JPH09505185A - 高速デジタル加入者線の離散多重階調送信 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 離散多重階調（ＤＭＴ）の高速デジタルリンクを用いる通信システムにおいて、中央送受信機から信号を受信する別の送受信機への外経路は１組のキャリア周波数チャンネルを使用し、信号復路は異なる１組のキャリア周波数チャンネルを使用する。１つの形態では、中央送受信機は交換であり、別の送受信機は交換に接続された加入者である。

Description

【発明の詳細な説明】 高速デジタル加入者線の離散多重階調送信 過去２、３年に渡り、高品質ケーブルを使用せずに個々の加入者に電話線を通 じて高速データを送受信することに対して関心が寄せられている。ここにおける 高速とは、１．５Ｍｂ／ｓ（米国）や２Ｍｂ／ｓ（欧州）等の速度を意味する。 開発されたシステムとしては次の２つがある。 １）高速デジタル加入者線（ＨＤＳＬ）。線の各端における機器は名目上同一で ある。機器はデータの送受信を同時に同速度で、つまり完全２重方式で行う。所 望の容量を得るには２、３の線が必要で、その際単線に対して各々がそれぞれ５ ０％または３３％で通信する。 ２）非対称デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）。大概の加入者は膨大な量のデータを 生成する手段または必要性がないということに基づいて、加入者から交換へのチ ャンネルは、通常１６ｋｂ／ｓの低速通信回路に低減され、反対に交換から加入 者へは高速チャンネルが保たれる。この明確な適用例としては、選択的放送特性 ビデオ信号の送信である。ＡＤＳＬシステムの送信範囲は同じボー速度のＨＤＳ Ｌシステムよりもかなり長く、これについては後述する。 送信規準についてはまだ問題がある。ＨＤＳＬにおける主な問題はパルス振幅 変調で、ＩＳＤＮで使用される ２Ｂ１Ｑまたは横軸振幅変調（ＱＡＭ）（および様々な最新のキャリアレス振幅 ／位相変調（ＣＡＰ））である。ＡＤＳＬにおいては、米国規格協会（ＡＮＳＩ ）により離散多重階調（ＤＭＴ）が特定される。 ＤＭＴについては、ＡＮＳＩの規準委員会 T1-電気通信に提示された Amati通 信社のJ.M．Cioffi氏の指導的論文 T1E1.4/91-157「多数キャリアプライマ」に 詳述され、ここでは参照文献として取り上げる。その基本原理は次の通りである 。 高速データ流の連続ブロックは多数のチャンネル（通常２５６）に逆多重化さ れる。各チャンネルは数ビットの幅を有し、様々なチャンネルが様々な幅をもつ 。各チャンネルは２５６のキャリアの１つにＱＡＭ変調される。キャリア周波数 は全て、最も低い周波数の調波である。この複合スペクトルはデータブロックの 長さに対して送信される。別の言い方をすれば、データブロック内のビットの各 サブセットは、その群の特定的周波数におけるトーンバーストの振幅および位相 を表す。トーンバーストはデータブロックが存続する間続き、階調は単純な調波 系列である（図１および図２）。 本発明によるＤＭＴの利点は、通常の状況下における送信性能や距離にあるの ではなく、次に示すその実行および適応性にある。 （ａ）複合スペクトルは、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）およびその逆変換により 生成、復号化され、その際キャ リアを別々に生成する必要がない。 （ｂ）各キャリアの占める帯域幅は小さいため、周波数歪曲は小さく、複雑な線 等化器を要さない。 （ｃ）各キャリアのエラー速度をモニタすることにより、受信機は送信機に最上 性能を有するスペクトル部分を優先的に使用するように指示できる。 ＨＤＳＬは近端漏話（ＮＥＸＴ）により制限される。離れた送信機からの減衰 信号には、受信機に物理的に近接し、線間容量を介して結合した送信機から発生 する不必要な信号が付加される。従来的な符号化では、必要な信号とＮＥＸＴの 周波数は同じである。この問題は、加入者端よりも線が集中する交換端において 目立つ。 ＡＤＳＬでは、加入者の受信機がＮＥＸＴを受信するのは低速ソースからに限 られるため、制限要因は交換（遠端漏話）における不必要な高速送信機からのノ イズである。故にノイズ源はＨＤＳＬと同じであるが、ノイズはより良いＳ／Ｎ 比（ＳＮＲ）を提供する線によって減衰する。 完全２重動作においては、受信信号は、送信媒介の不連続インピーダンスまた はハイブリッド回路の不均衡により生じた同じ線対で送信された信号成分を含む 。