(57)【要約】【課題】有線伝送装置において、特性インピーダンスが未知の伝送ケーブルが接続されている場合に、自動的に終端抵抗を最適な値に調整する。【解決手段】調整モードにおいて、相手局では意図的に伝送ケーブルの特性インピーダンスに対して不整合となるように受信終端抵抗の抵抗値を設定して反射を発生させ、自局から送信された信号を相手局で自局で受信して信号の振幅周波数特性を測定し、その最大値と最小値と自局の終端抵抗を用いて伝送ケーブルの特性インピーダンスを算出する。通信モードでは、送信時、受信時ともに、終端抵抗を伝送ケーブルの特性インピーダンスに整合する値に設定する。この動作を、自局と相手局がそれぞれ独立して行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送ケーブルを介して他の有線伝送装置に接続され、通信モード又は調整モードで動作する有線伝送装置であって、
前記通信モードにおいて、前記伝送ケーブルを介して前記他の有線伝送装置に伝送すべき信号を出力し、前記調整モードにおいて、調整用の信号を出力する送信部と、
前記通信モードにおいて、前記伝送ケーブルを介して前記他の有線伝送装置から送信される信号を受信する受信部と、
前記送信部及び前記受信部を前記伝送ケーブルに結合する結合回路と、
前記送信部と前記結合回路との間に設けられ、抵抗値が可変である終端抵抗と、
前記送信部を前記終端抵抗に接続する第１の状態、及び前記送信部を前記終端抵抗から切り離し、前記伝送ケーブルを前記終端抵抗で終端させる第２の状態のいずれかとなるスイッチと、
前記他の有線伝送装置への送信を行うときに前記スイッチを前記第１の状態にし、前記他の有線伝送装置への送信を行わないときに前記スイッチを前記第２の状態にする制御部とを備え、
前記調整モードにおいて、前記スイッチが前記第１の状態にあり、前記送信部から出力された信号が前記伝送ケーブルを介して前記他の有線伝送装置に送信されているときに、前記受信部が、前記結合回路と前記終端抵抗との接続部に現れる信号を受信し、
前記調整モードにおいて、前記受信部が受信した前記接続部に現れる信号の振幅周波数特性を測定する測定部と、
前記調整モードにおいて、前記測定部が測定した前記振幅周波数特性から前記伝送ケーブルの特性インピーダンスを算出する算出部とをさらに備え、
前記制御部は、前記算出部が算出した前記特性インピーダンスに基づいて、前記通信モードにおいて前記終端抵抗に設定されるべき抵抗値を決定する
ことを特徴とする有線伝送装置。
【請求項２】
前記終端抵抗に設定されるべき抵抗値が、前記調整モードで算出した前記伝送ケーブルの前記特性インピーダンスに等しい値であることを特徴とする請求項１に記載の有線伝送装置。
【請求項３】
前記送信部がマルチキャリア伝送方式を用いて送信を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の有線伝送装置。
【請求項４】
前記送信部が時分割複信方式を用いて送信を行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の有線伝送装置。
【請求項５】
前記調整モードにおいて、
第１の期間に、
前記送信部が前記調整用の信号を出力し、
前記測定部が前記振幅周波数特性を測定し、
前記第１の期間と異なる第２の期間において、
前記スイッチは前記送信部を前記終端抵抗から切り離し、前記伝送ケーブルを前記終端抵抗で終端させる
ことを特徴とする請求項４に記載の有線伝送装置。
【請求項６】
前記調整モードにおける前記第２の期間に、前記制御部は、前記終端抵抗を、想定される前記伝送ケーブルの特性インピーダンスの範囲とは異なる受信用暫定抵抗値に設定することを特徴とする請求項５に記載の有線伝送装置。
【請求項７】
前記算出部は、前記調整モードにおいて送信を行うときの前記終端抵抗の抵抗値と、前記測定部で測定された前記振幅周波数特性における最大値及び最小値とから、前記伝送ケーブルの特性インピーダンスを算出することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の有線伝送装置。
【請求項８】
前記算出部は、前記調整モードにおいて送信を行うときの前記終端抵抗の抵抗値をＲｔ、前記最大値を前記調整用の信号の電圧に対して正規化した値をＵｍａｘ、前記最小値を、前記調整用の信号の電圧に対して正規化した値をＵｍａｘ、前記特性インピーダンスをＺｏとしたとき、
【数８】
