WO2007074516A1

WO2007074516A1 - 回線安定化通信装置

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Publication number: WO2007074516A1
Application number: PCT/JP2005/023915
Authority: WO
Inventors: Masakazu Oi
Original assignee: Fujitsu Access Limited
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-07-05
Also published as: JP4612692B2; JPWO2007074516A1

Abstract

　ＡＤＳＬなどにおいて、回線間の漏話ノイズによるＳＮＲが劣化が問題となっている。本発明では、ノイズフロアを測定するノイズフロア測定部と、ノイズフロア測定部が測定した測定結果を記憶するノイズフロア情報格納テーブルと、トレーニングシーケンス中にＳＮＲ値を計算するＳＮＲ算出部と、ＳＮＲ算出部が計算したＳＮＲ値に基づいてビット積上げを行うビット積上げテーブルとを設け、過去のノイズフロアを考慮してＳＮＲ値を計算することを特徴とする。

Description

明細書

回線安定化通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、メタリックケーブル上を周波数分割多重して全二重通信を行う通信システムに関する。

背景技術

[0002] 近年のインターネットの発展に伴い、従来のメタリックケーブルを用いて高速通信を打つ ADSL (Asymmetric Digital subscriber Line;や VDSL (Very high speed Digita 1 Subscriber Line)などの通信システムが幅広く普及してきている。 ADSLに関する技術は、非特許文献 1の ITU—T勧告 G. 992シリーズに詳しく記載されており、使用する周波数帯域は図 12のようになっている。図 12 (a)は、 G. 992. 2の G. lite方式の周波数帯域を示しており、通常の電話通話の音声帯域 401よりも高域部分の 25. 875k:Hz力ら 138k:Hzを上り回,乎泉に、 138k:Hz力ら 552k:Hzを下り回,乎泉に、それぞれ割り当てている。また、それぞれの回線は、複数チャネルのサブキャリア 402を直交周波数多重して通信し、上り回線が 22チャネルで下り回線が 106チャネルある。図 1 2 (b)は、 G. 992. 1の G. dmt方式の場合の周波数帯域を示しており、上り回線は G . liteと同じだが、下り回線は 138kHzから 1104kHzの帯域力 S割り当てられている。このため、下り回線に 234チャネルのサブキャリア 402が直交周波数多重され、 G. li teよりも高速な通信が可能になっている。

[0003] ところが、映像配信などインターネットコンテンツの大容量ィ匕に伴って、更なる通信の高速化が求められ、回線に使用する周波数帯域はさらに高域へと拡張されてきている。この様子を示したのが図 13である。図 13において、 403は G. liteおよび G. d mtの上り回線の UOバンド、 404は G. liteの下り回線の D1バンド、 405は D1バンド 404よりも広帯域の G. dmtの下り回線帯域をそれぞれ示しており、 U0バンド 403は 276kHzへ、 D1バンド 404は G. dmtの 1. 1MHzから 2· 2MHzさらには 3. 75MH zまで拡張されてきている。

[0004] また、非特許文献 2の ITU—T勧告 G. 993シリーズに標準化されている VDSLや各国および各メーカーの独自方式の ADSLでは、上り回線の場合は U1バンド 406, U2バンド 407および U3ノンド 408、下り回線の場合は D2バンド 409や D3バンド 41 0など、数 MHzから数十 MHzの帯域まで拡張されてきてレ、る。

このように、帯域が拡張され高速通信を行うようになると、通信回線の SNR (Signal t o Noise Ratio)の変化によるエラーの発生が問題となってくる。特許文献 1においては、 SNR測定部を設けて、 SNRが劣化してきた帯域で通信するチャネルに割り当てるビットを減らし、 SNRが良好な帯域で通信するチャネルに割り当てるビットを増やすビットスワップ (ビット交換）の技術が記載されてレ、る。

特許文献 1 :特許第 2891673号公報

非特許文献 1 : ITU—T勧告 G. 992シリーズ

非特許文献 2 : ITU— T勧告 G. 993シリーズ

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 一般に、通信に使用する周波数帯域を拡張すれば、一度に伝送できるビット数を増やすことができ、通信速度の向上を図ることができる。しかし、 ADSLや VDSLの通信インフラは、依然として、アナログ電話時代から使用している平衡ペアのメタリツクケーブルのため、回線間の漏話量が多い。特に、これらのメタリックケーブルは、複数回線をまとめた多芯線を使用しており、同一カツドに収容された線間では、隣接回線の通信システムが通信を開始すると、通信開始前には見られなかったような強い漏話が自回線に生じることがある。このような漏話ノイズの影響によって、自回線の SNR が劣化し、最悪の場合はリンクダウンに至ることがある。また、放送波による誘導ノイズの景響や、 ISDN (Integrated Services Digital Network)など特定の伝送方式からの影響を受け易いという問題もある。

