JP3458801B2 - マルチキャリア伝送システム及びその方法 - Google Patents
マルチキャリア伝送システム及びその方法Info
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- JP3458801B2 JP3458801B2 JP35538499A JP35538499A JP3458801B2 JP 3458801 B2 JP3458801 B2 JP 3458801B2 JP 35538499 A JP35538499 A JP 35538499A JP 35538499 A JP35538499 A JP 35538499A JP 3458801 B2 JP3458801 B2 JP 3458801B2
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Description
システム及びその方法に関し、特にDMT(Discrete M
ulti-Tone )変調方式として知られているマルチキャリ
ア伝送システム及びその方法に関するものである。
リア伝送システムの例としては、米国特許公報第5,4
79,447号に開示の技術がある。
(Asymmetric Digital Subscriber Line)装置として
は、複数のキャリアにQAM(Quadrature Amplitude M
odulation )による変調を行い、この変調したキャリア
をIFFT(Inverse Fast Fourier Transform)を用い
て多重化して送信するようになっている。受信側では、
多重化された信号から各キャリアをFFTを用いて抽出
し、QAM変調された信号に復調を行うものである。
ト配分のために各キャリアのSNR(Signal to Noise
Ratio :信号対雑音比)を測定し、この測定されたSN
Rに従ってビット配分を求める様になっている。例え
ば、図13の15に示すように、横軸の周波数は伝送に
使用される各キャリアであり、各キャリアの周波数幅は
4.3125KHzであってその総数は256である
が、これ等各数値は限定されるものではない。データ伝
送時には、これ等キャリアを夫々変調するが、このとき
SNR値を評価してこの評価SNRに従ってビット配分
を求めている。この場合のSNRの評価では、各キャリ
アの周波数帯域において各々のSNR値を求めている。
配分に従ってビット数の伝送を行うものである。このビ
ット数は、評価されたSNR値に基き、与えられた伝送
速度を満足しかつパフォーマンスマージン(性能余裕)
が最大になるようにビット配分が算出される。
与えられた伝送速度が最大のパフォーマンスマージンを
有するビット配分となるように、当該ビット配分を計算
する手法の一例としては、上述の米国特許第5,47
9,447号公報に詳述されている。図13はこのビッ
ト配分方法の一例を示している。送信したい伝送速度
(ビットレート)が与えられると、測定された伝送線路
のSNR値(15)に基いて各キャリアが最大のパフォ
ーマンスマージンを持つようにビット数を各キャリアに
配分する(16)ものである。
SL技術において、日本国内では、同一ケーブル内にT
CM(Time Compression Multiplexing) 方式のISDN
が存在し、これにより生じる周期的な漏話がADSLへ
の信号に大きな雑音となっている。図14を用いてAD
SL回線とTCM−ISDN回線とが同一ケーブルに共
存する場合に発生する漏話について説明する。図14に
は、ADSL回線において下り方向(ATU−C(ADSL
Termination Unit-Center side )からATU−R(AD
SL Termination Unit-Remote side )の方向)にデータ
伝送を行っている時にATU−RがTCM−ISDN回
線によるデータ伝送によって発生する漏話が示されてい
る。
て下り方向のデータ伝送を行っている時に、TCM−I
SDN回線が同じく下り方向のデータ伝送を行っている
場合、遠端漏話(FEXT:Far End Cross-Talk)が発
生する。また、ADSL回線において下り方向にデータ
伝送を行っている時にTCM−ISDN回線がこれとは
逆方向の上り方向のデータ伝送を行っている場合、近端
漏話NEXT(Near End Cross-Talk )が生じる。TC
M方式のISDN回線では、データの伝送を上り方向と
下り方向とで交互に行っているので、ADSL回線はI
SDN回線のピンポン方式のデータ伝送の影響を受け、
近端漏話と遠端漏話とが周期的に発生する。
この周期的な漏話雑音のため、雑音状態の悪い近端漏話
(NEXT)時にはエラーが多量に発生する。また、伝
送速度をNEXT雑音下での通信に合わせて設定した場
合、伝送速度の大幅な減少となる。このISDNからの
漏話雑音状況下において、ADSL装置の通信性能を向
上させるためにいわゆるデュアルビットマップ方式が考
えられる。この方式では、ADSL装置はビットマップ
(ビット配分)を2種類所有し、漏話雑音の周期に同期
させてビットマップを切替えて通信速度を変化させる方
式である。遠端漏話(FEXT)時には雑音は小さいた
め通信速度を大きくし、NEXT時には大きいため通信
速度を小さくする。
では伝送線路のSNR値が複数存在するため、上位層か
ら与えられたビットレート(伝送速度)から従来の方法
でビット配分を行うことはできない。即ち、測定したS
NR値に基づいて各キャリアが最大なパフォーマンスマ
ージンを持つように、与えられたビットレートを2種類
の伝送速度に分配し、更にビット数を各キャリアに分配
する必要がある。
が変化し、この雑音の変化に同期して複数の伝送速度を
切替える場合には、従来のビット配分方法では最大なパ
フォーマンスマージンを得ることができない。
のSNR値に応じて、与えられた伝送速度を実現し、か
つパフォーマンスマージンを最大にすることにより、上
記の課題を解決したビット配分方法に関する技術が、本