2015133554.tif 000010
により、前記特性インピーダンスを算出する
ことを特徴とする請求項７に記載の有線伝送装置。
【請求項９】
第１及び第２の有線伝送装置を伝送ケーブルで接続し、前記第１及び第２の有線伝送装置の終端抵抗の抵抗値を、前記伝送ケーブルの特性インピーダンスに整合する整合抵抗値に調整する調整方法であって、
前記第１及び第２の有線伝送装置の一方において、送信部から出力された調整用の信号を前記終端抵抗を介して伝送ケーブルに送出することで、前記第１及び第２の有線伝送装置の他方に向けて送信を行い、該送信が行われているときに前記第１及び第２の有線伝送装置の他方では、前記伝送ケーブルが前記終端抵抗で終端され、
送信を行っている有線伝送装置において、
当該送信を行っている有線伝送装置と前記伝送ケーブルとの接続部に現れる信号の振幅周波数特性を測定し、
測定された前記振幅周波数特性に基づいて前記伝送ケーブルの前記特性インピーダンスを算出し、
算出された前記特性インピーダンスに基づいて前記終端抵抗の前記整合抵抗値を決定する
ことを特徴とする終端抵抗の抵抗値の調整方法。
【請求項１０】
第１の期間に、前記第１の有線伝送装置が前記調整用の信号の送信を行い、前記第２の有線伝送装置では前記伝送ケーブルが前記終端抵抗で終端されることで、前記第１の有線伝送装置において、前記終端抵抗の整合抵抗値の決定を行い
前記第１の期間とは異なる第２の期間に、前記第２の有線伝送装置が前記調整用の信号の送信を行い、前記第１の有線伝送装置では前記伝送ケーブルが前記終端抵抗で終端されることで、前記第２の有線伝送装置において、前記終端抵抗の整合抵抗値の決定を行う
ことを特徴とする請求項９に記載の終端抵抗の抵抗値の調整方法。
【請求項１１】
前記伝送ケーブルが前記終端抵抗で終端される有線伝送装置において、前記終端抵抗を、想定される前記伝送ケーブルの特性インピーダンスとは異なる受信用暫定抵抗値に設定することを特徴とする請求項９又は１０に記載の終端抵抗の抵抗値の調整方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２の有線伝送装置が、マルチキャリア伝送方式で前記調整用の信号の送信を行うことを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の終端抵抗の抵抗値の調整方法。
【請求項１３】
前記伝送ケーブルの特性インピーダンスの算出が、前記調整用の信号の送信を行っている有線伝送装置の前記終端抵抗の抵抗値と、測定された前記振幅周波数特性における最大値及び最小値に基づいて行われることを特徴とする請求項９から１２のいずれか一項に記載の終端抵抗の抵抗値の調整方法。
【請求項１４】
前記伝送ケーブルの特性インピーダンスの算出が、前記調整用の信号の送信を行っている有線伝送装置の前記終端抵抗の抵抗値をＲｔ、前記最大値を前記調整用の信号の電圧に対して正規化した値をＵｍａｘ、前記最小値を、前記調整用の信号の電圧に対して正規化した値をＵｍａｘ、前記特性インピーダンスをＺｏとしたとき、
【数９】
2015133554.tif 000011
により、前記特性インピーダンスを算出する
ことを特徴とする請求項１３に記載の終端抵抗の抵抗値の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有線伝送装置及び終端抵抗の抵抗値の調整方法に関し、特に２つの有線伝送装置が１本の伝送ケーブルで接続されて双方向に通信する有線通信システムにおける伝送性能向上及び調整自動化に係る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、有線伝送において、信号周波数が比較的高い場合、或いは伝送距離が比較的長い場合には、送受信機の入出力インピーダンスと伝送ケーブルの特性インピーダンスを統一して、送受信機と伝送ケーブルのインピーダンスを整合させる、整合終端の手法が用いられる。これにより接続点で発生する信号の反射が抑制されて良好な伝送性能を得ることができる。
【０００３】
しかしながら、有線通信システムに利用される伝送ケーブルは、高周波用同軸ケーブルに代表されるように特性インピーダンスが規定されているものがある一方で、ツイストペアケーブルなどでは、特性インピーダンスが規定されていないものも多く、線種によって異なる。その結果、有線通信システムにおいては、同一の有線伝送装置であっても、設置場所によって異なる線種、従って異なる特性インピーダンスの伝送ケーブルが接続される場合がある。
