JP5009423B2

JP5009423B2 - ｘＤＳＬ装置、通信システムおよび通信方法

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Publication number: JP5009423B2
Application number: JP2011061291A
Authority: JP
Inventors: 純一前田
Original assignee: Sumitomo Electric Networks Inc
Current assignee: Sumitomo Electric Networks Inc
Priority date: 2011-03-18
Filing date: 2011-03-18
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2026-03-01
Also published as: JP2011142672A

Description

本発明は、ｘＤＳＬ装置、通信システムおよび通信方法に関し、特に、周波数の異なる複数個の信号を用いて通信するｘＤＳＬ装置、通信システムおよび通信方法に関する。

既存の電話回線を利用して高速のデータ通信を行なうｘＤＳＬ（x Digital Subscriber Line：デジタル加入者線）方式には、たとえばＡＤＳＬ（Asymmetric DSL：非対称デジタル加入者線）およびＶＤＳＬ（Very high-bit-rate DSL：超高速デジタル加入者線）などがある。

ｘＤＳＬの変調方式には、使用する伝送周波数帯域を複数の細かい帯域に分けて通信を行なうＤＭＴ（Discrete Multi-Tone：離散マルチトーン）変調方式がある。たとえば、フルレートＡＤＳＬ（８Ｍｂｐｓ／１２Ｍｂｐｓ）では、約１ＭＨｚの伝送周波数帯域を２５６個のサブチャネル（４ｋＨｚの帯域幅）に分割している。

ＤＭＴ変調方式を用いたマルチキャリア通信システムでは、データ通信を開始する前に、互いに接続された通信装置間の回線状態をチェックするトレーニングを行なう。このトレーニングでは、分割されたサブチャネルごとに信号対雑音比（以下、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）とも称する。）を観測し、観測結果に応じて、サブチャネルの搬送波であるサブキャリアに割り当てるビット数の配分を設定する。これにより、回線状態に応じた通信速度が自動的に設定される（ベストエフォート方式）。トレーニング完了後、通信装置間のリンク（接続）が確立されると、設定された通信速度でデータ通信が開始される。通常は、データ通信中において通信速度の動的な変更は行なわない。

また、ｘＤＳＬ装置では、測定したＳＮＲから所定のマージン値（以下、ＳＮＲマージンとも称する。）を減算したＳＮＲの条件下で通信信号が所定の受信品質を満たすように各サブキャリアにビット数を配分する。すなわち、ＳＮＲマージンは伝送誤りを防止するためのマージン値である。ここで、ＳＮＲは各サブチャネルで異なり、ｘＤＳＬの一般的な使用条件では周波数の低いサブチャネルほどＳＮＲが大きい。ＳＮＲマージンを設定することにより伝送誤りに対する通信信号の耐性を調整することができる。

また、ｘＤＳＬ装置では、伝送時のバースト誤りの影響を低減するため、伝送データを時間軸方向に分散させて伝送するインタリーブ処理が採用されている。ｘＤＳＬ装置では、このインタリーブ処理とＦＥＣ（Forward Error Correction）およびＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）とを組み合わせた符号化処理が行なわれている。ここで、インタリーブ処理のパラメータとして、時間軸における伝送データの分散度合いを決めるインタリーブ深さがある。このインタリーブ深さを設定することによりバースト誤りに対する通信信号の耐性を調整することができる。すなわち、インタリーブ深さが大きくなるほどバースト誤りに対する通信信号の耐性が向上する。その一方で時間軸における伝送データの分散度合いが大きくなるため、ある伝送データ集合の最終データが受信側に到着する時間が大きくなり、伝送遅延時間が増大する。なお、インタリーブ深さの設定が１である、とはインタリーブ処理が行なわれないことを意味する。

ところで、一般的な電話回線は、複数の回線を束ねた電話ケーブルに収容されるため、近接する２つの電話回線間では、電磁的な結合による漏話（クロストーク）が生じる。ＱＯＳ（Quality of Service）の観点から、ＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）およびＦＴＰ（File Transfer Protocol）によるデータのダウンロードにおいては伝送速度が比較的小さくても差し支えはなく、また、伝送誤りが生じた場合にデータ再送を行なうことも許容される。しかしながら、近年、リアルタイム伝送を利用したＩＰ電話、テレビ電話、対戦型ゲームおよびビデオ配信等の需要が増加している。たとえば映像のストリーミング配信では大容量のデータを伝送し、かつ配信が途切れないように誤り率を小さくして通信の安定化を図る必要がある。さらに、通話用データでは伝送遅延時間を小さくする必要がある。

ここで、国際電気通信連合の電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）で勧告化されたＧ．９９２．１（非特許文献１参照）では、ＡＤＳＬ通信を行なう２台の通信装置間の物理的な伝送路１個に対して、インタリーブ深さの異なる２個の論理的なデータパス（以下、論理チャネルとも称する。）を使用できることが定められている。このようなｘＤＳＬ装置では、インタリーブ深さを設定することにより伝送誤りに対する通信信号の耐性を調整することができる。

「非対称デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）送受信機」，ITU-T勧告 G.992.1

ところで、ＳＮＲマージンを大きく設定すると誤り率が小さくなるが、サブキャリアに割り当てるビット数が減ることから伝送速度が小さくなる。

ここで、非特許文献１記載の通信装置では、すべてのサブキャリアで同一のＳＮＲマージンしか設定できない。このため、要求される誤り率の小さい方の論理チャネルにあわせて各サブキャリアのＳＮＲマージンを大きく設定する必要があり、いずれか一方の論理チャネルの伝送速度が必要以上に小さくなってしまう。したがって、非特許文献１記載の通信装置では、データの種類および目的等に応じて適切にデータ伝送を行なうことができないという問題点があった。