[0006] この漏話ノイズの問題について、図 14を用いて説明する。図 14において、 501は多芯線で構成されるメタリックケーブル、 502は自回線の CO (センタ局）、 503は自回線の CP (端末局）、 504は隣接回線の CO、 503は隣接回線の CPをそれぞれ示している。メタリックケーブル 501には自回線以外に複数の隣接回線が一緒にまとめられてレヽるので、自回,線の CO502と CP503とカ通信中に、隣接回,乎泉の CO504と CP50 5とが通信を開始すると、 CO504の送信信号力メタリックケーブルの C〇側の入口で漏話して CO502側に折り返す近端漏話 Aが生じる。同様に、 CP505の送信信号がメタリックケーブルの CP側の入口で漏話して CP503側に折り返す近端漏話 Aも生じる。また、メタリックケーブルの CP側において、 CO504の送信信号が漏話し、メタリツクケーブル 501を介して CO502側に戻ってくる遠端漏話 Bが生じる。同様に、 CP50 5の送信信号が C〇側で漏話して CP503側に折り返す遠端漏話 Bも生じる。

[0007] このような漏話が原因で、 CO502と CP503との通信にぉレ、て、十分な SNRのマージンが確保できなくなり、データエラーが発生する。エラー訂正などで対応できない場合は、最悪、リンクダウンに至ることもある。また、隣接回線との結合が強い場合には、隣接回線が通信開始時のトレーニング手順を開始しただけで自回線がリンクダウンする可能性もある。この場合、リンクダウンしたことにより隣接回線のノイズフロアが減少するため、隣接回線では過剰にビットを積むことになる。そして、再度、自回線がトレーニングを開始すると、今度はその影響で隣接回線をリンクダウンさせる可能性がある。このような悪循環によって、結合が強い回線間では、互いに漏話を与え合い、共にリンクダウンに至る場合もある。そのため、従来のメタリックケーブルを用いた A DSLや VDSLなどの通信システムにおいて、 SNRの劣化に影響されない通信システムが強く求められている。

[0008] 先に述べた特許文献 1の場合は、緩やかに変化する SNRの劣化に対しては効果的であるが、突発的な変化に対しては対応が難しぐ通信開始時には無かったノイズが通信中に急に発生すると、ビットスワップする前にリンクダウンしてしまう恐れもある上記課題に鑑み、本発明の目的は、メタリックケーブル上を直交周波数多重して通信を行う通信システムにおいて、通信中に隣接回線が通信を開始した場合の漏話など非定常的なノイズによる影響を少なくし、漏話耐カを向上させた通信システムを提供することである。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明の回線安定化通信装置は、通信前に各サブキャリアに割り当てるビット数を決めたビット積み上げテーブルを送受信し、前記ビット積み上げテーブルに従って変調した前記各サブキャリアを直交周波数多重してメタリックケーブルを介して伝送する通信手段と、前記メタリックケーブル上のノイズフロアデータを測定するノイズフロア測定手段と、前記ノイズフロア測定手段が測定したノイズフロアデータを記憶するノィズフロアデータ記憶手段と、前記ノイズフロア測定手段が測定したノイズフロアデータと前記ノイズフロアデータ記憶手段に記憶されている過去のノイズフロアデータとを基にして、予め通信開始前に取り交わした信号レベルとこれらのノイズフロアデータとの差より、前記各サブキャリア毎に必要な SNR値を計算する SNR算出手段と、前記 S NR算出手段が計算した SNR値から、前記各サブキャリアに割り当てるビット数を決定し、前記ビット積み上げテーブルを作成するビット積み上げ手段とを設けたことを特徴とする。

[0010] 特に、前記 SNR算出手段は、前記ノイズフロア測定手段が測定したノイズフロアデータと前記ノイズフロアデータ記憶手段に記憶されている過去のノイズフロアデータとを比較して、最悪のノイズフロアデータを基にして、前記各サブキャリア毎に必要な S NR値を計算することを特徴とする。

或いは、前記 SNR算出手段は、ノイズフロアデータから一定のマージンを持った S NR値を計算することを特徴とする。

[0011] また、漏話による影響を考慮して前記 SNR値を補正する漏話補正部を設け、前記 SNR算出手段は、前記漏話補正部の補正処理に基づいて前記 SNR値を計算することを特徴とする。

さらに、過去のノイズフロアを統計的に処理する統計処理手段を設け、前記 SNR算出手段は、前記統計処理手段の統計処理に基づいて前記 SNR値を計算することを特徴とする。