【０００４】
使用される伝送ケーブルの特性インピーダンスが統一されていない場合には、伝送ケーブルの線種に応じて終端抵抗の抵抗値を変更するか、或いは、想定される特性インピーダンスの値の範囲内で、一つの抵抗値を選んで全ての場合に適用するといった対処が必要となる。前者の場合は、個々の有線伝送装置が製作された後に、設置される場所で使用される伝送ケーブルの線種に合わせて終端抵抗の値を調整するか、或いは、個々の有線伝送装置の製作中に、使用される伝送ケーブルの線種に応じて終端抵抗の抵抗値を定める。後者の場合は、終端抵抗の抵抗値が伝送ケーブルの線種に対して必ずしも最適とは限らず、いくらかの反射の発生ひいては伝送性能の劣化を伴うことを許容しなければならない。
【０００５】
これに類似する課題、すなわち、接続される伝送ケーブルの特性に応じて有線伝送装置の特性を変更するという課題に対して、特許文献１には、有線伝送装置に実際に接続されている伝送ケーブルに信号を伝送し、振幅減衰量と遅延時間を検出することで伝送ケーブルの特性を把握して、これに応じた最適な等化補正を行う方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０３２５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法では、使用される可能性がある全ての線種の特性を示す情報を予め有線伝送装置の中に参照テーブルの形で記憶しておく必要がある。
【０００８】
上記に鑑みて本発明の目的は、有線伝送装置が、特性インピーダンスが未知の伝送ケーブルに接続されている場合でも、終端抵抗の抵抗値を適切に決定することを可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様に係る有線伝送装置は、
伝送ケーブルを介して他の有線伝送装置に接続され、通信モード又は調整モードで動作する有線伝送装置であって、
前記通信モードにおいて、前記伝送ケーブルを介して前記他の有線伝送装置に伝送すべき信号を出力し、前記調整モードにおいて、調整用の信号を出力する送信部と、
前記通信モードにおいて、前記伝送ケーブルを介して前記他の有線伝送装置から送信される信号を受信する受信部と、
前記送信部及び前記受信部を前記伝送ケーブルに結合する結合回路と、
前記送信部と前記結合回路との間に設けられ、抵抗値が可変である終端抵抗と、
前記送信部を前記終端抵抗に接続する第１の状態、及び前記送信部を前記終端抵抗から切り離し、前記伝送ケーブルを前記終端抵抗で終端させる第２の状態のいずれかとなるスイッチと、
前記他の有線伝送装置への送信を行うときに前記スイッチを前記第１の状態にし、前記他の有線伝送装置への送信を行わないときに前記スイッチを前記第２の状態にする制御部とを備え、
前記調整モードにおいて、前記スイッチが前記第１の状態にあり、前記送信部から出力された信号が前記伝送ケーブルを介して前記他の有線伝送装置に送信されているときに、前記受信部が、前記結合回路と前記終端抵抗との接続部に現れる信号を受信し、
前記調整モードにおいて、前記受信部が受信した前記接続部に現れる信号の振幅周波数特性を測定する測定部と、
前記調整モードにおいて、前記測定部が測定した前記振幅周波数特性から前記伝送ケーブルの特性インピーダンスを算出する算出部とをさらに備え、
前記制御部は、前記算出部が算出した前記特性インピーダンスに基づいて、前記通信モードにおいて前記終端抵抗に設定されるべき抵抗値を決定する
ことを特徴とする。
本発明の第２の態様の終端抵抗の抵抗値の調整方法は、
第１及び第２の有線伝送装置を伝送ケーブルで接続し、前記第１及び第２の有線伝送装置の終端抵抗の抵抗値を、前記伝送ケーブルの特性インピーダンスに整合する整合抵抗値に調整する調整方法であって、
前記第１及び第２の有線伝送装置の一方において、送信部から出力された調整用の信号を前記終端抵抗を介して伝送ケーブルに送出することで、前記第１及び第２の有線伝送装置の他方に向けて送信を行い、該送信が行われているときに前記第１及び第２の有線伝送装置の他方では、前記伝送ケーブルが前記終端抵抗で終端され、
送信を行っている有線伝送装置において、
当該送信を行っている有線伝送装置と前記伝送ケーブルとの接続部に現れる信号の振幅周波数特性を測定し、
測定された前記振幅周波数特性に基づいて前記伝送ケーブルの前記特性インピーダンスを算出し、
算出された前記特性インピーダンスに基づいて前記終端抵抗の前記整合抵抗値を決定する
