t2でシステム立上がり時のトレーニング信号の送
出が終了するとホスト38より所定のポーリング手順に従
った子局呼出しのためのポーリングデータ（下り電文デ
ータ）が親局モデム10の下り主復調部14に与えられ、ポ
ーリングデータ（下り電文データ）を下り回線100に送
出するようになる。

このような親局モデム10からのポーリングデータ（下
り電文データ）の伝送状態において、例えば第４図に示
す子局モデム12−１のモニタ部302にあっては、下り主
復調部18より得られる判定エラー信号に基づいて異常発
生の有無を監視している。

この異常発生の監視状態で、例えば下り回線100の瞬
断等により下り主復調部18における受信品質が低下し
て、第５図に示す比較器62からのSQD信号の出力に基づ
き、例えば時刻t3で異常検出が行なわれたとすると、コ
ントロール部300は異常検出から規定時間経過後に上り
復変調部24を介して親局モデム10に対し子局アドレスAD
Dと異常発生データDATAによるリトレーニング要求通知
を行なう。

この子局モデム12−１からの上り回線200のサブチャ
ネルを使用したリトレーニング通知は時刻t4で親局モデ
ム10の上り副復調部28で復調されてコントロール部320
に与えられる。

親局モデム10のコントロール部320は子局側からの子
局アドレスADD及び異常発生データDATAで成るリトレー
ニング要求通知を受けると、子局アドレスに基づき子局
情報記憶部34を参照し、異常発生子局に関する過去の異
常発生経歴及びリトレーニング実施時間を読み出す。

子局情報記憶部34から読み出された異常経歴及びリト
レーニング実施時間から前回のリトレーニングの一定時
間を経過する前に、再度リトレーニング要求がきている
場合には、このリトレーニング要求を無視する。また、
同一子局モデムから異常検出が複数回行なわれている場
合には子局モデムのハード障害もしくは復旧不能な回線
障害と推定されるため、この場合の子局モデムからのリ
トレーニング要求は無視する。

以上の子局情報記憶部34の参照結果に対応したリトレ
ーニング禁止条件に該当しない場合には、コントロール
部320は下り主変調部14に対し、時刻t5で強制的にホス
トデータの変調動作を終了させ、再度時刻t5よりt6まで
の間、トレーニング信号を下り回線100に送出するリト
レーニング動作を行なう。

この時刻t5〜t6におけるリトレーニング信号の送出に
より親局モデム10に対しマルチポンイント接続された複
数の子局モデムの全てに対しシステム立上がり時と同
様、リトレーニング信号が送出され、異常検出を行なっ
た子局モデムの下り主復調部18における自動等化器、CA
PC等の初期化引込みが行なわれ、例えば回線瞬断等によ
り異常な動作パラメータに変化して異常状態に陥ってい
てもリトレーニングにより直ちに正常な動作パラメータ
の設定状態に復旧することができる。時刻t6でリトレー
ニング信号の送信が終了すると、再度ホスト38からのポ
ーリングデータ（下り電文データ）の送信に対し正常な
復調動作を行なうことができる。

勿論、異常検出を行なっていない他の子局モデムにあ
っては、リトレーニング信号の送出時に一時的にホスト
からのポーリングデータ（下り電文データ）の送信が中
断され、強制的にリトレーニング信号に対する初期化引
込みを行なうことになるので、リトレーニング信号の送
出時間は必要最小限に止めることがネットワーク効率を
高める点で望ましい。

また、親局モデム10にあっては子局モデムからのリト
レーニング要求により子局モデムの状態を解析できるこ
とから、親局モデム10側に設けられているネットワーク
サービスプロセッサ（NSP）に対し異常発生子局と異常
内容を通知して解析させ、その結果を表示させるように
してもよい。

［発明の効果］ 以上説明してきたように本発明によれば、下り回線の
障害に起因した子局モデムの異常を親局に通知してトレ
ーニング信号を送出させることで子局モデムを直ちに正
常状態に復帰させることができ、ネットワークの利用効
率を大幅に高めることができる。