[0012] また、前記ノイズフロア測定手段は、非通信のアイドル状態のノイズフロアを測定するようにしたことを特徴とする。

発明の効果

[0013] 本発明の回線安定化通信装置は、通信中に新たに加わる隣接回線からの漏話ノィズゃ放送波などの影響を受けても、過去に漏話ノイズが発生した時のノイズフロアや漏話マージンを考慮した SNR計算を行って、最適なビット積み上げを行うので、ノィズ耐力が強ぐ常に安定した通信を行うことができる。さらに、統計処理や、非通信時のアイドル状態のノイズをモニタしておくことで、より安定した SNR計算が可能となり、ノイズ耐カを向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0014] [図 1]本発明の第 1の実施形態のブロック図である。

[図 2]漏話が無い時の SNR特性を示す説明図である。

[図 3]C〇と CPの通信手順を示す説明図である。

[図 4]漏話が有る時の SNR特性を示す説明図である。

[図 5]本発明の第 1の実施形態の COと CPの通信手順を示す説明図である。

[図 6]本発明の第 2の実施形態のブロック図である。

[図 7]本発明の第 2の実施形態の COと CPの通信手順を示す説明図である。

[図 8]本発明の第 3の実施形態のブロック図である。

[図 9]本発明の第 3の実施形態の SNRマージンを示す説明図である。

[図 10]本発明の第 3の実施形態の COと CPの通信手順を示す説明図である。

[図 11]本発明の第 4の実施形態の COと CPの通信手順を示す説明図である。

[図 12]現状の ADSLのバンドモデルを示す説明図である。

[図 13]現状の通信帯域の拡張例を示す説明図である。

[図 14]現状のメタリック回線の漏話を説明するための説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下、図面を参照して本発明の回線安定化通信装置について詳しく説明する。

(第 1の実施形態）

図 1は本発明の第 1の実施形態の回線安定化通信装置を示すブロック図である。尚、本実施形態の回線安定化通信装置は、図 12で説明したようにメタリックケーブルを用いて、送信データをレ、くつかのサブキャリアに分けて変調し、これらのサブキヤリァを直交周波数多重して通信を行う通信方式を利用するものである。また、本実施形態では、 CO側の回線安定化通信装置を中心に説明するが、上り回線と下り回線とが逆になる以外は、 CP側の装置であっても同じである。

[0016] 図 1において、 100は C〇側の回線安定化通信装置、 101はコンピュータやネットヮーク機器など外部から送信データを入力するデータ I/F、 102は送信データあるいはビット積み上げテーブルなどの制御データを所定の方法によって送信するデータ送信部、 103は平衡二線のメタリックケーブル 104に接続して送信信号と受信信号とに分離するトランスなどからなる 2/4変換部、 105は 2Z4変換部 103から受けた受信信号を所定の方法によって受信データやビット積み上げテーブルなどの制御データを復調するデータ受信部、 106は復調された受信データを外部のコンピュータゃネットワーク機器などに出力するデータ IZF、 107は 2Z4変換部 103から受けた受信回線のノイズフロアデータを測定するノイズフロア測定部、 108は過去に測定したノィズフロアデータを蓄積しておくノイズフロアデータ記憶部、 109は最大受信レベルとノィズフロアデータとから許容できる SNR値を算出する SNR算出部、 110は SNR算出部 109が算出した SNR値に従って通信帯域内の各サブチャネルに割り当てるビット数を決定しビット積み上げテーブルを作成するビット積み上げ部、 111は回線安定化通信装置 100内の各部を制御する通信システム制御部をそれぞれ示している。

[0017] ここで、ビット積み上げテーブルにつレ、て説明する。ビット積み上げテーブルは、例えば、図 12 (a)において、 CO側から CP側への下り回線 404に使用される # 22から # 127の各サブキャリアに何ビットを割り当てるかを示すテーブルである。 CO側から CP側への下り回線に使用するビット積み上げテーブルは、 CP側が受信ノイズレべルに基づいて決定し、 C〇側に送られる。逆に、 CP側から CO側への上り回線に使用するビット積み上げテーブルは、 C〇側が受信ノイズレベルに基づいて決定し、 CP側に送られる。これらの詳しい手順は、非特許文献 1に標準化されている。この手順に従って、図 1では、ビット積み上げ部 110が作成したビット積み上げテーブルは通信先の CP側に送られ、 CP側はこのビット積み上げテーブルに基づいて、送信データを変調し、 c〇側に送信する。また、逆に、 CP側から送られてきたビット積み上げテープルは、データ受信部 105で復調され、データ送信部 102に出力される。データ送信部 102はこのビット積み上げテーブルに基づいてデータ IZF101から入力する送信データを変調し、 2/4変換部 103およびメタリックケーブル 104を介して CP側に送信する。

