JP4159567B2 - ADSL modem and transmission echo distortion noise reduction method in ADSL modem - Google Patents

ADSL modem and transmission echo distortion noise reduction method in ADSL modem Download PDF

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Description

本発明は、電話回線を使用して通信を行う際のノイズの低減を図ったADSLモデムおよびADSLモデムにおける送信エコー歪ノイズ低減方法に係り、特にエコーキャンセラを使用して受信信号に混入した送信エコー成分を除去するようにしたADSLモデムおよびADSLモデムにおける送信エコー歪ノイズ低減方法に関する。   The present invention relates to an ADSL modem and a transmission echo distortion noise reduction method in an ADSL modem for reducing noise when performing communication using a telephone line, and in particular, transmission echo mixed in a received signal using an echo canceller. The present invention relates to an ADSL modem and a transmission echo distortion noise reduction method in an ADSL modem in which components are removed.

電話機はエコーキャンセラを備えることで、スピーカから出力された通信相手側の音がマイクロフォンから入力することによって生じるエコーやハウリングを除去している。電話回線でも出力側の「エコー」と呼ばれるノイズが入力側に混入するおそれがある。そこで、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)を使用したADSLモデム(変復調装置)では、FDM(Frequency Division Multiplexing)と呼ばれる手法を採用して、上りで使用する周波数と下りで使用する周波数の帯域を完全に分離して、エコーの混入を防止している。   The telephone is equipped with an echo canceller to eliminate echo and howling that occur when the sound of the communication partner output from the speaker is input from the microphone. Even on a telephone line, there is a possibility that noise called “echo” on the output side may be mixed into the input side. Therefore, an ADSL modem (modulation / demodulation device) using ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) employs a technique called FDM (Frequency Division Multiplexing) to completely separate the frequency band used in the upstream and the frequency used in the downstream. Separated to prevent mixing of echoes.

ところで、ADSLの高速化サービスの要請に伴って、上り信号で使用する周波数帯域を下り信号でも使用することで下り信号の速度の改善を行うようにしたスペクトルオーバーラップ伝送方式というADSL高速化技術が登場している。このADSL高速化技術では、周波数帯域のオーバーラップした部分でエコーキャンセルをどのように行うかが重要となる。ADSL高速化技術のうちアネクッスシー(AnnexC)のシードットエックス(C.x)と呼ばれる技術の一つであるXOL方式では、FEXT(Far End CrossTalk)時間域だけ受信信号を送信信号帯域へオーバラップさせている。さらに、同じくアネックスシーのFEXT、NEXT(Near End CrossTalk)両時間域もオーバラップさせるデービーエム(DBM)−OL方式と呼ばれる技術では、更なる速度改善が図られている。   By the way, in response to a request for an ADSL acceleration service, there is an ADSL acceleration technique called a spectrum overlap transmission system that improves the speed of a downlink signal by using the frequency band used for the uplink signal also for the downlink signal. Has appeared. In this ADSL speed-up technique, it is important how echo cancellation is performed in the overlapping part of the frequency band. In the XOL system, which is one of the technologies called Anex C (Seax X) (C.x) among the ADSL acceleration technologies, the received signal is overlapped with the transmission signal band only in the FEXT (Far End CrossTalk) time domain. ing. Further, in the technology called the DMB (OLM) -OL system in which both the FEXT and NEXT (Near End CrossTalk) time zones of Annex Sea are overlapped, further speed improvement is achieved.

また、北米向けのADSL規格であるアネックスエー(Annex A)でも、送信帯域に受信信号をオーバラップさせるアネックスエードットイーエックス(Annex A.ex)と呼ばれる技術が登場している。また、オーバラップをすることなく、送信帯域と受信帯域を切り替え、受信信号の使用帯域に応じてハイパスフィルタを切り替える技術が第1の提案として開示されている(たとえば特許文献1参照)。   Also, Annex A, which is an ADSL standard for North America, has developed a technique called Annex A.ex that causes received signals to overlap a transmission band. Further, a technique for switching between a transmission band and a reception band without overlapping and switching a high-pass filter in accordance with a use band of a received signal is disclosed as a first proposal (for example, see Patent Document 1).

ところで、ADSLでは、通信回線としてメタルケーブルを使用している。メタルケーブルは、その敷設に際して、ケーブルの分岐や、回線の取り出しの作業を簡単に行えるようにするために、ブリッジタップと呼ばれる分岐点を取り付けておくことが広く行われている。また、メタルケーブルの接続に際しては、ハンダを使用せずに、手でひねるだけの接続方式(以下、「手ひねり」と称する。)が使われることがある。これらの接続箇所では、接続部分で抵抗値が不連続に変化することで、信号の反射が生じる。   By the way, in ADSL, a metal cable is used as a communication line. When laying a metal cable, a branch point called a bridge tap is widely attached in order to make it easy to branch the cable and take out the circuit. Further, when connecting a metal cable, a connection method (hereinafter referred to as “hand twist”) in which only a hand is twisted without using solder may be used. At these connection locations, the resistance value changes discontinuously at the connection portions, thereby causing signal reflection.

図13は、一例としてADSLモデムと電話局の間の経路で発生する反射を示したものである。ADSLモデム(CPE:Customer Premises Equipment)101とCO(Central Office:電話局)103の間にはメタルケーブル151が敷設されている。ブリッジタップ152がこの図に示すようにメタルケーブル151の途中に配置されているとする。この場合、ブリッジタップ152の開放端で、ADSLモデム101からCO103に向かう送信信号153が、抵抗値の不連続によって反射する。このような反射は、高速通信にマイナスの影響を与える。   FIG. 13 shows an example of reflection that occurs in the path between the ADSL modem and the central office. A metal cable 151 is laid between an ADSL modem (CPE: Customer Premises Equipment) 101 and a CO (Central Office). It is assumed that the bridge tap 152 is arranged in the middle of the metal cable 151 as shown in this figure. In this case, the transmission signal 153 from the ADSL modem 101 toward the CO 103 is reflected by the open end of the bridge tap 152 due to the discontinuity of the resistance value. Such reflection has a negative effect on high-speed communication.

図14は、ADSLモデム内で送信信号の反射による送信エコー成分が増大する様子を表わしたものである。縦軸はそれぞれ信号レベルを表わしている。図14(a)は反射が生じていない場合を示したものであり、受信成分141に対して送信エコー成分131がわずかに上のレベルにある。ところが、送信信号153(図13)が反射すると、図14(b)に矢印155で示すように送信エコー成分131が増加することになる。   FIG. 14 shows how transmission echo components increase due to reflection of transmission signals in the ADSL modem. Each vertical axis represents a signal level. FIG. 14A shows a case where no reflection occurs, and the transmission echo component 131 is slightly above the reception component 141. However, when the transmission signal 153 (FIG. 13) is reflected, the transmission echo component 131 increases as indicated by an arrow 155 in FIG. 14 (b).

図15は、ブリッジタップが1本の場合の長さと線路損失および周波数特性を表わしたものである。この図で曲線161は図13でADSLモデム101とCO103の間にブリッジタップ152が存在しない場合の特性を表わしている。また、曲線162は80m(メートル)のブリッジタップ152が1本存在する場合を、曲線163は100mのブリッジタップ152が1本存在する場合を、曲線164は230mのブリッジタップ152が1本存在する場合を、曲線165は400mのブリッジタップ152が1本存在する場合をそれぞれ表わしている。それぞれブリッジタップ152はADSLモデム101とCO103の中央位置に存在するものとする。   FIG. 15 shows the length, line loss, and frequency characteristic when there is one bridge tap. In this figure, the curve 161 represents the characteristic when the bridge tap 152 does not exist between the ADSL modem 101 and the CO 103 in FIG. Curve 162 has one 80m (meter) bridge tap 152, curve 163 has one 100m bridge tap 152, and curve 164 has one 230m bridge tap 152. The curve 165 represents the case where there is one bridge tap 152 of 400 m. It is assumed that the bridge tap 152 exists at the center position between the ADSL modem 101 and the CO 103, respectively.

これに対して図16は、ブリッジタップが1本の場合と2本の場合を0本の場合と共に比較したものである。この図で曲線171は図13でADSLモデム101とCO103の間にブリッジタップ152が存在しない場合の特性を表わしている。曲線172は80mのブリッジタップ152が1本存在する場合であり、曲線173は80mのブリッジタップ152が2本存在する場合を表わしている。ここで1本のブリッジタップ152はADSLモデム101とCO103の中央に存在するものとし、2本のブリッジタップ152はADSLモデム101とCO103の間に等間隔で存在するものとする。この図16で縦軸は線路損失を、横軸は周波数を表わしている。この点は図15と同じである。図16から分かるように、ブリッジタップ152は送信エコーを反射させるだけでなく、周波数特性を持った損失も発生させる。   On the other hand, FIG. 16 compares the case of one bridge tap and the case of two bridge taps with the case of zero. In this figure, a curve 171 represents the characteristic when the bridge tap 152 does not exist between the ADSL modem 101 and the CO 103 in FIG. A curve 172 represents a case where one 80 m bridge tap 152 exists, and a curve 173 represents a case where two 80 m bridge taps 152 exist. Here, it is assumed that one bridge tap 152 exists in the center of the ADSL modem 101 and the CO 103, and two bridge taps 152 exist at equal intervals between the ADSL modem 101 and the CO 103. In FIG. 16, the vertical axis represents line loss and the horizontal axis represents frequency. This is the same as FIG. As can be seen from FIG. 16, the bridge tap 152 not only reflects the transmission echo but also generates a loss having frequency characteristics.

図17は、ADSLモデムとCOの間のメタルケーブルの長さを3段階に分けて、従来におけるそれぞれの信号レベルを示したものである。これらの図で、縦軸は信号レベルを表わしている。同図(a)は図13に示したADSLモデム101とCO103の間のメタルケーブル151の長さが比較的短い場合であり、同図(c)は比較的長い場合である。また、同図(b)はメタルケーブル151が中間的な長さとなっている場合を示している。送信エコー成分131のレベルは共に同一であるとすると、受信成分141の信号レベルは同図(a)から同図(b)になると値d1だけ低下し、また、同図(c)になると同図(a)に比べると値d1よりも大きな値d2だけ信号レベルが低下することになる。 FIG. 17 shows the respective signal levels in the prior art by dividing the length of the metal cable between the ADSL modem and the CO into three stages. In these figures, the vertical axis represents the signal level. FIG. 11A shows a case where the length of the metal cable 151 between the ADSL modem 101 and the CO 103 shown in FIG. 13 is relatively short, and FIG. FIG. 5B shows a case where the metal cable 151 has an intermediate length. Assuming that the levels of the transmission echo components 131 are the same, the signal level of the reception component 141 decreases by a value d 1 when the signal level changes from the figure (a) to the figure (b), and when the level becomes the figure (c). The signal level is reduced by a value d 2 larger than the value d 1 as compared with FIG.

この図17では受信成分141の周波数が固定された場合の例を示したが、周知の通り、線路長による減衰は周波数特性を有している。周波数が高域になるほど、受信成分141の減衰量は大きくなる。   FIG. 17 shows an example in which the frequency of the reception component 141 is fixed. As is well known, attenuation due to the line length has a frequency characteristic. The higher the frequency is, the greater the attenuation of the reception component 141 is.

図18は、ADSLモデムとCOの間に配置されたケーブルにおけるブリッジタップの位置関係の一例を表わしたものである。この例では、ADSLモデム(CPE)101とCO103の間に配置されたメタルケーブル151に第1のブリッジタップ1521と、第2のブリッジタップ1522が配置されている。第1のブリッジタップ1521と第2のブリッジタップ1522の距離は500mであり、第2のブリッジタップ1522とCO103の距離が800mであるとする。更に、ADSLモデム101と第1のブリッジタップ1521の間の距離は無視できる程度に短く、ADSLモデム101とCO103の間の距離は1300mであるとする。この例では、第1のブリッジタップ1521と第2のブリッジタップ1522の間は直径0.65mmのメタルケーブル1511を使用しており、この部分はプラスチックで絶縁している。また、第2のブリッジタップ1522とCO103の間は0.4mmのメタルケーブル1512を使用しており、この部分はペーパ(紙)で絶縁している。 FIG. 18 shows an example of the positional relationship of the bridge taps in the cable arranged between the ADSL modem and the CO. In this example, a first bridged tap 152 1 to the metal cable 151 disposed between the ADSL modem (CPE) 101 and CO103, 2 is a second bridged tap 152 is disposed. The distance between the first bridge tap 152 1 and the second bridge tap 152 2 is 500 m, and the distance between the second bridge tap 152 2 and the CO 103 is 800 m. Furthermore, the distance between the ADSL modem 101 of the first bridge tap 152 1 is short enough to be ignored, the distance between the ADSL modem 101 and CO103 is assumed to be 1300 m. In this example, 1 and the first bridged tap 152 during a second bridged tap 152 2 uses metal cable 151 first diameter 0.65 mm, this part is insulated with plastic. Further, a 0.4 mm metal cable 151 2 is used between the second bridge tap 152 2 and the CO 103, and this portion is insulated by paper (paper).

図19は、図18に示した配置状況の下で、第1および第2のブリッジタップの長さを変化させた場合の周波数特性を示したものである。この図で曲線175は第1および第2のブリッジタップ1521、1522が共に存在しない状態での特性を表わしている。曲線176では、4mの第1および第2のブリッジタップ1521、1522が接続されているときの周波数特性を示している。曲線177では80mの第1および第2のブリッジタップ1521、1522が接続されているときを、また、曲線178では100mの第1および第2のブリッジタップ1521、1522が接続されているときの周波数特性をそれぞれ示している。曲線175を除いて、それぞれ特定した周波数で大きな減衰が生じていることが分かる。 FIG. 19 shows frequency characteristics when the lengths of the first and second bridge taps are changed under the arrangement state shown in FIG. In this figure, a curve 175 represents a characteristic in a state where both the first and second bridge taps 152 1 and 152 2 do not exist. A curve 176 shows the frequency characteristics when the 4 m first and second bridge taps 152 1 and 152 2 are connected. Curve 177 shows when 80 m of first and second bridge taps 152 1 , 152 2 are connected, and curve 178 shows that 100 m of first and second bridge taps 152 1 , 152 2 are connected. The frequency characteristics are shown respectively. Except for the curve 175, it can be seen that large attenuation occurs at each specified frequency.

