JP3685756B2 - 加入者モデムを用いて伝送データを伝送する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、適合済み伝送パワーを備えた加入者アクセスネットワークの加入者モデムを用いて、伝送データを伝送する方法に関する。
【０００２】
加入者モデムは、加入者モデムに接続できる加入者端末と、中継局との間でデータを伝送するために用いられる。このために、加入者モデムは、加入者回線を介して、中継局内の対応交換モデムに接続される。中継局の種々の交換モデムが、ブロードバンドデータ伝送回線へ様々な加入者回線を切り替えるため、交換装置、特にマルチプレクサ回路に接続される。加入者モデムと対応交換モデムとの間で、データは、様々な伝送周波数帯で双方向に伝送される。この構成において、加入者モデムから対応交換モデムへのデータは、第１伝送周波数帯で伝送され、交換モデムから対応加入者モデムへのデータは、第２周波数帯で伝送される。加入者モデムと交換モデムはいわゆるＦＤＤ（周波数分割二重）モデムである。モデムは、公的および私的ネットワークで使用される。
【０００３】
加入者回線で、データは、異なる回線コード化方法によって伝送される。かかる方法において、いわゆる多搬送波方式と単搬送波方式が区別される。単搬送波方式では、１つの変調に対し、１搬送波周波数を有する搬送波信号が使用される。単搬送波方式あるいはＳＣＭ（単搬送波変調）方法は、例えば、ＱＡＭまたはＣＡＰ方法から成る。多搬送波方式の１例は、ＡＤＳＬで使用されるＤＭＴ（離散マルチトーン）方法である。
【０００４】
音声信号とデータ信号の両方が加入者回線を介して伝送される。音声およびデータ信号は異なる周波数帯で伝送される。データは、その都度異なる伝送周波数帯を使用するいわゆるダウンストリームおよびアップストリームチャネルを介して伝送される。ＶＤＳＬ（超高速デジタル加入者回線）システムで使用される周波数帯は１３８ｋＨｚから３０ＭＨｚの間である。データ伝送への周波数帯割り当てにおいて、最も単純な場合、１伝送周波数帯がダウンストリームチャネルとアップストリームチャネルにその都度使用され、すなわち、合計で２つの周波数帯が使用される。伝送の両方向に２つ以上の伝送周波数帯を使用することも可能である。単搬送波方式は、１伝送周波数帯に対し１つの搬送波のみを使用し、一方、多搬送波方式は１伝送周波数帯に対し複数の搬送波を使用する。
【０００５】
種々の加入者モデムの加入者回線は、中継局で束ねられ、複数のデータ伝送回線から成るケーブルバンドルを形成する。通例、データ伝送に使用される加入者回線は、従来のシールドなしの２線電話回線である。このため、加入者回線間で干渉信号クロストークが発生する。
【０００６】
クロストークでは、いわゆる遠端クロストークと近端クロストークが区別される。例えば、近端クロストーク（ＮＥＸＴ）の場合、第１交換モデムによって発信された信号の、別の交換モデムのアクセス回線への望ましくない注入が生じる。遠端クロストーク（ＦＥＸＴ）の場合、加入者モデムから対応交換モデムへ伝送される信号が、ケーブルバンドルのエリアにある別の加入者回線に注入され、それにより、別の交換モデムの受信信号に干渉する。
【０００７】
図１ａは、加入者モデムＴＭがアクセス回線ＡＬを介して各々接続される複数の交換モデムＶＭを含む中継局を備えた従来の加入者アクセスネットワークを図示する。図１に示される例において、２個の加入者モデムＴＭが中継局に接続される。第１加入者モデムＴＭ_N は中継局の地元地域、例えば中継局からほんの３００ｍ離れた場所に位置する。他の加入者モデムＴＭ_E は中継局から離れ、例えば、１０００ｍを超えて離れている。加入者モデムによって送信されるデータ伝送信号の減衰は、伝送信号周波数と、交換モデムと加入者モデムの距離とに依存する。遠隔加入者モデムＴＭ_E とローカル加入者モデムＴＭ_N がアップストリームチャネルを介して同じパワーで伝送信号を伝送すると、ローカル加入者モデムＴＭ_N の加入者回線ＡＬ_N から、遠隔加入者モデムＴＭ_X の加入者回線ＡＬ _E 上への中継局のエリアで、遠端クロストークが生じる。この場合、遠隔ＴＭの伝送は、複数のモデムが同じ距離から伝送する場合よりも障害を受ける。加入者モデムから異なる距離で複数の中継局がある場合にも同じ状況が生じる（図１ｂ）。最後に説明した場合では、ダウンストリーム周波数帯も、その後、本発明による方法によって影響を受ける。