[0018] ここで、ビット積み上げテーブルを作成する基になるノイズフロアと SNRマージンについて図 2を用いて説明する。図 2 (a)は横軸に周波数、縦軸に信号レベルを示した図で、最大受信レベル 200と、自回線の通信システムのノイズフロア 201との関係を示している。図 2 (b)は横軸に周波数、縦軸に SNRを示した図で、図 2 (a)のノイズフロア 201のノイズレベルが高い部分は許容できる SNRが低ぐノイズレベルの低い部分は許容できる SNRが高くなつている。つまり、許容できる SNRが低い部分は通信エラーが起こりやすいので、割り当てるビット数を少なくし、許容できる SNRが高い部分は通信エラーが起こりにくいので、割り当てるビット数を多くするようにビット積み上げを行う。例えば、害 Uり当てるビット数が多い場合は、 64QAMや 128QAMなど高い SNRを必要とする多値変調でサブキャリアを構成し、割り当てるビット数が少ない場合は、 4QAMや BPSKなど低い SNRでも誤りにくい変調方式で各サブキャリアを変調する。図 2 (c)は横軸に周波数、縦軸に SNRを示した図で、図 2 (b)に示した許容できる SNR特性を示す SNR202に対して少しマージンを持たせた SNR203の特性を基準に、帯域内の各サブキャリア 204に最適なビットを割り当てていく。これをビット積み上げと呼び、どのサブキャリアに何ビットを割り当てるかを示すデータがビット積み上げテーブルである。

さて、図 1において、ノイズフロア測定部 107は図 2のノイズフロア 201の測定を行い、 SNR算出部 109に出力すると共に、ノイズフロアデータ記憶部 108に測定したノィズフロアデータを記憶する。尚、ノイズフロアデータを記憶する際に、通信先や測定日時などと一緒に記憶するようにしてもよレ、。ノイズフロア測定部 107からノイズフロアデータを受けた SNR算出部 109は、通常の従来の動作では、ノイズフロア測定部 10 7が出力するノイズフロアデータを基に、予め通信開始前に取り交わした信号レベルとノイズフロアデータとの差より、図 2 (b)に示すように、通信帯域内の SNR特性を算出する。 SNR算出部 109から SNR特性を受けたビット積み上げ部 110は、図 2 (c)に示すように、例えば、 10%や 2dBなど所定の SNRマージンを見込んで、通信帯域内のどのサブキャリア 204に何ビットを割り当てるかを決定し、ビット積み上げテーブルをデータ送信部 102に出力する。ビット積み上げ部 110からビット積み上げテーブルを受けたデータ送信部 102は、規格に定められた所定の手順でビット積み上げテーブルを CP側に送信する。 [0020] 逆に、 CP側から送られてきたビット積み上げテーブルは、データ受信部 105で復調され、ビット積み上げテーブル情報がデータ送信部 102に出力される。データ送信部 102は、このビット積み上げテーブルに従って、データ I/F101から入力する送信データを各サブキャリアのビット数に応じて一次変調し、一次変調された各サブキヤリァは逆フーリエ変換されて直交周波数多重される。直交周波数多重された変調信号はシリアルパラレル変換後、 DZA変換されてアナログの変調信号として 2Z4変換部 103出力され、メタリックケーブル 104を介して通信先の CP側に送信される。

[0021] —方、通信先の CP側から送られてきたアナログの変調信号は、 2/4変換部 103を介してデータ受信部 105に入り、データ送信部 102とは逆の処理を行って受信データ 106を復調する。つまり、受信した直交周波数多重された変調信号は、デジタル信号に A/D変換後、シリアルパラレル変換されて、フーリエ変換される。フーリエ変換後、一次変調された各サブキャリア信号が復調され、受信データ 106が得られる。尚、データ送信部 102およびデータ受信部 105の処理は、非特許文献 1および 2に記載されているような一般的なものなので、これ以上の詳細な説明は省略する。また、本実施形態では特に言及しなかった力 2/4変換部 103以外はデジタル処理で行うので、制御装置、演算装置、記憶装置、各種インターフェースなどからなり、プログラムによってソフトウェア処理される。但し、ノイズフロア測定部 107のノイズ測定はァナログ的に行っても構わなレ、。