以上説明したようにADSLモデム101とCO103の間にブリッジタップ152が存在する実回線は、複雑な周波数特性を示すことになる。ブリッジタップ152を例として挙げたが、メタルケーブルの接続を手ひねりで行う場合にも同様に受信成分に複雑な周波数特性を生じさせたり、ADSLモデム101内の図示しないゲインコントロール回路によって、メタルケーブルへ向けて送出する送信信号が2線−4線変換を行う図示しないハイブリッド回路を経て受信側の回路部分に混入した送信エコー成分の信号増幅が行われる。この結果として、FDM方式からスペクトルオーバーラップ伝送方式のアネックスエードットイーエックスというADSL高速化技術を採用したにも係らず、ブリッジタップ152あるいは手ひねりによって、大幅な通信レートの低下を招く場合があるという問題が発生した。   As described above, the actual line in which the bridge tap 152 exists between the ADSL modem 101 and the CO 103 exhibits complicated frequency characteristics. The bridge tap 152 has been described as an example. Similarly, when the metal cable is connected by hand twisting, a complicated frequency characteristic is generated in the reception component, or the metal cable is connected by a gain control circuit (not shown) in the ADSL modem 101. The transmission signal sent to the signal is amplified by a transmission echo component mixed in the circuit portion on the receiving side through a hybrid circuit (not shown) that performs 2-wire to 4-wire conversion. As a result, the bridge tap 152 or twisting may cause a significant decrease in the communication rate despite the adoption of the ADSL speed-up technique called the FDM system to the spectrum overlap transmission system Annex ADX. The problem that occurred.

図20は、信号の反射が生じる場合のFDM方式とスペクトルオーバーラップ伝送方式とを対比したものである。図20(a)〜(c)はFDM方式のADSLモデムの内部における受信成分から送信エコー成分を除去する過程を順に表わしている。同図(d)〜(f)は、同図(a)〜(c)にそれぞれ対応させたもので、スペクトルオーバーラップ伝送方式(OL方式)によって受信成分から送信エコー成分を除去する過程を順に表わしている。   FIG. 20 shows a comparison between the FDM system and the spectral overlap transmission system when signal reflection occurs. FIGS. 20A to 20C sequentially show the process of removing the transmission echo component from the reception component in the FDM ADSL modem. (D) to (f) correspond to (a) to (c), respectively, and the process of removing the transmission echo component from the received component by the spectral overlap transmission method (OL method) is sequentially performed. It represents.

図20(a)および(d)で、実線はADSLモデム101が送信する送信信号の一部が、その内部の図示しない受信レシーバに入力して生じた送信エコー成分からなる送信エコー波形181を表わしている。送信エコー波形181は、反射が存在しないときの送信エコー成分の波形182に反射によって生じた波形部分183が重畳したものとなっている。この送信エコー波形181は、更に本来の送信帯域に存在する波高の高い送信エコー成分181a1と、派生的にこの送信帯域よりも高域側に生じた幾つかの送信エコー歪ノイズ成分181b1〜181d1から構成されている。送信エコー成分181a1について見てみると、反射によって生じた波形部分183によってかさ上げされた波高はΔHとなる。ADSLモデム101内の受信レシーバは、図13に示したCO103からメタルケーブル151によって送られてきた信号を受信信号1911、1921として受信している。同図(a)のFDM方式では、受信信号1911の低域数側は送信エコー成分181aとオーバーラップしていない。これに対して、同図(d)のスペクトルオーバーラップ伝送方式では、受信信号1921の低域数側は作図上で明確でないが送信エコー成分181a1とオーバーラップしている。 20A and 20D, a solid line represents a transmission echo waveform 181 including a transmission echo component generated by inputting a part of a transmission signal transmitted by the ADSL modem 101 to a reception receiver (not shown) therein. ing. The transmission echo waveform 181 is obtained by superimposing a waveform portion 183 generated by reflection on the waveform 182 of the transmission echo component when there is no reflection. The transmission echo waveform 181 further includes a transmission echo component 181a 1 having a high wave height that exists in the original transmission band, and several transmission echo distortion noise components 181b 1 to 181b 1 that are derived from the transmission band. and a 181d 1. Looking at the transmission echo component 181a 1 , the wave height raised by the waveform portion 183 generated by reflection becomes ΔH. The receiving receiver in the ADSL modem 101 receives signals sent from the CO 103 shown in FIG. 13 through the metal cable 151 as received signals 191 1 and 192 1 . The FDM method of FIG. (A), low frequency valence of the received signal 191 1 does not overlap with the transmission echo component 181a. On the other hand, in the spectrum overlap transmission system of FIG. 6D, the low frequency side of the received signal 192 1 is not clear in the drawing, but overlaps with the transmission echo component 181a 1 .

図20(b)および(e)は、ADSLモデム101内で送信エコー成分についてハイパスフィルタでフィルタ処理を行うと共に前記したゲインコントロール回路で信号レベルの調整を行った後の信号波形を表わしたものである。このうち、同図(b)のFDM方式では、送信帯域の周波数成分がハイパスフィルタでカットされるので、破線で表わしたように送信エコー成分181a1は除去される。したがって、ゲインコントロール回路等を経て信号レベルの変わった送信エコー歪ノイズ成分181b2〜181d2が受信信号1912と共に存在することになる。また、同図(e)のスペクトルオーバーラップ伝送方式では、送信帯域を受信帯域の一部として使用するため、送信帯域の周波数成分はハイパスフィルタでカットされない。このため、ゲインコントロール回路で信号レベルの調整を行った後の送信エコー成分181a3〜181d3が受信信号1922と共に存在することになる。 FIGS. 20B and 20E show signal waveforms after the transmission echo component is filtered by the high-pass filter in the ADSL modem 101 and the signal level is adjusted by the gain control circuit described above. is there. Among them, in the FDM system of FIG. 5B, the frequency component of the transmission band is cut by the high-pass filter, so that the transmission echo component 181a 1 is removed as shown by the broken line. Therefore, transmission echo distortion noise components 181b 2 to 181d 2 whose signal levels have been changed through the gain control circuit and the like exist together with the reception signal 191 2 . Further, in the spectrum overlap transmission method of FIG. 9E, the transmission band is used as a part of the reception band, and therefore the frequency component of the transmission band is not cut by the high-pass filter. Therefore, the transmission echo components 181a 3 to 181d 3 after the signal level is adjusted by the gain control circuit are present together with the reception signal 192 2 .

図20(c)および(f)は、ADSLモデム101内の図示しないエコーキャンセラ処理部で送信エコー成分を処理した後の信号波形を表わしたものである。このうち同図(c)では、同図(b)で残っていた送信エコー歪ノイズ成分181b2〜181d2がエコーキャンセラ処理部によって除去され、目的とする受信信号1913のみが残っている。また、同図(f)でも、同図(e)で残っていた送信エコー成分181a3〜181d3がエコーキャンセラ処理部によって除去され、目的とする受信信号1923のみが残っている。 FIGS. 20C and 20F show signal waveforms after the transmission echo component is processed by an echo canceller processing unit (not shown) in the ADSL modem 101. FIG. Among them, in FIG. 9C, the transmission echo distortion noise components 181b 2 to 181d 2 remaining in FIG. 10B are removed by the echo canceller processing unit, and only the intended received signal 191 3 remains. Also in FIG. 8F, the transmission echo components 181a 3 to 181d 3 remaining in FIG. 8E are removed by the echo canceller processing unit, and only the intended received signal 192 3 remains.

この図20で、送信エコーとしてADSLモデム101内の受信側に混入する成分について見てみると、ブリッジタップ152等の反射によって生じたエコー成分が同図(a)および(d)に示すように送信エコー波形181における波高ΔHの比率で生じていたものが、スペクトルオーバーラップ伝送方式においては、同図(e)に示すようにハイパスフィルタによるフィルタ処理やエコーキャンセラ処理部を経ることによって比率を増大させている。この結果、このような比率の変化が生じないFDM方式による同図(b)、(c)と対比すると、スペクトルオーバーラップ伝送方式を使用した場合には、反射により生じた送信エコー成分の増加によって、ダイナミックレンジの減少が生じてしまう。   In FIG. 20, when looking at components mixed as transmission echoes on the receiving side in the ADSL modem 101, the echo components generated by the reflection of the bridge tap 152 and the like are as shown in FIGS. In the spectrum overlap transmission method, the ratio is increased by passing through the filter processing by the high-pass filter and the echo canceller processing section as shown in FIG. I am letting. As a result, when the spectrum overlap transmission method is used, when the spectrum overlap transmission method is used, the increase in the transmission echo component caused by the reflection occurs when the spectrum overlap transmission method is used. As a result, the dynamic range is reduced.

ところが、メタルケーブルを使用した実回線のほとんどはブリッジタップ152や手ひねり等の送信エコーを反射させる要素を備えている。また、これによる伝送速度の低下という影響を受けやすいのが、ユーザの中で最大数を占めるメタルケーブルの中距離ユーザである。この結果、通信レートの向上のためにFDM方式からスペクトルオーバーラップ伝送方式に変更したにも係らず、時として大幅な通信レートの低下を招いてしまうという問題があった。   However, most of the actual lines using metal cables include elements that reflect transmission echoes such as a bridge tap 152 and a hand twist. In addition, it is a middle-distance user of a metal cable that occupies the maximum number among users that is easily affected by a decrease in transmission speed. As a result, there has been a problem that the communication rate is sometimes greatly reduced although the FDM method is changed to the spectrum overlap transmission method in order to improve the communication rate.

そこで、ハイパスフィルタの特性を距離に応じて変更することが第2の提案として提案されている(たとえば特許文献2参照)。この第2の提案では、受信信号のレベルでADSLモデム101とCO103の距離を判定し、特定の距離範囲としての中距離でハイパスフィルタの定数を変更することにしている。すなわち、受信信号はADSLモデムとCOの間のメタルケーブルの長さが長くなるほど減衰する。そこで、第2の提案では、受信信号のレベルが所定のレベル以下となったとき、ハイパスフィルタの通過帯域または遮断周波数を可変抵抗回路の抵抗値の調整によって変更するようにしている。具体的には、受信信号を所定の範囲でブーストして受信レベルを上げている。そして、中距離および長距離のユーザに対して通信レートの向上を図っている。
特開2004−015786号公報(第0038段落、図4) 特開2004−032727号公報(第0009〜0011段落、図3、図4、図6)
Therefore, changing the characteristics of the high-pass filter according to the distance has been proposed as a second proposal (see, for example, Patent Document 2). In the second proposal, the distance between the ADSL modem 101 and the CO 103 is determined based on the level of the received signal, and the constant of the high-pass filter is changed at a middle distance as a specific distance range. That is, the received signal attenuates as the length of the metal cable between the ADSL modem and the CO increases. Therefore, in the second proposal, when the level of the received signal becomes equal to or lower than a predetermined level, the pass band or cutoff frequency of the high-pass filter is changed by adjusting the resistance value of the variable resistance circuit. Specifically, the reception level is increased by boosting the reception signal within a predetermined range. In addition, the communication rate is improved for users of medium and long distances.
Japanese Patent Laying-Open No. 2004-015786 (paragraph 0038, FIG. 4) JP 2004-032727 A (paragraphs 0009 to 0011, FIGS. 3, 4, and 6)

この第2の提案では、線路損失のみが生じる理想的な回線である場合に限れば、受信レベルを上げることで通信レートの低下という問題を解消することができる。しかしながら、受信帯域にノイズが存在する場合には、このノイズも受信レベルの増幅と共に増幅されてしまう。この結果、ブリッジタップや手ひねり等を原因とする送信エコー歪ノイズが問題となる通信環境では、第2の提案によっても通信レートの低下といった問題を解決することができない。しかも、ブリッジタップや手ひねり等を原因とするノイズと、単純な受信信号の減衰とは通信レートの低下の原因が全く異なる。このため、メタルケーブルの長さを判定して距離に応じてハイパスフィルタの特性を変化させる手法では対処することができない。   In the second proposal, the problem of a decrease in communication rate can be solved by increasing the reception level only when the line is an ideal line in which only line loss occurs. However, when noise exists in the reception band, this noise is also amplified together with the amplification of the reception level. As a result, in a communication environment in which transmission echo distortion noise caused by a bridge tap or a twist is a problem, the second proposal cannot solve the problem of a decrease in communication rate. In addition, noise caused by a bridge tap, hand twist, and the like and simple attenuation of the received signal are completely different in the cause of the decrease in the communication rate. For this reason, it is impossible to cope with the method of determining the length of the metal cable and changing the characteristics of the high-pass filter according to the distance.

また、第2の提案による見かけ上のSNR(信号対雑音比)を向上させる手法では、ノイズ成分を増加させる。これにより、周波数変動を伴う非定常なノイズに対しては通信エラーを多発することになる。この結果、非常に不安定な通信状態が出現するという問題もある。   In the technique for improving the apparent SNR (signal-to-noise ratio) according to the second proposal, the noise component is increased. As a result, communication errors frequently occur for non-stationary noise accompanied by frequency fluctuations. As a result, there is a problem that a very unstable communication state appears.

そこで本発明の目的は、回線の反射を原因とする送信エコー歪ノイズを、特にケーブルの距離が近距離以外の場合に効果的に低減することのできるADSLモデムおよびADSLモデムにおける送信エコー歪ノイズ低減方法を得ることにある。   Accordingly, an object of the present invention is to reduce transmission echo distortion noise caused by line reflection, particularly in an ADSL modem and an ADSL modem, which can effectively reduce transmission echo distortion noise when the cable distance is other than a short distance. There is to get a way.

本発明では、(イ)電話回線から送られてくる受信信号に割り当てられた受信帯域に混入する送信信号の送信エコー成分を除去するエコーキャンセラと、(ロ)スペクトルオーバーラップ伝送方式で送信信号に割り当てられた送信帯域にオーバーラップして送られてくる受信信号における送信帯域を遮断する送信帯域遮断用ハイパスフィルタと、(ハ)受信信号が予め定めた所定のダイナミックレンジを確保することができるかを判別するダイナミックレンジ確保有無判別手段と、(ニ)このダイナミックレンジ確保有無判別手段が前記した所定のダイナミックレンジを確保できないと判別したとき送信帯域遮断用ハイパスフィルタを受信信号に適用するフィルタ制御手段とをADSLモデムに具備させる。   In the present invention, (a) an echo canceller that removes a transmission echo component of a transmission signal mixed in a reception band assigned to a reception signal sent from a telephone line, and (b) a transmission signal using a spectrum overlap transmission method. A transmission band blocking high-pass filter that blocks the transmission band in the received signal transmitted overlapping the allocated transmission band, and (c) whether the received signal can secure a predetermined dynamic range. And (d) filter control means for applying the transmission band cutoff high-pass filter to the received signal when the dynamic range ensuring presence / absence determining means determines that the predetermined dynamic range cannot be secured. In the ADSL modem.