発明者によって特願平10−366982号明細書に提
案されている。この技術では、NEXT時の信号がIS
DNへの近端漏話となるために、NEXT時においての
み最大送信電力を減少させて、近端漏話を減少させるこ
とが要求される。すなわち、上記の技術では、FEXT
時とNEXT時の最大送信電力が固定されており、よっ
て、NEXT時のADSLの信号がISDNへの雑音と
なることが問題となる。そこで、ISDNへの影響をな
くすために、NEXT時とFEXT時との送信電力を異
なるように変更可能とすることが必要となっている。
との送信電力を異なるように変更可能とした場合に、パ
アォーマンスマージンを最大にするようにしたビット配
分方法を有するマルチキャリア伝送システム及びその方
法を提供することである。
に変化する複数種の雑音環境下において第一及び第二の
通信局相互間でマルチキャリア伝送方式によるデータ伝
送を行うようにしたマルチキャリア伝送システムであっ
て、前記複数種の各雑音環境下に夫々対応した異なる時
間でマルチキャリアの各キャリアの信号対雑音比を評価
して複数種の信号対雑音比の組を得る信号対雑音比評価
手段と、前記複数種の信号対雑音比の組を、周期的に変
化することのない同一時間の異なる周波数で評価された
1つの信号対雑音比の組とし、この1つの信号対雑音比
の組と、前記雑音環境にそれぞれ対応して予め設定され
た最大送信電力値とに応じて、前記各キャリアのビット
配分をなすビット配分手段とを含むことを特徴とするマ
ルチキャリア伝送システムが得られる。
周期で変化する場合、前記信号対雑音比評価手段は、前
記2種の雑音環境下の各々において対応する信号対雑音
比の組を算出するよう構成されており、前記ビット配分
手段は、これ等2種の信号対雑音比の組を前記1つの信
号対雑音比の組として前記ビット配分をなすよう構成さ
れていることを特徴とする。また、前記ビット配分手段
は、前記1つの信号対雑音比の組の各値及び前記各キャ
リアの最大送信電力値に応じて前記ビット配分をなすよ
うにしたことを特徴とする。
の雑音環境下において第一及び第二の通信局相互間でマ
ルチキャリア伝送方式によるデータ伝送を行うようにし
たマルチキャリア伝送システムであって、前記複数種の
各雑音環境下に夫々対応した異なる時間でマルチキャリ
アの各キャリアの信号対雑音比を評価して複数種の信号
対雑音比の組を得る信号対雑音比評価手段と、前記複数
種の信号対雑音比の組の各値と、前記雑音環境にそれぞ
れ対応して予め設定された最大送信電力値とに応じて、
与えられた伝送速度を実現しかつパフォーマンスマージ
ンを最大にするような前記各キャリアのビット配分をな
すビット配分手段とを含むことを特徴とするマルチキャ
リア伝送システムが得られる。
間隔周期で変化する場合、前記信号対雑音比評価手段
は、前記2種の雑音環境下の各々において対応する信号
対雑音比の組を算出するよう構成されており、前記ビッ
ト配分手段は、これ等2種の信号対雑音比の組の各値に
応じて前記ビット配分をなすよう構成されていることを
特徴とする。また、前記ビット配分手段は、前記2種の
信号対雑音比の組の各値及び総送信電力制限値並びに前
記最大送信電力値に応じて前記ビット配分をなすように
したことを特徴とする。
信局へのデータ伝送の場合、前記第一の通信局は予め定
められた複数の伝送速度を前記第二の通信局へ送信する
手段を有し、前記第二の通信局は前記信号対雑音比評価
手段及び前記ビット配分手段を有し、前記ビット配分手
段は、前記第一の通信局から送信されてきた前記複数の
伝送速度と前記信号対雑音比の組とを基に、データ伝送
におけるマージンを算出する手段と、この算出されたマ
ージンを基に前記複数の伝送速度から最適伝送速度を選
択する手段と、この選択された伝送速度に従って前記各
キャリアのビット配分を算出する手段とを有することを
特徴とする。また、前記第二の通信局は前記ビット配分
を前記第一の通信局へ送出する手段を更に含み、前記第
一の通信局は前記ビット配分に従って前記第二の通信局
へのデータ伝送をなすことを特徴とする。更に、前記2
種の雑音の雑音源は、第一及び第二の通信局との間の通
信回線と同一ケーブル上に存在することを特徴とし、ま
た前記2種の雑音の環境は、第一の雑音環境及びこの第
一の雑音環境よりも雑音状態が悪い第二の雑音環境であ
ることを特徴とする。そして、前記2種の雑音は、遠端
漏話及び近端漏話に起因するものであることを特徴と
し、前記第一及び第二の通信局間はディジタル加入者回
線によるデータ伝送であることを特徴とする。
の雑音環境下において第一及び第二の通信局相互間でマ
ルチキャリア伝送方式によるデータ伝送を行うようにし
たマルチキャリア伝送方法であって、前記複数種の各雑
音環境下に夫々対応した異なる時間でマルチキャリアの
各キャリアの信号対雑音比を評価して複数種の信号対雑
音比の組を得る信号対雑音比評価ステップと、前記複数
種の信号対雑音比の組を、周期的に変化することのない
同一時間の異なる周波数で評価された1つの信号対雑音
比の組とし、この1つの信号対雑音比の組と前記雑音環
境にそれぞれ対応して予め設定された最大送信電力値と
に応じて前記各キャリアのビット配分をなすビット配分
ステップとを含むことを特徴とするマルチキャリア伝送
方法が得られる。
周期で変化する場合、前記信号対雑音比評価ステップ
は、前記2種の雑音環境下の各々において対応する信号
対雑音比の組を算出し、前記ビット配分ステップは、こ
れ等2種の信号対雑音比の組を前記1つの信号対雑音比
の組として前記ビット配分をなすようにしたことを特徴
とする。また、前記ビット配分ステップは、前記1つの
信号対雑音比の組の各値及び前記各キャリアの最大電力
値に応じて前記ビット配分をなすようにしたことを特徴
とする。
の雑音環境下において第一及び第二の通信局相互間でマ
ルチキャリア伝送方式によるデータ伝送を行うようにし
たマルチキャリア伝送方法であって、前記複数種の各雑
音環境下に夫々対応した異なる時間でマルチキャリアの
各キャリアの信号対雑音比を評価して複数種の信号対雑