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、有線伝送装置と伝送ケーブルの接続部に現れる信号の振幅周波数特性に基づいて伝送ケーブルの特性インピーダンスを算出し、算出された特性インピーダンスに基づいて終端抵抗の抵抗値を定めるので、終端抵抗の抵抗値を適切に決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１の有線伝送装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１に示す有線伝送装置における時分割複信方式の送受信動作を時間軸上で示す図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１の有線伝送装置の、通信モードでの動作中の、スイッチの状態及び終端抵抗の設定値を示す図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１の有線伝送装置の、調整モードでの動作中の、スイッチの状態及び終端抵抗の設定値を示す図である。
【図５】実施の形態１の終端抵抗の抵抗値の調整方法の手順の一例を示す図である。
【図６】実施の形態１の終端抵抗の抵抗値の調整方法において、送信を行っている有線伝送装置と伝送ケーブルとの接続部に現れる信号の振幅周波数特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の有線伝送装置１ａ、１ｂを備えた通信システムを示す。有線伝送装置１ａ、１ｂは、本発明の実施の形態１の終端抵抗の抵抗値の調整方法を実施するために用いられる。
【００１３】
図１の有線伝送装置１ａ、１ｂは、伝送ケーブル（伝送線）１０により互いに接続されている。伝送装置１ａ、１ｂは、互いに同様の構成を有し、設定により、一方が親局として作用し、他方が子局として作用する。
有線伝送装置１ａ、１ｂの各々は、時分割複信方式（半二重通信方式）によって双方向の通信を行うものであり、例えば、マルチキャリア伝送方式、例えばＯＦＤＭ伝送方式で伝送を行う。
【００１４】
以下では、主として有線伝送装置１ａについて、その内部構成及び動作を説明するが、有線伝送装置１ｂの内部構成及び動作も同様である。また、有線伝送装置１ａが親局であり、有線伝送装置１ｂが子局であるとして説明する。
【００１５】
有線伝送装置１ａは、送信及び受信を行うものであり、送信部２、送受切換えスイッチ３、可変終端抵抗４、結合回路５、受信部６、測定部７、算出部８、及び制御部９を具備する。
有線伝送装置１ａは、調整モード又は通信モードで動作するものであり、調整モードにおいて、可変終端抵抗４の抵抗値を自動的に調整し、通信モードでは、可変終端抵抗４を、調整モードで調整により決定された抵抗値に設定して、通信を行う。可変終端抵抗４の抵抗値の調整においては、通信モードで可変終端抵抗４に設定されるべき抵抗値を決定する。可変終端抵抗４の抵抗値は、伝送ケーブル１０の特性インピーダンスに整合するように決定される。
【００１６】
結合回路５は、送信部２と受信部６を結合して伝送ケーブル１０との接続端を形成する。
送信部２の出力インピーダンスは理想的な電圧源と見做せる程度に低く、受信部６の入力インピーダンスは、該受信部６の接続により他の回路部分が受ける影響が無視できる程度に高い。
【００１７】
測定部７及び算出部８は、通信モードでは用いられず、調整モードで可変終端抵抗４の抵抗値の調整の際に動作する。
制御部９は、動作モード（通信モードか調整モードか）の決定、各部の制御、特に送受切換えスイッチ３の状態、及び可変終端抵抗４の抵抗値の設定、測定部７及び算出部８の動作の制御を行う。
【００１８】
時分割複信方式においては、各局に対して送信のための期間（タイムスロット）が割り当てられ、各局は自局に割当てられた送信期間中に送信を行い、相手局に割当てられた送信期間（自局にとっての受信期間）中に受信を行う。図２は親局１ａに対する送信期間Ｔａ１、Ｔａ２、及び子局１ｂに対する送信期間Ｔｂ１、Ｔｂ２の例を示す。
【００１９】
図３（ａ）及び（ｂ）は、通信モードでの動作中の各期間におけるスイッチ３の状態、及び終端抵抗４の設定値を示す。図３（ａ）及び（ｂ）には、各期間において、動作する部分のみが示され、他の部分が省略されている。