それゆえに、本発明の目的は、データの種類および目的等に応じて適切にデータ伝送を行なうことが可能な通信装置、通信システムおよび通信方法を提供することである。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信装置は、複数個の論理チャネルを含んだ周波数の異なる複数個の通信信号を通信相手から受信する受信部と、受信した複数個の通信信号の回線状態を測定する測定部と、複数個の論理チャネルの各々に１個または複数個の通信信号を割り当てる通信信号割り当て部と、論理チャネルごとにマージン値を設定し、通信信号に対応する論理チャネルに設定したマージン値を通信信号のマージン値として決定するマージン設定部と、測定した回線状態から通信信号のマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部と、通信信号の割り当て結果および決定した通信速度を通信相手に通知する送信部とを備える。

またこの発明のさらに別の局面に係わる通信装置は、複数個の論理チャネルを含んだ周波数の異なる複数個の通信信号を通信相手に送信する送信部と、通信相手が測定した複数個の通信信号の回線状態を通信相手から取得する受信部と、複数個の論理チャネルの各々に１個または複数個の通信信号を割り当てる通信信号割り当て部と、論理チャネルごとにマージン値を設定し、通信信号に対応する論理チャネルに設定したマージン値を通信信号のマージン値として決定するマージン設定部と、取得した回線状態から通信信号のマージン値だけ劣化した回線状態において通信相手が受信する複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部とを備え、送信部は、決定した通信速度で複数個の通信信号を通信相手に送信する。

好ましくは、通信信号割り当て部は、測定された回線状態および設定された論理チャネルのマージン値に基づいて、複数個の論理チャネルの各々に１個または複数個の通信信号を割り当てる。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムであって、第１の通信装置は、周波数の異なる複数個の通信信号を第２の通信装置に送信する送信部を備え、第２の通信装置は、第１の通信装置から複数個の通信信号を受信する受信部と、受信した複数個の通信信号の回線状態を測定する測定部と、複数個の論理チャネルの各々に１個または複数個の通信信号を割り当てる通信信号割り当て部と、論理チャネルごとにマージン値を設定し、通信信号に対応する論理チャネルに設定したマージン値を通信信号のマージン値として決定するマージン設定部と、測定した回線状態から通信信号のマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部と、通信信号の割り当て結果および決定した通信速度を第１の通信装置に通知する送信部とを備え、第１の通信装置における送信部は、通知された通信速度で複数個の通信信号を第２の通信装置に送信する。

上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信方法は、第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムにおける通信方法であって、第１の通信装置が、周波数の異なる複数個の通信信号を第２の通信装置に送信するステップと、第２の通信装置が、第１の通信装置から受信した複数個の通信信号の回線状態を測定するステップと、第２の通信装置が、複数個の論理チャネルの各々に１個または複数個の通信信号を割り当て、かつ、論理チャネルごとにマージン値を設定し、通信信号に対応する論理チャネルに設定したマージン値を通信信号のマージン値として決定するステップと、第２の通信装置が、測定した回線状態から通信信号のマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定するステップと、第２の通信装置が、通信信号の割り当て結果および決定した通信速度を第１の通信装置に通知するステップと、第１の通信装置が、通知された通信速度で複数個の通信信号を第２の通信装置に送信する送信ステップとを含む。

本発明によれば、データの種類および目的等に応じて適切にデータ伝送を行なうことができる。

本発明の実施の形態に係る通信システム、およびこの通信システムにおける通信装置の構成を示す機能ブロック図である。入力データ処理部および制御部の構成を示す機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係る通信装置が下り方向の割り当てテーブルを生成する際の動作手順を定めたフローチャートである。本発明の実施の形態に係る通信装置における設定値テーブルの一例を示す図である。本発明の実施の形態に係る通信装置における割り当てテーブルの一例を示す図である。本発明の実施の形態に係る通信装置が割り当てテーブルを生成する動作を概念的に示すグラフ図である。本発明の実施の形態に係る通信装置が上り方向の割り当てテーブルを生成する際の動作手順を定めたフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る通信システム、およびこの通信システムにおける通信装置の構成を示す機能ブロック図である。

図１を参照して、通信システム１００は、通信装置である局側装置１と、同じく通信装置である端末側装置２とを備える。局側装置１と端末側装置２とは、電話回線を介して接続される。局側装置１は、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号を通信相手である端末側装置２へ送信する。また、端末側装置２は、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号を通信相手である局側装置１へ送信する。なお、通信システムは、局側装置１および端末側装置２をそれぞれ複数台備える構成であってもよく、また、１台の局側装置１が、複数台の端末側装置２と通信を行なう構成であってもよい。たとえば、局側装置１が複数台の通信装置を備え、複数台の通信装置の各々が１対１で複数台の端末側装置２と通信を行なう構成とすることができる。さらに、少なくとも１台の局側装置１が、この通信システムにおける他の局側装置１および端末側装置２の監視および制御を行なう管理装置としての機能を有していてもよい。