音比の組を得る信号対雑音比評価ステップと、前記複数
種の信号対雑音比の組の各値と前記雑音環境にそれぞれ
対応して予め設定された最大送信電力値とに応じて、与
えられた伝送速度を実現しかつパフォーマンスマージン
を最大にするような前記各キャリアのビット配分をなす
ビット配分ステップとを含むことを特徴とするマルチキ
ャリア伝送方法が得られる。
周期で変化する場合、前記信号対雑音比評価ステップ
は、前記2種の雑音環境下の各々において対応する信号
対雑音比の組を算出し、前記ビット配分ステップは、こ
れ等2種の信号対雑音比の組の各値に応じて前記ビット
配分をなすようにしたことを特徴とする。また、前記ビ
ット配分ステップは、前記2種の信号対雑音比の組の各
値及び総送信電力制限値並びに前記最大電力値に応じて
前記ビット配分をなすようにしたことを特徴とする。
た複数の伝送速度を前記第二の通信局へ送信するステッ
プを更に含み、前記第二の通信局において実行される前
記ビット配分ステップは、前記第一の通信局から送信さ
れてきた前記複数の伝送速度と前記信号対雑音比の組と
を基に、データ伝送におけるマージンを算出するステッ
プと、この算出されたマージンを基に前記複数の伝送速
度から最適伝送速度を選択するステップと、この選択さ
れた伝送速度に従って前記各キャリアのビット配分を算
出するステップとを有することを特徴とする。そして、
前記ビット配分を前記第二の通信局から前記第一の通信
局へ送出するステップと、前記第一の通信局において前
記ビット配分に従って前記第二の通信局へのデータ伝送
をなすステップとを更に含むことを特徴とする。また、
前記2種の雑音の雑音源は、第一及び第二の通信局との
間の通信回線と同一ケーブル上に存在することを特徴と
すし、更に前記2種の雑音の環境は、第一の雑音環境及
びこの第一の雑音環境よりも雑音状態が悪い第二の雑音
環境であることを特徴とする。また、前記2種の雑音
は、遠端漏話及び近端漏話に起因するものであることを
特徴とし、前記第一及び第二の通信局間はディジタル加
入者回線によるデータ伝送であることを特徴とする。
の実施の形態につき説明する。図1は本発明の実施の形
態を示すブロック図である。図1を参照すると、中央局
としてATU−C100、端末としてATU−R200
が、夫々設けられており、これ等両者間の伝送はディジ
タル加入者回線により行われる。尚、本例では、ATC
−CからATU−Rへ送信する下り方向の伝送速度の決
定につき説明する。下り方向伝送速度送信部1は図示せ
ぬ上位層から指定された下り方向伝送速度r1 〜r4
(本例では、4種の速度とする)をATU−Rへ送信す
るものである。
にて選択された伝送速度rn を記憶するものであり、ビ
ット,パワー配分テーブル10はATU−R200から
送信されたビット,パワー配分テーブルを記憶するもの
である。このビット,パワー配分テーブル10に従っ
て、各キャリアのビット配分及びパワー配分(マッピン
グ)が行われつつ下り方向のデータ伝送がなされる。
ATU−R200の機能は次の如くである。下り方向S
NR評価部2は下り方向伝送の際の伝送線路のSNR評
価を行うものであり、ここでは、例として、TCM−I
SDNがADSLと同一ケーブル内に存在し、その漏話
雑音が周期的に変化する場合について説明する。図2は
TCM−ISDNからADSLへの漏話雑音を説明する
ための図である。図(A)はTCM−ISDNのデータ
の送信方向を示し、(B)はそれによってADSL(A
TU−R)に対して生じる漏話雑音を示す。
Rには近端漏話NEXTが生じ、下り方向送信時には、
遠端漏話FEXTが生じる。そのために、下り方向SN
R評価部2は、NEXTとFEXTとの2種の雑音が存
在する場合での各キャリア周波数におけるSNR値の組
を夫々に評価(算出)し、対応するSNRの組をNEX
T SNR及びFEXT SNRの各保持部3に夫々保
持する。尚、図2(B)はTCM−ISDNにより生ず
る漏話雑音の時間間隔が等しい場合であるが、図2
(C)は等しくない場合の例を示している。図2(C)
において、f及びnは雑音が発生する期間の時間比率を
示しており、この場合にはFEXTが発生する期間fは
NEXTが発生する期間nより短い。
ンスマージン計算部4と、伝送速度選択部5と、ビッ
ト,パワー配分テーブル送信部6とを有する。パフォー
マンスマージン計算部4は下り方向SNR評価部2にて
評価された線路のSNR値3を基に、ATU−C100
より送信されてきた4種の伝送速度を夫々実現する場合
に最大のパフォーマンスマージン値を、4種類計算す
る。伝送速度選択部5は、これ等4種類のパフォーマン
スマージン値から送信可能でかつ伝送速度が最も大なる
値を選択する。ビット,パワー配分テーブル送信部6
は、選択された伝送速度rn で送信を行うためのビッ
ト,パワー配分テーブルをATU−C100へ送信する
が、このビット,パワー配分テーブル7はNEXT時及
びFEXT時で周期的に変化するSNR値の各組対して
夫々算出されたものである。
チャートである。上位層から与えられた4つの伝送速度
は、ATU−CからATU−Rに向かって送信される
(ステップA1)。例えば、r1 からr4 bit/sの
4種類の伝送速度がその他のパラメータと共にATU−
CからATU−Rに送信される。ATU−R側は、雑音
量が周期的に変化する場合、特にここではTCM−IS
DNが同一ケーブル内に存在する場合、ISDNからA
DSLに対してNEXT及びFEXTが発生する。下り
方向SNR評価部2では、この両方の場合における各周
波数のSNR値を評価し、各々をNEXT SNR,F
EXT SNR3に保持する。図4の11及び12は評
価された各周波数のSNR値を示し、11はFEXT発
生時の、12はNEXT発生時の各SNR値を示す。
R評価部2で評価した線路のSNR値3を基に、送信さ
れた4つの伝送速度を実現する場合、パフォーマンスマ
ージンを最大の値に設定するビット配分を夫々4種類計
算する(ステップA2)。図4はその計算方法を示す。