[0022] 次に、図 3を用いて、図 1のブロック図をソフトウェア的な処理の流れで説明する。図

3において、 301は通信開始時のハンドシェーク手順、 302は本通信前のトレーニング手順、 303はデータ通信、 304はトレーニング信号、 305はノイズフロア測定処理、 306は SNR算出処理、 307はビット積み上げ計算処理、 308はビット積み上げテーブルの送信をそれぞれ示している。図 3において、ハンドシェーク手順 301では、例えば、 ADSLの G. dmtや G. liteなど使用する通信方式や伝送モードの選択を行い、トレーニング手順 302では、例えば、通信する回線の特性などを測定し、予め決められたパラメータなどを設定する。先に説明した図 1のノイズフロア測定部 107, SNR 算出部 109およびビット積み上げ部 110は、このトレーニング手順 302の期間において処理される。トレーニング信号 304が CP側から CO側に送られ、通信帯域内のノィズフロアを計測し、許容できる SNRを算出し、それに従った割り当てビット数を求め、ビット積み上げテーブルを作成する。作成されたビット積み上げテーブルは、符号 30 8の部分で、データ送信部 102によって CP側に送信される。 CP側でも同様に処理され、 CO側にもビット積み上げテーブルが送られてくると、 CP側および CO側の各サブキャリアに割り当てられるビット数が決まる。 CP側および C〇側のデータ送信部は、ビット積み上げテーブルで決められたビット数で変調処理を行レ、、データ通信 303が開始される。

[0023] ここで、自回線以外にノイズが無い場合は、図 2に示したようにビット積み上げテーブルを作成すればよいが、漏話など自回線以外のノイズが有る場合は、これらのノィズを考慮した SNR計算をする必要がある。次に、隣接回線による漏話が有る場合について、図 4を用いて説明する。図 4 (a)は横軸に周波数、縦軸に信号レベルを示した図で、図 2で説明した自回線のノイズフロア 201に隣接回線のノイズフロア 210が加算されるので、トータルのノイズフロアはノイズフロア 211に示すような形になる。図 4 (b)は横軸に周波数、縦軸に SNRを示した図で、図 4 (a)の隣接回線の漏話が無い場合のノイズフロア 201の時に許容できる SNR202に対して、例えば、隣接回線の漏話が有る場合のノイズフロア 211の時に許容できる SNR212は低くなつており、特に高域の部分で劣化が大きくなつている。従って、図 2 (c)に示したように、 SNR2 02に対してマージンを持たせてビット積み上げを行うと、図 4 (c)に示すように、点線 Cの高域部分で各サブキャリア 204に必要な SNRが得られなくなり、データ誤りゃリンクダウンが発生してしまう。図 3のトレーニング手順 302の時点で、隣接回線が通信をしていれば、隣接回線からの漏話ノイズを含めたノイズフロアがノイズフロア測定部 107で測定されるので、トータルのノイズフロア 211を基にしたビット積み上げが可能となる力本通信 303の途中で隣接回線が突然通信を開始した場合には、図 4 (c)に示すような SNR不足の状態が起こってしまう。そこで、トレーニング手順 302の時点において、隣接回線が通信していなくてもトータルのノイズフロア 211を考慮した図 4 (d )に示すようなビット積み上げを行う必要がある。

[0024] 次に、このようなビット積み上げを行うために、図 1のノイズフロアデータ記憶部 108 を利用した場合の動作について、図 5を用いて説明する。図 5は、図 3と同様に、通信手順の流れを示した図で、図 3と異なるのは、ノイズフロア測定処理 305において、測定したノイズフロアをノイズフロアデータ記憶部 108に記録しておき、 SNR算出処理 3 06において、ノイズフロアデータ記憶部 108から過去に測定したノイズフロアデータを参照できるようになつていることである。例えば、 SNR算出処理 306において、現在のノイズフロアデータとノイズフロアデータ記憶部 108に記憶されている過去のノィズフロアデータとを比較して、大きレ、方を採用するよう動作する。

[0025] このように、過去のノイズフロアデータを参照して SNR計算を行うことによって、これまで経験した最悪の状態を想定したビット積み上げテーブルを作成することができるので、仮に、通信開始時にたまたま SNR良かった場合でも、無理なビット積み上げを行うことなぐ現実的なビット積み上げを行うことができ、リンクダウンなどが少ない安定した通信を行うことが可能となる。特に、隣接回線の漏話や放送波など外部環境による SNRの劣化は、ケーブル収容換えなどを実施しなければ定常的に同様の劣化傾向を示すはずなので、通信中に過去のノイズフロアデータと同じノイズが乗ってくる可能性が高い。従って、このような過去のノイズフロアデータを前提にして、予めビット積み上げを行っておけば、その後の同様の漏話に対して、常に安定した通信状態を確保すること力 Sできる。

[0026] 尚、本実施形態の図 5において、過去のノイズフロアデータは、過去のトレーニング時の測定結果だけをノイズフロアデータ記憶部 108に記憶するようにした力データ通信 303においても、ノイズフロア測定部 107を動作させてノイズフロア計算処理 30 5を行うようにすれば、通信中のノイズフロアデータもノイズフロアデータ記憶部 108 に記録することができる。このようにすれば、過去の通信中の最悪のノイズフロア特性を考慮したビット積み上げを行うことが可能となる。