【０００８】
図２は、図１に図示した加入者アクセスネットワークでのスペクトルパワー密度ＰＳＤの変動を示す。遠隔加入者モデムＴＭ_E の伝送信号は、遠隔加入者モデムＴＭ_E の場所で、一定の伝送パワースペクトルを呈する。ローカル加入者モデムＴＭ_N のエリアでは、遠隔モデムＴＭ_E の伝送スペクトルはすでに減衰され、ローカル加入者モデムＴＭ_N の伝送パワースペクトルを下回る。中継局によって受信されるローカル加入者モデムＴＭ_N のスペクトルパワーレベルは、遠隔加入者モデムＴＭ_E のスペクトルパワーレベルより明白に高いが、中継局では、回線の減衰により、両方の伝送信号が減衰される。このため、遠端クロストーク（ＦＥＸＴ）が生じる。
【０００９】
したがって、図２ｂに図示されるように、従来のシステムでは、ローカル加入者モデムＴＭ_N で伝送パワー減少が実施される。この伝送パワーの減少は、パワーバックオフＰＢＯとも呼ばれる。このため、ローカル加入者モデムＴＭ_N の伝送パワーが、全伝送周波数帯で絶えず減少される。その結果、様々な加入者回線ＡＬ受信信号で受信された信号間のパワーの差が、中継局のエリア内で減少され、遠端クロストークＦＥＸＴがかくして減少される。図２ｂで見られるように、ローカル加入者モデムＴＭ_N から受信される減衰されたデータ信号と、遠隔加入者モデムＴＭ_E から受信される受信信号との間の差は、中継局のエリアで、図２ａに示される伝送パワー減少なしの場合よりも低い。
【００１０】
これは、主に、種々の伝送信号パワー間に、容認できない遠端クロストークにつながる差がある、伝送パワー減少の様々な方法でのモデムの混合操作の場合である。
【００１１】
したがって、本発明の目的は、遠端クロストークが最小限に抑えられる、適合伝送パワーで加入者アクセスネットワークの加入者モデムを用いて伝送データを伝送する方法を提供することにある。
【００１２】
特に、該方法は、異なる回線コード化方法と、加入者アクセスネットワークでの伝送パワー減少の異なる方法のオペレーティングシステムに適するように意図される。
【００１３】
本発明によると、この目的は、請求項１に記載される特徴を有する、伝送データを伝送する方法によって達成される。
【００１４】
本発明は、適合伝送パワーで加入者アクセスネットワークの加入者モデムを用いて伝送データを伝送する方法であって、
（ａ）少なくとも１つの伝送周波数帯を選択する工程と、
（ｂ）選択された伝送周波数帯を複数のサブ周波数帯に細分割する工程と、
（ｃ）各サブ周波数帯に関連する最大伝送パワーを決定し、決定された最大伝送パワーから特定の最大伝送パワーを選択する工程と、
（ｄ）加入者モデムから、対応加入者回線を介して、加入者アクセスネットワークの交換モデムへ適合済み伝送パワーで伝送データを伝送する工程とから成り、
単搬送波動作モードでは、伝送データがすべてのサブ周波数帯において最低伝送パワーで伝送され、
多搬送波動作モードでは、伝送データの各々が決定された対応最大伝送パワーでサブ周波数帯で伝送される
方法を提供する。
【００１５】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、サブ周波数の最大伝送パワーが、加入者モデムと交換モデムの間の加入者回線の長さに応じて決定される。
【００１６】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、各サブ周波数帯に関連する最大伝送パワーの決定は、
伝送データのＳ／Ｎ比またはそれぞれの対応する受信パワーに応じて、交換モデムによって、加入者モデムと加入者アクセスネットワークの交換モデムの間の加入者回線の長さを指定する、加入者アクセスネットワークの構成データを生成する工程と、
