JP3620124B2 - モデム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信回線を介してデータを授受する通信機器に用いて好適なモデムに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、モデムは、通信回線を介して受信した受信信号を、AGC、イコライザ、エコーキャンセラ等において、受信特性を解析し、一定時間毎に受信信号に合うようにそれらのパラメータを調整することによって、通信回線の特性が変化することによって生じる受信信号のレベルの変動に追従させ、復調部において受信信号を復調している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来のモデムでは、一定時間毎に、フィードバックをかけてパラメータを更新しているので、緩やかな外乱の場合はよいが、図9(a)に示すように、通信回線に急峻な外乱(ホワイトノイズ、インパルスノイズ等)NZが加わったときに、それに追従しようとして、AGC、イコライザ、エコーキャンセラ等のパラメータを変化させるため、受信信号RSが正常な状態に戻ったとき、図9(b)に示すように、同期がとれなくなる。このため、復調が不可能となり、正常なデータ通信ができなくなり、最悪の場合には通信回線が切断するという問題があった。
【0004】
そこで本発明は、受信信号が急激な変動を受けても、通信回線を切断することなく、正常なデータ通信に復帰することができるモデム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】
上記目的達成のため、請求項1記載の発明によるモデムは、パラメータを自動的に可変することにより受信信号の信号特性を調整する自動調整手段と、前記自動調整手段によって調整された受信信号を復調する復調手段と、を備えたモデムであって、相手側装置との間で回線接続のためのネゴシエーションを行った後、前記自動調整手段による前記パラメータの自動変更が有効な可変モードに設定する可変モード設定手段と、前記制御手段により前記パラメータの自動変更が有効に設定されてからの経過時間を計測する計測手段と、前記計測手段により計測される経過時間が所定時間を経過した場合に、前記自動調整手段による前記パラメータの自動変更が無効な固定モードに設定する固定モード設定手段とを具備することを特徴とする。
【0006】
また、好ましい態様として、前記自動調整手段は、AGC回路のパラメータ、イコライザ回路のパラメータ、エコーキャンセラ回路のパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータを自動的に可変するようにしてもよい。また、好ましい態様として、前記ネゴシエーションを行った後、前記可変モード設定手段による前記可変モードの設定と、前記固定モード設定手段による前記固定モードの設定とを、所定の時間間隔で交互に繰り返すようにしてもよい。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、モデムに適用した一実施例として、図面を参照して説明する。
A.モデムの構成
図1は、本発明の一実施態様によるモデムの構成を示すブロック図である。図において、ADC(Analog to Digital Converter)1は、後述する復帰サンプリングクロック生成部5からのサンプリング信号に従って、通信回線を介して受信した受信信号RS(変調信号)をデジタル信号に変換し、受信信号DRSとして、AGC(Auto Gain Control)2に供給する。AGC2は、デジタル信号に変換された受信信号DRSのレベルに応じて、ゲインを自動調整し、イコライザ&エコーキャンセラ3に供給する。イコライザ&エコーキャンセラ3は、後述する復調部からのエラー信号ERRに従って、所定の信号処理を施した後、復調部6に供給する。
【0009】
タイミング復帰部4は、AGC2からの受信信号DRSに基づいて、同期信号を再生し、復帰サンプリングクロック生成部5に供給する。復帰サンプリングクロック生成部5は、タイミング復帰部4からの同期信号に従って、所定クロックのサンプリング信号を生成し、ADC1に供給する。
【0010】
復調部6は、図示しないスライサ、PLL部、エラー演算部、Vitabiデコーダ、シンボル−ビット・デマッパ、差分デコーダ、スクランブル解除部等から構成されており、イコライザ&エコーキャンセラ3からの受信信号DRSを復調し、復調信号S1として後段の回路へ出力する。特に、復調部6のエラー演算部は、スライサの出力およびPLL部の出力に従って、同期がとれているか否かを判別し、同期がとれない場合には、エラー信号ERRをイコライザ&エコーキャンセラ3に供給する。
【0011】
係数制御部7は、所定の状態で、AGC2、イコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを可変とする可変モードと、その直前の値で固定とする固定モードとを選択的に切り換えるために、AGC2、イコライザ&エコーキャンセラ3に制御信号CSを供給する。上記可変モードと固定モードとの切り換えは、本実施例では、回線を接続するためのネゴシエーションの完了後、一定時間、通常通り、可変モードとし、その後、固定モードとする方式をとっているが、これ以外に、後述するように可変モードと固定モードとを所定時間毎に交互に切り換える方式や、外乱のレベルに応じて切り換える方式を採用してもよい。
【0012】
B.実施態様の動作
次に、本実施態様の動作について説明する。ここで、図2は、本実施態様によるモデムにおける係数制御部7の動作を示すフローチャートである。また、図3は、同モデムにおける可変モードと固定モードの切り換え動作を示すタイミングチャートであり、図4は、本実施態様による効果を示す波形図である。
【0013】
まず、モデムは、相手側と通信回線を介して回線を接続するためのネゴシエーションを行う。係数制御部7は、図2に示すステップS10において、ネゴシエーションが終了したか否かを判断する。そして、ネゴシエーションが終了すれば、ステップS12に進み、図示しないタイマをスタートする。このタイマは、図3に示す時刻t1から時刻t2までの時間を計測する。次に、ステップS14で、制御信号CSによって、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを可変制御する可変モードとする。