11,12に示すNEXT及びFEXT時のSNR値を
図4の13に示すように、周期的に変化することがなく
倍の周波数まで評価されたSNR値として使用する。
ンを計算するにあたって、使用周波数が倍でありSNR
値が13であるような時間的に変化のない線路につい
て、伝送速度は与えれらた伝送速度の値を倍にし、51
2のキャリアを使用する場合とみなしてビット配分方法
を用いる。本例では、各キャリアの電力制限がある場合
であり、これ等各キャリアの電力上限をEmaskとする。
ここで、データの送信に使用可能な総送信電力の上限E
targetは、(全キャリア数)×(各キャリアの電力上限
Emask)とし、総送信電力の上限によっては、各キャリ
アに使用可能な送信電力が制限されることはないものと
する。
パフォーマンスマージン値、例えば、図3のステップA
2に示すように4種類のマージン値m1 〜m4 から、伝
送速度が最も速くかつマージンが負でない送信可能な伝
送速度を選択する(ステップA3)。全伝送速度に関し
てマージンが全て負であれば、4つの伝送速度全てが送
信不可能であることを示し、ATU−RはATU−Cに
向けて全伝送速度失敗出力を送信する(ステップA
6)。伝送速度のどれか1つを選択することができれ
ば、その選択した伝送速度及びそのパフォーマンスマー
ジンをATU−Cに送信する(ステップA4)。
選択した伝送速度で送信を行うためのビット,パワー配
分テーブルを送信する(ステップA5)。このテーブル
は、NEXT時及びFEXT時で周期的に変化するSN
R値夫々に対して計算する必要がある。使用するビッ
ト,パワー配分テーブルは、512キャリアを使用する
場合として計算したビット,パワー配分テーブル7か
ら、前半256キャリアに相当する部分をFEXT用テ
ーブル、後半256キャリアに相当する部分をNEXT
用テーブルとして使用する。計算された夫々のテーブル
はATU−RからATU−Cに送信される。
雑音の変化周期が等間隔でないため、複数のSNR値を
単一のSNR値にする時に、その時間間隔の比率f及び
nだけSNR値の周波数を増加させる。図5はそのビッ
ト配分の計算方法を示す。図5(A)に示すように、図
4の11,12に示すNEXT及びFEXT時のSNR
値を、FEXT時のSNR値はf倍、更にNEXT時の
SNR値をn倍の周波数まで拡張して使用する。伝送速
度は与えれらた伝送速度の値をf+n倍し、(f+n)
×256のキャリアを使用する線路とみなして、図5
(B)の如きビット配分方法を用いる。
分テーブルは、FEXT時に使用するテーブルの場合、
FEXT時のSNR値を用いたキャリアのどれか一集合
に配分されたビット,パワー配分テーブルを使用する。
またNEXT時のテーブルも同様に、NEXT時のSN
R値を用いたキャリアのどれか一集合に配分されたテー
ブルを使用する。例えば、(3+2)×256=128
0のキャリアを使用するとして計算した図5の場合、ビ
ット,パワー配分テーブル(図5(B))から0〜25
5のキャリアに相当する部分をFEXT用テーブル、7
68〜1023のキャリアに相当する部分をNEXT用
テーブルとして使用する。
ATU−Cに送信されて、ビット,パワー配分テーブル
10に保持されて、下り方向送信時のビット,パワー配
分(マッピング)に用いられるのである。
ーマンスマージンの計算方法を示すフローである。先
ず、各キャリアiの送信電力のFEXT時における最大
値をEmaxi,F(システム毎に予め設定される値)とし、
また各キャリアiの送信電力のNEXT時における最大
値をEmaxi,N(システム毎に予め設定される値)とし
て、これ等にSNR(i)を乗じたSNR´(i)を求
める(ステップA7)。そして、この計算されたSNR
´(i)を降順に並び替え(ステップA8)、 SNR´(i)≧SNR´(i+1) となるように番号の振替えを行う。尚、全キャリア数N
より小なるiまでの全ての番号につき上記不等式は適用
される。
=0とする(ステップA9)。kはカウンタ、γmax は
現在の最大可能システムパフォーマンスマージン、co
untはγmax を達成するために使用するキャリア数で
ある。そして、γ(k)の計算を行う(ステップA1
0)。
能な最大システムパフォーマンスマージンである。この
時、目標達成速度がBtargetであり、総有効コーディン
グゲインがγeff であり、希望するビットエラーレート
が10-7、最良キャリアをk本使用し、現在の幾何平均
SNRは、
力Ei は、 Ei =Emaxi,F (i∈F) Ei =Emaxi,N (i∈N) で与えられる。ここで、送信機により制限される総入力
電力Etargetは、 Etarget,F=kF ・Emaxi,F (i∈F) Etarget,N=kN ・Emaxi,N (i∈N) であり、kF ,kN はFEXT時、NEXT時における
使用キャリア数である。
大電力であり、これは送信パワーマスクにより決まる。
この場合、総入力電力Etargetによっては、各キャリア
の送信可能な最大電力が制限されることはない。
max =γ(k),count=kとする(ステップA1
1,A12)。kがNでなければ、k=k+1として
(ステップA14)、ステップA10へ戻る。ここで、
γmax は与えられたシステムパラメータにおける最大可
能システムパフォーマンスマージンを示しており、co
untはγmax を達成するために使用する最良キャリア
数となる。
配分テーブルの計算方法を示すフローである。上述した
γmax 及びcountを使用し、初期のビット配分テー
ブル{b´i }を、 bi =floor [log2{1+Emaxi,F・SNR(i)/Γmax }] (i∈F) bi =floor [log2{1+Emaxi,N・SNR(i)/Γmax }] (i∈N) を用いて計算する。floor は小数点以下切捨てを示し、
切捨てられた小数点以下の値は、diffi として diffi =bi −log2{1+Emaxi,F・SNR(i)/Γmax } (i∈F) diffi =bi −log2{1+Emaxi,N・SNR(i)/Γmax } (i∈N) により算出される(ステップA15)。