生成された構成データを交換モデムから加入者モデムへ伝送する工程と、
加入者回線間の遠端クロストークが最小限に抑えられる様式で、伝送される構成データに応じて、加入者モデムによる各サブ周波数の対応最大伝送パワーを決定する工程と
から成る。
【００１７】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、選択される伝送周波数帯は、加入者アクセスネットワークの他の加入者モデムによって、対応加入者回線を介して、データ伝送に使用される。
【００１８】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、加入者モデムはＦＤＤモデムである。
本発明による方法の好ましい１実施形態では、加入者モデムはＶＤＳＬモデムである。
【００１９】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、伝送データを伝送する伝送周波数帯は、ｘＤＳＬデータ伝送システムのアップストリームチャネル周波数帯である。
【００２０】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、伝送データを伝送する伝送周波数帯は、ＸＤＳＬデータ伝送システムのダウンストリームチャネル周波数帯である。
【００２１】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、加入者アクセスネットワークの構成データは、所定制御チャネルを介して、制御チャネル周波数帯で伝送される。
【００２２】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、加入者モデムが伝送する動作モードが調整される。
以下に続く文書において、本発明による方法の好ましい実施形態を、添付図面を参照しながら、本発明に不可欠な特徴を説明するために記述する。
【００２３】
図３は、中継局４の交換装置３、特にマルチプレクサ、が接続されるブロードバンド伝送回線２を備えた加入者アクセスネットワーク１を図示する。中継局４は、回線８，９，１０を介して交換装置３の出力に接続される複数の交換モデム５，６，７を含む。交換モデムは、加入者回線１１，１２，１３を介して、対応加入者モデム１４，１５，１６にそれぞれ接続される。種々の加入者モデム１４，１５，１６が、データの送受信のために、加入者端末、例えばパーソナルコンピュータに接続できる。加入者モデム１４，１５，１６と交換モデム５，６，７はＦＤＤモデムである。図３に図示される例において、加入者モデム１４は、非常に近くに配置される加入者モデムであり、その加入者回線１１は、長さが例えば３００ｍしかない。加入者モデム１５は、加入者回線１２を介して中継局４に接続され、加入者回線１２は、例えば、回線長さが平均で約１０００ｍである。加入者モデム１６は例えば、特に長い加入者回線１３を介して中継局４に接続され、加入者回線１３は、例えば長さが１５００ｍである。
【００２４】
様々なアクセス回線１１，１２，１３が、中継局４のエリアでケーブルバンドル１７に束ねられ、バンドルは図３では点線で示される。中継局４のエリア内での加入者回線１１〜１３間のいかなる遠端クロストークＦＥＸＴをも最小限に抑えるため、交換モデム５，６，７によって受信される信号スペクトルは、遠端クロストークが最小限に抑えられるよう、本発明による方法によって互いに実質的に適合される。特にこの構成において、異なるアクセス回線長による異なる減衰が等化される。
【００２５】
図４は、遠端クロストークを減少するため、適合済み伝送パワーで加入者アクセスネットワーク１の加入者モデム１４，１５，１６を用いて伝送データを伝送する本発明による方法のフローチャートを示す。工程Ｓ０で方法の開始後、少なくとも１個の伝送周波数帯ＵＦＢが工程Ｓ１で選択される。選択された伝送周波数帯ＵＦＢは、加入者アクセスネットワーク１の他の加入者モデムによるデータ伝送にも使用される伝送周波数帯である。例えば、図５に図示されるように、加入者モデムによるデータ伝送のための３個の可能な伝送周波数帯ＵＦＢa 、ＵＦＢb 、ＵＦＢc から２個の伝送周波数帯ＵＦＢa とＵＦＢb が工程Ｓ１で選択される。