【0014】
次に、ステップS16において、タイマがタイムアップしたか否か、すなわち、図3に示す時刻t1から時刻t2までの時間が経過したか否かを判断する。まだ、時刻t2に達していなければ、同ステップS16を繰り返し実行し、そのまま可変モードとする。一方、時刻t2に達すれば、ステップS18に進み、図3に示すように、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを直前の値(あるいはパラメータ可変時の平均値)で固定する固定モードとする。
【0015】
このように、本実施例では、図3に示す時刻t1〜時刻t2の一定時間は、係数制御部7により、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを可変制御する可変モードにした後、それ以降は、その直前の値でパラメータを固定する固定モードにするようにしたので、例えば、図4(a)に示すように、受信信号DRSに急峻な外乱NZが生じても、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3に設定されているパラメータは、ネゴシエーション完了直後の値で固定されているため、図4(b)に示すように、外乱NZの影響を受けずに、すぐに復帰することができ、通信回線の切断を回避することが可能となる。特に、回線切断が問題となるTV電話等においては、途中切断がなくなり、性能の向上を図ることができる。
【0016】
ここで、図5は、上述した本実施例によるモデムの特性例を示す概念図である。図において、測定は、ホワイトノイズを5秒間印加し、印加後に通信が不能になるか、あるいは正常な状態に戻るかを調べることにより行われた。図5に示す数字は、分子:正常な状態に戻った回数、分母:測定回数を示している。すなわち、本実施例による固定モードでは、S/Nが0,20,30(dB)のいずれの場合でも、5回の測定中、5回とも正常な状態に戻るという結果が得られている。これに対して、従来技術のように、一定時間毎にパラメータを可変する可変モードでは、S/Nが30(dB)以外、すなわち0,20(dB)では、3回の測定中、一度も正常な状態に戻らないという結果が得られている。
【0017】
C.変形例
次に、本発明の変形例について説明する。
C−1.第1変形例
上述した実施態様では、一定時間後に、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを固定するようにしたが、本第1変形例は、一定時間毎に、固定モードと可変モードとを交互に切り換えるようにしたものである。ここで、図6は、本第1変形例による固定モードと可変モードとを交互に切り換える動作を示すフローチャートであり、図7は、同モデムにおける可変モードと固定モードの切り換え動作を示すタイミングチャートである。
【0018】
まず、モデムは、相手側と通信回線を介して回線を接続するためのネゴシエーションを行う。係数制御部7は、図6に示すステップS20において、ネゴシエーションが終了したか否かを判断し、ネゴシエーションが終了すれば、ステップS22に進み、図示しないタイマAをスタートする。このタイマAは、図7に示す時刻t1から時刻t2、あるいは時刻t3から時刻t4等の可変モードの持続時間を計測する。次に、ステップS24で、制御信号CSによって、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを可変制御する可変モードとする。
【0019】
次に、ステップS26において、タイマAがタイムアップしたか否か、すなわち、図7に示す時刻t1から時刻t2までの時間が経過したか否かを判断する。まだ、時刻t2に達していなければ、同ステップS26を繰り返し実行し、そのまま可変モードとする。一方、タイマAがタイムアップして時刻t2に達すれば、ステップS28に進み、図示しないタイマBをスタートする。このタイマBは、図7に示す時刻t2から時刻t3、あるいは時刻t4から時刻t5等の固定モードの持続時間を計測する。
【0020】
次に、ステップS30で、制御信号CSによって、図7に示すように、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを直前の値に固定する固定モードとした後、ステップS32において、タイマBがタイムアップしたか否か、すなわち、図7に示す時刻t2から時刻t3までの時間が経過したか否かを判断する。まだ、時刻t3に達していなければ、同ステップS32を繰り返し実行し、そのまま固定モードとする。一方、タイマBがタイムアップして時刻t3に達すれば、前述したステップS22に戻る。
【0021】
以降、ステップS22〜S32を繰り返し実行し、時刻t3〜時刻t4、時刻t5〜時刻t6、時刻t7〜時刻t8、時刻t9〜時刻t10、……の一定時間では、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを可変制御する可変モードにすることにより、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3の特性を受信信号DRSに追従させる。一方、時刻t4〜時刻t5、時刻t6〜時刻t7、時刻t8〜時刻t9、そして時刻t10以降、……の一定時間では、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータをその直前の値で固定とする固定モードにする。
【0022】
このように、本第1変形例では、図7に示すように、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを可変制御する可変モードと、同パラメータを固定する固定モードとを交互に切り換えるようにしてので、回線接続中に緩やかな外乱が生じた場合でも、その変動に十分追従することができるとともに、急峻な外乱が生じた場合には、該外乱の影響を受けずに、すぐに復帰することができ、通信回線の切断を回避することが可能となる。
【0023】
C−2.第2変形例