[0027] (第 2の実施形態）

次に、本発明の回線安定化通信装置の第 2の実施形態について、図 6を用いて説明する。尚、第 1の実施形態と同様に、 C〇側の回線安定化通信装置を中心に説明する力 CP側の装置であっても構わない。また、第 1の実施形態と異なる部分は、統計処理部 601とノイズフロア統計データ記憶部 602とを設けたことである。統計処理部 601は、ノイズフロアデータ記憶部 108に記憶されている過去のノイズフロアデータを統計処理し、ノイズフロア統計データ記憶部 602に記憶する。 SNR算出部 109 は、ノイズフロア測定部 107が出力する現在のノイズフロアデータと、ノイズフロア統計データ記憶部 602に記憶されているノイズフロアデータとを参考にして、予め通信開始前に取り交わした信号レベルとこれらのノイズフロアデータとの差より、許容できる SNR特性を算出する。第 1の実施形態の場合は、永久に過去のノイズフロアデータを参照するようにすると、最終的には、最大値にホールドされた状態になってしまう。そこで、第 2の実施形態の統計処理部 601は、予め設定した期間や回数、例えば、過去 1ヶ月以内のノイズフロアデータや過去 3回分のノイズフロアデータなどを参照して、その最大値を採用するようにする。このようにすることで、数年に一回程度しか起こらないような最悪値に固定されてしまうことがなくなる。

[0028] 次に、図 7を用いて、図 6のブロック図をソフトウェア的な処理の流れで説明する。図 7において、統計処理 701は、ノイズフロア計算処理 305が記録した過去のノイズフロァデータをノイズフロアデータ記憶部 108から読み出し、統計処理したデータをノイズフロア統計データ記憶部 602に記憶する。記憶されたノイズフロア統計データは、 S NR計算処理 306で読み出されて、許容できる SNR特性が算出される。例えば、統計処理 701は、過去の 3回分のノイズフロアデータの中の最悪値をノイズフロア統計データ記憶部 602に記憶するようにする。 SNR計算処理 306は、現在のノイズフロアデータと過去 3回分のノイズフロアデータとを比較して、最大のノイズフロアデータをビット積み上げ計算処理 307に引き渡し、ビット積み上げ計算処理 307は、これに基づレ、てビット積み上げテーブルを作成し、符号 308でこのテーブルを CP側に送信する。同様に、 CO側にもビット積み上げテーブルが送られてくると、 CP側および C〇側の各サブキャリアに割り当てられるビット数が決まるので、この条件で CP側および CO 側のデータ送信部は変調処理を行レ、、データ通信 303が開始される。

[0029] 尚、本実施形態では、統計処理部 601の処理結果をノイズフロア統計データ記憶部 602に、一旦、記憶するようにした力ノイズフロア統計データ記憶部 602に記憶せずに直接 SNR算出部 109に出力するようにしても構わない。

このように、過去の特定期間のノイズフロアデータを参照して SNR計算を行うことによって、常に新しい過去のノイズフロアデータをベースにビット積み上げテーブルを作成することができるので、起こる可能性が低い古いデータに左右されることなぐ現実的なビット積み上げを行うことができ、リンクダウンなどが少ない安定した通信を行うことが可能となる。尚、本実施形態の図 7において、過去のノイズフロアデータは、過去のトレーニング時の測定結果だけをノイズフロアデータ記憶部 108に記憶するようにしたが、データ通信 303においても、ノイズフロア測定部 107を動作させてノイズフロア計算処理 305を行うことによって、通信開始前あるいは通信中のノイズフロアデータを測定して、測定したノイズフロアデータをノイズフロアデータ記憶部 108に記録することができる。このようにすれば、過去の通信中の最悪のノイズフロア特性を考慮した統計処理を行うことが可能となる。

[0030] また、統計処理部 601が行う統計処理 701におレ、て、例えば、昼間と夜間など生活ノターンによって分け、それぞれのノイズフロアデータをまとめることも可能である。つまり、隣接回線が昼間しか使われないような場合は、夜間に比べて昼間のノイズフロァの方が高くなるので、 SNR算出部 109の SNR算出処理 306において、これを考慮した SNRを算出を行うようにすればよい。或いは、平日と休日などで分けても構わない。

[0031] このように、過去のノイズフロアデータを統計的に処理して SNR値を算出し、ビット積み上げテーブルを作成するので、通信中に発生するであろう漏話ノイズに対して安定した通信を行うことが可能となる。

(第 3の実施形態）

次に、本発明の回線安定化通信装置の第 3の実施形態について、図 8を用いて説明する。尚、第 1の実施形態と同様に、 C〇側の回線安定化通信装置を中心に説明する力 CP側の装置であっても構わない。また、第 1の実施形態と異なる部分は、ノィズフロアデータ記憶部 108の代わりに漏話補正部 801を設けたことである。漏話補正部 801は予め設定した所定の特性を出力し、 SNR算出部 109は、ノイズフロア測定部 107が測定したノイズフロアデータから SNR特性を計算する際に、漏話補正部 801が出力する所定の特性で補正して、 SNR特性を計算してビット積み上げ部 110 に出力する。