すなわち本発明では、エコーキャンセラを用いて受信帯域に混入する送信信号の送信エコー成分を除去する際に、ダイナミックレンジ確保有無判別手段が所定のダイナミックレンジを確保できない条件で、送信帯域にオーバーラップして送られてくる受信信号における送信帯域を送信帯域遮断用ハイパスフィルタで遮断することにしている。これにより、たとえば中高域における送信エコー歪ノイズを低減することができる。   That is, in the present invention, when the transmission echo component of the transmission signal mixed in the reception band is removed using the echo canceller, the dynamic range ensuring presence / absence determining unit overlaps with the transmission band under the condition that the predetermined dynamic range cannot be secured. Therefore, the transmission band in the received signal transmitted is blocked by a transmission band blocking high-pass filter. Thereby, for example, transmission echo distortion noise in the mid-high range can be reduced.

また、本発明では、(イ)ADSLによる通信に先立ってトレーニングを実行するトレーニング実行手段と、(ロ)このトレーニング実行手段の実行したトレーニングの結果を基にして、電話回線から送られてくる受信信号が所定のダイナミックレンジを確保できるかを判別するダイナミックレンジ確保有無判別手段と、(ハ)このダイナミックレンジ確保有無判別手段によって受信信号が所定のダイナミックレンジを確保できないと判別されたとき、この受信信号がこれよりも低域に割り当てられた送信信号の送信帯域にオーバーラップしているときのこのオーバーラップした送信帯域を遮断する送信帯域遮断用ハイパスフィルタと、(ニ)この送信帯域遮断用ハイパスフィルタを通過した受信信号に対して再度、トレーニングを実行する再トレーニング実行手段と、(ホ)この再トレーニング実行手段の実行結果からADSLによる通信における通信レートを設定する通信レート設定手段とをADSLモデムに具備させる。   In the present invention, (a) training execution means for executing training prior to communication by ADSL, and (b) reception received from a telephone line based on the result of training executed by the training execution means. (C) dynamic range ensuring presence / absence determining means for determining whether a signal can secure a predetermined dynamic range; and (c) when the dynamic range ensuring presence / absence determining means determines that the received signal cannot secure a predetermined dynamic range. A transmission band cutoff high-pass filter that cuts off this overlapped transmission band when the signal overlaps the transmission band of the transmission signal assigned to a lower frequency range; and (d) the transmission band cutoff high pass. Retrain the received signal that passed the filter And training execution means, (e) is provided with a communication rate setting means for setting a communication rate in the communication by the ADSL from the execution result of the retraining execution means to ADSL modem.

すなわち本発明では、トレーニング実行手段の実行したトレーニングの結果から、電話回線から送られてくる受信信号が所定のダイナミックレンジを確保できないものとされたとき、受信信号がこれよりも低域に割り当てられた送信信号の送信帯域にオーバーラップしているときのこのオーバーラップした送信帯域を遮断する送信帯域遮断用ハイパスフィルタを機能させるだけでなく、この状態で再度トレーニングを行うことで、送信エコー歪ノイズを低減した状態での最適な通信レートを用いてADSLによる通信を行えるようにしている。   That is, in the present invention, when the received signal sent from the telephone line cannot secure a predetermined dynamic range from the result of the training executed by the training execution means, the received signal is assigned to a lower frequency than this. In addition to functioning the transmission band blocking high-pass filter that blocks this overlapping transmission band when it overlaps the transmission band of the transmitted signal, the transmission echo distortion noise can be achieved by performing training again in this state. ADSL communication can be performed using an optimal communication rate in a state in which the amount of communication is reduced.

また、本発明では、(イ)ADSLによる通信に先立ってトレーニングを実行するトレーニング実行ステップと、(ロ)このトレーニング実行ステップで実行したトレーニングの結果を基にして、電話回線から送られてくる受信信号が所定のダイナミックレンジを確保できるかを判別するダイナミックレンジ確保有無判別ステップと、(ハ)このダイナミックレンジ確保有無判別ステップによって受信信号が所定のダイナミックレンジを確保できないと判別されたとき、この受信信号がこれよりも低域に割り当てられた送信信号の送信帯域にオーバーラップしているときのこのオーバーラップした送信帯域を遮断する送信帯域遮断ステップと、(ニ)この送信帯域遮断ステップで処理された受信信号に対して再度、トレーニングを実行する再トレーニング実行ステップと、(ホ)この再トレーニング実行ステップによる実行結果からADSLによる通信における通信レートを設定する通信レート設定ステップとをADSLモデムにおける送信エコー歪ノイズ低減方法に具備させる。   In the present invention, (a) a training execution step for executing training prior to communication by ADSL, and (b) reception received from a telephone line based on the results of the training executed in this training execution step. A dynamic range ensuring presence / absence determining step for determining whether or not a signal can secure a predetermined dynamic range; and (c) when the received signal is determined to be unable to secure a predetermined dynamic range by the dynamic range ensuring / notifying step. When the signal overlaps the transmission band of the transmission signal assigned to the lower band, the transmission band blocking step for blocking this overlapping transmission band, and (d) processing in this transmission band blocking step Re-execute training on the received signal. And training execution step, (e) is provided with a communication rate setting step of setting a communication rate in the communication by the ADSL from the execution result by the retraining execution step to transmit echo distortion noise reduction method in the ADSL modem.

すなわち本発明では、トレーニング実行ステップで実行したトレーニングの結果から、電話回線から送られてくる受信信号が所定のダイナミックレンジを確保できないものとされたとき、受信信号がこれよりも低域に割り当てられた送信信号の送信帯域にオーバーラップしているときのこのオーバーラップした送信帯域を遮断する送信帯域遮断用ハイパスフィルタを機能させるだけでなく、この状態で再度トレーニングを行うことで、送信エコー歪ノイズを低減した状態での最適な通信レートを用いてADSLによる通信を行えるようにしている。   That is, in the present invention, when the received signal sent from the telephone line cannot secure a predetermined dynamic range from the result of the training executed in the training execution step, the received signal is assigned to a lower frequency than this. In addition to functioning the transmission band blocking high-pass filter that blocks this overlapping transmission band when it overlaps the transmission band of the transmitted signal, the transmission echo distortion noise can be achieved by performing training again in this state. ADSL communication can be performed using an optimal communication rate in a state in which the amount of communication is reduced.

以上説明したように、本発明によれば送信帯域にオーバーラップして送られてくる受信信号における送信帯域を、所定の条件の下で、送信帯域遮断用ハイパスフィルタで遮断することにしたので、たとえば中高域における送信エコー歪ノイズを低減することができ、ADSLを使用した通信距離を伸ばしたり、通信品質の改善を行うことができる。   As described above, according to the present invention, the transmission band in the received signal transmitted overlapping the transmission band is cut off by the transmission band blocking high-pass filter under a predetermined condition. For example, transmission echo distortion noise in the mid-high range can be reduced, the communication distance using ADSL can be extended, and communication quality can be improved.

以下実施例につき本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

図1は、本発明の一実施例におけるADSL用のADSLモデムおよびその周辺の構成を表わしたものである。このADSLモデム(CPE:Customer Premises Equipment)201では、音声帯域とADSL帯域を分割するスプリッタ202と呼ばれる分配器を介してCO(Central Office:電話局)203とメタルケーブル251を用いて接続されている。ADSLモデム201は、スプリッタ202と接続されたトランス211と、2線−4線変換を行うハイブリッド回路(HYB)212と、図示しない端末とのインタフェースを実現するホストインタフェース210と接続されて、信号のデジタル等化や、デジタル信号の逆フーリエ変換およびフーリエ変換を処理するデジタル信号処理部213を備えている。デジタル信号処理部213から出力されるデジタルの送信信号214は、デジタルアナログコンバータ(DAC)215によってアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ(LPF)216によって送信信号の使用する送信帯域よりも高い高域成分をカットされた後、送信ドライバ217で増幅され、ハイブリッド回路212に入力される。ハイブリッド回路212は、トランス211を経て、送信信号をスプリッタ202側に出力する。   FIG. 1 shows an ADSL modem for ADSL and its peripheral configuration in an embodiment of the present invention. In this ADSL modem (CPE: Customer Premises Equipment) 201, a CO (Central Office) 203 and a metal cable 251 are connected via a distributor called a splitter 202 that divides a voice band and an ADSL band. . The ADSL modem 201 is connected to a transformer 211 connected to the splitter 202, a hybrid circuit (HYB) 212 that performs two-wire to four-wire conversion, and a host interface 210 that realizes an interface with a terminal (not shown). A digital signal processing unit 213 for processing digital equalization and inverse Fourier transform and Fourier transform of the digital signal is provided. A digital transmission signal 214 output from the digital signal processing unit 213 is converted into an analog signal by a digital-analog converter (DAC) 215, and a high-frequency component higher than a transmission band used by the transmission signal by a low-pass filter (LPF) 216. Is then amplified by the transmission driver 217 and input to the hybrid circuit 212. The hybrid circuit 212 outputs the transmission signal to the splitter 202 side via the transformer 211.

一方、スプリッタ202を経てADSLモデム201に入力された受信信号は、ハイブリッド回路212から受信レシーバ218に送られて受信される。受信レシーバ218を経た信号219は分岐され、第1のハイパスフィルタ(HPF)221と第2のハイパスフィルタ(HPF)222に分岐して入力される。第1のハイパスフィルタ221は第1の高域周波数帯域をそのまま通過させ、第2のハイパスフィルタ222は第2の高域周波数帯域をスイッチ223を経て通過させ、それぞれ通過した信号はセレクタ224に入力されて処理される。   On the other hand, the reception signal input to the ADSL modem 201 via the splitter 202 is sent from the hybrid circuit 212 to the reception receiver 218 and received. A signal 219 that has passed through the reception receiver 218 is branched and input to a first high-pass filter (HPF) 221 and a second high-pass filter (HPF) 222. The first high-pass filter 221 passes the first high-frequency band as it is, the second high-pass filter 222 passes the second high-frequency band through the switch 223, and the signal that has passed through each is input to the selector 224. To be processed.

ここで第1のハイパスフィルタ221は、エコーキャンセルの抑圧量が減少してしまう低域の送信エコーを減少させるために、最大で50kHz程度の遮断周波数を有しているフィルタである。また、第2のハイパスフィルタ222は、本実施例のADSLモデム201がスペクトルオーバーラップ伝送方式(以下、EC方式と略称する。)を使用せずに従来のFDM方式で通信を行う場合に送信帯域を遮断するために使用されたフィルタである。本実施例ではこの第2のハイパスフィルタ222を所定の条件の下にEC方式でも使用する。この制御のためにスイッチ223が使用される。スイッチ223は、EC方式でのトレーニング中にデジタル信号処理部213が算出する受信信号のダイナミックマージンが、所定のダイナミックレンジしきい値を確保できない場合に、オンするようになっている。所定のダイナミックレンジしきい値とは、反射によるエコーの増大の影響を受けるさまざまな回線モデル検証から決定されるしきい値である。スイッチ223は、デジタル信号処理部213から出力されるスイッチ制御信号225によって制御され、第2のハイパスフィルタ222の出力側がこれによりオン(導通)することで送信帯域が遮断されることになる。本実施例のこのようなEC方式を第2のハイパスフィルタ222のオン・オフ制御を行わない従来から存在するEC方式と区別するとき、「新たなEC方式」と呼ぶことにする。   Here, the first high-pass filter 221 is a filter having a cut-off frequency of about 50 kHz at the maximum in order to reduce low-frequency transmission echo that reduces the amount of echo cancellation suppression. The second high-pass filter 222 is a transmission band when the ADSL modem 201 of this embodiment performs communication by the conventional FDM system without using the spectrum overlap transmission system (hereinafter abbreviated as EC system). It is a filter used for blocking. In the present embodiment, the second high-pass filter 222 is also used in the EC method under a predetermined condition. A switch 223 is used for this control. The switch 223 is turned on when the dynamic margin of the received signal calculated by the digital signal processing unit 213 during the EC system training cannot secure a predetermined dynamic range threshold. The predetermined dynamic range threshold is a threshold determined from various line model verifications affected by an increase in echo due to reflection. The switch 223 is controlled by the switch control signal 225 output from the digital signal processing unit 213, and the output side of the second high-pass filter 222 is turned on (conducted) thereby, so that the transmission band is cut off. Such an EC system of the present embodiment is referred to as a “new EC system” when distinguished from a conventional EC system that does not perform on / off control of the second high-pass filter 222.

セレクタ224は、次のような機能を有する回路素子である。まず、第1のハイパスフィルタ221から送られてくる信号は、通信を開始するときのG.994.1(G.hs)というハンドシェーク手順処理中には常にゲインコントロール回路226に送出する。次に、従来から存在するEC方式で通信を行う場合には、スイッチ223がオフになっている関係で第1のハイパスフィルタ221から送られてくる信号は通過させるが第2のハイパスフィルタ222から送られてくる信号は通過させない。新たなEC方式では、所定のダイナミックレンジが確保されない場合に、第2のハイパスフィルタ222から送られてくる信号を通過させる。具体的にはADSLモデム201とCO203の距離に関係させてスイッチ223のオン・オフ制御を行うようにしてもよい。セレクタ224の後段に配置されたゲインコントロール回路226は、入力された受信信号を増幅し、アナログデジタルコンバータ(ADC)227でデジタルの受信信号228に変換した後、デジタル信号処理部213に入力されることになる。   The selector 224 is a circuit element having the following functions. First, the signal sent from the first high-pass filter 221 is the G.P. During handshake procedure processing of 994.1 (G.hs), it is always sent to the gain control circuit 226. Next, when performing communication using the existing EC method, the signal transmitted from the first high-pass filter 221 is allowed to pass because the switch 223 is turned off, but from the second high-pass filter 222. Do not let incoming signals pass through. In the new EC method, when a predetermined dynamic range is not ensured, a signal transmitted from the second high-pass filter 222 is passed. Specifically, on / off control of the switch 223 may be performed in relation to the distance between the ADSL modem 201 and the CO 203. A gain control circuit 226 arranged at the subsequent stage of the selector 224 amplifies the received signal received, converts the received signal into a digital received signal 228 by an analog-digital converter (ADC) 227, and then inputs the digital received signal to the digital signal processor 213. It will be.

このADSLモデム201では、送信信号214と受信信号228がそれぞれエコーキャンセラ処理部229に入力されるようになっており、この出力信号230がデジタル信号処理部213に入力されることで、エコー成分のキャンセルが行われるようになっている。これは、送信ドライバ217からハイブリッド回路212に入力された送信信号の一部が送信エコー成分231として受信レシーバ218に入力されたことによるエコーやハウリングの発生を防止するためである。   In the ADSL modem 201, the transmission signal 214 and the reception signal 228 are input to the echo canceller processing unit 229, and the output signal 230 is input to the digital signal processing unit 213. Cancellation is to be made. This is to prevent echo and howling due to a part of the transmission signal input from the transmission driver 217 to the hybrid circuit 212 being input to the reception receiver 218 as the transmission echo component 231.