次に、第2変形例は、エラー発生率が所定のレベルを上回ったときだけ、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを、その直前の値(あるいはパラメータ可変時の平均値)で固定とする固定モードにするものである。ここで、図8は、本第2変形例の動作を示すフローチャートである。
【0024】
まず、モデムは、前述したように、相手側と通信回線を介して回線を接続するためのネゴシエーションを行う。係数制御部7は、図8に示すステップS40において、ネゴシエーションが終了したか否かを判断し、ネゴシエーションが終了すれば、ステップS42に進み、制御信号CSによって、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを可変制御する可変モードとする。
【0025】
次に、ステップS44で、外乱NZが生じたか否かを判断し、外乱NZが生じれば、ステップS46に進み、その外乱NZが所定値以上(急峻)であるか否かを判断する。そして、外乱NZが生じない場合や、生じた外乱NZが緩やかなノイズであった場合には、ステップS46における判断結果は「NO」となり、ステップS44,S46を繰り返し実行する。したがって、この場合、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを可変制御する可変モードが維持される。
【0026】
一方、急峻な外乱NZが生じた場合には、ステップS48に進み、制御信号CSによって、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを、その直前の値(あるいはパラメータ可変時の平均値)に固定する固定モードとする。そして、ステップS50で、受信信号DRSが復帰したか否かを判断し、まだ復帰していない場合には、ステップS50を繰り返し実行する。したがって、この場合、そのまま固定モードが維持される。一方、受信信号DRSが復帰した場合には、ステップS42に戻り、可変モードに戻す。
【0027】
以降、ステップS42〜S50を繰り返し実行し、急峻な外乱が生じた場合にのみ、ステップS48で、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータをその直前の値(あるいはパラメータ可変時の平均値)で固定とする固定モードにし、それ以外では、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータを可変制御する可変モードにする。
【0028】
このように、本第2変形例では、受信信号DRSのレベルを監視し、受信信号DRSに急峻な外乱が生じた場合にのみ、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータをその直前の値で固定とする固定モードにするようにしてので、回線接続中に緩やかな外乱が生じた場合でも、その変動に十分追従することができるとともに、急峻な外乱が生じた場合には、該外乱の影響を受けずに、すぐに復帰することができ、通信回線の切断を回避することが可能となる。
【0029】
なお、上述した実施例および変形例において、AGC2およびイコライザ&エコーキャンセラ3のパラメータのうち、1つまたは2つ以上を同時に固定するようにしてもよい。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、ネゴシエーションを行った後に、自動調整手段によるパラメータの自動変更を有効にし、所定時間を経過した後に、自動調整手段によるパラメータの自動変更を無効とするので、ネゴシエーション後に開始されるデータ通信の最初の部分を利用してパラメータを自動調整することができ、かつ、その後のデータ通信においては、受信信号が急激な変動を受けても、通信回線を切断することなく、正常なデータ通信に復帰することができるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるモデムの構成を示すブロック図である。
【図2】本実施例によるモデムにおける係数制御部の動作を示すフローチャートである。
【図3】本実施例によるモデムにおける可変モードと固定モードの切り換え動作を示すタイミングチャートである。
【図4】本実施例による効果を説明するための波形図である。
【図5】本実施例によるモデムの特性例を示す概念図である。
【図6】本第1変形例による固定モードと可変モードとを交互に切り換える動作を示すフローチャートである。
【図7】本第1変形例による固定モードと可変モードとの切り換え動作を示すタイミングチャートである。
【図8】本第2変形例の動作を示すフローチャートである。
【図9】従来のモデムでの問題を説明するための波形図である。
【符号の説明】
1 ADC
2 AGC(自動調整手段)
3 イコライザ&エコーキャンセラ(自動調整手段)
4 タイミング復帰部
5 サンプリングクロック生成部
6 復調部(復調手段)
7 係数制御部(係数制御手段)
Claims (3)
- パラメータを自動的に可変することにより受信信号の信号特性を調整する自動調整手段と、
前記自動調整手段によって調整された受信信号を復調する復調手段と、
を備えたモデムであって、
相手側装置との間で回線接続のためのネゴシエーションを行った後、前記自動調整手段による前記パラメータの自動変更が有効な可変モードに設定する可変モード設定手段と、
前記制御手段により前記パラメータの自動変更が有効に設定されてからの経過時間を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測される経過時間が所定時間を経過した場合に、前記自動調整手段による前記パラメータの自動変更が無効な固定モードに設定する固定モード設定手段と、
を具備することを特徴とするモデム。 - 前記自動調整手段は、AGC回路のパラメータ、イコライザ回路のパラメータ、エコーキャンセラ回路のパラメータのうち、少なくとも1つのパラメータを自動的に可変することを特徴とする請求項1記載のモデム。
- 前記ネゴシエーションを行った後、前記可変モード設定手段による前記可変モードの設定と、前記固定モード設定手段による前記固定モードの設定とを、所定の時間間隔で交互に繰り返すことを特徴とする請求項1記載のモデム。
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