[0032] 次に、この漏話補正について、図 9を用いて説明する。一般に、図 14に示した近端漏話 Aおよび遠端漏話 Bの漏話量は、周波数が高くなるほど増加し、漏話量の増加は漏話周波数の 3Z2乗に比例すると言われている。このため、従来の SNRマージン計算は、周波数に関係なく一律の SNRマージンを計算し、ビット積み上げを行っていた。図 9 (d)は横軸に周波数、縦軸に漏話量（dB)を表した図で、カットオフ周波数 fcよりも高周波側において、 f^3/2あるいは f²の特性 906を示す。このような周波数依存性の隣接回線の漏話がノイズフロア測定時に無かった場合、例えば、図 9 (a)のように自システム内のノイズフロアだけが測定されるので、図 9 (b)に示すように通常の S NRマージン 902を設定してしまう。ところが、通信中に隣接回線が通信を開始すると、図 9 (d)に示すような周波数依存性の隣接回線の漏話が混ざってくるので、 fcより高域部分で SNRマージンが不足することになる。そこで、図 9 (b)に示すように、予め漏話を考慮した SNRマージン 903を設定することによって、通信中の SNRマージンが図 9 (c)の 904で示すような特性に劣化したとしても、予め SNRマージン 903を想定しているので、 SNR不足になることはない。

[0033] つまり、図 8において、 SNR算出部 109は漏話補正部 801に予め設定された図 9 ( d)のような所定の特性 906で、ノイズフロア測定部 107が測定したノイズフロアデータを補正して SNR計算を行う。また、ビット積み上げ部 110は、 SNR算出部 109が算出した漏話を考慮した SNRマージンに基づいて、図 9 (c)の各サブキャリア 905のようにビット積み上げを行う。尚、漏話を考慮した追加マージンは、図 9 (d)の例では f^3/2 あるいは f²の特性 906とした力簡易的に周波数 fcから _ 3. 5dB/decあるいは一 6 dB/dec程度の傾斜をつけても構わなレ、。

[0034] 次に、図 10を用いて、図 8のブロック図をソフトウェア的な処理の流れで説明する。

図 10において、 SNR算出処理 306は、漏話補正テーブル 320が出力する f^3/2などの補正データで、ノイズフロア測定処理 305が測定したノイズフロアデータを補正して、許容できる SNR特性を算出する。ビット積み上げ計算処理 307は、これに基づいてビット積み上げテーブルを作成し、符号 308でこのテーブルを CP側に送信される。同様に、 CO側にもビット積み上げテーブルが送られてくると、 CP側および C〇側の各サブキャリアに割り当てられるビット数が決まるので、この条件で CP側および C〇側のデータ送信部は変調処理を行い、データ通信 303が開始される。 [0035] このように、予め漏話を考慮したビット積み上げテーブルに従って通信を行うので、通信中に隣接回線が通信を開始して漏話が発生しても、高周波部分で SNRマージンが不足することはなぐ P 接回線からの漏耐耐力が向上し、データエラーやリンクダゥンを少なくすることができる。尚、分力り易いように、漏話補正部 801および漏話補正テーブル 320を設けた構成で説明した力 SNR算出部 109および SNR算出処理 306の中に含めて構成しても構わなレ、。

[0036] (第 4の実施形態）

次に、本発明の回線安定化通信装置の第 4の実施形態について、図 11を用いて説明する。図 11はソフトウェア的な処理の流れを示した図で、構成は第 1の実施形態の図 1と同じである。図 11において、 330は CP側と CO側が通信を開始していない非通信状態のアイドル時を示す。アイドル時 330においては、端末局の CP側は電源が入っていてもよいし、電源が切られた状態でも構わない。センタ局の CO側は、通常、常に電源が入った状態になっている。本実施形態は、このようなアイドル時 330の状態においても、 CO側のノイズフロア測定部 107は動作して、ノイズフロア測定処理 3 31でノイズフロアを測定して、ノイズフロアデータ記憶部 108に記憶するようになっている。