ところで、本実施例のADSL用のADSLモデム201は2種類の通信方式を選択して通信を行うようになっている。本実施例で採用する2種類の通信方式とは、従来から用いられているEC方式に改良を加えた新たなEC方式と、従来から採用されているFDM方式である。従来技術として説明を行ったようにEC方式はFDM方式の進化したものである。したがって、本実施例では2種類のEC方式が不可能な場合にのみFDM方式で通信を行うようになっている。   By the way, the ADSL modem 201 for ADSL of this embodiment selects two types of communication methods for communication. The two types of communication systems employed in the present embodiment are a new EC system obtained by improving the EC system used conventionally and an FDM system employed conventionally. As described in the prior art, the EC method is an evolution of the FDM method. Therefore, in this embodiment, communication is performed by the FDM method only when the two types of EC methods are not possible.

図2は、本実施例で行われる2種類の通信方式の選択制御の様子を表わしたものである。まず、図1に示したADSL用のADSLモデム201は、G.994.1(G.hs)というハンドシェーク手順に従ってCO203と通信を行い(ステップS301)、EC方式での通信が可能であるかどうかを判別する(ステップS302)。具体的には、ADSLモデム201とCO203の間でEC方式での通信を行うことができ、かつ両者がEC方式で認められている距離範囲内にあるかの判別を行う。後者の判別は、ADSLモデム201がCO203から送られてくるハンドシェーク信号のレベルを検出することで判断する。このようにしてEC方式での通信が可能であると判別された場合には(ステップS302:Y)、まずスイッチ制御信号225の制御によってスイッチ223がオフとなって、第2のハイパスフィルタ222の出力がオフの状態となり(ステップS303)、この状態でADSL回線のトレーニングが行われる(ステップS304)。そして、この結果から所定のダイナミックレンジを確保できたときは(ステップS305:Y)、EC方式を選択すると共に、第2のハイパスフィルタ222の出力をオフの状態のままとしてADSL回線による通信が行われる(ステップS306)。結論的には、この場合には従来のEC方式による通信が行われることになる。   FIG. 2 shows a state of selection control of two types of communication methods performed in this embodiment. First, the ADSL modem 201 for ADSL shown in FIG. Communication with the CO 203 is performed according to a handshaking procedure of 994.1 (G.hs) (step S301), and it is determined whether or not communication using the EC method is possible (step S302). Specifically, it is determined whether or not communication using the EC method can be performed between the ADSL modem 201 and the CO 203 and both are within the distance range permitted by the EC method. The latter determination is made by the ADSL modem 201 detecting the level of the handshake signal sent from the CO 203. When it is determined that communication using the EC method is possible in this way (step S302: Y), first, the switch 223 is turned off by the control of the switch control signal 225, and the second high-pass filter 222 The output is turned off (step S303), and training of the ADSL line is performed in this state (step S304). If a predetermined dynamic range can be secured from this result (step S305: Y), the EC method is selected, and communication via the ADSL line is performed with the output of the second high-pass filter 222 remaining off. (Step S306). In conclusion, in this case, communication using the conventional EC method is performed.

これに対して、ステップS305でトレーニングの結果として所定のダイナミックレンジを確保できなかったときには(N)、スイッチ制御信号225でスイッチ223をオンにして第2のハイパスフィルタ222の出力をオンにする(ステップS307)。そして、この状態でADSL回線の再トレーニングを行う(ステップS308)。この再トレーニングでは、第2のハイパスフィルタ222の出力をオンにした新たなEC方式に適合する通信レートの決定が行われる。そして、この通信レートで第2のハイパスフィルタ222の出力をオンにした新たなEC方式でのADSL回線による通信が行われることになる(ステップS309)。   On the other hand, when a predetermined dynamic range cannot be ensured as a result of training in step S305 (N), the switch 223 is turned on by the switch control signal 225 to turn on the output of the second high-pass filter 222 ( Step S307). In this state, the ADSL line is retrained (step S308). In this retraining, a communication rate suitable for a new EC method in which the output of the second high-pass filter 222 is turned on is determined. Then, communication using the ADSL line in the new EC method in which the output of the second high-pass filter 222 is turned on at this communication rate is performed (step S309).

一方、ステップS302でEC方式での通信が不可能とされた場合には(N)、スイッチ制御信号225の制御によってスイッチ223をオンにして(ステップS310)、トレーニングを行う(ステップS311)。これは、FDM方式では送信信号の帯域に受信信号がオーバーラップしないので、受信信号を得る場合に第2のハイパスフィルタ222をオンにして差し支えないからである。トレーニングを行ったら、これによりFDM方式で適合する通信レートを決定して、FDM方式のADSL回線による通信が行われる(ステップS312)。   On the other hand, if it is determined in step S302 that communication using the EC method is impossible (N), the switch 223 is turned on by control of the switch control signal 225 (step S310), and training is performed (step S311). This is because the received signal does not overlap with the band of the transmission signal in the FDM system, and the second high-pass filter 222 may be turned on when obtaining the received signal. When training is performed, a communication rate suitable for the FDM system is determined thereby, and communication is performed using the ADSL line of the FDM system (step S312).

以上の制御から明らかなように本実施例のADSLモデム201では、EC方式の採用が可能場合には、従来のEC方式と同様に第1のハイパスフィルタ221の出力側のみをオンにし第2のハイパスフィルタ222の出力側をオフにした状態でトレーニングを行う。この結果として、受信信号のダイナミックマージンが反射によるエコー増大の影響等によって、所定のダイナミックレンジしきい値を確保できないときには、送信帯域を遮断するために第2のハイパスフィルタ222の出力側をオンにする。これにより、ブリッジタップや手ひねり等の影響による送信エコーが受信帯域に及ぼす歪を押さえ込むことを可能にしている。また、これと併せてエコーキャンセル処理を行うことで、特定の回線環境下でFDM方式と比較したときに通信レートが劣化することを防止してFDM方式よりも通信レートの速い通信を確保している。   As apparent from the above control, in the ADSL modem 201 of this embodiment, when the EC method can be adopted, only the output side of the first high-pass filter 221 is turned on as in the case of the conventional EC method. Training is performed with the output side of the high-pass filter 222 turned off. As a result, when the dynamic margin of the received signal cannot secure a predetermined dynamic range threshold due to the influence of echo increase due to reflection or the like, the output side of the second high-pass filter 222 is turned on to cut off the transmission band. To do. As a result, it is possible to suppress the distortion that the transmission echo due to the influence of the bridge tap and the hand twist has on the reception band. In addition, by performing echo cancellation processing together with this, it is possible to prevent the communication rate from deteriorating when compared with the FDM system under a specific line environment, and secure communication with a higher communication rate than the FDM system. Yes.

また、EC方式を採用することが不可能な場合には(ステップS302:N)、FDM方式で通信を行う(ステップS312)。この場合にはステップS310でも示したように第1および第2のハイパスフィルタ221、222の出力側を共にオンさせることにしている。これにより、送信エコーを遮断して、ダイナミックレンジを確保して、通信速度(通信レート)をトレーニング(ステップS311)で決定するようにしている。   If the EC method cannot be adopted (step S302: N), communication is performed using the FDM method (step S312). In this case, both the output sides of the first and second high-pass filters 221 and 222 are turned on as shown in step S310. Thereby, the transmission echo is cut off, the dynamic range is secured, and the communication speed (communication rate) is determined by training (step S311).

図3は、ステップS312におけるFDM方式でADSL回線による通信を行う場合のADSLモデムの受信側の回路部分における信号処理の様子を表わしたものである。同図(a)〜(c)の上半分は信号波形を表わしており、横軸は周波数を表わしている。周波数は図で右に行くほど高くなっている。送信エコー成分231a1〜231d1は、これが存在する場合の波形を実線で、また信号の除去された状態を破線で表わしている。また、一点鎖線で表わした波形は、受信成分2411〜2431を表わしている。同図(a)および(b)の下半分は、ADSLモデム201が受信した受信信号のレベルと送信エコーのレベルを表わしたものであり、縦軸はそれらの信号レベルを表わしている。 FIG. 3 shows the state of signal processing in the circuit portion on the receiving side of the ADSL modem when communication is performed using the ADSL line by the FDM method in step S312. The upper half of the same figure (a)-(c) represents the signal waveform, and the horizontal axis represents the frequency. The frequency increases as it goes to the right in the figure. Transmitting the echo component 231a 1 ~231d 1, this represents the waveform when present in solid lines and the removed state of the signal by a broken line. The waveform expressed by a one-dot chain line represents the receiving component 241 1-243 1. The lower half of FIGS. 9A and 9B shows the level of the received signal received by the ADSL modem 201 and the level of the transmission echo, and the vertical axis shows those signal levels.

まず、図3(a)の上半分には、図1における受信レシーバ218の出力側に現われた信号219が示されている。送信エコー成分2311は、図3(a)における一番低域側の送信帯域(図で左端側)に示した波高値の高い送信エコー信号成分231a1と、派生的にこの送信帯域よりも高域側に生じた幾つかの送信エコー歪ノイズ成分231b1〜231d1(図では代表的に3つを図示)から構成されている。ここで波高値の高い送信エコー信号成分231a1は、ローパスフィルタ216の遮断周波数よりも低い周波数から構成されている。FDM方式で受信成分2411は、ローパスフィルタ216の遮断周波数よりも高い周波数成分となっている。すなわち、波高値の高い送信エコー信号成分231a1と受信成分2411とは、周波数的に棲み分けられている。しかしながら、送信エコー信号成分231a1の歪によって、受信信号のみが本来存在する周波数帯域に送信エコー歪ノイズ成分231b1〜231d1が歪ノイズとして発生している。 First, the upper half of FIG. 3A shows a signal 219 that appears on the output side of the reception receiver 218 in FIG. The transmission echo component 231 1 is a transmission echo signal component 231a 1 having a high peak value shown in the lowest transmission band (left end side in the figure) in FIG. It is composed of several transmission echo distortion noise components 231b 1 to 231d 1 (three are representatively shown in the figure) generated on the high frequency side. Here, the transmission echo signal component 231a 1 having a high peak value is composed of a frequency lower than the cutoff frequency of the low-pass filter 216. Receiving component 241 1 FDM scheme has a frequency component higher than the cutoff frequency of the low pass filter 216. That is, the transmission echo signal component 231a 1 and the reception component 241 1 having a high peak value are separated in frequency. However, due to distortion of the transmission echo signal component 231a 1 , transmission echo distortion noise components 231b 1 to 231d 1 are generated as distortion noise in a frequency band in which only the reception signal originally exists.

図3(a)の下半分には、受信成分2411と送信エコー成分2311のそれぞれの信号レベルが示されている。この例では、送信エコー成分2311の信号レベルの方が受信成分2411の信号レベルよりも大きい。したがって、受信成分2411の判読が困難となっている。 The lower half of FIG. 3 (a), the receiving component 241 1 and transmit echo component 231 1 of each signal level is shown. In this example, the signal level of the transmission echo component 231 1 is higher than the signal level of the reception component 241 1 . Thus, reading of the receiving component 241 1 is difficult.

一方、図3(b)の上半分には、図1におけるアナログデジタルコンバータ227から出力された受信信号228が示されている。本実施例でEC方式が不可能なときに行われるFDM方式では、図1に示すスイッチ223がオンとなっている。したがって、第1のハイパスフィルタ221と第2のハイパスフィルタ222の双方がフィルタとして機能する。これにより、波高値の高い送信エコー信号成分231a1が除去されている。この結果、ゲインコントロール226の信号増幅により受信成分2421は同図(a)の受信成分2411よりも信号レベルが増大しており、送信エコー歪ノイズ成分231b2〜231d2についても同様であるが、全体としての送信エコー成分2312の信号レベルは減少している。これにより、受信成分2421と送信エコー成分2312のレベル差としてのダイナミックレンジ2451がある程度大きければ、受信信号が満足できる品質で得られることになる。 On the other hand, the received signal 228 output from the analog-digital converter 227 in FIG. 1 is shown in the upper half of FIG. In the FDM system performed when the EC system is impossible in this embodiment, the switch 223 shown in FIG. 1 is turned on. Therefore, both the first high-pass filter 221 and the second high-pass filter 222 function as filters. As a result, the transmission echo signal component 231a 1 having a high peak value is removed. As a result, the signal level of the reception component 242 1 is higher than that of the reception component 241 1 in FIG. 9A due to signal amplification by the gain control 226, and the same applies to the transmission echo distortion noise components 231b 2 to 231d 2. but the signal level of the transmission echo component 231 2 as a whole is reduced. As a result, if the dynamic range 245 1 as the level difference between the reception component 242 1 and the transmission echo component 231 2 is large to some extent, the received signal can be obtained with satisfactory quality.

最後に、図3(c)の上半分には、エコーキャンセラ処理部229の処理後の出力信号230が示されている。エコーキャンセラ処理部229で波高値の低い送信エコー歪ノイズ成分231b2〜231d2(同図(a)参照。)が共に除去されている。これにより、受信成分2431はトレーニングによって品質の良好な通信レートを確保することができる。 Finally, the output signal 230 after processing of the echo canceller processing unit 229 is shown in the upper half of FIG. The echo canceller processing unit 229 removes transmission echo distortion noise components 231b 2 to 231d 2 (see FIG. 5A) having a low peak value. Thus, the receiving component 243 1 can ensure good communication rate quality by training.

次に従来のEC方式の採用が可能な場合を説明する。EC方式では、受信信号の通信レートの向上を図るために送信帯域に受信帯域が一部オーバラップすることを可能にする。このようなオーバラップした受信信号を受信するためには、スイッチ223をオフにして第2のハイパスフィルタ222の出力側を遮断して、ダイナミックマージンを確保することが好ましい。   Next, a case where the conventional EC method can be adopted will be described. In the EC system, the reception band can partially overlap the transmission band in order to improve the communication rate of the reception signal. In order to receive such overlapping received signals, it is preferable to secure the dynamic margin by turning off the switch 223 and shutting off the output side of the second high-pass filter 222.