多くのデータシステムにおいて、この妨害信号を除去するための反響消去器が 必要となる。 本発明によれば、離散多重階調（ＤＭＴ）の高速デジタルリンクを用いる通信 システムが提供され、中央送受 信機から、信号を受信する別の送受信機への外経路は１組のキャリア周波数チャ ンネルを使用し、往路信号経路は異なる１組のキャリア周波数チャンネルを使用 する。 通信システムは電気通信システムであってもよく、中央送受信機は交換であり 、別の送受信機は交換に接続された加入者である。 次に添付図面を参照して、本発明を実施例に基づいて説明する。 図１はＤＭＴ送信符号器の概略を示す。 図２は従来のＤＭＴの「往路」および「復路」チャンネル構成を示す。 図３および図４は本発明によるＤＭＴの「往路」および「復路」チャンネル構 成を示す。 図５は本発明による電気通信システムにおける漏話形態を概略的に示す。 図６は２５６個のサンプルのデータフレームに付加されたｎ個のサンプルのポ ストカーソルを概略的に示す。 図７は漏話におけるデータおよびポストカーソル配置を示す。 図８および図９は２つの選択的方法による送信データの配置を示す。 本発明は銅線対を利用したシステムをもとに説明されるが、例えば１つの部屋 の中または相互に近接する赤外 線リンク等、共配置された送信機からの信号が相互妨害を行うような構成全てに おいて一般に適用できる。 交換から加入者への全ルートが全て１組のキャリア周波数を使用し、加入者か ら交換へのルートは異なる１組を使用する、ＤＭＴを利用したＨＤＳＬシステム においては、ＮＥＸＴおよびエコーの所望の受信信号からの周波数は異なる（図 ３および図５）。一見すると、信号のＦＦＴ適用前にＮＥＸＴを除去するのにく し形フィルタが必要なように思われる。しかし、フィルタを除去する方が簡単で ある。その場合、妨害キャリアに対応するＦＦＴからの出力においてノイズが小 信号として現れる。送信機がそれらのチャンネルを使用しないことは既知である ため、ノイズは全く無視できる。 ＮＥＸＴが除去されると、制限要因はＡＳＤＬと同様に遠端漏話（ＦＥＸＴ） となる。各キャリアに適用されるデータ速度は２倍にしなけらばならないため、 ＡＳＤＬに対して少なくとも３ｄＢの不利益が存在する。しかし、性能に関して は位相振幅変調（ＰＡＭ）またはＱＡＭを使用することによりＨＤＳＬを大きく 上回る。 信号を適切に検出するためには、受信機のＦＦＴ機能は正確なデータブロック 上で実行されなければならない。ＦＦＴ窓がデータブロックと配列されない場合 、隣接フレームからのデータが含まれることになり、一方で正確なフレームから のデータが除去される。このようなフレームの誤配列により受信信号の広帯域歪 曲が生じ、そ の結果信号は１つのキャリア周波数から別のキャリア周波数へ転送される。従っ て受信信号の漏話成分は、ＦＦＴ動作が漏話と同期した場合にのみ、完全に抑制 される。一般にこれは、受信データの同期とは一致せず、フレームのリピート部 分により配列は不必要となる。 フレームが全部、または部分的にリピートするとすれば、データフレームの位 相は調整できる。Ｎ個のサンプルフレームの最初のＭ個のサンプルがポストカー ソルとしてフレームに付加された場合、新しいフレームの最後のＮ個のサンプル は最初のものの転回形態であり、歪曲を付けなくとも復調でき（図６および図７ ）、ここでは時間遅延を適用するだけでよい。Ｍ個のサンプルの持続期間がケー ブルの伝搬遅延の２倍、またはそれ以上で、フレームが正確に配列されたとする と、ＮＥＸＴは適切に抑制される。全ての共配置の送信機は、漏話を相殺するた めに同期しなければならないことに注意されたい。図８を参照すると、フレーム ｂは遅延Ｔ_dと共に加入者に送信される。加入者のフレームｃはローカル受信デ ータと共に同期送信され、交換には総遅延２Ｔ_dで到達する。フレームｃには、 近くの線対のフレームａから漏話が付加される。受信フレームｃで実行されるＦ ＦＴ機能の窓は、フレームｃの最初で開始し、漏話フレームの最後の部分および ポストカーソルの最初を含む。ＦＦＴがノイズ信号で実行される場合、１つのキ ャリア周波数から別のキャリア周波数への漏話エネルギーの移動はなく、 漏話は拒絶される。ポストカーソルの長さＭは、全ての送信機において同じでな ければならないことに注意されたい。エコーに関しては、送信機のハイブリッド からの反射は抑制されるが、線のさらに遠いところで発生するエコーは漏話フレ ームａとは配列されず、リークする。 