【００２６】
工程Ｓ２で、伝送周波数帯は、一定の周波数帯域幅Δｆi をそれぞれ有するサブ周波数帯に細分割される。
以下が適用される。
Δｆa ＝ｎ・Δｆi
Δｆb ＝ｍ・Δｆi
ここでΔｆi はサブ周波数帯ＳＢの周波数帯域幅で、加入者モデムの回路構成により決定されることが好ましい。
【００２７】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、サブ周波数帯ＳＢの周波数帯域幅Δｆi は調整できる。
サブ周波数帯ＳＢの数ｎ、ｍは、加入者モデムの回路構成により決定されるか、調整可能である。
【００２８】
工程Ｓ３において、各サブ周波数帯ＳＢに関連する最大伝送パワーか、それぞれの最大スペクトルパワー密度ＰＳＤｍａｘ_i が決定される。それぞれの交換モデム５，６，７は、対応加入者回線１１，１２，１３の長さか電気長さを決定する。
【００２９】
これは、交換モデムの受信機の位置での受信パワーを測定することで行われる。このため、加入者モデムは、加入者モデムと交換モデムに既知である所定伝送パワーで伝送する。伝送信号は、加入者回線１１、１２、１３によって、周波数に応じて減衰される。測定装置を使用し、伝送周波数帯またはサブ周波数帯の受信パワーを測定する。伝送パワーと受信パワーの差から、加入者回線１１、１２、１３の電気長を反映する挿入損失が算出できる。使用されるケーブルの電気特性または単純な長さの情報が分かっていることは、物理的長さの決定の必須条件である。
【００３０】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、Ｓ／Ｎ比が予想される受信信号パワーと実際に受信された騒音が高い受信信号との間の差から生成され、Ｓ／Ｎ比は全伝送周波数帯ＵＦＢ_i で生成され、Ｓ／Ｎ比は、すべてまたは幾つかのサブ周波数帯ＳＢ_i で順次生成され、Ｓ／Ｎ比はすべてまたは幾つかのサブ周波数帯ＳＢ_i で同時に生成される。
【００３１】
中継局４は、決定された挿入損失から、あるいは伝送周波数帯かサブ周波数帯のＳ／Ｎ比と組み合わせて決定される挿入損失から、加入者アクセスネットワーク１の構成データを生成し、交換モデム５，６，７から、対応加入者回線１１，１２，１３を介し、各加入者モデム１４，１５，１６に、生成された構成データを伝送する。得られた構成データから、各加入者モデム１４，１５，１６は、各サブ周波数帯ＳＢ_i でそれぞれ許容できる最大伝送パワーＰＳＤｍａｘ_i を決定する。処理中、加入者回線１１，１２，１３間の遠端クロストークが、ケーブルバンドル１７のエリアで最少になる様態で、各サブ周波数帯ＳＢ_i の最大伝送パワーＰＳＤｍａｘ_i が算出される。
【００３２】
図５ｂは、２つの伝送周波数帯ＵＦＢa 、ＵＦＢb で各サブ周波数帯ＳＢ_i の最大許容伝送パワーＰＳＤｍａｘ_i が指定される、加入者モデムによって決定される信号パワースペクトルの１例である。
【００３３】
工程Ｓ４で、どの動作モードで加入者モデムが参加しているかに関して決定がなされる。加入者モデムの動作モードは、外部から、例えば、各加入者モデムで提供される交換装置を用いて設定できることが好ましい。
【００３４】
本発明による方法の好ましい１実施形態では、個別に構成されたモデムが各動作モードに使用される。
加入者モデムは、単搬送波動作モードまたは多搬送波モードのいずれかで対応交換モデムに伝送データを伝送できる。単搬送波動作モードでは、伝送データは１つの搬送波に変調され、多搬送波動作モードでは、伝送データは複数の搬送波に変調される。
【００３５】