図4は、図2のステップS306で示したように、EC方式を用い、かつステップS305で所定のダイナミックレンジを確保した結果として、第2のハイパスフィルタの出力をオフの状態のままとしてADSL回線による通信を行う場合のADSLモデムの受信側の回路部分における信号処理の様子を表わしたものである。この図4(a)〜(c)でも図3(a)〜(c)と同様にこれらの図の上半分で横軸は周波数を表わしている。周波数は図で右に行くほど高くなっている。送信エコー成分231a2〜231d2は、これが存在する場合を実線で、また信号の除去された状態を破線で表わしている。また、同図(a)〜(c)の下半分は、ADSLモデム201が受信した受信信号のレベルと送信エコーのレベルを表わしたものであり、縦軸はそれらの信号レベルを表わしている。 FIG. 4 shows an ADSL line in which the output of the second high-pass filter remains off as a result of using the EC method and securing a predetermined dynamic range in step S305 as shown in step S306 of FIG. 2 illustrates a state of signal processing in a circuit portion on the receiving side of the ADSL modem when performing communication according to the above. 4A to 4C, as in FIGS. 3A to 3C, the horizontal axis represents the frequency in the upper half of these drawings. The frequency increases as it goes to the right in the figure. The transmission echo components 231a 2 to 231d 2 are represented by solid lines when they are present, and by broken lines when signals are removed. In addition, the lower half of FIGS. 9A to 9C shows the level of the received signal received by the ADSL modem 201 and the level of the transmission echo, and the vertical axis shows the signal level.

まず、図4(a)の上半分には、図1における受信レシーバ218の出力側に現われた信号219が示されている。送信エコー成分2313は、図4(a)における一番低域側(図で左端側)に示した波高値の高い送信エコー信号成分231a3と、派生的にこの送信帯域よりも高域側に生じた幾つかの送信エコー歪ノイズ成分231b3〜231d3(図では代表的に3つを図示)から構成されている。ここで波高値の高い送信エコー信号成分231a3は、ローパスフィルタ216の遮断周波数よりも低い周波数から構成されている。送信エコー信号成分231a3の歪によって、受信信号のみが本来存在する周波数帯域に送信エコー歪ノイズ成分231b3〜231d3が歪ノイズとして発生している。 First, the upper half of FIG. 4A shows a signal 219 that appears on the output side of the receiver 218 in FIG. The transmission echo component 231 3 is a transmission echo signal component 231a 3 having a high peak value shown on the lowest frequency side (left side in the figure) in FIG. Are composed of several transmission echo distortion noise components 231b 3 to 231d 3 ( three are representatively shown in the figure). Here, the transmission echo signal component 231 a 3 having a high peak value is composed of a frequency lower than the cutoff frequency of the low-pass filter 216. Due to distortion of the transmission echo signal component 231a 3 , transmission echo distortion noise components 231b 3 to 231d 3 are generated as distortion noise in a frequency band in which only the reception signal originally exists.

図4(a)の下半分には、受信成分2412と送信エコー成分2313の信号レベルが示されている。この例では、送信エコー成分2313の信号レベルの方が受信成分2412の信号レベルよりも大きい。したがって、受信成分2412の判読が困難となっている。 In the lower half of FIG. 4A, signal levels of the reception component 241 2 and the transmission echo component 231 3 are shown. In this example, the signal level of the transmission echo component 231 3 is higher than the signal level of the reception component 241 2 . Thus, reading of the receiving component 241 2 becomes difficult.

一方、図4(b)の上半分には、図1におけるアナログデジタルコンバータ227から出力された受信信号228が示されている。この例ではEC方式が採用されており、図1に示すスイッチ223がオフとなっている。したがって、第1のハイパスフィルタ221のみがフィルタとして機能する。このときには、送信エコー成分231a4〜231d4が共に除去されない状態となる。この図でこれらの信号レベルが同図(a)に比べて増大しているのはゲインコントロール226の信号増幅の結果である。この結果として、受信成分2422よりも送信エコー成分2314の方が信号レベルが大きい状態のままとなり、受信成分2422の判読が困難な状態は改善されない。 On the other hand, the received signal 228 output from the analog-digital converter 227 in FIG. 1 is shown in the upper half of FIG. In this example, the EC method is employed, and the switch 223 shown in FIG. 1 is off. Therefore, only the first high-pass filter 221 functions as a filter. At this time, the transmission echo components 231a 4 to 231d 4 are not removed. In this figure, these signal levels are increased as compared with the figure (a) as a result of signal amplification by the gain control 226. As a result of this, towards the receiving component 242 2 transmission than echo components 231 4 remains in state signal level high, is difficult state read of the receive component 242 2 is not improved.

図4(c)には、エコーキャンセラ処理部229の処理後の出力信号230が示されている。エコーキャンセラ処理部229で、同図(b)に示した送信エコー信号成分231a4および送信エコー歪ノイズ成分231b4〜231d4の除去が行われている。この結果として、この図4(c)の下側に示すように、送信エコーに関してこの時点で残った送信エコー成分2315の信号レベルが受信成分2432の信号レベルよりも低くなる。したがって、ダイナミックレンジ2452が所定の大きさよりも大きければ、受信信号が満足できる品質で得られることになる。 FIG. 4C shows the output signal 230 after processing by the echo canceller processing unit 229. The echo canceller processing unit 229 removes the transmission echo signal component 231a 4 and the transmission echo distortion noise components 231b 4 to 231d 4 shown in FIG. As a result, as shown in the lower part of the FIG. 4 (c), the lower than the signal level received component 243 and second signal levels of the transmission echo component 231 5 remaining at this point for transmission echo. Therefore, if the dynamic range 245 2 is larger than a predetermined size, the received signal can be obtained with satisfactory quality.

図2のステップS305でも説明したように、ダイナミックレンジ2452が所定の値を確保できない場合がある。先に図13で説明したブリッジタップ152や手ひねり等の送信エコーが反射した場合がそれである。EC方式を採用することが可能なときで、ダイナミックレンジ2452を十分確保することができなかったような場合には、スイッチ制御信号225によってスイッチ223をオンにして、第2のハイパスフィルタ222の出力をオンにした新たなEC方式に移行することになる。そして、ステップS311で示したトレーニングの結果によって、図4(c)に示したダイナミックレンジ2452を所定の値以上に確保することになる。本実施例では、ADSLモデム201とCO203の間のメタルケーブルの長さに応じて、第2のハイパスフィルタ222の出力をオンにするかオフにするかを制御している。 As described in step S305 in FIG. 2, the dynamic range 245 2 may not be able to secure a predetermined value. This is the case where transmission echoes such as the bridge tap 152 and hand twist described above with reference to FIG. 13 are reflected. When EC scheme that can be employed, if such were not able to secure a sufficient dynamic range 245 2 turns on the switch 223 by the switch control signal 225, the second high-pass filter 222 It will shift to a new EC system with the output turned on. Then, the dynamic range 245 2 shown in FIG. 4C is secured to a predetermined value or more based on the result of training shown in step S311. In this embodiment, whether the output of the second high-pass filter 222 is turned on or off is controlled according to the length of the metal cable between the ADSL modem 201 and the CO 203.

図5は、ADSLモデムとCOの間のメタルケーブルの長さを3段階に分けて、本実施例で採り得る3つの通信方式とそれぞれについて最終的に得られる受信信号の特性を表わしたものである。この図で縦方向の(a)で示す列は、図1に示すADSLモデム201とCO203の間のメタルケーブルの長さが比較的短い場合を示しており、同図(b)の列はメタルケーブルが中間的な長さとなっている場合を示している。同図(c)の列はメタルケーブルが比較的長い場合を示している。また、この図5で横方向の(α)の行は、図2のステップS312におけるFDM方式を示しており、同図(β)の列はステップS306に示した第2のハイパスフィルタ222の出力側がオフになっている従来のEC方式を示している。同図(γ)は、ステップS309に示した新たなEC方式を示している。ただし、同図(γ)は同図(b)に対応する図のみが第2のハイパスフィルタ222の出力側がオンになっている。同図(γ)で残りの同図(a)および(c)に示すメタルケーブルの長さでは、第2のハイパスフィルタ222の出力側はオフとなっている。このようにマトリックス状に各場合の信号特性を示したこれらの図で、破線は除去された送信エコー成分231(図3、図4参照)の波形を示しており、一点鎖線は受信成分243(図3、図4参照)を示している。   FIG. 5 shows the length of the metal cable between the ADSL modem and the CO in three stages, and shows the three communication systems that can be adopted in this embodiment and the characteristics of the received signal finally obtained for each. is there. In this figure, the vertical row (a) indicates the case where the length of the metal cable between the ADSL modem 201 and the CO 203 shown in FIG. 1 is relatively short, and the row (b) in FIG. It shows the case where the cable has an intermediate length. The column in FIG. 3C shows a case where the metal cable is relatively long. In FIG. 5, the row (α) in the horizontal direction indicates the FDM method in step S312 in FIG. 2, and the column in FIG. 5 (β) indicates the output of the second high-pass filter 222 shown in step S306. 2 shows a conventional EC system with the side turned off. FIG. 5 (γ) shows the new EC method shown in step S309. However, in the figure (γ), the output side of the second high-pass filter 222 is turned on only in the figure corresponding to the figure (b). In the same figure (γ), the output side of the second high-pass filter 222 is off in the remaining lengths of the metal cables shown in FIGS. In these diagrams showing the signal characteristics in each case in the matrix form, the broken line shows the waveform of the transmission echo component 231 (see FIGS. 3 and 4) from which the dashed line is removed, and the alternate long and short dash line shows the reception component 243 ( FIG. 3 and FIG. 4).

まず、同図(α)の行で表わしたFDM方式では、メタルケーブルの長さで区別した同図(a)〜(c)の各列共に、波高値の高い送信エコー信号成分231aと受信成分243は所定の周波数を境として周波数的に棲み分けられている。また、このFDM方式ではメタルケーブルを伝送する信号の高域成分の減衰が顕著となることから、受信成分243はメタルケーブルの長さが短いほど受信する周波数の範囲が広く、通信レートを高く保てるようになっている。   First, in the FDM system represented by the row (α) in the figure, the transmission echo signal component 231a and the reception component having a high peak value are shown in each of the columns (a) to (c) in FIG. 243 is divided in frequency with a predetermined frequency as a boundary. Further, in this FDM system, the attenuation of the high frequency component of the signal transmitted through the metal cable becomes remarkable. Therefore, the reception component 243 has a wider frequency range for reception as the length of the metal cable is shorter, and the communication rate can be kept high. It is like that.

次に同図(β)の行の従来から存在するEC方式について見てみると、受信成分243の減衰については同図(α)の行のFDM方式と同様の傾向がある。ただし、同図(α)の行と比較すると、受信成分243の低域側(これらの図で左側)が送信帯域に存在する波高値の高い送信エコー信号成分231aとオーバラップしている。この結果、受信成分243の通信レートは、ノイズの影響がなければ同図(α)の行のFDM方式よりも高速化する。   Next, looking at the conventional EC method in the row of FIG. (Β), the attenuation of the reception component 243 has the same tendency as the FDM method in the row of FIG. However, as compared with the row in FIG. 9A, the low frequency side (left side in these figures) of the reception component 243 overlaps the transmission echo signal component 231a having a high peak value existing in the transmission band. As a result, the communication rate of the reception component 243 is faster than that of the FDM system in the row of FIG.

同図(γ)の行の新たなEC方式では、受信成分243の減衰および送信帯域に存在する低域側の送信信号231aとの周波数のオーバラップについて同図(β)の行と同様の傾向にある。ただし、同図(γ)の行の場合には、同図(b)のメタルケーブルの長さが中間の場合に、第1のハイパスフィルタ221と共に第2のハイパスフィルタ222のフィルタ機能も活用している。このため、特に同図(b)のメタルケーブルが中間的な長さとなっている場合を同図(β)と比較すると、受信信号のダイナミックレンジが大きくなるという長所がある。   In the new EC system in the row (γ) in the figure, the same tendency as in the row (β) in the figure (β) is applied to the attenuation of the reception component 243 and the frequency overlap with the low-frequency side transmission signal 231a existing in the transmission band. It is in. However, in the case of the row (γ) in the figure, the filter function of the second high-pass filter 222 is used together with the first high-pass filter 221 when the length of the metal cable in the figure (b) is intermediate. ing. For this reason, there is an advantage that the dynamic range of the received signal is increased when the metal cable of FIG. 5B has an intermediate length compared to FIG.

この図5より、次のことが分かる。図13に示したブリッジタップ152や手ひねり等による送信エコーの反射が通信レートの劣化に及ぼす影響は、一般的には同図(b)の列が大きく、同図(a)または同図(c)の列のようにADSLモデム201とCO203の間のメタルケーブルの長さが短い場合や長い場合には影響が小さくなる。また、ADSLモデム201の受信信号の速度(下り速度)について考察してみると、メタルケーブルの長さが比較的短い(a)列の場合には従来および新たなEC方式がほぼ同等の下り速度となっており、FDM方式の下り速度に勝っている。同図(b)の列のメタルケーブルが中間的な長さとなっている場合には、下り速度について新たなEC方式が最も高速であり、FDM方式がこれに続く。これに関しては従来のEC方式の下り速度が最も遅くなる。最後に(c)の列のメタルケーブルが比較的長い場合については、従来および新たなEC方式がほぼ同等の下り速度となっており、FDM方式の下り速度に勝っている。   From FIG. 5, the following can be understood. The influence of transmission echo reflection due to the bridge tap 152 and hand twist shown in FIG. 13 on the deterioration of the communication rate is generally large in the column of FIG. 13B, and FIG. When the length of the metal cable between the ADSL modem 201 and the CO 203 is short or long as in the column c), the influence is small. Further, when considering the speed (downlink speed) of the received signal of the ADSL modem 201, when the length of the metal cable is relatively short (a), the conventional and new EC systems have almost the same downlink speed. This is superior to the downlink speed of the FDM system. When the metal cables in the row in FIG. 5B have an intermediate length, the new EC method is the fastest in terms of downstream speed, followed by the FDM method. In this regard, the downlink speed of the conventional EC method is the slowest. Finally, when the metal cables in the row (c) are relatively long, the conventional and new EC schemes have almost the same downlink speed, which is superior to the FDM downlink speed.

なお、受信帯域の一部が送信帯域とオーバーラップするオーバーラップ伝送方式を従来型の常にオーバーラップする方式と、新たなEC方式としてメタルケーブルが中間的な長さのときだけオーバーラップを行う方式に分けて、オーバーラップを常に行わないFDM方式とADSLモデム201の受信信号について優劣を比較すると、各メタルケーブル長については次のようになる。まず、図5(a)のメタルケーブルが短い場合には、本実施例と従来のオーバーラップ方式が受信速度でFDM方式に勝る。同図(b)のメタルケーブルが中間的な長さの場合には、第2のハイパスフィルタ222のフィルタ機能を活用する本実施例の方式がFDM方式に勝り、このFDM方式は従来のオーバーラップ伝送方式に勝ることになる。同図(c)のメタルケーブルが長い場合には、受信速度は本実施例の方式および従来のオーバーラップ方式がFDM方式に勝ることになる。   In addition, the overlap transmission method in which a part of the reception band overlaps the transmission band is a conventional method that always overlaps, and a new EC method that overlaps only when the metal cable has an intermediate length If the superiority and inferiority of the received signal of the FDM system that does not always overlap and the ADSL modem 201 are compared, the length of each metal cable is as follows. First, when the metal cable of FIG. 5A is short, the present embodiment and the conventional overlap method are superior to the FDM method at the reception speed. When the metal cable shown in FIG. 5B has an intermediate length, the method of the present embodiment that uses the filter function of the second high-pass filter 222 is superior to the FDM method, and this FDM method is a conventional overlap. It will be superior to the transmission method. When the metal cable shown in FIG. 5C is long, the reception speed of the system of this embodiment and the conventional overlap system is superior to the FDM system.