は入力信号コンスタレーションの最も隣接するポイント
の数であり、Q関数は、
16)。このBtotal は、現在のビット配分テーブルが
1マルチキャリアシンボルにおいてサポートしている総
ビット数であり、 Btotal =Σb´i である。ここに、Σはi=0〜N−1の総和である。
現在のビット配分テーブルから1ビット,最少のdiffi
値を持つキャリアのビット配分テーブル{b´i }を1
ビット増加させ、diffi =diffi +1,Btotal =Bto
tal +1とする(ステップA17,A18)。これをB
total =Btargetとなるまで繰り返す。
配分テーブルの算出方法を示すフローである。先ず、与
えられたビット配分テーブル{b´i }を基に、Pe
(i)=Pe,i,targetとなるように、入力電力{E´i
}を割当てる(ステップA19)。ここで、Pe
(i)はi番目のキャリアのエラー確率、Pe,i,target
はi番目のキャリアの目標エラー確率である。尚、{E
´i }はi番目のキャリアが使用する総送信電力であ
る。現在の総送信電力Etotal を、 Etotal,F =ΣEi (i∈F) Etotal,N =ΣEi (i∈N) として算出する(ステップA20)。ここに、Σはi=
0〜N−1の総和である。
する(ステップA21)。この再調整は、(Etarget,F
/Etotal,F )・Ei とEmaxi,F (i∈F)とのうち
小なる値または、(Etarget,N/Etotal,N )・Ei と
Emaxi,N (i∈N)とのうち小なる値を、それぞれE
i とすることで行う。このシステムにおける初期のビッ
ト及びパワー(電力)配分テーブルは、{b´i }及び
{E´i }によって与えられることになる。
する。上記実施の形態では、各キャリアの送信電力制限
がある場合であったが、本例では、総送信電力制限があ
る場合につき述べる。本実施の形態においても、図1の
ブロック図及び図3のその動作を示すフローチャートに
ついては、同一であるものとする。上位層から与えられ
た4つの伝送速度は、ATU−CからATU−Rに向か
って送信される(ステップA1)。例えば、r1 からr
4 bit/sの4種類の伝送速度がその他のパラメータ
と共にATU−CからATU−Rに送信される。
る場合、特にここではTCM−ISDNが同一ケーブル
内に存在する場合、ISDNからADSLに対してNE
XT及びFEXTが発生する。下り方向SNR評価部2
では、この両方の場合における各周波数のSNR値を評
価し、各々をNEXT SNR,FEXT SNR3に
保持する。図9の11及び12は評価された各周波数の
SNR値を示し、11はFEXT発生時の、12はNE
XT発生時の各SNR値を示す。
R評価部2で評価した線路のSNR値3を基に、送信さ
れた4つの伝送速度を実現する場合、パフォーマンスマ
ージンを最大の値に設定するビット配分を夫々4種類計
算する(ステップA2)。図9はその計算方法を示す。
異なる時間で評価された複数のSNR値及び総送信電力
を考慮して与えられた伝送速度を実現し、パフォーマン
スマージンを最大にするようなマルチキャリアのビット
配分を夫々算出する。そのとき、図9に示されるように
異なる時間で評価されたNEXT時及びFEXT時のS
NR値とデータ伝送時の総電力とを考慮して、ATU−
C100から与えられた伝送速度を実現し、パフォーマ
ンスマージンを最大にするようなマルチキャリアの各キ
ャリアのビット配分を算出する。
パフォーマンスマージン値、例えば、図3のステップA
2に示すように4種類のマージン値m1 〜m4 から、伝
送速度が最も速くかつマージンが負でない送信可能な伝
送速度を選択する(ステップA3)。全伝送速度に関し
てマージンが全て負であれば、4つの伝送速度全てが送
信不可能であることを示し、ATU−RはATU−Cに
向けて全伝送速度失敗出力を送信する(ステップA
6)。伝送速度のどれか1つを選択することができれ
ば、その選択した伝送速度及びそのパフォーマンスマー
ジンをATU−Cに送信する(ステップA4)。ビッ
ト,パワー配分テーブル送信部6では選択した伝送速度
で送信を行うためのビット,パワー配分テーブルを送信
する(ステップA5)。このテーブルは、NEXT時及
びFEXT時で周期的に変化するSNR値夫々に対して
計算する必要がある。計算された夫々のテーブルはAT
U−RからATU−Cに送信される。
雑音の変化周期が等間隔でないため、複数のSNR値を
単一のSNR値にする時に、その時間間隔の比率f及び
nだけSNR値の周波数を増加させる。図5はそのビッ
ト配分の計算方法を示す。図5(A)に示すように、図
4の11,12に示すNEXT及びFEXT時のSNR
値を、FEXT時のSNR値はf倍、更にNEXT時の
SNR値をn倍の周波数まで拡張して使用する。伝送速
度は与えれらた伝送速度の値をf+n倍し、(f+n)
×256のキャリアを使用する線路とみなして、図5
(B)の如きビット配分方法を用いる。
分テーブルは、FEXT時に使用するテーブルの場合、
FEXT時のSNR値を用いたキャリアのどれか一集合
に配分されたビット,パワー配分テーブルを使用する。
またNEXT時のテーブルも同様に、NEXT時のSN
R値を用いたキャリアのどれか一集合に配分されたテー
ブルを使用する。例えば、(3+2)×256=128
0のキャリアを使用するとして計算した図5の場合、ビ
ット,パワー配分テーブル(図5(B))から0〜25
5のキャリアに相当する部分をFEXT用テーブル、7
68〜1023のキャリアに相当する部分をNEXT用
テーブルとして使用する。計算された各テーブルは、A
TU−RからATU−Cに送信されて、ビット,パワー
配分テーブル10に保持されて、下り方向送信時のビッ
ト,パワー配分(マッピング)に用いられる。
ォーマンスマージンの計算方法を示すフローである。先