工程Ｓ４で、単搬送波動作モードが設定されていると加入者モデムが検出すると、工程Ｓ５で、すべてのサブ周波数帯ＳＢで決定される最大伝送パワーＰＳＤｍａｘ_i のうちの特定均一伝送パワーで伝送データが伝送される。これは、図５ｃに図で示される。均一伝送パワーは、決定されたサブ周波数帯ＳＢ_i の最大伝送パワーＰＳＤｍａｘ_i のうちの最低伝送パワーであることが好ましい。この伝送パワーにより、ケーブルバンドル１７のエリアで遠端クロストークが最少になることをその都度保証する。別の実施形態で、工程Ｓ５で伝送される均一伝送パワーは、決定される最大伝送パワーの最低伝送パワーを上回ってもよく、多少の遠端クロストークは故意に許容される。
【００３６】
図５から分かるように、決定された最大伝送パワーＰＳＤｍａｘ_i の最低伝送パワーは、図５に図示される例では、伝送周波数帯ＵＦＢ_A のサブ周波数帯ＳＢＡ_i の最大許容伝送パワーＰＳＤ_SBA1である。伝送周波数帯ＵＦＢ_B 内で決定されるサブ周波数帯ＳＢ_B の最大伝送パワーの最低伝送パワーは、図５ｂに図示される例では、サブ周波数帯ＳＢ_B2の最大許容伝送パワーＰＳＤ_SBB2である。
【００３７】
単搬送波動作モードを設定した状態で、伝送データは、伝送周波数帯ＵＦＢ_A ではサブ周波数帯ＳＢ_A1の最大許容伝送パワーで、伝送周波数帯ＵＦＢ_B ではサブ周波数帯ＳＢ_B1の最大許容伝送パワーで伝送される。その結果、すべての場合で、中継局４のエリアでいかなる遠端クロストークも抑制される。遠端クロストークＦＥＸＴを最小限に抑えることで、ノイズパワーがより低くなり、したがって、Ｓ／Ｎ比が高くなり、データ伝送チャネル容量（空白）が増加される。その結果、加入者モデムと交換モデム間のデータ伝送速度または可能な許容距離が大幅に増加される。
【００３８】
工程Ｓ４で、多搬送波動作モードが設定されていると加入者モデムが検出すると、工程Ｓ６で決定される対応最大伝送パワーＰＳＤｍａｘ_i で伝送データがその都度伝送される。これは、図５ｄに図で示される。図５ｂと５ｄの比較から分かるように、多搬送波動作モードでの伝送パワーＰＳＤ伝送は図５ｂに図示されるスペクトルと対応する。多搬送波動作モードでは、選択される各伝送周波数帯ＵＦＢの信号変調に、複数の信号搬送波が使用される。各サブ周波数帯ＳＢは、それ自体の信号変調搬送波を有する。多搬送波変調方法は、例えば、信号搬送波周波数の多重を行うＤＭＴ方法である。
【００３９】
伝送データが伝送された後、工程Ｓ７で本方法は終了される。
本発明による方法で、遠端クロストークＦＥＸＴを減少させる加入者モデム１４，１５，１６の伝送信号パワーのさらに正確な適合が、サブ周波数ＳＢへの細分割により達成される。本発明の方法では、単搬送波変調方式の単搬送波モードと、多搬送波変調方式の多搬送波モードの両方が可能である。本発明の方法は、共通のケーブルバンドルにおいて、異なる構成の伝送システム間のスペクトル互換性を保証する。特に、本発明の方法は、ｘＤＳＬモデム、特にＶＤＳＬモデムとの使用に適している。
なお、本文の伝送周波数帯ＵＦＢは、国際公開時の独文明細書ではＵではなくユーウムラウトであったが、便宜的にＵで表記した。
【００４０】
（符号の説明）
１：加入者アクセスネットワーク
２：データ伝送回線
３：交換装置
４：中継局
５，６，７：交換モデム
８，９，１０：回線
１１，１２，１３：加入者回線
１４，１５，１６：加入者モデム
１７：ケーブルバンドル
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】本発明の課題を説明するための先行技術の加入者アクセスネットワークを示す。
【図１ｂ】本発明の課題を説明するための先行技術の加入者アクセスネットワークを示す。
【図２ａ】図１に図示した先行技術の加入者アクセスネットワーク用の伝送パワースペクトルを示す。
【図２ｂ】図１に図示した先行技術の加入者アクセスネットワーク用の伝送パワースペクトルを示す。
【図３】本発明の方法が使用される加入者アクセスネットワークを示す。
【図４】本発明による適合済み伝送パワーで加入者アクセスネットワークの加入者モデムを用いて伝送データを伝送する本発明による方法のフローチャート。
【図５】本発明の方法が使用される加入者モデムの伝送パワースペクトルを示す。