図6〜図8は、ADSLモデムとCOの間のメタルケーブルの長さが各場合における受信信号の周波数帯域を示したものである。これらの図で縦軸は信号レベルを表わし、横軸は受信帯域における周波数の変化を示している。横軸で右側ほど周波数が高い。   6 to 8 show the frequency band of the received signal when the length of the metal cable between the ADSL modem and the CO is in each case. In these figures, the vertical axis represents the signal level, and the horizontal axis represents the change in frequency in the reception band. The frequency is higher on the right side of the horizontal axis.

このうち図6は、ADSLモデム201とCO203の間のメタルケーブルが比較的短い場合における受信信号の周波数帯域を示している。同図で区間261はこの図には示していない送信エコー成分231aと受信信号264のオーバーラップする帯域(OL帯域)であり、区間262はこれよりも周波数が高く受信信号264のみが存在しうる非オーバーラップ帯域(非OL帯域)である。この図に示すようにADSLモデム201とCO203の距離が短い場合には、減衰が少ないので受信信号264のレベルが大きく、送信エコー歪ノイズ265およびバックグランドノイズ266に対して周波数のほぼ全域で十分なダイナミックレンジ267を確保することができる。したがって、受信信号264が送信エコー歪ノイズ265に影響されにくい。このような回線状況では、第2のハイパスフィルタ222の出力側を従来のEC方式と同様に新たなEC方式でもオフにしておいた方が好ましい通信結果を得ることができる。   Among these, FIG. 6 shows the frequency band of the received signal when the metal cable between the ADSL modem 201 and the CO 203 is relatively short. In the figure, a section 261 is a band (OL band) where the transmission echo component 231a and the received signal 264 are not shown in this figure, and the section 262 has a higher frequency than this and only the received signal 264 can exist. It is a non-overlap band (non-OL band). As shown in this figure, when the distance between the ADSL modem 201 and the CO 203 is short, the attenuation is small and the level of the reception signal 264 is large, which is sufficient over almost the entire frequency range with respect to the transmission echo distortion noise 265 and the background noise 266. A dynamic range 267 can be ensured. Therefore, the reception signal 264 is not easily affected by the transmission echo distortion noise 265. In such a line situation, it is possible to obtain a preferable communication result when the output side of the second high-pass filter 222 is turned off even in the new EC system as in the conventional EC system.

一方、図7はメタルケーブルが中間的な長さとなっている場合を表わしたものである。図6と比較すると、送信エコー歪ノイズ265およびバックグランドノイズ266は変化ないが、受信信号271はメタルケーブルの長さが長い分だけ減衰する。したがって、送信エコー歪ノイズ265が受信信号271に対する中高域のダイナミックレンジ272の確保に支配的になる。ここで支配的であるとは、受信信号271の存在する領域で、バックグランドノイズ266よりも送信エコー歪ノイズ265の方がダイナミックレンジ272に大きく影響することを言っている。   On the other hand, FIG. 7 shows a case where the metal cable has an intermediate length. Compared with FIG. 6, the transmission echo distortion noise 265 and the background noise 266 are not changed, but the reception signal 271 is attenuated by the length of the metal cable. Therefore, the transmission echo distortion noise 265 becomes dominant in securing the dynamic range 272 in the middle / high range with respect to the reception signal 271. “Dominant” means that the transmission echo distortion noise 265 has a greater influence on the dynamic range 272 than the background noise 266 in the region where the reception signal 271 exists.

ところでADSLでは、4.3125kHz間隔のマルチキャリア(搬送波)を使用する。これらの搬送波をQAM(位相振幅)変調して、1つの搬送波に15ビットあるいはこれ以上の情報を載せるようにしている。これをビットローディングと呼ぶ。ただし、ノイズが大きい場合には、多くのビットを変調するとエラーが多くなって通信が不安定になる。そこで、予めシステムでSNR(信号対雑音比)を決めておいて、ノイズの多い搬送波ではビットローディングを少なくする。反対に、ノイズの少ない搬送波ではビットローディングを多くする。   By the way, in ADSL, a multicarrier (carrier wave) having an interval of 4.3125 kHz is used. These carriers are subjected to QAM (phase amplitude) modulation so that information of 15 bits or more is placed on one carrier. This is called bit loading. However, if the noise is large, if many bits are modulated, errors will increase and communication will become unstable. Therefore, the SNR (signal-to-noise ratio) is determined in advance by the system, and bit loading is reduced for a noisy carrier wave. On the other hand, bit loading is increased for a carrier with less noise.

図7では、送信エコー歪ノイズ265が中高域のダイナミックレンジ確保に支配的となるので、エラーが多くならないように中高域でのビットローディングが減少し、これにより通信レートが劣化する。この結果として、最悪の場合にはFDM方式よりも通信レートが悪くなる。そこで、本実施例では、このような回線状況を、図2のステップS304で行うトレーニング中に算出する各受信キャリアのダイナミックレンジのレベルによって判断するようにしている。そして、ステップS305で所定のダイナミックレンジのしきい値を確保できない場合には、ステップS307に進んで第2のハイパスフィルタ222の出力をオンにするようにしている。これにより、受信信号はオーバーラップしていた送信帯域から遮断される。しかしながら、送信エコー歪ノイズ265が低減されて、中高域へのビットローディングが可能になる。したがって、このビットローディング分が送信帯域におけるオーバーラップ分のビットローディングよりも勝れば、第2のハイパスフィルタ222の出力をオンにした方がより高い通信レートを得られることになる。しかもこの場合には、エコーキャンセル処理が行われるために、送信帯域のギリギリまでビットローディングが可能になり、高い通信レートの実現に寄与する。   In FIG. 7, since the transmission echo distortion noise 265 is dominant in securing the dynamic range in the mid-high range, the bit loading in the mid-high range is reduced so that errors do not increase, thereby degrading the communication rate. As a result, in the worst case, the communication rate is worse than that of the FDM system. Therefore, in this embodiment, such a line status is determined based on the level of the dynamic range of each received carrier calculated during the training performed in step S304 in FIG. If the predetermined dynamic range threshold value cannot be secured in step S305, the process proceeds to step S307 to turn on the output of the second high-pass filter 222. As a result, the received signal is cut off from the overlapping transmission band. However, the transmission echo distortion noise 265 is reduced, and bit loading to the mid-high range becomes possible. Therefore, if this bit loading is superior to the overlapping bit loading in the transmission band, a higher communication rate can be obtained by turning on the output of the second high-pass filter 222. Moreover, in this case, since echo cancellation processing is performed, bit loading can be performed to the limit of the transmission band, which contributes to the realization of a high communication rate.

図8に示したようにメタルケーブルが比較的長い場合、送信エコー歪ノイズ265およびバックグランドノイズ266は図6および図7と変化ないが、受信信号275は高域の減衰が大きくなる。受信信号275における送信エコー歪ノイズ265の影響を受ける帯域には、エラー率との関係でビットローディングを行うことができない。したがって、帯域を有効に活用するためにオーバーラップの行われる区間261にビットローディングを行った方が高い通信レートを得ることができる。したがって、第2のハイパスフィルタ222の出力側を従来のEC方式と同様に新たなEC方式でもオフにしておいた方が好ましい通信結果を得ることができる。   As shown in FIG. 8, when the metal cable is relatively long, the transmission echo distortion noise 265 and the background noise 266 are not different from those in FIGS. 6 and 7, but the reception signal 275 is greatly attenuated in the high band. Bit loading cannot be performed in the band affected by the transmission echo distortion noise 265 in the received signal 275 due to the error rate. Therefore, a higher communication rate can be obtained when bit loading is performed in the section 261 where the overlap is performed in order to effectively use the bandwidth. Therefore, it is possible to obtain a preferable communication result when the output side of the second high-pass filter 222 is turned off even in the new EC system as in the conventional EC system.

以上のような結果から、本実施例では図5(γ)で説明したように、ADSLモデム201とCO203の間のメタルケーブルが中間的な長さのときに第2のハイパスフィルタ222の出力側をオンにし、メタルケーブルがこれ以外の長さのときにはオフとするようにしている。   From the above results, in this embodiment, as described with reference to FIG. 5 (γ), when the metal cable between the ADSL modem 201 and the CO 203 has an intermediate length, the output side of the second high-pass filter 222 Is turned on, and when the metal cable has a length other than this, it is turned off.

次に、本発明の特徴となる第2のハイパスフィルタ222のオン・オフ制御について更に具体的な説明を行う。ADSLでは、既に説明したように4.3125kHz間隔の搬送波を変調して通信を行っている。受信帯域は、下り側のデータ容量を上り側よりも大きくする必要から、送信帯域の8倍から16倍の帯域を必要とする。トレーニング中には各サブキャリアのダイナミックレンジを算出し、安定して通信することのできる変調ビット数を決定する。したがって、サブキャリアのそれぞれに第2のハイパスフィルタ222のオン・オフを判断するダイナミックレンジのしきい値を決定するようにすればよい。   Next, the on / off control of the second high-pass filter 222, which is a feature of the present invention, will be described more specifically. In ADSL, as described above, communication is performed by modulating a carrier wave at intervals of 4.3125 kHz. The reception band needs to be 8 to 16 times the transmission band because the data capacity on the downstream side needs to be larger than that on the upstream side. During training, the dynamic range of each subcarrier is calculated, and the number of modulation bits that can be stably communicated is determined. Therefore, a dynamic range threshold value for determining whether the second high-pass filter 222 is on or off may be determined for each subcarrier.

しかしながら、このようにそれぞれのサブキャリアに第2のハイパスフィルタ222のオン・オフを判断するダイナミックレンジのしきい値を決定するようにすると、データ処理が重くなるという問題がある。そこでこのような問題が発生する場合のために本実施例では、予め定めた幾つかのサブキャリアについてのダイナミックレンジを使用することによってデータ処理を軽くすることにしている。   However, if the threshold value of the dynamic range for determining whether the second high-pass filter 222 is turned on or off is determined for each subcarrier in this way, there is a problem that data processing becomes heavy. Therefore, in the case where such a problem occurs, in this embodiment, data processing is made light by using a predetermined dynamic range for several subcarriers.

図9は、受信帯域が送信帯域の8倍となっている場合で5つのポイントのダイナミックレンジを使用して第2のハイパスフィルタの機能のオン・オフ制御を行う場合を説明するためのものである。この図で横軸は周波数を表わしており、受信信号帯域281の図で左端部が送信信号帯域282となっている。受信信号帯域281は、送信信号帯域282の8倍の周波数が割り当てられている。送信信号帯域282を除いた受信信号帯域281に、送信信号帯域282に近い周波数から高域側に向かって第1〜第5のポイントP1〜P5を設定する。送信エコー歪は、送信帯域よりも高調波帯域に分布する。したがって、第1〜第5のポイントP1〜P5は、送信帯域に合わせて適宜変化させる。 FIG. 9 is a diagram for explaining a case where the function of the second high-pass filter is controlled on / off using a dynamic range of five points when the reception band is eight times the transmission band. is there. In this figure, the horizontal axis represents the frequency, and in the figure of the reception signal band 281, the left end portion is the transmission signal band 282. The reception signal band 281 is assigned a frequency eight times that of the transmission signal band 282. First to fifth points P 1 to P 5 are set from the frequency close to the transmission signal band 282 toward the high band side in the reception signal band 281 excluding the transmission signal band 282. The transmission echo distortion is distributed in a higher harmonic band than the transmission band. Therefore, the first to fifth points P 1 to P 5 are appropriately changed according to the transmission band.

本実施例では、これら第1〜第5のポイントP1〜P5のそれぞれのダイナミックレンジを用いることで、第2のハイパスフィルタ222のオン・オフを判断することにしている。このために、第1〜第5のポイントP1〜P5のそれぞれに個別に第2のハイパスフィルタ222のオン・オフを判断するためのダイナミックレンジしきい値を設定しておく。 In the present embodiment, the on / off state of the second high-pass filter 222 is determined by using the dynamic ranges of the first to fifth points P 1 to P 5 . For this purpose, a dynamic range threshold value for determining on / off of the second high-pass filter 222 is set for each of the first to fifth points P 1 to P 5 individually.

これら第1〜第5のポイントP1〜P5用のダイナミックレンジしきい値は、実験室レベルでのさまざまな検証によって設定される。この際には、図1に示したADSLモデム201とCO203の間のブリッジタップの配置や手ひねりの実態に基づく擬似的な回線における周波数特性や、通信レート、ビットローディング状況の検証およびブリッジタップが存在する場合と存在しない場合の比較検証を行う。擬似的な回線でこのようにして第1〜第5のポイントP1〜P5用のダイナミックレンジしきい値を予め設定するだけでなく、実回線でのフィールド試験が可能であれば、その結果をフィードバックすることで、より精度の高い判断基準でダイナミックレンジしきい値を決定することができる。このようにして決定された第1〜第5のポイントP1〜P5用のダイナミックレンジしきい値は、サブキャリアごとに、あるいは特定周波数ごとに、送信エコーの反射の影響を受けるダイナミックレンジしきい値モデルとして、図1に示すデジタル信号処理部213内の図示しないメモリに格納されている。ADSLモデム201内の他のメモリに格納されていてもよい。 These first to fifth dynamic range threshold points P 1 to P for 5 is set by a variety of verification at the laboratory level. In this case, the frequency characteristics, the communication rate, the bit loading situation, and the bridge tap in the pseudo line based on the arrangement of the bridge tap between the ADSL modem 201 and the CO 203 shown in FIG. Compare and verify when it exists and when it does not exist. In this way, not only can the dynamic range threshold values for the first to fifth points P 1 to P 5 be set in advance in the pseudo line, but the field test can be performed on the real line. Is fed back, and the dynamic range threshold value can be determined with a more accurate determination criterion. The dynamic range threshold value for the first to fifth points P 1 to P 5 determined in this way is a dynamic range affected by reflection of transmission echo for each subcarrier or for each specific frequency. The threshold model is stored in a memory (not shown) in the digital signal processing unit 213 shown in FIG. It may be stored in another memory in the ADSL modem 201.