上記の同期方法は、線の一端においてのみ可能である。従ってこれは漏話がよ り激しい交換で使用されるべきである（つまり送受信フレームの配列は、加入者 端において実行されるべきである）。 加入者側の端の、ケーブルが他の加入者からのケーブルと集中するところで、 ＮＥＸＴが発生する。ＮＥＸＴは特定量のケーブル減衰を伴い、様々なケーブル の長さにより受信信号に対して先行または遅延する。ポストカーソルは最長可能 遅延用に設計されているため、先行漏話は常に除去できる。しかし、遅延漏話は 前述した方法でプリカーソルが必要となる。しかし、ＤＭＴはプリカーソルを使 用して実行できるため、さらなる符号化は必要ない。 交換により送受信されるフレームは、ポストカーソルを要さない第２の方法に より同期される。加入者側機器で送受信フレームを完全な配列で維持する代わり に、送信を２Ｔ_d時間早めることにより、ケーブル遅延を補正する（図９）。交 換は加入者側機器に必要なスリップ量を通知する必要があり、それは次のいずれ かにより達成される。 １）加入者はリピートされた配列フレームを送信する。交換は必要なスリップを 計算し、それを加入者に通知する。 ２）交換は加入者データが満足に復調できないことを判別し、正確な遅延が到着 するまでコマンド「スリップ」を送信する。加入者側機器は「スリップ」の受信 毎に、適切なインクリメントにより送信配列を調整する。 ケーブル遅延の長さは、適応型等化器の状態および様々なチャンネル間の最適 なデータ指定等の他の情報と共にコールの合間に受信機で記憶され、設定時間が 減少する。 チャンネル選択に関して、最も明確なものは、１つの経路に偶数チャンネルを 使用し、もう一方に奇数チャンネルを使用することである。しかし、適切な容量 を提供するなら、どのようにグループ化されてもよい（例えば、図４）。制限的 には、１つの経路が全ての高チャンネルを使用し、他全ては低チャンネルを使用 し、それはデータモデム動作のＶ２２ｂｉｓ規準と同様である。さらに、システ ムは１つの経路に別の経路よりも多くのチャンネルを割り当てることにより、非 対称となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＫ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ， ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ ，ＶＮ (72)発明者 クレイトン，フレドリック マイケル イギリス，エルユー７ ９エイエックス, ベッドフォードシア，レイトン バザー ド，ピッツトン，マースワース ロード 59

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．離散多重階調（ＤＭＴ）の高速デジタルリンクを用いる通信システムにおい て、 中央送受信機から、信号を受信する別の送受信機への外経路は１組のキャリア 周波数チャンネルを使用し、往路信号経路は異なる１組のキャリア周波数チャン ネルを使用する通信システム。 ２．奇数および偶数チャンネルは、前記外経路および往路経路にそれぞれ割り当 てられた請求項１記載の通信システム。 ３．前記経路には異なるチャンネル数が割り当てられる請求項１記載の通信シス テム。 ４．Ｎ個のサンプルフレームの最初のＭ個のサンプルはリピートされてポストカ ーソルとして前記フレームに付加され、その結果形成された前記フレームの最後 のＮ個のサンプルは復調される請求項１から３のいずれか１項に記載の通信シス テム。 ５．前記Ｍ個のサンプルの持続期間は、前記中央送受信機と別の送受信機間の経 路の伝搬遅延の２倍またはそれ以上である請求項４記載の通信システム。 ６．前記送信フレームは、前記受信フレームの受信機により先行される請求項１ から５のいずれか１項に記載の通信システム。 ７．別の送受信機はリピートされた配列フレームを送信し、前記中央送受信機は 前記配列フレームから必要な前 進を計算し、該前進は前記別の送受信機に送信される請求項６記載の通信システ ム。 ８．前記中央送受信機は別の送受信機より送信されたデータが復調できないこと を判別し、前記別の送受信機にスリップコマンドを送信する請求項６記載の通信 システム。 ９．前記中央送受信機は交換であり、前記別の送受信機は前記交換に接続された 加入者である請求項１から８のいずれか１項に記載の通信システム。