局側装置１は、送信部６１と、受信部６２と、記憶部８と、制御部１７と、入力データ処理部１０と、出力データ処理部３２とを備える。送信部６１は、変調器（ＩＦＦＴ）１２と、パラレル・シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器１４と、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１６と、ドライバ部２０と、ハイブリッド回路２２とを含む。受信部６２は、ハイブリッド回路２２と、低雑音アンプ２４と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６と、シリアル・パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器２８と、復調器（ＦＦＴ）３０とを含む。

入力データ処理部１０は、通信相手である端末側装置２に伝送する入力データに後述する種々の信号処理を行ない、信号処理した入力データを複数個のサブキャリアに割り当てる。そして、入力データ処理部１０は、各サブキャリアのデータを変調器１２へ出力する。

変調器１２は、入力データ処理部１０から受けた各サブキャリアのデータを高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）によりデジタル変調する。そして、変調器１２は、デジタル変調信号をパラレル・シリアル変換器１４へ出力する。

パラレル・シリアル変換器１４は、変調器１２から受けた並列信号を、直列信号に変換して、デジタル・アナログ変換器１６へ出力する。

デジタル・アナログ変換器１６は、パラレル・シリアル変換器１４から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換して、ドライバ部２０へ出力する。

ドライバ部２０は、デジタル・アナログ変換器１６から受けたアナログ信号を所定のレベルに増幅して、ハイブリッド回路２２へ出力する。

ハイブリッド回路２２は、ドライバ部２０から受けたアナログ信号を通信信号として電話回線を介して端末側装置２へ送信する。また、ハイブリッド回路２２は、端末側装置２から電話回線を介して受信した通信信号であるアナログ信号を低雑音アンプ２４へ出力する。

低雑音アンプ２４は、ハイブリッド回路２２から受けたアナログ信号を所定のレベルに調整した後、アナログ・デジタル変換器２６へ出力する。

アナログ・デジタル変換器２６は、低雑音アンプ２４から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換して、シリアル・パラレル変換器２８へ出力する。

シリアル・パラレル変換器２８は、アナログ・デジタル変換器２６から受けた直列信号を並列信号に変換して、復調器３０へ出力する。

復調器３０は、シリアル・パラレル変換器２８から受けたデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）によりデジタル復調する。そして、復調器３０は、デジタル復調したサブキャリア毎のデータを出力データ処理部３２へ出力する。

出力データ処理部３２は、復調器３０から受けたサブキャリア毎のデータから元のデータを復元して、外部へ出力する。また、出力データ処理部３２は、復元したデータの一部または全部を受信データ情報として制御部１７へ出力する。

制御部１７は、入力データ処理部１０、変調器（ＩＦＦＴ）１２、復調器（ＦＦＴ）３０および出力データ処理部３２等、通信装置内の各ブロックを制御する。

図２は、入力データ処理部および制御部の構成を示す機能ブロック図である。
図２を参照して、入力データ処理部１０は、論理チャネル生成部（データ入力部）４１と、誤り訂正符号化部４２〜４４と、インタリーブ処理部４５〜４７と、データ割り当て処理部４８とを含む。制御部１７は、サブキャリア割り当て（通信信号割り当て）／通信速度決定部５１と、変調方式決定部５２と、ＳＮＲ測定部５３と、誤り率測定部５４と、パラメータ設定部（マージン設定部）５５と、サブキャリアソート部５６とを含む。

論理チャネル生成部４１は、外部からデータを入力し、入力データから論理チャネルＣＨ１〜ＣＨ３のデータを生成して誤り訂正符号化部４２〜４４へ出力する。

誤り訂正符号化部４２〜４４は、論理チャネル生成部４１から受けた論理チャネルＣＨ１〜ＣＨ３のデータにたとえばＣＲＣ処理およびＦＥＣ処理を行ない、インタリーブ処理部４５〜４７へ出力する。

インタリーブ処理部４５〜４７は、誤り訂正符号化部４２〜４４から受けた論理チャネルＣＨ１〜ＣＨ３のデータに対して、パラメータ設定部５５が論理チャネルごとに設定したインタリーブ深さに基づいてインタリーブ処理を行ない、データ割り当て処理部４８へ出力する。

データ割り当て処理部４８は、後述する割り当てテーブルが表わす論理チャネルとサブキャリアとの対応関係に基づいて、インタリーブ処理部４５〜４７から受けた論理チャネルＣＨ１〜ＣＨ３のデータを並べ替え、変調器１２へ出力する。

なお、制御部１７における各ブロックの動作は後述する。また、端末側装置２の構成および基本動作は局側装置１と同様あるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。

次に、本発明の実施の形態に係る通信装置が、論理チャネルに割り当てる通信信号および通信信号の通信速度を決定する際の動作について説明する。

［動作］
図３は、本発明の実施の形態に係る通信装置が下り方向の割り当てテーブルを生成する際の動作手順を定めたフローチャートである。

局側装置１および端末側装置２が通信を行なっている状態において、局側装置１は、局側装置１および端末側装置２間の通信信号の受信品質を監視している。

より詳細には、局側装置１において、制御部１７における誤り率測定部５４は、出力データ処理部３２から受けた受信データ情報に基づいて、端末側装置２から局側装置１への通信方向（以下、上り方向とも称する。）の通信信号の誤り率を算出する。