ところで、図9で破線で示した波形は送信信号帯域282に存在する送信エコー成分231aであり、これよりも高域側の第1〜第5のポイントP1〜P5に送信エコー歪ノイズ成分231b〜231fが存在している。受信信号243a〜243cは、それぞれ異なった周波数帯域での受信例を示している。このうち、最も高域側まで受信帯域が広がった受信信号243aの場合には、第1〜第5のポイントP1〜P5を用いることで、十分なダイナミックレンジが確保できると判断することができる。したがって、この受信信号243aのような信号波形の受信信号に対しては、第2のハイパスフィルタ222をオフとすることになる。 By the way, the waveform shown by the broken line in FIG. 9 is the transmission echo component 231a existing in the transmission signal band 282, and the transmission echo distortion noise component at the first to fifth points P 1 to P 5 higher than this. 231b to 231f exist. The reception signals 243a to 243c show reception examples in different frequency bands. Among these, in the case of the received signal 243a whose reception band is widened to the highest frequency side, it can be determined that a sufficient dynamic range can be secured by using the first to fifth points P 1 to P 5. it can. Therefore, the second high-pass filter 222 is turned off for a received signal having a signal waveform such as the received signal 243a.

受信信号243bの場合には、第2および第3のポイントP2、P3の帯域でダイナミックレンジが低いと判断することができる。したがって、この受信信号243bのような信号波形の受信信号に対しては、第2のハイパスフィルタ222をオンにして(図2ステップS307)、再トレーニングを行い(ステップS308)、最適なビットローディングを行うビットマップを構成することになる。 If the received signal 243b may be a dynamic range is determined to be low in the second and third band of points P 2, P 3 of the. Therefore, for the received signal having a signal waveform such as the received signal 243b, the second high-pass filter 222 is turned on (step S307 in FIG. 2), retraining is performed (step S308), and optimum bit loading is performed. The bitmap to be performed is configured.

受信信号243cの場合には、第1のポイントP1との関係で第2のハイパスフィルタ222をオンにするよりは、送信信号帯域282にこの受信信号243cをオーバーラップさせて、最適なビットマップを構成した方がよい。そこで、この場合には、第2のハイパスフィルタ222はオフのままとなる(ステップS306)。 In the case of the received signal 243c, the optimum bit map is obtained by overlapping the received signal 243c with the transmission signal band 282 rather than turning on the second high-pass filter 222 in relation to the first point P1. Should be configured. Therefore, in this case, the second high-pass filter 222 remains off (step S306).

次に、本実施例による送信エコー歪ノイズの低減の効果を具体例を挙げて説明する。   Next, the effect of reducing transmission echo distortion noise according to the present embodiment will be described with a specific example.

図10は、ADSLモデムとCOの間に配置されたケーブルにおけるブリッジタップの位置関係の具体例を表わしたものである。この例では、ADSLモデム201とCO203の間に配置された2500mのメタルケーブルに第1のブリッジタップ2521と、第2のブリッジタップ2522が配置されている。第1のブリッジタップ2521と第2のブリッジタップ2522の距離は500mであり、第2のブリッジタップ2522とCO203の距離が2000mであるとする。更に、ADSLモデム(CPE)201と第1のブリッジタップ2521の間の距離は無視できる程度に短いものとする。この例では、第1のブリッジタップ2521と第2のブリッジタップ2522の間は直径0.65mmのメタルケーブル2511を使用しており、この部分はプラスチックで絶縁している。また、第2のブリッジタップ2522とCO203の間は0.4mmのメタルケーブル2512を使用しており、この部分はペーパ(紙)で絶縁している。また、第1のブリッジタップ2521と、第2のブリッジタップ2522は共に100mであるとする。 FIG. 10 shows a specific example of the positional relationship of the bridge taps in the cable arranged between the ADSL modem and the CO. In this example, a first bridge tap 252 1 and a second bridge tap 252 2 are arranged on a 2500 m metal cable arranged between the ADSL modem 201 and the CO 203. It is assumed that the distance between the first bridge tap 252 1 and the second bridge tap 252 2 is 500 m, and the distance between the second bridge tap 252 2 and CO 203 is 2000 m. Further, it is assumed that the distance between the ADSL modem (CPE) 201 and the first bridge tap 252 1 is negligibly short. In this example, a metal cable 251 1 having a diameter of 0.65 mm is used between the first bridge tap 252 1 and the second bridge tap 252 2 , and this portion is insulated with plastic. Also, a 0.4 mm metal cable 251 2 is used between the second bridge tap 252 2 and the CO 203, and this portion is insulated by paper (paper). Further, both the first bridge tap 252 1 and the second bridge tap 252 2 are assumed to be 100 m.

図11は、図10に示した擬似回線で本発明による効果を定量的に折れ線グラフとして表わした実験データである。これらの図で横軸の「bin♯」は搬送波の番号を表わしている。たとえば、「bin♯32」とは、4.3125kHzを32倍した138kHzの周波数の搬送波を表わしている。縦軸はビット数を表わしている。   FIG. 11 shows experimental data in which the effect of the present invention is quantitatively expressed as a line graph on the pseudo line shown in FIG. In these figures, “bin #” on the horizontal axis represents a carrier number. For example, “bin # 32” represents a carrier wave having a frequency of 138 kHz obtained by multiplying 4.3125 kHz by 32. The vertical axis represents the number of bits.

同図(a)は第2のハイパスフィルタ222の出力側をオンにしていない場合のスペクトルオーバーラップ伝送方式とFDM方式を対比したものであり、同図(b)は第2のハイパスフィルタ222の出力側をオンした場合の本発明のスペクトルオーバーラップ伝送方式とFDM方式を対比したものである。両図とも折れ線291がFDM方式を示している。また、同図(a)の折れ線292が従来から存在するEC方式で通信を行った場合を示しており、同図(b)の折れ線293が新たなEC方式で通信を行った場合を示している。   FIG. 7A shows a comparison between the spectrum overlap transmission method and the FDM method when the output side of the second high-pass filter 222 is not turned on, and FIG. This is a comparison between the spectrum overlap transmission system of the present invention and the FDM system when the output side is turned on. In both figures, a broken line 291 indicates the FDM system. Moreover, the case where the broken line 292 of the same figure (a) communicates by the EC method which has existed conventionally is shown, and the case where the broken line 293 of the same figure (b) communicates by the new EC method is shown. Yes.

同図(a)の従来のEC方式では、5152kbps(キロビット/秒)とFDM方式の5440kbpsよりも低い通信レートとなる。スペクトルオーバーラップ伝送方式における中高域でのビットローディングがFDM方式での中高域でのビットローディングよりも低いのは、送信エコー歪ノイズがダイナミックマージンを落としているためである。なお、通信レートの算出は、各搬送波によって単位時間に送り出される情報のビット数の総和となる。たとえば前記した「bin♯32」の搬送波については、同図(a)より11ビットの情報を変調している。また、各搬送波は1秒間に4000回の変調速度で情報を送り出している。したがって、「bin♯32」の搬送波については、変調速度に情報量を掛けて48.4kbpsが求められる。各搬送波について光学レンズを求めた総和することで、従来のEC方式の5152kbpsという通信レートが求められることになる。FDM方式の5440kbpsの通信レートについても同様にして算出する。   In the conventional EC system of FIG. 6A, the communication rate is lower than 5152 kbps (kilobits / second) and 5440 kbps of the FDM system. The reason why the bit loading in the mid-high range in the spectrum overlap transmission system is lower than the bit loading in the mid-high range in the FDM system is because the transmission echo distortion noise reduces the dynamic margin. The calculation of the communication rate is the sum of the number of bits of information transmitted per unit time by each carrier wave. For example, for the carrier wave of “bin # 32”, 11-bit information is modulated as shown in FIG. Each carrier wave sends out information at a modulation speed of 4000 times per second. Therefore, for the carrier wave of “bin # 32”, 48.4 kbps is obtained by multiplying the modulation rate by the amount of information. By summing up the optical lenses obtained for each carrier wave, a communication rate of 5152 kbps of the conventional EC method is obtained. The communication rate of 5440 kbps in the FDM system is calculated in the same way.

一方、同図(b)の新たなEC方式では、中高域のビットローディングについてみて見るとFDM方式と同等である。しかしながら、エコーキャンセル処理が動作しているために、送信帯域を遮断する第2のハイパスフィルタ222の出力側がオンになっても、送信帯域のぎりぎりまでビットローディングが行われる。この結果として、先に示した計算方法で6112kbpsという通信レートが算出される。この結果、新たなEC方式は最も良好な通信レートを達成することが分かる。   On the other hand, the new EC method shown in FIG. 5B is equivalent to the FDM method in terms of bit loading in the middle and high range. However, since the echo cancellation process is operating, even if the output side of the second high-pass filter 222 that cuts off the transmission band is turned on, bit loading is performed to the limit of the transmission band. As a result, a communication rate of 6112 kbps is calculated by the above-described calculation method. As a result, it can be seen that the new EC scheme achieves the best communication rate.

<発明の変形例>   <Modification of the invention>

図12は、本発明の変形例における送信・受信ビットマップを示したものである。この変形例ではXOL方式に本発明を適用している。ここでXOL方式とは、ADSL規格の一つを日本向けにしたアネックスシー(AnnexC)のDBM(Dual BitMap)方式である。このXOL方式では、オーバーラップに時分割の概念を採り入れており、同図(a)に示すように受信信号401のFEXT(Far End CrossTalk)時間域だけ、これを送信信号402の帯域にオーバーラップさせている。同図(b)に示すようにNEXT(Near End CrossTalk)時間域では受信信号403を送信信号402の帯域にオーバーラップさせていない。   FIG. 12 shows a transmission / reception bitmap in the modification of the present invention. In this modification, the present invention is applied to the XOL system. Here, the XOL system is an Annex C DBM (Dual BitMap) system that uses one of the ADSL standards for Japan. In this XOL system, the concept of time division is adopted for overlap, and this is overlapped with the band of the transmission signal 402 only in the FEXT (Far End CrossTalk) time region of the received signal 401 as shown in FIG. I am letting. As shown in FIG. 5B, the reception signal 403 is not overlapped with the band of the transmission signal 402 in the NEXT (Near End CrossTalk) time domain.

同図(c)〜(f)は、ブリッジタップあるいは手ひねりによって送信エコーの反射が発生した場合の従来のXOL方式および本発明を適用したXOL方式を表わしたものである。これらの図に示されるように、送信エコーの反射による送信帯域の送信エコー成分411aの他に、派生的にこの送信帯域よりも高域側に生じた幾つかの送信エコー歪ノイズ成分411b〜411dが発生している。これらの送信エコー成分411aおよび送信エコー歪ノイズ成分411b〜411dは、送信エコーの反射が発生した分だけ元の波形よりも波高値を増加させている。これらの図で波形を破線で二重に示しているが、これは元の送信エコー歪ノイズ成分と反射によってかさ上げされた送信エコー歪ノイズ成分の双方を示すためである。   FIGS. 7C to 7F show a conventional XOL system and a XOL system to which the present invention is applied when transmission echo is reflected by a bridge tap or a hand twist. As shown in these drawings, in addition to the transmission echo component 411a in the transmission band due to reflection of the transmission echo, several transmission echo distortion noise components 411b to 411d that are derived in the higher frequency region than the transmission band are derived. Has occurred. These transmission echo component 411a and transmission echo distortion noise components 411b to 411d have their peak values increased from the original waveform by the amount of transmission echo reflection. In these figures, the waveform is indicated by a broken line with a broken line because it shows both the original transmission echo distortion noise component and the transmission echo distortion noise component raised by reflection.

同図(c)および(d)に示す従来のXOL方式でも、同図(e)および(f)に示す本発明のXOL方式でも、FEXT時間域およびNEXT時間域共にエコーキャンセル処理が行われ、送信エコー成分411aと送信エコー歪ノイズ成分411b〜411dが除去されている。ここで同図(c)および(e)に示す送信帯域に受信信号4011、4012をオーバーラップさせているFEXT時間域での通信レートは、従来も本発明も同一である。これらは共に送信帯域のオーバーラップ分で通信レートを確保している。 In both the conventional XOL system shown in FIGS. 7C and 7D and the XOL system of the present invention shown in FIGS. 6E and 6F, echo cancellation processing is performed in both the FEXT time domain and the NEXT time domain, The transmission echo component 411a and the transmission echo distortion noise components 411b to 411d are removed. Here, the communication rate in the FEXT time region in which the received signals 401 1 and 401 2 are overlapped with the transmission bands shown in (c) and (e) of FIG. Both of these ensure the communication rate with the overlap of the transmission band.

一方、NEXT時間域では、同図(d)の従来のXOL方式に対して同図(f)の本発明のXOL方式は第2のハイパスフィルタ222の出力側をオンにしている。この結果として、同図(d)の受信信号4031と比較して同図(f)の受信信号4032から示されるようにNEXT時間域でのビットローディングを多くすることができる。したがって、ブリッジタップや手ひねり等によって送信エコーの反射が発生した場合にもダイナミックレンジを確保することができる。 On the other hand, in the NEXT time zone, the XOL system of the present invention shown in FIG. 5F turns on the output side of the second high-pass filter 222 as compared to the conventional XOL system shown in FIG. As a result of this, it is possible to increase the bit loading of the NEXT time domain as shown from the received signal 403 2 of the same as compared to the received signal 403 1 of the (d) of FIG Figure (f). Therefore, a dynamic range can be ensured even when transmission echoes are reflected by a bridge tap or hand twist.

以上説明した実施例では、第2のハイパスフィルタ222の機能をオン・オフするために出力側にスイッチ223を配置することにしたがその必要はなく、入力側に同様のスイッチを設けることも可能である。また、この第2のハイパスフィルタ222の機能のオン・オフの判別は実施例に限定されるものではない。この判別を簡素化した一例を次に説明する。   In the embodiment described above, the switch 223 is arranged on the output side in order to turn on / off the function of the second high-pass filter 222, but this is not necessary, and a similar switch can be provided on the input side. It is. Further, whether the function of the second high-pass filter 222 is on or off is not limited to the embodiment. Next, an example in which this determination is simplified will be described.