また、リトレーニングによる障害復旧が可能であるこ
とから下り電文データの伝送速度を、例えば9,600bpsか
ら更に高い通常のデータ通信では復旧が困難な19,200bp
s等に高めることができる。

また、副チャネルを使用して子局から親局にリトレー
ニング要求を通知するため、主チャネルを使用した本来
のデータ転送に影響を及ぼすことがない。

更に、リトレーニング要求を受けた親局は過去の経歴
を参照してハードエラーに対する不必要なリトレーニン
グを排除することで、リトレーニングによる回線効率の
低下を最小限に止めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図； 第２図は本発明の親局実施例構成図； 第３図はメイン及びサブチャネル割当て説明図； 第４図は本発明の子局実施例構成図； 第５図は本発明の子局モニタ部実施例構成図； 第６図は本発明によるリトレーニング動作説明図； 第７図は従来のマルチポンイント接続モデム構成図であ
る。 図中、 10:親局モデム（親局） 12,12−１〜12−3:子局モデム（子局） 14:下り主変調部 16:上り副変調部 18:下り主復調部手段 20:下り副復調部 22:上り主変調部 24:上り副変調部 26:上り主復調部 28:上り副復調部 30:モニタ部 32:リトレーニング指令手段 34:子局情報記憶手段 36−１〜36−3:端末 38:ホスト 40,48:混合部 42,46:分離フィルタ 50:DTE部 52:自動等化器（AEQ） 54:キャリア自動位相制御回路（CAPC） 56:判定回路 58:減算器 60:積分器 62,64:比較器 100:下り回線 200:上り回線 300,320:コントロール部 302:モニタ部

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】親局（10）に対し複数の子局（12−１〜12
   −ｎ）を下り回線及び上り回線の各々を介してマルチポ
   イント接続し、 親局（（10）に、下り回線の主チャネルを使用してユー
   ザデータを高速伝送する下り主変調部（14）、下り回線
   の副チャネルを使用して各種の管理情報を低速伝送する
   下り副変調部（16）、上り回線の主チャネルで受信され
   た変調信号からユーザデータを復調する上り主復調部
   （26）、及び上り回線の副チャネルで受信された変調信
   号から各種の管理情報を復調する上り副復調部（28）を
   設け、 前記子局（12−１〜12−ｎ）の各々には、下り回線の主
   チャネルから受信した変調信号からユーザデータを復調
   する下り主復調部（18）、下り回線の副チャネルで受信
   した変調信号から各種の管理情報を復調する下り副復調
   部（20）、上り回線の主チャネルを使用してユーザデー
   タを高速伝送する上り主変調部（22）、及び上り回線の
   副チャネルを使用して各主管理情報を低速伝送する上り
   副変調部（24）を設けたマルチポイント接続モデムに於
   いて、 前記子局（12−１〜12−ｎ）の各々に設けられ、前記下
   り主復調部（18）の受信品質から異常を検出した際に前
   記上り副変調部（22）により親局（10）にトレーニング
   信号の再送を要求させる異常検出手段（30）と； 前記親局（10）に設けられ、前記上り副復調部（28）に
   より子局（12−１〜12−ｎ）のいずれかからトレーニン
   グ信号の再送要求の受信出力が得られた際に、前記下り
   主変調部（14）にトレーニング信号の送信を指令するリ
   トレーニング指令手段（32）と； を備えたことを特徴とするマルチポイント接続モデムの
   リトレーニング方式。
2. 【請求項２】前記前記親局（10）に設けたリトレーニン
   グ手段（34）は、前記上り副復調部（28）より得られた
   子局の異常検出に関する履歴情報及びリトレーニング実
   施時間等を記憶した子局情報記憶手段（34）を有し、新
   たなリトレーニング要求を受けた際に前記子局情報記憶
   手段（34）を参照し、過去のリトレーニング結果に基づ
   き新たなリトレーニングの有無を決定することを特徴と
   する請求項１記載のマルチポイント接続モデムのリトレ
   ーニング方式。