一方、端末側装置２において、制御部１７における誤り率測定部５４は、出力データ処理部３２から受けた受信データ情報に基づいて、局側装置１から端末側装置２への通信方向（以下、下り方向とも称する。）の通信信号の誤り率を算出する。そして、端末側装置２における制御部１７は、入力データ処理部１０等を制御して、誤り率の算出結果を通信信号に含めて局側装置１へ送信する。そして、局側装置１において、誤り率測定部５４は、出力データ処理部３２から受けた受信データ情報から、下り方向の通信信号の誤り率を抽出する。

局側装置１は、下り方向の通信信号の誤り率、または上り方向の通信信号の誤り率が所定値以上である場合には（Ｓ１でＹＥＳ）、上りおよび下りの回線を切断する制御を行なう（Ｓ２）。

そして、本発明の実施の形態に係る通信システムにおいてトレーニングが開始される。より詳細には、上りおよび下りの回線が切断されると、局側装置１および端末側装置２は初期化を行なう（Ｓ３およびＳ１１）。たとえば、局側装置１および端末側装置２における制御部１７は、変調器１２および復調器３０等を制御して無変調信号を送受信することにより、各々のドライバ部２０および低雑音アンプ２４に含まれるＡＧＣ（Auto Gain Control）回路のゲイン設定等を行なう。なお、局側装置１または端末側装置２に対する電源投入時、あるいは使用者が初期化のコマンドを局側装置１または端末側装置２に投入した場合に、局側装置１および端末側装置２が初期化を行なう構成であってもよい。

初期化が終了すると、局側装置１は、上り方向および下り方向の設定値テーブルをそれぞれ生成する（Ｓ４）。より詳細には、局側装置１におけるパラメータ設定部５５は、論理チャネルごとにＳＮＲマージン、データレートおよびインタリーブ深さを設定する。たとえば、記憶部８は、論理チャネルごとのＳＮＲマージン、データレートおよびインタリーブ深さが定められた設定値テーブルを記憶する。パラメータ設定部５５は、複数個の設定値テーブルのいずれか１個を選択して、論理チャネルごとのＳＮＲマージン、データレートおよびインタリーブ深さを設定する。

図４は、本発明の実施の形態に係る通信装置における設定値テーブルの一例を示す図である。

図４を参照して、たとえば、論理チャネルＣＨ１は、ＶｏＩＰ（Voice over Internet Protocol）すなわち通話データに対応する。論理チャネルＣＨ２は、ストリーミング配信される映像データに対応する。論理チャネルＣＨ３は、通常の映像データに対応する。

設定値テーブルは、局側装置１および端末側装置２間の通信に用いられる複数個の論理チャネルと各パラメータ、すなわちデータレート、ＳＮＲマージンおよびインタリーブ深さとの対応関係を表わすテーブルである。上り方向の設定値テーブルは上り方向の通信に用いられる論理チャネルと各パラメータとの対応関係を表わし、下り方向の設定値テーブルは下り方向の通信に用いられる論理チャネルと各パラメータとの対応関係を表わす。

パラメータ設定部５５は、論理チャネルＣＨ１のデータレートを１Ｍｂｐｓに設定し、ＳＮＲマージンを１０ｄＢに設定し、インタリーブ深さを１に設定する。また、論理チャネルＣＨ２のデータレートを２０Ｍｂｐｓに設定し、ＳＮＲマージンを１ｄＢに設定し、インタリーブ深さを８に設定する。また、論理チャネルＣＨ３のデータレートを１０Ｍｂｐｓに設定し、ＳＮＲマージンを１０ｄＢに設定し、インタリーブ深さを４に設定する。

このように、ＶｏＩＰすなわち通話データに対応する論理チャネルＣＨ１については伝送遅延時間を短くするためにインタリーブ深さを１とし、その一方でバースト誤りに対する耐性が弱くなるのでＳＮＲマージンを１０ｄＢと高めに設定して伝送誤りに対する耐性を強くする。また、ストリーミング配信される映像データに対応する論理チャネルＣＨ２についてはＳＮＲマージンを１ｄＢと低めに設定して伝送速度を大きくし、その一方でインタリーブ深さを８としてバースト誤りに対する耐性を強くする。

再び図３を参照して、局側装置１は、生成した下り方向の設定値テーブルを端末側装置２へ送信する。より詳細には、局側装置１における制御部１７のパラメータ設定部５５は、生成した下り方向の設定値テーブルを入力データ処理部１０へ出力する。下り方向の設定値テーブルは、入力データ処理部１０において、誤り訂正符号化等の信号処理およびサブキャリアへの割り当てが行なわれ、変調器１２、Ｐ／Ｓ変換器１４、デジタル・アナログ変換器１６、ドライバ部２０およびハイブリッド回路２２を介して端末側装置２へ送信される（Ｓ５）。

また、局側装置１は、たとえばＰＮ（Pseudo Noise）系列の信号（以下、テスト信号とも称する。）を通信信号として端末側装置２へ送信する。テスト信号は、設定値テーブルと同様に、入力データ処理部１０、変調器１２、Ｐ／Ｓ変換器１４、デジタル・アナログ変換器１６、ドライバ部２０およびハイブリッド回路２２を介して端末側装置２へ送信される（Ｓ６）。

端末側装置２は、局側装置１から受信したテスト信号のＳＮＲを測定する。より詳細には、端末側装置２において、復調器３０は、テスト信号に対応するデータをシリアル・パラレル変換器２８から受けてデジタル復調し、コンスタレーションを制御部１７へ出力する。制御部１７におけるＳＮＲ測定部５３は、復調器３０から受けたコンスタレーションに基づいて、テスト信号の信号対雑音比を測定する（Ｓ１２）。ここで、コンスタレーションとは、変調信号の同相（Ｉ相）成分および直交（Ｑ相）成分からなるＩＱ座標軸平面におけるシンボル点配置のことである。