図３（ａ）に示されるように、親局１ａが子局１ｂに対して送信を行うときは、スイッチ３が第１の状態となり、送信部２を終端抵抗４に接続し、送信データが送信部２に供給され、送信部２から出力された信号は、終端抵抗４及び結合回路５を介して、伝送ケーブル１０に送出される。
このとき子局１ｂでは、スイッチ３が第２の状態となり、終端抵抗４を送信部２から切り離して接地し、伝送ケーブル１０を終端抵抗４で終端させるとともに、結合回路５の出力が受信部６に供給される。即ち、受信部６の入力は結合回路５の出力（結合回路５と終端抵抗４の接続部）に接続されており、親局１ａから伝送ケーブル１０を介して伝送された信号を受信し、受信データを出力する。
【００２０】
図３（ｂ）に示されるように、親局１ａが受信を行うときは、子局１ｂが送信状態にあり、子局１ｂでは、スイッチ３が送信部２を終端抵抗４に接続し、送信データが送信部２に供給され、送信部２から出力された信号は、終端抵抗４及び結合回路５を介して、伝送ケーブル１０に送出される。
親局１ａでは、スイッチ３が終端抵抗４を送信部２から切り離して接地し、伝送ケーブル１０を終端抵抗４で終端させるとともに、結合回路５の出力が受信部６に供給される。即ち、受信部６の入力は結合回路５の出力（結合回路５と終端抵抗４の接続部）に接続されており、子局１ｂから伝送ケーブル１０を介して伝送された信号を受信し、受信データを出力する。
【００２１】
スイッチ３の上記の動作により、各局の終端抵抗４は、送信動作時には送信部２の出力端に接続されることで送信終端抵抗として作用し、受信動作時には送信部２から切り離されて接地されることで受信終端抵抗として作用する。
【００２２】
各局の終端抵抗４の抵抗値は、調整モードでの処理により決定される。調整モードでの処理は、有線伝送装置１ａ、１ｂが伝送ケーブル１０で互いに接続された状態で行われる。
調整モードでの処理を行うため、実施の形態１の有線伝送装置１ａ、１ｂの各々は、本来の目的とする通信動作（通信モードでの動作）とは別に、自局の終端抵抗４の抵抗値を、接続されている伝送ケーブル１０の特性インピーダンスに整合する最適な値に自動的に調整する機能を有する。
【００２３】
各局の終端抵抗４の抵抗値の調整は、各局から相手局へ調整用の信号を送信し、そのとき、自局と伝送ケーブル１０との接続部に現れる信号の振幅周波数特性を測定し、測定結果に基づいて伝送ケーブル１０の特性インピーダンスを算出し、算出された特性インピーダンスに適合するように自局の終端抵抗４の抵抗値を決定することで行われる。上記の「自局と伝送ケーブル１０との接続部に現れる信号」は、自局から送信した信号の、伝送ケーブル１０と相手局との接続部における反射、及び反射された信号の、伝送ケーブル１０と自局との接続部における反射が繰り返される、多重反射のために生じるものである。
【００２４】
そのような処理を行うため各局（例えば１ａ）の受信部６は、自局（１ａ）から相手局（１ｂ）への送信を行なっているときに、自局（１ａ）の結合回路５の出力（結合回路５と終端抵抗４の接続部）に現れる信号を受信する。
【００２５】
測定部７は、受信部６の出力を受けて、ＯＦＤＭ伝送方式における個々の副搬送波の振幅を測定することにより伝送周波数帯域の振幅周波数特性を得て、測定結果を算出部８に与える。
【００２６】
算出部８は、測定部７の出力を用いて、伝送ケーブル１０の特性インピーダンスを算出する。
相手局１ｂで反射されて再び自局に到達した信号を利用して特性インピーダンスの算出を行うので、特性インピーダンスの算出のために、自局１ａからの送信信号の送出前に、該送信信号から情報を取り出す処理を実行する必要はない。
【００２７】
制御部９は、算出された特性インピーダンスに整合する抵抗値を、その後の本来の通信における終端抵抗４の値として決定する。決定された整合抵抗値は、制御部９内に保持され、その後、各局が通信モードで動作をするときに、送信時及び受信時の終端抵抗４の抵抗値として設定される。
【００２８】
図４（ａ）及び（ｂ）は、調整モードでの動作中の各期間におけるスイッチ３の状態、及び終端抵抗４の設定値を示す。図４（ａ）及び（ｂ）においても、各期間において、動作する部分のみが示され、他の部分が省略されている。
【００２９】
以下、調整モードにおける処理を、図４（ａ）及び（ｂ）、並びに図５を参照して説明する。
調整動作が開始されると、親局１ａで、終端抵抗４の送信用暫定抵抗値Ｒｔａを定め、受信用暫定抵抗値Ｒｍａを定める（Ｓ１０１）。この処理は、親局１ａの制御部９によって行われる。送信用暫定抵抗値Ｒｔａは、調整動作において親局１ａの送信期間中に終端抵抗４に設定される抵抗値であり、受信用暫定抵抗値Ｒｍａは、調整動作において親局１ａの受信期間中に終端抵抗４に設定される抵抗値である。