ず、各キャリアiの送信電力をE(i)として正規化し
たSNR(i)を求める(ステップS10)。そして、
この計算されたSNR(i)を降順に並べ替え(ステッ
プS11)、 SNR(i)≧SNR(i+1) となるように番号の振り替えを行う。尚、全キャリア数
Nより小なるiまでの全ての番号につき上記不等式は適
用される。
tF =countN =0,γmax =−∞とする(ステッ
プS12)。kはカウンタ、γmax は現在の最大可能シ
ステムパフォーマンスマージン、countF ,cou
ntN はγmax を達成するために使用するキャリア数で
あり、添字のFはFEXT用テーブルの先頭文字Fを、
またNはNEXT用テーブルの先頭文字Nを、夫々示し
ている。そして、γF(k),γN (k)の計算を行う
(ステップS13)。このγF (k),γN (k)の計
算式は先の「数1」の式と同一である。
能な最大システムパフォーマンスマージンである。この
時、目標達成速度がBtargetであり、総有効コーディン
グゲインがγeff であり、希望するビットエラーレート
が10-7、最良キャリアをk本使用し、現在の幾何平均
SNRは先の「数2」の式と同一である。
送信電力Ei は、
信機により制限される総入力電力である。
XT時それぞれににおけるi番目のキャリアが送信可能
な最大電力であり、これは送信パワーマスクにより決ま
る。そして、γF (k)>γmax またはγN (k)>γ
max である場合(ステップS14/YES)、coun
tF =KF ,countN =KN とし、 γF (k)>γmax のときは、γmax =γF (k) γN (k)>γmax のときは、γmax =γN (k) とする(ステップS15)。
合(ステップS16/YES)にはKF++ (ステップS
17)、そうでない場合(ステップS16/NO)には
KN++ とする(ステップS18)。そして、KF =KN
=Nでなければ(ステップS19/NO)、ステップS
13へ戻る。ここで、γmax は与えられたシステムパラ
メータにおける最大可能システムパフォーマンスマージ
ンを示しており、countF ,countN はγmax
を達成するための最良キャリア数となる。
ト配分テーブルの計算方法を示すフローである。上述し
たγmax 及びcountF ,countN を使用し、初
期のビット配分テーブル{b´i }を、
られた小数点以下の値は、diffi として、
る。また、Pe はビットエラーレートであり、Ne は入
力信号コンスタレーションの最も隣接するポイントの数
であり、Q関数は上記「数4」と同一である。そして、
Btotal を計算する(ステップS21)。このBtotal
は、現在のビット配分テーブルが1マルチキャリアシン
ボルにおいてサポートしている総ビット数であり、 Btotal =Σb´i である。ここに、Σはi=0〜N−1の総和である。
(ステップS23/YES)、現在のビット配分テーブ
ルから1ビット、最大のdiffi 値を持つキャリアのビッ
ト配分テーブル{b´i }を1ビット減少させ、diffi
=diffi −1、Btotal =Btotal −1とする(ステッ
プS24)。また、Btotal <Btargetである場合(ス
テップS23/NO)、現在のビット配分テーブルから
1ビット、最小のdiffi値を持つキャリアのビット配分
テーブル{b´i }を1ビット増加させ、diffi=diffi
+1、Btatal =Btotal +1とする(ステップS2
5)。これを、Btotal =Btarget(ステップS22/
YES)となるまで繰り返す。
ー配分テーブルの算出方法を示すフローである。先ず、
与えられたビット配分テーブル{b´i }を基に、Pe
(i)=Pe,i,targetとなるように、入力電力{E´i
}を割当てる(ステップS30)。ここで、Pe
(i)はi番目のキャリアのエラー確率,Pe,i,target
はi番目のキャリアの目標エラー確率である。尚、{E
´i }はi番目のキャリアが使用する総送信電力であ
る。
N を、
i=0〜N−1の総和である。
する(ステップS32)。この再調整は、(Etarget,F
/Etotal,F )・Ei とEmaxi,Fとのうち小なる値E´
i,F 、または、(Etarget,N/Etotal,N )・Ei とE
maxi,Nとのうち小なる値E´i,Nを、
及びパワー(電力)配分テーブルは、{b´i }及び
{E´i }によって与えられることになる。
タ伝送の場合につき述べたが、ATU−R200からA
TU−C100への上り方向のデータ伝送の場合にも、
全く同様であり、図1に示したATU−C100の構成
がATU−R200に、ATU−R200の構成がAT
U−C100に、夫々設けられるものである。
ものではなく、例えば、ADSL以外のDMT通信方式
を使用した装置がISDNと同一ケーブル上に存在する
場合や、ISDN以外の2種類以上の周期的な雑音源が
同一ケーブル上に存在する場合にも、同様に適用できる
ものである。
送線路の雑音量が周期的に変化する場合において、互い
に異なる雑音環境である、例えばFEXT時及びNEX
T時に、それぞれ最大送信電力値を異なるように設定し
て、NEXT時のADSLからISDNへの影響をなく
すようにした場合でも、この周期的変化の雑音に起因し
て複数存在するSNR値を、時間的に変化することがな
く周波数帯域が増加した一つの線路のSNR値とみなす
ことで、周期的に変化する雑音量に対して最大のパフォ
ーマンスマージン値を有するビット配分を得ることがで
きるという効果がある。
が周期的に変化する場合、同様に、互いに異なる雑音環
境である、例えばFEXT時及びNEXT時に、それぞ
れ最大送信電力値を異なるように設定して、NEXT時
のADSLからISDNへの影響をなくすようにした場
合でも、この周期的変化の雑音に起因して異なる時間で
評価された複数のSNR値に応じて、与えられた伝送速
度を実現し、パフォーマンスマージンを最大にする各キ
ャリアのビット配分を得ることができるという効果があ