端末側装置２は、テスト信号のＳＮＲ測定結果および局側装置１から受信した下り方向の設定値テーブルに基づいて、複数個の論理チャネルにそれぞれ割り当てる１個または複数個のサブキャリアを決定し、また、局側装置１から送信する複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する。たとえば、端末側装置２は、局側装置１が通信信号の送信に用いる複数個の論理チャネル、複数個のサブキャリアおよび各サブキャリアに割り当てるビット数の対応関係を表わす下り方向の割り当てテーブルを生成し、局側装置１へ送信する（Ｓ１３〜Ｓ１５）。

より詳細には、端末側装置２におけるサブキャリアソート部５６は、テスト信号のＳＮＲ測定結果に基づいて複数個のサブキャリアをたとえばＳＮＲの小さい順にソートし、ソート結果をサブキャリア割り当て／通信速度決定部５１へ出力する（Ｓ１３）。また、サブキャリアソート部５６は、テスト信号のＳＮＲ測定結果もサブキャリア割り当て／通信速度決定部５１へ出力する。

サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、出力データ処理部３２から受けた受信データ情報から、局側装置１が送信した下り方向の設定値テーブルを抽出する。そして、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、サブキャリアソート部５６から受けたソート結果、テスト信号のＳＮＲ測定結果、ならびに抽出した下り方向の設定値テーブルが表わす論理チャネルごとのＳＮＲマージンおよびデータレートに基づいて、複数個の論理チャネルにそれぞれ割り当てるサブキャリアを決定し、かつ各サブキャリアに割り当てるビット数すなわち各通信信号の通信速度を決定する。サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、複数個の論理チャネルにそれぞれ割り当てるサブキャリア、および各サブキャリアに割り当てるビット数を表わす下り方向の割り当てテーブルを生成し、論理チャネル生成部４１および変調方式決定部５２へ出力する（Ｓ１４）。

下り方向の割り当てテーブルは、入力データ処理部１０、変調器１２、Ｐ／Ｓ変換器１４、デジタル・アナログ変換器１６、ドライバ部２０およびハイブリッド回路２２を介して局側装置１へ送信される（Ｓ１５）。

図５は、本発明の実施の形態に係る通信装置における割り当てテーブルの一例を示す図である。図６は、本発明の実施の形態に係る通信装置が割り当てテーブルを生成する動作を概念的に示すグラフ図である。なお、図５に示す割り当てテーブルでは理解を容易にするために論理チャネルごとのＳＮＲマージンおよびデータレートが含まれているが、割り当てテーブルにはこれらを含めなくてもよい。また、以下では、説明を簡単にするために、サブキャリア番号と称するときは特に断りのない限りサブキャリアソート部５６がソートを行なった後の番号を意味するものとする。

図５および図６を参照して、サブキャリアは、ＳＮＲの小さい順に１番から整列されている。

サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、ＳＮＲの小さい順にソートされたサブキャリアを、ＳＮＲマージンの小さい論理チャネルから順番に割り当てる。なお、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、ＳＮＲが同じである複数個のサブキャリアについては、周波数の低いサブキャリアから順にソートする。また、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、論理チャネルのデータレートを実現するために必要な数のサブキャリアを論理チャネルに割り当てる。

より詳細には、まず、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、ソート後のサブキャリアを割り当てる論理チャネルの順番を決定する。たとえば、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、論理チャネルＣＨ１〜ＣＨ３のうち、ＳＮＲマージンが１ｄＢと最も小さい論理チャネルＣＨ２を１番とする。そして、ＳＮＲマージンが１０ｄＢと同じである論理チャネルＣＨ１およびＣＨ３のうち、インタリーブ深さが小さい論理チャネルＣＨ１を２番とする。そして、論理チャネルＣＨ３を３番とする。

次に、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、ソート後のサブキャリアを１番目に割り当てる論理チャネルＣＨ２のＳＮＲマージンに基づいて、論理チャネルＣＨ２に割り当てるサブキャリアおよび論理チャネルＣＨ２に割り当てたサブキャリアに対応する通信信号の通信速度を決定する。

サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、テスト信号のＳＮＲ測定結果すなわちＳＮＲ測定部５３が測定した通信信号のＳＮＲの条件下で通信信号が所定の受信品質を満たすことができる通信速度よりも低い通信速度を、通信相手からの通信信号の通信速度として決定する。すなわち、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、測定した通信信号のＳＮＲよりもさらにＳＮＲマージンだけ劣化したＳＮＲの条件下で通信信号の誤り率が所定値未満となる通信速度を、通信相手からの通信信号の通信速度として決定する。

具体的には、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、たとえば、サブキャリア１における通信信号のＳＮＲが１０ｄＢである場合には、１０ｄＢよりもさらに論理チャネルＣＨ２のＳＮＲマージンの１ｄＢだけ劣化した９ｄＢのＳＮＲの条件下で、サブキャリア１における通信信号の誤り率が１０^-7未満となる３ビットがサブキャリア１に割り当て可能であると判断する。