ステップＳ１０１の処理と並行して、子局１ｂで、終端抵抗４の送信用暫定抵抗値Ｒｔｂを定め、受信用暫定抵抗値Ｒｍｂを定める（Ｓ２０１）。この処理は、子局１ｂの制御部９によって行われる。送信用暫定抵抗値Ｒｔｂは、調整動作において子局１ｂの送信期間中に終端抵抗４に設定される抵抗値であり、受信用暫定抵抗値Ｒｍｂは、調整動作において子局１ｂの受信期間中に終端抵抗４に設定される抵抗値である。
【００３０】
抵抗値Ｒｔａと抵抗値Ｒｔｂは互いに同じでも良いが異なっていても良い。同様に、抵抗値Ｒｍａと抵抗値Ｒｍｂは互いに同じでも良いが異なっていても良い。抵抗値Ｒｍａ、Ｒｍｂは想定される伝送ケーブル１０の特性インピーダンスが取り得る値の範囲外の値に設定される。
【００３１】
次に、親局１ａでは、時分割動作のための各局の送信期間の割当て（各局における送信期間及び受信期間の割り当て）を行い（Ｓ１０２）、上り信号サーチを開始する（Ｓ１０３）。送信期間及び受信期間の割り当ては、制御部９が行う。上り信号の受信は、制御部９による制御の下で、受信部６が行う処理であり、割り当てられた受信期間に行われる。上り信号のサーチ及び上り信号の受信の処理は、子局１ｂからの信号を予期して探す処理である。
【００３２】
一方、子局１ｂでは、下り信号の受信を開始し、下り信号サーチを開始する（Ｓ２０３）。このとき、子局１ｂには送信期間及び受信期間の割り当てがいまだ通知されておらず、従って、子局１ｂは受信のみを連続して行う。子局１ｂにおける下り信号のサーチ及び下り信号の受信も、親局１ａからの信号を予期して探す処理であり、受信部６により行われる。
【００３３】
次に親局１ａは、下り信号の送信を開始する（Ｓ１０４）。送信は、割り当てられた送信期間に、送信部２により行われる。送信される信号には、決定された時分割のための送信期間及び受信期間の割り当てを示す情報が含まれる。
【００３４】
子局１ｂでは、送信された下り信号を検出して同期確立を行い（Ｓ２０５）、送信期間及び受信期間の割り当てを認識し、上り信号の送信を開始する（Ｓ２０６）。送信は、認識した割当てで示される、子局１ｂの送信期間に行われる。親局１ａは、上り信号を検出して、同期確立を行う（Ｓ１０７）。
【００３５】
なお、子局１ｂが送信を開始するのは、ステップＳ１０４の後であるので、ステップＳ１０３の上り信号受信開始及び上り信号サーチ開始は、ステップＳ１０４の下り信号送信開始の後で行っても良い。
【００３６】
ステップＳ２０５の同期確立、及びステップＳ１０７の同期確立の後は、親局１ａでは調整用の下り信号の送信を開始し、該下り信号（自局と伝送ケーブル１０の接続部に現れる信号）の受信を開始し（Ｓ１０８）、子局１ｂでは調整用の上り信号の送信を開始し、該上り信号（自局と伝送ケーブル１０の接続部に現れる信号）の受信を開始する（Ｓ２０８）。
親局１ａから送信される調整用の信号は、何ら送信されるべき情報を含まないものであっても良い。例えば変調されていない搬送波であっても良い。代わりに、ステップＳ１０４で送信が開始された信号と同じ信号を引き続き送信し、調整用の信号として用いても良い。
同様に、子局１ｂから送信される調整用の信号は、何ら送信されるべき情報を含まないものであっても良い。例えば変調されていない搬送波であっても良い。代わりに、ステップＳ２０６で送信が開始された信号と同じ信号を引き続き送信し、調整用の信号として用いても良い。
【００３７】
各局では、送信期間中は、終端抵抗４が送信用暫定抵抗値（Ｒｔａ、Ｒｔｂ）に設定され、スイッチ３が送信部２を選択して、受信期間中は、終端抵抗４が受信用暫定抵抗値（Ｒｍａ、Ｒｍｂ）に設定され、スイッチ３が終端抵抗４を送信部２から切り離して接地し、伝送ケーブル１０を終端抵抗４で終端させる。
【００３８】
即ち、親局１ａの送信中は、図４（ａ）に示されるように、親局１ａでは、終端抵抗４が送信用暫定抵抗値Ｒｔａに設定され、スイッチ３が第１の状態となって送信部２を終端抵抗４に接続し、送信部２から出力された信号（調整用の信号）は、終端抵抗４及び結合回路５を介して、伝送ケーブル１０に送出される。一方、子局１ｂでは、終端抵抗４が受信用暫定抵抗値Ｒｍｂに設定され、スイッチ３が第２の状態となって終端抵抗４を送信部２から切り離して接地し、伝送ケーブル１０を終端抵抗４で終端させる。
【００３９】