[0037] 例えば、図 11において、 CP側の電源が投入されると同時に通信が開始されると、ハンドシェーク手順 301を行った後、トレーニング手順 302の期間において、 C〇側のノイズフロア測定部 107がノイズフロア測定処理 305で現状のノイズフロアデータを測定する。次に、 SNR算出部 109が SNR算出処理 306でアイドル時 330の期間に測定したノイズフロアデータ記憶部 108に記憶されているアイドル時のノイズフロアデータと、現状のノイズフロアデータとを比較して、例えば、最大値の方を選択して許容できる SNR特性を算出する。ビット積み上げ計算処理 307は、これに基づいてビット積み上げテーブルを作成し、符号 308でこのテーブルを CP側に送信される。同様に、 C〇側にもビット積み上げテーブルが送られてくると、 CP側および CO側の各サブキャリアに割り当てられるビット数が決まるので、この条件で CP側および C〇側のデータ送信部は変調処理を行い、データ通信 303が開始される。

[0038] このように、 CP側が通信をしていない状態でも、隣接回線などによるノイズフロアの測定を行っているので、 CP側の電源が使用する時しか投入されないような利用がなされている場合でも、過去の隣接回線などによるノイズフロアのデータを利用して、隣接回線からの漏耐耐カを向上させることが可能となる。尚、第 1の実施形態と第 4の実施形態とを複合して、アイドル時，トレーニング時および通信時の全ての過去のノィズフロアデータをノイズフロアデータ記憶部 108に記憶するようにして、これらを総合的に統計処理しても構わなレ、。例えば、 SNR算出部 109は、アイドル時のノイズフロアデータを 0. 2の割合で、トレーニング時のノイズフロアデータを 0. 5の割合で、通信時のノイズフロアデータを 0· 3の割合で、それぞれ重み付けするようにして、 SNR 値を算出しても構わない。

[0039] 以上、各実施形態において説明してきたように、本発明の回線安定化通信装置では、過去の通信開始時や通信中および非通信時のノイズフロアを基に SNRを計算するので、過去に発生した漏話などによる SNR不足を予め回避することができる。あるいは、過去のノイズフロアデータを統計的に処理することによって、より効果的に回避することが可能になる。また、周波数依存の漏話特性を予め設定しておき、 SNR の計算時に漏話特性で補正しておくことによって、漏話時の SNRマージンを確保すること力 Sできる。

[0040] このように通信中に新たに加わる隣接回線からの漏話ノイズや放送波などの影響を受けても、過去に漏話ノイズが発生した時のノイズフロアや漏話マージンを考慮した S NR計算を行って、最適なビット積み上げを行うので、ノイズ耐力が強常に安定した通信を行うことが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 通信前に各サブキャリアに割り当てるビット数を決めたビット積み上げテーブルを送受信し、前記ビット積み上げテーブルに従って変調した前記各サブキャリアを直交周波数多重してメタリックケーブルを介して伝送する通信手段と、

前記メタリックケーブル上のノイズフロアデータを測定するノイズフロア測定手段と、前記ノイズフロア測定手段が測定したノイズフロアレベルを記憶するノイズフ口アデータ記憶手段と、

前記ノイズフロア測定手段が測定したノイズフロアデータと前記ノイズフロアデータ記憶手段に記憶されている過去のノイズフロアデータとを基にして、予め通信開始前に取り交わした信号レベルとこれらのノイズフロアデータとの差より、前記各サブ前記各サブキャリア毎に必要な SNR値を計算する SNR算出手段と、

前記 SNR算出手段が計算した SNR値から、前記各サブキャリアに割り当てるビット数を決定し、前記ビット積み上げテーブルを作成するビット積み上げ手段と

を設けたことを特徴とする回線安定化通信装置。

[2] 請求項 1に記載の回線安定化通信装置において、

前記 SNR算出手段は、前記ノイズフロア測定手段が測定したノイズフロアデータと前記ノイズフロアデータ記憶手段に記憶されている過去のノイズフロアデータとを比較して、最悪のノイズフロアデータを基にして、前記各サブキャリア毎に必要な SNR 値を計算することを特徴とする回線安定化通信装置。

[3] 請求項 1に記載の回線安定化通信装置において、

前記 SNR算出手段は、ノイズフロアデータから一定のマージンを持った SNR値を計算することを特徴とする回線安定化通信装置。

[4] 請求項 1乃至 3のいずれか一項に記載の回線安定化通信装置において、

漏話による影響を考慮して前記 SNR値を補正する漏話補正部を設け、前記 SNR算出手段は、前記漏話補正部の補正処理に基づレ、て前記 SNR値を計算することを特徴とする回線安定化通信装置。

[5] 請求項 1乃至 3のいずれか一項に記載の回線安定化通信装置において、

過去のノイズフロアを統計的に処理する統計処理手段を設け、前記 SNR算出手段は、前記統計処理手段の統計処理に基づいて前記 SNR値を計算することを特徴とする回線安定化通信装置。

請求項 1に記載の回線安定化通信装置において、

前記ノイズフロア測定手段は、非通信のアイドル状態のノイズフロアを測定するようにしたことを特徴とする回線安定化通信装置。