そして、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、このようにして算出した各サブキャリアに割り当て可能なビット数に基づいて、論理チャネルＣＨ２に、データレート２０Ｍｂｐｓを確保するために必要なサブキャリア１〜サブキャリア３０を割り当てる。また、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、論理チャネルＣＨ２に割り当てたサブキャリア１〜サブキャリア３０の割り当てビット数を、論理チャネルＣＨ２のＳＮＲマージンに基づいて算出したビット数とする。

次に、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、ソート後のサブキャリアを２番目に割り当てる論理チャネルＣＨ１のＳＮＲマージンに基づいて、未割り当てのサブキャリアのうち、論理チャネルＣＨ１に割り当てるサブキャリアおよび論理チャネルＣＨ１に割り当てたサブキャリアに対応する通信信号の通信速度を決定する。

具体的には、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、たとえば、サブキャリア３１における通信信号のＳＮＲが１９ｄＢである場合には、１９ｄＢよりもさらに論理チャネルＣＨ２のＳＮＲマージンの１０ｄＢだけ劣化した９ｄＢのＳＮＲの条件下で、サブキャリア３１における通信信号の誤り率が１０^-7未満となる３ビットがサブキャリア３１に割り当て可能であると判断する。

そして、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、このようにして算出した各サブキャリアに割り当て可能なビット数に基づいて、論理チャネルＣＨ１に、データレート１Ｍｂｐｓを確保するために必要なサブキャリア３１〜サブキャリア４０を割り当てる。また、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、論理チャネルＣＨ１に割り当てたサブキャリア３１〜サブキャリア４０の割り当てビット数を、論理チャネルＣＨ１のＳＮＲマージンに基づいて算出したビット数とする。

次に、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、ソート後のサブキャリアを３番目に割り当てる論理チャネルＣＨ３のＳＮＲマージンに基づいて、未割り当てのサブキャリアのうち、論理チャネルＣＨ３に割り当てるサブキャリアおよび論理チャネルＣＨ３に割り当てたサブキャリアに対応する通信信号の通信速度を決定する。

具体的には、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、たとえば、サブキャリア４１における通信信号のＳＮＲが２２ｄＢである場合には、２２ｄＢよりもさらに論理チャネルＣＨ３のＳＮＲマージンの１０ｄＢだけ劣化した１２ｄＢのＳＮＲの条件下で、サブキャリア４１における通信信号の誤り率が１０^-7未満となる６ビットがサブキャリア４１に割り当て可能であると判断する。

そして、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、算出した各サブキャリアに割り当て可能なビット数に基づいて、論理チャネルＣＨ３に、データレート１０Ｍｂｐｓを確保するために必要なサブキャリア４１〜サブキャリア４６を割り当てる。また、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、論理チャネルＣＨ３に割り当てたサブキャリア４１〜サブキャリア４６の割り当てビット数を、論理チャネルＣＨ３のＳＮＲマージンに基づいて算出したビット数とする。

再び図３を参照して、局側装置１は、端末側装置２から受信した下り方向の割り当てテーブルが表わす、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号の通信速度に基づいて、たとえば複数個の通信信号の変調方式をそれぞれ決定する。より詳細には、局側装置１における制御部１７の変調方式決定部５２は、出力データ処理部３２から受けた受信データ情報から、端末側装置２が送信した下り方向の割り当てテーブルを抽出する。そして、変調方式決定部５２は、抽出した下り方向の割り当てテーブルに基づいて複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号の変調方式をそれぞれ決定し、決定した変調方式を変調器１２へ通知する。変調器１２は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式で各サブキャリアのデータをそれぞれ変調する（Ｓ７）。

端末側装置２における変調方式決定部５２は、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１から受けた下り方向の割り当てテーブルに基づいて、局側装置１から送信される通信信号の変調方式を認識し、復調器３０へ通知する。復調器３０は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式で各サブキャリアの通信信号をそれぞれ復調する（Ｓ１６）。

より詳細には、変調方式決定部５２は、たとえば、サブキャリア１の割り当てビット数が３であるため、３に対応するシンボルレートの小さい８−ＰＳＫ（Phase Shift Keying）をサブキャリア１の通信信号の変調方式と決定する。また、変調方式決定部５２は、サブキャリア４１の割り当てビット数が６であるため、６ビットに対応するシンボルレートの大きい６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）をサブキャリア４１の通信信号の変調方式と決定する。

図７は、本発明の実施の形態に係る通信装置が上り方向の割り当てテーブルを生成する際の動作手順を定めたフローチャートである。

図７を参照して、ステップＳ２１〜ステップＳ２４およびステップＳ３１は、図３に示すフローチャートのステップＳ１〜ステップＳ４およびステップＳ１１と同様である。

局側装置１は、生成した上り方向の設定値テーブルを端末側装置２へ送信する（Ｓ２５）。また、局側装置１における制御部１７のパラメータ設定部５５は、生成した上り方向の設定値テーブルをサブキャリア割り当て／通信速度決定部５１へ出力する。

また、端末側装置２は、テスト信号を局側装置１へ送信する（Ｓ３２）。
局側装置１は、端末側装置２から受信したテスト信号のＳＮＲを測定する（Ｓ２６）。

局側装置１は、テスト信号のＳＮＲ測定結果および自ら生成した上り方向の設定値テーブルに基づいて、複数個の論理チャネルにそれぞれ割り当てる１個または複数個のサブキャリアを決定し、また、端末側装置２から送信する複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する。たとえば、局側装置１は、端末側装置２が通信信号の送信に用いる複数個の論理チャネル、複数個のサブキャリアおよび各サブキャリアに割り当てるビット数の対応関係を表わす上り方向の割り当てテーブルを生成し、端末側装置２へ送信する（Ｓ２７〜Ｓ２９）。