る。
態との関係を示す図である。
ある。
す図である。
を示す図である。
る。
示すフロー図である。
示すフロー図である。
を示す図である。
ロー図である。
の他の例を示すフロー図である。
の他の例を示すフロー図である
る。
Claims (24)
- 【請求項1】 周期的に変化する複数種の雑音環境下に
おいて第一及び第二の通信局相互間でマルチキャリア伝
送方式によるデータ伝送を行うようにしたマルチキャリ
ア伝送システムであって、前記複数種の各雑音環境下に
夫々対応した異なる時間でマルチキャリアの各キャリア
の信号対雑音比を評価して複数種の信号対雑音比の組を
得る信号対雑音比評価手段と、前記複数種の信号対雑音
比の組を、周期的に変化することのない同一時間の異な
る周波数で評価された1つの信号対雑音比の組とし、こ
の1つの信号対雑音比の組と、前記雑音環境にそれぞれ
対応して予め設定された最大送信電力値とに応じて、前
記各キャリアのビット配分をなすビット配分手段とを含
むことを特徴とするマルチキャリア伝送システム。 - 【請求項2】 前記雑音環境が2種であって所定周期で
変化する場合、前記信号対雑音比評価手段は、前記2種
の雑音環境下の各々において対応する信号対雑音比の組
を算出するよう構成されており、前記ビット配分手段
は、これ等2種の信号対雑音比の組を前記1つの信号対
雑音比の組として前記ビット配分をなすよう構成されて
いることを特徴とする請求項1記載のマルチキャリア伝
送システム。 - 【請求項3】 前記ビット配分手段は、前記1つの信号
対雑音比の組の各値及び前記各キャリアの最大送信電力
値に応じて前記ビット配分をなすようにしたことを特徴
とする請求項1または2記載のマルチキャリア伝送シス
テム。 - 【請求項4】 周期的に変化する複数種の雑音環境下に
おいて第一及び第二の通信局相互間でマルチキャリア伝
送方式によるデータ伝送を行うようにしたマルチキャリ
ア伝送システムであって、前記複数種の各雑音環境下に
夫々対応した異なる時間でマルチキャリアの各キャリア
の信号対雑音比を評価して複数種の信号対雑音比の組を
得る信号対雑音比評価手段と、前記複数種の信号対雑音
比の組の各値と、前記雑音環境にそれぞれ対応して予め
設定された最大送信電力値とに応じて、与えられた伝送
速度を実現しかつパフォーマンスマージンを最大にする
ような前記各キャリアのビット配分をなすビット配分手
段とを含むことを特徴とするマルチキャリア伝送システ
ム。 - 【請求項5】 前記雑音環境が2種であって所定間隔周
期で変化する場合、前記信号対雑音比評価手段は、前記
2種の雑音環境下の各々において対応する信号対雑音比
の組を算出するよう構成されており、前記ビット配分手
段は、これ等2種の信号対雑音比の組の各値に応じて前
記ビット配分をなすよう構成されていることを特徴とす
る請求項4記載のマルチキャリア伝送システム。 - 【請求項6】 前記ビット配分手段は、前記2種の信号
対雑音比の組の各値及び総送信電力制限値並びに前記最
大送信電力値に応じて前記ビット配分をなすようにした
ことを特徴とする請求項4または5記載のマルチキャリ
ア伝送システム。 - 【請求項7】 前記第一の通信局から前記第二の通信局
へのデータ伝送の場合、前記第一の通信局は予め定めら
れた複数の伝送速度を前記第二の通信局へ送信する手段
を有し、前記第二の通信局は前記信号対雑音比評価手段
及び前記ビット配分手段を有し、 前記ビット配分手段は、前記第一の通信局から送信され
てきた前記複数の伝送速度と前記信号対雑音比の組とを
基に、データ伝送におけるマージンを算出する手段と、
この算出されたマージンを基に前記複数の伝送速度から
最適伝送速度を選択する手段と、この選択された伝送速
度に従って前記各キャリアのビット配分を算出する手段
とを有することを特徴とする請求項1〜6いずれか記載
のマルチキャリア伝送システム。 - 【請求項8】 前記第二の通信局は前記ビット配分を前
記第一の通信局へ送出する手段を更に含み、前記第一の
通信局は前記ビット配分に従って前記第二の通信局への
データ伝送をなすことを特徴とする請求項7記載のマル
チキャリア伝送システム。 - 【請求項9】 前記2種の雑音の雑音源は、第一及び第
二の通信局との間の通信回線と同一ケーブル上に存在す
ることを特徴とする請求項1〜8いずれか記載のマルチ
キャリア伝送システム。 - 【請求項10】 前記2種の雑音の環境は、第一の雑音
環境及びこの第一の雑音環境よりも雑音状態が悪い第二
の雑音環境であることを特徴とする請求項1〜11いず
れか記載のマルチキャリア伝送システム。 - 【請求項11】 前記2種の雑音は、遠端漏話及び近端
漏話に起因するものであることを特徴とする請求項1〜
10いずれか記載のマルチキャリア伝送システム。 - 【請求項12】 前記第一及び第二の通信局間はディジ
タル加入者回線によるデータ伝送であることを特徴とす
る請求項1〜11いずれか記載のマルチキャリア伝送シ
ステム。 - 【請求項13】 周期的に変化する複数種の雑音環境下
において第一及び第二の通信局相互間でマルチキャリア
伝送方式によるデータ伝送を行うようにしたマルチキャ
リア伝送方法であって、前記複数種の各雑音環境下に夫
々対応した異なる時間でマルチキャリアの各キャリアの
信号対雑音比を評価して複数種の信号対雑音比の組を得
る信号対雑音比評価ステップと、前記複数種の信号対雑
音比の組を、周期的に変化することのない同一時間の異
なる周波数で評価された1つの信号対雑音比の組とし、
この1つの信号対雑音比の組と前記雑音環境にそれぞれ
対応して予め設定された最大送信電力値とに応じて前記
各キャリアのビット配分をなすビット配分ステップとを
含むことを特徴とするマルチキャリア伝送方法。 - 【請求項14】 前記雑音環境が2種であって所定周期
で変化する場合、前記信号対雑音比評価ステップは、前
記2種の雑音環境下の各々において対応する信号対雑音
比の組を算出し、前記ビット配分ステップは、これ等2
種の信号対雑音比の組を前記1つの信号対雑音比の組と