Claims (10)

1. 適合伝送パワーを備えた加入者アクセスネットワーク（１）の加入者モデム（１４，１５，１６）を用いて伝送データを伝送する方法であって、
   （ａ）少なくとも１つの伝送周波数帯（ＵＦＢ）を選択する工程（Ｓ１）と、
   （ｂ）選択された伝送周波数帯（ＵＦＢ）を複数のサブ周波数帯（ＳＢ）に細分割する工程（Ｓ２）と、
   （ｃ）各サブ周波数帯（ＳＢ）に関連する最大伝送パワーを決定する工程（Ｓ３）と、
   （ｄ）加入者モデム（１４，１５，１６）から、対応加入者回線（１１，１２，１３）を介して、加入者アクセスネットワーク（１）の交換モデム（５，６，７）へ該適合済み伝送パワーで伝送データを伝送する工程（Ｓ５，Ｓ６）とから成り、
   単搬送波動作モードでは、伝送データが、すべてのサブ周波数帯（ＳＢ _i ）において、決定された最大伝送パワー（ＰＳＤ _maxi ）から選択された最低伝送パワーで伝送され（Ｓ５）、
   多搬送波動作モードでは、伝送データの各々が、決定された対応最大伝送パワー（ＰＳＤ _maxi ）でサブ周波数帯（ＳＢ _i ）で伝送される（Ｓ６）、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、サブ周波数帯ＳＢの最大伝送パワーが、加入者モデム（１４，１５，１６）と交換モデム（５，６，７）の間の加入者回線（１１，１２，１３）の長さまたは電気長に応じて決定される方法。
3. 請求項１または２のいずれかに記載の方法であって、各サブ周波数帯（ＳＢ）に関連する最大伝送パワーを決定する工程が、
   Ｓ／Ｎ比またはそれぞれの受信パワーに応じて、対応交換モデム（５，６，７）によって、加入者モデム（１４，１５，１６）と加入者アクセスネットワーク（１）の対応交換モデム（５，６，７）の間の加入者回線（１１，１２，１３）の長さを指定する加入者アクセスネットワーク（１）の構成データを生成する工程と、
   生成された構成データを交換モデム（５，６，７）から対応加入者モデム（１４，１５，１６）へ伝送する工程と、
   加入者回線（１１，１２，１３）間の遠端クロストーク（ＦＥＸＴ）が最小限に抑えられる様式で、伝送された構成データから、加入者モデム（１４，１５，１６）によって各サブ周波数帯（ＳＢ）の対応最大伝送パワーを決定する工程と
   から成る方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の方法であって、選択される伝送周波数帯（ＵＦＢ）が、加入者アクセスネットワーク（１）の他の加入者モデムによる対応加入者回線を介したデータ伝送に使用される方法。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の方法であって、加入者モデム（１４，１５，１６）がそれぞれＦＤＤモデムである方法。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の方法であって、加入者モデム（１４，１５，１６）がそれぞれＶＤＳＬモデムである方法。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の方法であって、伝送周波数帯（ＵＦＢ）が、ｘＤＳＬデータ伝送システムのアップストリームチャネル周波数帯である方法。
8. 請求項１乃至６のいずれかに記載の方法であって、伝送周波数帯（ＵＦＢ）が、ＸＤＳＬデータ伝送システムのダウンストリームチャネル周波数帯である方法。
9. 請求項１乃至８のいずれかに記載の方法であって、加入者アクセスネットワーク（１）の構成データが、所定制御チャネルを介して、特定制御チャネル周波数帯で伝送される方法。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の方法であって、加入者モデム（１４，１５，１６）が伝送する動作モードが調整される方法。

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