端末側装置２は、局側装置１から受信した上り方向の割り当てテーブルが表わす、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号の通信速度に基づいて、たとえば複数個の通信信号の変調方式をそれぞれ決定する。端末側装置２は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式で各サブキャリアのデータをそれぞれ変調する（Ｓ３３）。

局側装置１における変調方式決定部５２は、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１から受けた上り方向の割り当てテーブルに基づいて、端末側装置２から送信される通信信号の変調方式を認識し、復調器３０へ通知する。復調器３０は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式で各サブキャリアの通信信号をそれぞれ復調する（Ｓ３０）。

ところで、非特許文献１記載の通信装置では、すべてのサブキャリアで同一のＳＮＲマージンしか設定できないため、データの種類および目的等に応じて適切にデータ伝送を行なうことができないという問題点があった。しかしながら、本発明の実施の形態に係る通信装置では、パラメータ設定部５５は、論理チャネルごとにＳＮＲマージンを設定する。そして、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、測定した通信信号のＳＮＲよりもさらにＳＮＲマージンだけ劣化したＳＮＲの条件下で通信信号の誤り率が所定値未満となる通信速度を、通信相手からの通信信号の通信速度として決定する。

したがって、本発明の実施の形態に係る通信装置では、論理チャネルに対応するデータの種類および目的等に応じてＳＮＲマージンを設定することができ、適切にデータ伝送を行なうことができる。

［変形例］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下の変形例も含まれる。

（１）サブキャリアの割り当て
本発明の実施の形態に係る通信装置では、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、算出した各サブキャリアに割り当て可能なビット数に基づいて、論理チャネルのデータレートを確保するために必要な数のサブキャリアを論理チャネルに割り当てる構成であるとしたが、これに限定するものではない。たとえば、論理チャネルＣＨ１〜ＣＨ３の各々に割り当てるサブキャリアの比率が予め定められている場合には、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、テスト信号のＳＮＲ測定結果およびＳＮＲマージンを用いずにサブキャリアを論理チャネルに割り当てることが可能である。具体的には、論理チャネルＣＨ１〜ＣＨ３の各々に割り当てるサブキャリアの比率が１：１：１である場合、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、サブキャリア１を論理チャネルＣＨ１に割り当て、サブキャリア２を論理チャネルＣＨ２に割り当て、サブキャリア３を論理チャネルＣＨ３に割り当て、さらにサブキャリア４以降も同様に論理チャネルＣＨ１〜ＣＨ３にサブキャリアを順次割り当てる構成とすることができる。

（２）論理チャネルの設定
パラメータ設定部５５は、局側装置１および端末側装置２間の通信に用いられる複数個の論理チャネルのうちのいずれか１個を最も誤り率の小さい、伝送誤りに対する耐性の強い論理チャネルとして使用する構成であってもよい。たとえば、パラメータ設定部５５は、すべての論理チャネルの中で論理チャネルＣＨ１のＳＮＲマージンが最大となるように設定し、インタリーブ深さが最大となるように設定する。そして、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、論理チャネルＣＨ１に、複数個のサブキャリアのうちＳＮＲが最大であるサブキャリアを少なくとも割り当てる。

前述のように、本発明の実施の形態に係る通信装置における制御部１７は、下り方向の通信信号の誤り率、または上り方向の通信信号の誤り率が所定値以上である場合には（Ｓ１でＹＥＳ）、上りおよび下りの回線を切断して再トレーニングを行なう（Ｓ２）構成である。しかしながら、このようにすべての論理チャネルの中で論理チャネルＣＨ１を最も誤り率の小さい、伝送誤りに対する耐性の強い論理チャネルとして使用する場合には、制御部１７は、論理チャネルＣＨ１に割り当てられるサブキャリアについては回線切断および再トレーニングを行なわず、通信を継続する構成とすることができる。このような構成により、通信の安定化の要求が非常に強いデータの伝送を適切に行なうことができる。

（３）ビットテーブルの生成および送信
本発明の実施の形態に係る通信システムでは、下り方向の割り当てテーブルを生成する際、端末側装置２は、下り方向のテスト信号のＳＮＲ測定結果および局側装置１から受信した下り方向の設定値テーブルに基づいて、下り方向の割り当てテーブルを生成する構成であるとしたが、これに限定するものではない。端末側装置２が、下り方向のテスト信号のＳＮＲ測定結果を局側装置１へ送信する。そして、局側装置１が、下り方向のテスト信号のＳＮＲ測定結果および下り方向の設定値テーブルに基づいて、下り方向の割り当てテーブルを生成し、端末側装置２へ送信する。そして、端末側装置２が、局側装置１から受信した下り方向の割り当てテーブルに基づいて、局側装置１から送信される通信信号の変調方式を認識する構成とすることも可能である。

また、上り方向の割り当てテーブルを生成する際、局側装置１が、上り方向のテスト信号のＳＮＲ測定結果および上り方向の設定値テーブルを端末側装置２へ送信する。そして、端末側装置２が、上り方向のテスト信号のＳＮＲ測定結果および上り方向の設定値テーブルに基づいて上り方向の割り当てテーブルを生成し、局側装置１へ送信する。そして、局側装置１が、端末側装置２から受信した下り方向の割り当てテーブルに基づいて、端末側装置２から送信される通信信号の変調方式を認識する構成とすることも可能である。