して前記ビット配分をなすようにしたことを特徴とする
請求項13記載のマルチキャリア伝送方法。 - 【請求項15】 前記ビット配分ステップは、前記1つ
の信号対雑音比の組の各値及び前記各キャリアの最大電
力値に応じて前記ビット配分をなすようにしたことを特
徴とする請求項13または14記載のマルチキャリア伝
送方法。 - 【請求項16】 周期的に変化する複数種の雑音環境下
において第一及び第二の通信局相互間でマルチキャリア
伝送方式によるデータ伝送を行うようにしたマルチキャ
リア伝送方法であって、前記複数種の各雑音環境下に夫
々対応した異なる時間でマルチキャリアの各キャリアの
信号対雑音比を評価して複数種の信号対雑音比の組を得
る信号対雑音比評価ステップと、前記複数種の信号対雑
音比の組の各値と前記雑音環境にそれぞれ対応して予め
設定された最大送信電力値とに応じて、与えられた伝送
速度を実現しかつパフォーマンスマージンを最大にする
ような前記各キャリアのビット配分をなすビット配分ス
テップとを含むことを特徴とするマルチキャリア伝送方
法。 - 【請求項17】 前記雑音環境が2種であって所定周期
で変化する場合、前記信号対雑音比評価ステップは、前
記2種の雑音環境下の各々において対応する信号対雑音
比の組を算出し、前記ビット配分ステップは、これ等2
種の信号対雑音比の組の各値に応じて前記ビット配分を
なすようにしたことを特徴とする請求項16記載のマル
チキャリア伝送方法。 - 【請求項18】 前記ビット配分ステップは、前記2種
の信号対雑音比の組の各値及び総送信電力制限値並びに
前記最大電力値に応じて前記ビット配分をなすようにし
たことを特徴とする請求項16または17記載のマルチ
キャリア伝送方法。 - 【請求項19】 前記第一の通信局から予め定められた
複数の伝送速度を前記第二の通信局へ送信するステップ
を更に含み、 前記第二の通信局において実行される前記ビット配分ス
テップは、前記第一の通信局から送信されてきた前記複
数の伝送速度と前記信号対雑音比の組とを基に、データ
伝送におけるマージンを算出するステップと、この算出
されたマージンを基に前記複数の伝送速度から最適伝送
速度を選択するステップと、この選択された伝送速度に
従って前記各キャリアのビット配分を算出するステップ
とを有することを特徴とする請求項16〜18いずれか
記載のマルチキャリア伝送方法。 - 【請求項20】 前記ビット配分を前記第二の通信局か
ら前記第一の通信局へ送出するステップと、前記第一の
通信局において前記ビット配分に従って前記第二の通信
局へのデータ伝送をなすステップとを更に含むことを特
徴とする請求項19記載のマルチキャリア伝送方法。 - 【請求項21】 前記2種の雑音の雑音源は、第一及び
第二の通信局との間の通信回線と同一ケーブル上に存在
することを特徴とする請求項16〜20いずずれか記載
のマルチキャリア伝送方法。 - 【請求項22】 前記2種の雑音の環境は、第一の雑音
環境及びこの第一の雑音環境よりも雑音状態が悪い第二
の雑音環境であることを特徴とする請求項69〜21い
ずれか記載のマルチキャリア伝送方法。 - 【請求項23】 前記2種の雑音は、遠端漏話及び近端
漏話に起因するものであることを特徴とする請求項16
〜22いずれか記載のマルチキャリア伝送方法。 - 【請求項24】 前記第一及び第二の通信局間はディジ
タル加入者回線によるデータ伝送であることを特徴とす
る請求項16〜23いずれか記載のマルチキャリア伝送
方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP35538499A JP3458801B2 (ja) | 1999-12-15 | 1999-12-15 | マルチキャリア伝送システム及びその方法 |
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JP2001177495A JP2001177495A (ja) | 2001-06-29 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN109217953A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-15 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种基于分析通道信噪比的降噪方法与系统 |
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US7852952B2 (en) * | 2005-06-10 | 2010-12-14 | Adaptive Spectrum And Signal Alignment, Inc. | DSL system loading and ordering |
JP4512087B2 (ja) * | 2006-12-29 | 2010-07-28 | 住友電工ネットワークス株式会社 | 通信装置および通信方法 |
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1999
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109217953A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-01-15 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种基于分析通道信噪比的降噪方法与系统 |
CN109217953B (zh) * | 2018-09-26 | 2021-07-27 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种基于分析通道信噪比的降噪方法与系统 |
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