ADSLでは、前記したG.hsのハンドシェーク手順中に、ハンドシェークに使用するトーン信号の減衰するレベルによって図1に示したCO203からの距離を検出している。そして、この距離判定の結果を用いて、受信方式をクアドスペクトラム(quad spectrum)方式にするのか、アネックスアイ(G.992.1 Annex I)方式あるいはアネックスシー(G.992 Annex C)方式にするのか、あるいはEC方式が可能であるかを判別している。この検出結果を第2のハイパスフィルタ222の機能をオン・オフさせる条件として採り入れることで処理を簡素化することができる。すなわち、第2のハイパスフィルタ222の機能をオン・オフさせる判断に使用するダイナミックレンジのポイントを、最も送信エコーの歪が大きいと判別される低域側の1ポイントとし、ダイナミックレンジが所定のしきい値よりも低く、かつある特定の距離範囲に入っている場合にその機能をオンにすればよい。ここでいう特定の距離範囲は、ダイナミックレンジの判別の箇所で説明したのと同様に、さまざまな検証結果を用いて決定するのが好ましい。これにより、判別の精度は実施例の場合よりも劣るが、処理を簡素化できるだけでなく、良好な受信特性を保持することができる。   In ADSL, G. During the hs handshake procedure, the distance from the CO 203 shown in FIG. 1 is detected based on the attenuation level of the tone signal used for the handshake. Then, using the result of this distance determination, whether the reception method is a quad spectrum method, an annex eye (G.992.1 Annex I) method or an annex sea (G.992 Annex C) method, Alternatively, it is determined whether the EC method is possible. By adopting the detection result as a condition for turning on / off the function of the second high-pass filter 222, the processing can be simplified. That is, the point of the dynamic range used for the determination of turning on / off the function of the second high-pass filter 222 is one point on the low frequency side where the distortion of the transmission echo is determined to be the largest, and the dynamic range is predetermined. If it is lower than the threshold and within a certain distance range, the function may be turned on. The specific distance range here is preferably determined by using various verification results in the same manner as described in the determination of the dynamic range. Thereby, although the accuracy of discrimination is inferior to that in the embodiment, not only can the processing be simplified, but also good reception characteristics can be maintained.

また、実施例では図9で5つのポイントのダイナミックレンジを使用して第2のハイパスフィルタの機能のオン・オフ制御を行ったが、ポイントの分割点や分割数を適宜変化させるようにしてもよい。送信信号の帯域は、通信モードによって、たとえば(a)25kHz〜138kHz、(b)25kHz〜276kHz、(c)25kHz〜552kHzといったように変化する。このように送信帯域が変化すると、送信エコー歪の分布もこれに応じて変化する。そこで、これに合わせて分割点や分割数を最適化することで、送信歪ノイズ分布により適合した歪ノイズの低減が可能になる。   Further, in the embodiment, the on / off control of the function of the second high-pass filter is performed using the dynamic range of five points in FIG. 9, but the point dividing point and the number of divisions may be changed as appropriate. Good. The band of the transmission signal varies depending on the communication mode, such as (a) 25 kHz to 138 kHz, (b) 25 kHz to 276 kHz, and (c) 25 kHz to 552 kHz. When the transmission band changes in this way, the transmission echo distortion distribution also changes accordingly. Therefore, by optimizing the division points and the number of divisions in accordance with this, it is possible to reduce distortion noise that is more suitable for the transmission distortion noise distribution.

本発明の一実施例におけるADSL用のADSLモデムおよびその周辺の構成を表わしたブロック図である。1 is a block diagram showing an ADSL modem for ADSL and its peripheral configuration in an embodiment of the present invention. FIG. 本実施例で行われる2種類の通信方式の選択制御の様子を表わした流れ図である。It is a flowchart showing the mode of selection control of two types of communication systems performed in a present Example. FDM方式でADSL回線による通信を行う場合のADSLモデムの受信側の回路部分における信号処理の様子を表わした説明図である。It is explanatory drawing showing the mode of the signal processing in the circuit part of the receiving side of an ADSL modem in the case of performing communication by an ADSL line by FDM system. 従来のEC方式を用いADSL回線による通信を行う場合のADSLモデムの受信側の回路部分における信号処理の様子を表わした説明図である。It is explanatory drawing showing the mode of the signal processing in the circuit part of the receiving side of an ADSL modem in the case of performing communication by an ADSL line using the conventional EC system. 本実施例でメタルケーブルの長さを3段階に分けて、3つの通信方式とそれぞれについて最終的に得られる受信信号の特性を表わした説明図である。It is explanatory drawing showing the characteristic of the received signal finally obtained about each of three communication systems and dividing each of the length of a metal cable into three steps in a present Example. 本実施例でADSLモデムとCOの間のメタルケーブルの長さが比較的短い場合における受信信号の周波数帯域を示した特性図である。It is the characteristic view which showed the frequency band of the received signal when the length of the metal cable between an ADSL modem and CO is comparatively short in a present Example. 本実施例でADSLモデムとCOの間のメタルケーブルの長さが中間的な場合における受信信号の周波数帯域を示した特性図である。It is the characteristic view which showed the frequency band of the received signal in case a length of the metal cable between an ADSL modem and CO is intermediate in the present embodiment. 本実施例でADSLモデムとCOの間のメタルケーブルの長さが比較的長い場合における受信信号の周波数帯域を示した特性図である。It is the characteristic view which showed the frequency band of the received signal when the length of the metal cable between ADSL modem and CO is comparatively long in a present Example. 本実施例で5つのポイントのダイナミックレンジを使用して第2のハイパスフィルタの機能のオン・オフ制御を行う場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of performing on / off control of the function of a 2nd high pass filter using the dynamic range of 5 points in a present Example. 本実施例でADSLモデムとCOの間に配置されたケーブルにおけるブリッジタップの位置関係を表わした説明図である。It is explanatory drawing showing the positional relationship of the bridge tap in the cable arrange | positioned between ADSL modem and CO in a present Example. 図10に示した擬似回線で本発明による効果を定量的に表わした実験データとしての特性図である。FIG. 11 is a characteristic diagram as experimental data that quantitatively represents the effect of the present invention in the pseudo line shown in FIG. 10. 本発明の変形例における送信・受信ビットマップを示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the transmission / reception bit map in the modification of this invention. ADSLモデムと電話局の間の経路で発生する反射を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the reflection which generate | occur | produces in the path | route between an ADSL modem and a telephone office. 従来のADSLモデム内で送信信号の反射による送信エコー成分が増大する様子を表わした説明図である。It is explanatory drawing showing a mode that the transmission echo component by the reflection of a transmission signal increases in the conventional ADSL modem. ブリッジタップが1本の場合の長さと線路損失および周波数特性を表わした特性図である。It is a characteristic diagram showing the length, line loss, and frequency characteristic in the case of one bridge tap. ブリッジタップが1本の場合と2本の場合を0本の場合と共に比較した特性図である。It is the characteristic view which compared the case with one bridge tap and the case with two with the case of zero. ADSLモデムとCOの間のメタルケーブルの長さを3段階に分けて、従来におけるそれぞれの信号レベルを示した説明図である。It is explanatory drawing which divided each length of the metal cable between an ADSL modem and CO into three steps, and showed each conventional signal level. ADSLモデムとCOの間に配置されたケーブルにおけるブリッジタップの位置関係の一例を表わした説明図である。It is explanatory drawing showing an example of the positional relationship of the bridge tap in the cable arrange | positioned between an ADSL modem and CO. 図18に示した配置状況の下で、第1および第2のブリッジタップの長さを変化させた場合の周波数特性を示した特性図である。FIG. 19 is a characteristic diagram showing frequency characteristics when the lengths of the first and second bridge taps are changed under the arrangement state shown in FIG. 18. FDM方式と従来のスペクトルオーバーラップ伝送方式とを対比した波形図である。It is a wave form diagram which contrasted the FDM system and the conventional spectrum overlap transmission system.

符号の説明Explanation of symbols

201 ADSLモデム
203 CO(Central Office:電話局)
212 ハイブリッド回路
213 デジタル信号処理部
217 送信ドライバ
218 受信レシーバ
221 第1のハイパスフィルタ
222 第2のハイパスフィルタ(送信帯域遮断用ハイパスフィルタ)
223 スイッチ
224 セレクタ
225 スイッチ制御信号
226 ゲインコントロール回路
229 エコーキャンセラ処理部
231 送信エコー成分
241〜243 受信成分
251 メタルケーブル
201 ADSL modem 203 CO (Central Office)
212 Hybrid Circuit 213 Digital Signal Processing Unit 217 Transmission Driver 218 Reception Receiver 221 First High Pass Filter 222 Second High Pass Filter (Transmission Band Cutoff High Pass Filter)
223 Switch 224 Selector 225 Switch control signal 226 Gain control circuit 229 Echo canceller processing unit 231 Transmission echo component 241 to 243 Reception component 251 Metal cable

Claims (8)

電話回線から送られてくる受信信号に割り当てられた受信帯域に混入する送信信号の送信エコー成分を除去するエコーキャンセラと、
スペクトルオーバーラップ伝送方式で前記送信信号に割り当てられた送信帯域にオーバーラップして送られてくる受信信号における前記送信帯域を遮断する送信帯域遮断用ハイパスフィルタと、
前記受信信号が予め定めた所定のダイナミックレンジを確保することができるかを判別するダイナミックレンジ確保有無判別手段と、
このダイナミックレンジ確保有無判別手段が前記所定のダイナミックレンジを確保できないと判別したとき前記送信帯域遮断用ハイパスフィルタを前記受信信号に適用するフィルタ制御手段
とを具備することを特徴とするADSLモデム。
An echo canceller that removes the transmission echo component of the transmission signal mixed in the reception band assigned to the reception signal sent from the telephone line;
A transmission band blocking high-pass filter that blocks the transmission band in the received signal transmitted in an overlapped manner with the transmission band assigned to the transmission signal in a spectrum overlap transmission system;
Dynamic range securing presence / absence judging means for judging whether the received signal can secure a predetermined dynamic range,
An ADSL modem comprising: filter control means for applying the transmission band cutoff high-pass filter to the received signal when the dynamic range ensuring presence / absence determining means determines that the predetermined dynamic range cannot be secured.
前記送信帯域遮断用ハイパスフィルタが前記受信信号に適用されるとき、受信信号を送信帯域の境界までビットローディングするビットローディング手段を具備することを特徴とする請求項1記載のADSLモデム。 2. The ADSL modem according to claim 1, further comprising bit loading means for bit-loading the received signal to the boundary of the transmission band when the transmission band blocking high-pass filter is applied to the received signal . 前記ダイナミックレンジ確保有無判別手段は、トレーニング中に算出する各キャリアのダイナミックレンジしきい値を用いて判別することを特徴とする請求項1記載のADSLモデム。 2. The ADSL modem according to claim 1, wherein the dynamic range ensuring presence / absence determining means determines using a dynamic range threshold value of each carrier calculated during training . 前記ダイナミックレンジ確保有無判別手段は、予め定めた1または複数のサブキャリアのダイナミックレンジしきい値を用いて判別することを特徴とする請求項1記載のADSLモデム。 2. The ADSL modem according to claim 1, wherein the dynamic range ensuring presence / absence determining means determines using a dynamic range threshold value of one or more subcarriers determined in advance . 前記ダイナミックレンジしきい値を予め格納しておくダイナミックレンジしきい値メモリを具備することを特徴とする請求項3または請求項4記載のADSLモデム。 5. The ADSL modem according to claim 3, further comprising a dynamic range threshold memory for storing the dynamic range threshold in advance . ADSLによる通信に先立ってトレーニングを実行するトレーニング実行手段と、
このトレーニング実行手段の実行したトレーニングの結果を基にして、電話回線から送られてくる受信信号が所定のダイナミックレンジを確保できるかを判別するダイナミックレンジ確保有無判別手段と、
このダイナミックレンジ確保有無判別手段によって前記受信信号が所定のダイナミックレンジを確保できないと判別されたとき、この受信信号がこれよりも低域に割り当てられた送信信号の送信帯域にオーバーラップしているときのこのオーバーラップした前記送信帯域を遮断する送信帯域遮断用ハイパスフィルタと、
この送信帯域遮断用ハイパスフィルタを通過した前記受信信号に対して再度、トレーニングを実行する再トレーニング実行手段と、
この再トレーニング実行手段の実行結果から前記ADSLによる通信における通信レートを設定する通信レート設定手段
とを具備することを特徴とするADSLモデム。
Training execution means for executing training prior to communication by ADSL;
Dynamic range securing presence / absence determining means for determining whether a received signal sent from a telephone line can secure a predetermined dynamic range based on a result of training executed by the training executing means,
When it is determined by the dynamic range ensuring presence / absence determining means that the received signal cannot secure a predetermined dynamic range, when the received signal overlaps the transmission band of the transmission signal allocated to a lower frequency range A transmission band blocking high-pass filter that blocks the overlapped transmission band of
Retraining execution means for executing training again on the received signal that has passed through the transmission band cutoff high-pass filter;
Communication rate setting means for setting a communication rate in communication by the ADSL from the execution result of the retraining execution means
ADSL modem, characterized in that it comprises a door.
ADSLによる通信に先立ってトレーニングを実行するトレーニング実行ステップと、A training execution step for executing training prior to communication by ADSL;
このトレーニング実行ステップで実行したトレーニングの結果を基にして、電話回線から送られてくる受信信号が所定のダイナミックレンジを確保できるかを判別するダイナミックレンジ確保有無判別ステップと、Based on the result of training executed in this training execution step, a dynamic range ensuring presence / absence determining step for determining whether a received signal sent from the telephone line can secure a predetermined dynamic range;
このダイナミックレンジ確保有無判別ステップによって前記受信信号が所定のダイナミックレンジを確保できないと判別されたとき、この受信信号がこれよりも低域に割り当てられた送信信号の送信帯域にオーバーラップしているときのこのオーバーラップした前記送信帯域を遮断する送信帯域遮断ステップと、When it is determined in the dynamic range ensuring presence / absence determining step that the received signal cannot secure a predetermined dynamic range, the received signal overlaps the transmission band of the transmission signal assigned to a lower frequency than this A transmission band blocking step of blocking the overlapping transmission band of
この送信帯域遮断ステップで処理された前記受信信号に対して再度、トレーニングを実行する再トレーニング実行ステップと、A retraining execution step of executing training again on the received signal processed in the transmission band cut-off step;
この再トレーニング実行ステップによる実行結果から前記ADSLによる通信における通信レートを設定する通信レート設定ステップCommunication rate setting step for setting a communication rate in communication by the ADSL from the execution result of the retraining execution step
とを具備することを特徴とするADSLモデムにおける送信エコー歪ノイズ低減方法。A transmission echo distortion noise reduction method in an ADSL modem.
前記受信信号に対して送信エコー成分および送信エコー歪ノイズ成分を除去するエコーキャンセラ処理ステップを具備することを特徴とする請求項7記載のADSLモデムにおける送信エコー歪ノイズ低減方法。8. The transmission echo distortion noise reduction method in an ADSL modem according to claim 7, further comprising an echo canceller processing step for removing a transmission echo component and a transmission echo distortion noise component from the received signal.
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