そして、親局１ａにおいて、自局と伝送ケーブル１０の接続部に現れる信号の受信を行い、受信信号の振幅周波数特性を測定部７で測定し、測定結果に基づいて整合終端抵抗値Ｒｏａを決定し（Ｓ１０９）、決定された整合終端抵抗値Ｒｏａを送信時抵抗値及び受信時抵抗値として記憶する（Ｓ１１０）。
【００４０】
ステップＳ１０９における整合終端抵抗値Ｒｏａの決定は算出部８及び制御部９で行われる。即ち、算出部８にて振幅周波数特性から伝送ケーブル１０の特性インピーダンスＺｏａを算出し、制御部９で、算出された特性インピーダンスＺｏａに基づいて整合終端抵抗値Ｒｏａを決定する。
【００４１】
各送信期間（図２の期間Ｔａ１、Ｔａ２の各々）における受信結果に基づいて周波数特性が１回得られる。１つの送信期間での受信結果に基づいて算出された特性インピーダンスＺｏａに等しい値を、整合終端抵抗値Ｒｏａとして決定しても良く、複数の送信期間での受信結果に基づいて整合終端抵抗値Ｒｏａを決定しても良い。後者の場合、例えばそれぞれの送信期間での受信結果に基づいて算出された特性インピーダンスＺｏａの平均値を、整合終端抵抗値Ｒｏａとして採用しても良い。
【００４２】
子局１ｂの送信中は、図４（ｂ）に示されるように、子局１ｂでは、終端抵抗４が送信用暫定抵抗値Ｒｔｂに設定され、スイッチ３が第１の状態となって送信部２を終端抵抗４に接続し、送信部２から出力された信号（調整用の信号）は、終端抵抗４及び結合回路５を介して、伝送ケーブル１０に送出される。一方、親局１ａでは、終端抵抗４が受信用暫定抵抗値Ｒｍａに設定され、スイッチ３が第２の状態となって終端抵抗４を送信部２から切り離して接地し、伝送ケーブル１０を終端抵抗４で終端させる。
【００４３】
そして、子局１ｂにおいて、自局と伝送ケーブル１０の接続部に現れる信号の受信を行い、受信信号の振幅周波数特性を測定部７で測定し、測定結果に基づいて整合終端抵抗値Ｒｏｂを決定し（Ｓ２０９）、決定された整合終端抵抗値Ｒｏｂを送信時抵抗値及び受信時抵抗値として記憶する（Ｓ２１０）。
【００４４】
ステップＳ２０９における整合終端抵抗値Ｒｏｂの決定は、算出部８及び制御部９で行われる。即ち、算出部８にて振幅周波数特性から伝送ケーブル１０の特性インピーダンスＺｏｂを算出し、制御部９で、算出された特性インピーダンスＺｏｂに基づいて整合終端抵抗値Ｒｏｂを決定する。
【００４５】
各送信期間（図２の期間Ｔｂ１、Ｔｂ２の各々）における受信結果に基づいて周波数特性が１回得られる。１つの送信期間での受信結果に基づいて算出された特性インピーダンスＺｏｂに等しい値を、整合終端抵抗値Ｒｏｂとして決定しても良く、複数の送信期間での受信結果に基づいて整合終端抵抗値Ｒｏｂを決定しても良い。後者の場合、例えばそれぞれの送信期間での受信結果に基づいて算出された特性インピーダンスＺｏｂの平均値を、整合終端抵抗値Ｒｏｂとして採用しても良い。
【００４６】
親局１ａで算出される特性インピーダンスＺｏａと、子局１ｂで算出される特性インピーダンスＺｏｂとは本来同じ値となるはずであるが、測定誤差、算出誤差のために差異が生じることがある。そのために、両者を区別するために、異なる符号Ｚｏａ、Ｚｏｂを用いているが、区別の必要がない場合、或いは両者に共通の説明に当たっては、符号Ｚｏを用いる。
【００４７】
整合終端抵抗値Ｒｏａが決定され、送信時抵抗値及び受信時抵抗値として記憶されると、それ以降の親局１ａの通信モードでの動作（図３（ａ）、図３（ｂ））に当たり、記憶されている送信時抵抗値及び受信時抵抗値が、それぞれ送信期間（図３（ａ））の終端抵抗４の抵抗値及び受信期間（図３（ｂ））の終端抵抗４の抵抗値として設定され、使用される。
同様に、整合終端抵抗値Ｒｏｂが決定され、送信時抵抗値及び受信時抵抗値として記憶されると、それ以降の子局１ｂの通信モードでの動作（図３（ａ）、図３（ｂ））に当たり、記憶されている送信時抵抗値及び受信時抵抗値が、それぞれ送信期間（図３（ｂ））の終端抵抗４の抵抗値及び受信期間（図３（ａ））の終端抵抗４の抵抗値として設定され、使用される。
【００４８】
上記の調整動作（整合終端抵抗値Ｒｏａ、Ｒｏｂを決定する処理）は、各局（１ａ又は１ｂ）が送信した信号が相手局（１ｂ又は１ａ）で反射されて再び自局（１ａ又は１ｂ）に到達することを利用して、自局と伝送ケーブル１０の接続部に現れる信号の振幅周波数特性を測定し、測定結果に基づいて伝送ケーブル１０の特性インピーダンスを算出することを含む。従って、受信用暫定抵抗値Ｒｍ（＝Ｒｍｂ又はＲｍａ）の、伝送ケーブル１０の特性インピーダンスＺｏに対する差が小さい場合には反射が弱く、測定が困難となる。このような事態を避けるため、受信用暫定抵抗値Ｒｍは、例えば、想定される種々の伝送ケーブル１０の特性インピーダンスが取り得る値の範囲外の抵抗値、特に該範囲から離れた、該範囲よりも大きな抵抗値とすることが望ましい。