（４）ＳＮＲ
本発明の実施の形態に係る通信装置では、サブキャリア割り当て／通信速度決定部５１は、通信信号のＳＮＲ測定結果よりもさらにＳＮＲマージンだけ劣化したＳＮＲの条件下で通信信号の誤り率が所定値未満となる通信速度を、通信相手が送信する通信信号の通信速度として決定する構成であるとしたが、ＳＮＲに限らず、通信信号の回線状態を表わす指標であればＳＮＲの代わりとして用いることが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１局側装置（通信装置）、２端末側装置（通信装置）、１０入力データ処理部（データ入力部）、１２変調器（ＩＦＦＴ）、１４パラレル・シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器、１６デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）、１７制御部、２０ドライバ部、２２ハイブリッド回路、２４低雑音アンプ、２６アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、２８シリアル・パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器、３０復調器（ＦＦＴ）、３２出力データ処理部、５１サブキャリア割り当て（通信信号割り当て）／通信速度決定部、５２変調方式決定部、５３ＳＮＲ測定部、５４誤り率測定部、５５パラメータ設定部（マージン設定部）、５６サブキャリアソート部、６１送信部、６２受信部、１００通信システム。

Claims

複数個の論理チャネルを含んだ周波数の異なる複数個の通信信号を通信相手から受信する受信部と、
前記受信した複数個の通信信号の回線状態を測定する測定部と、
前記複数個の論理チャネルの各々に１個または複数個の前記通信信号を割り当てる通信信号割り当て部と、
前記論理チャネルごとにマージン値を設定し、前記論理チャネルに設定したマージン値を、前記論理チャネルに割り当てる前記通信信号のマージン値として決定するマージン設定部と、
前記測定した回線状態から前記通信信号のマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部と、
前記通信信号の割り当て結果および前記決定した通信速度を前記通信相手に通知する送信部とを備える、ｘＤＳＬ装置。
複数個の論理チャネルを含んだ周波数の異なる複数個の通信信号を通信相手に送信する送信部と、
前記通信相手が測定した前記複数個の通信信号の回線状態を前記通信相手から取得する受信部と、
前記複数個の論理チャネルの各々に１個または複数個の前記通信信号を割り当てる通信信号割り当て部と、
前記論理チャネルごとにマージン値を設定し、前記論理チャネルに設定したマージン値を、前記論理チャネルに割り当てる前記通信信号のマージン値として決定するマージン設定部と、
前記取得した回線状態から前記通信信号のマージン値だけ劣化した回線状態において前記通信相手が受信する前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部とを備え、
前記送信部は、前記決定した通信速度で前記複数個の通信信号を前記通信相手に送信する、ｘＤＳＬ装置。
前記通信信号割り当て部は、前記測定された回線状態および前記設定された論理チャネルのマージン値に基づいて、前記複数個の論理チャネルの各々に１個または複数個の前記通信信号を割り当てる請求項１または２に記載のｘＤＳＬ装置。
第１のｘＤＳＬ装置および第２のｘＤＳＬ装置を備える通信システムであって、
前記第１のｘＤＳＬ装置は、
周波数の異なる複数個の通信信号を前記第２のｘＤＳＬ装置に送信する送信部を備え、
前記第２のｘＤＳＬ装置は、
前記第１のｘＤＳＬ装置から前記複数個の通信信号を受信する受信部と、
前記受信した複数個の通信信号の回線状態を測定する測定部と、
前記複数個の論理チャネルの各々に１個または複数個の前記通信信号を割り当てる通信信号割り当て部と、
前記論理チャネルごとにマージン値を設定し、前記論理チャネルに設定したマージン値を、前記論理チャネルに割り当てる前記通信信号のマージン値として決定するマージン設定部と、
前記測定した回線状態から前記通信信号のマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部と、
前記通信信号の割り当て結果および前記決定した通信速度を前記第１のｘＤＳＬ装置に通知する送信部とを備え、
前記第１のｘＤＳＬ装置における送信部は、前記通知された通信速度で前記複数個の通信信号を前記第２のｘＤＳＬ装置に送信する通信システム。
第１のｘＤＳＬ装置および第２のｘＤＳＬ装置を備える通信システムにおける通信方法であって、
前記第１のｘＤＳＬ装置が、周波数の異なる複数個の通信信号を前記第２のｘＤＳＬ装置に送信するステップと、
前記第２のｘＤＳＬ装置が、前記第１のｘＤＳＬ装置から受信した複数個の通信信号の回線状態を測定するステップと、
前記第２のｘＤＳＬ装置が、前記複数個の論理チャネルの各々に１個または複数個の前記通信信号を割り当て、かつ、前記論理チャネルごとにマージン値を設定し、前記論理チャネルに設定したマージン値を、前記論理チャネルに割り当てる前記通信信号のマージン値として決定するステップと、
前記第２のｘＤＳＬ装置が、前記測定した回線状態から前記通信信号のマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定するステップと、
前記第２のｘＤＳＬ装置が、前記通信信号の割り当て結果および前記決定した通信速度を前記第１のｘＤＳＬ装置に通知するステップと、
前記第１のｘＤＳＬ装置が、前記通知された通信速度で前記複数個の通信信号を前記第２のｘＤＳＬ装置に送信する送信ステップとを含む通信方法。