【００４９】
なお、自局（１ａ、１ｂ）の送信用暫定抵抗値Ｒｔ（＝Ｒｔａ又はＲｔｂ）は一般には、伝送ケーブル１０の特性インピーダンスと異なるので、自局（１ａ、１ｂ）と伝送ケーブル１０との接続部においても、反射が起こるが、自局（１ａ、１ｂ）と伝送ケーブル１０との接続部における反射は必須ではない。即ち、自局の送信用暫定抵抗値Ｒｔと伝送ケーブル１０の特性インピーダンスが偶然一致し、自局と伝送ケーブル１０の接続部における反射が生じなくても、相手局における反射のために、自局と伝送ケーブル１０との接続部に現れる信号の振幅周波数特性に基づいて伝送ケーブル１０の特性インピーダンスを算出することが可能である。
【００５０】
振幅周波数特性に基づく特性インピーダンスの計算は、以下のような考えに基づき、以下のように行われる。
【００５１】
上記のように調整モードにおいて、各局（例えば１ａ）が送信動作を行うとき、相手局（１ｂ）は受信動作を行う。このとき、各局（１ａ）は自局の終端抵抗４を送信用暫定抵抗値Ｒｔに設定し、スイッチ３によって送信部２に接続している。従って自局（１ａ）の終端抵抗４は、送信部２と伝送ケーブル１０の間に直列に挿入された形となり、自局（１ａ）の送信動作における出力インピーダンスを決める送信終端抵抗として作用する。また、このとき同時に自局（１ａ）の受信部６も動作しており、自局（１ａ）の送信信号をモニタする。相手局（１ｂ）では終端抵抗４が受信用暫定抵抗値Ｒｍに設定され、スイッチ３によって接地されている。従って、相手局（１ｂ）の終端抵抗４は、伝送ケーブル１０から見て、受信部６と並列に接地された形となり、相手局（１ｂ）の受信動作における入力インピーダンスを決める受信終端抵抗として作用する。
【００５２】
自局（１ａ）から送信された信号は、特性インピーダンスＺｏの伝送ケーブル１０を経て、入力インピーダンスＲｍの相手局（１ｂ）に到達する。このとき、伝送ケーブル１０の特性インピーダンスＺｏと相手局（１ｂ）の入力インピーダンスＲｍが等しくなければ反射が発生し、信号電力の一部が再び伝送ケーブル１０に戻されて逆行し、伝送ケーブル１０を往復する遅延時間が経過した後に自局（１ａ）に到達する。伝送ケーブル１０の特性インピーダンスＺｏと自局（１ａ）の出力インピーダンスＲｔが等しくなければ、伝送ケーブル１０と自局（１ａ）との接続部でも反射が起きる。従って、伝送ケーブル１０の両端で反射が発生することとなり、信号が伝送ケーブル１０を繰り返し往復する、いわゆる多重反射と呼ばれる現象が発生する。このように、反射によって再び自局に到達した信号は、自局（１ａ）から引き続き送信される信号と干渉するため、自局（１ａ）で信号の振幅を測定すると、周波数によって増幅又は減衰するように観測される。
【００５３】
一般に、進行波に対して遅延した反射波が重畳すると周波数によって振幅が増幅又は減衰する現象が発生することが知られている。このような振幅の増幅又は減衰の度合いは、周波数に依存し、自局（１ａ）と伝送ケーブル１０の接続部に現れる電圧は、例えば、図６に示すような振幅周波数特性となる。この特性は、進行波に対する反射波の相対的な遅延時間と、反射が発生した箇所の反射係数によって決まる。なお、図６の特性曲線のうち、実線部分は測定部７で実測可能な範囲、即ち副搬送波の周波数の範囲の一例であり、点線部分は、実線部分から推定される範囲である。
【００５４】
有線通信システムにおける伝送ケーブル１０の両端の反射係数は、自局の出力インピーダンスＲｔ（＝Ｒｔａ又はＲｔｂ）、伝送ケーブル１０の特性インピーダンスＺｏ（＝Ｚｏａ又はＺｏｂ）、相手局の入力インピーダンスＲｍ（＝Ｒｍｂ又はＲｍａ）によって決まる。また自局（１ａ）で観測した信号の振幅周波数特性における増幅及び減衰の度合い、特に、周波数軸上での最大振幅電圧Ｖｍａｘと最小振幅電圧Ｖｍｉｎは、送信する信号のもとの振幅Ｖｔと、伝送ケーブル１０の両端の反射係数によって決まる。これらの関係を逆にたどれば、自局が送信する信号のもとの振幅Ｖｔ、自局で測定した信号の振幅周波数特性における最大振幅電圧Ｖｍａｘ及び最小振幅電圧Ｖｍｉｎ、並びに自局の出力インピーダンスＲｔから、伝送ケーブル１０の特性インピーダンスＺｏを算出することができる。具体的には、伝送ケーブル１０の特性インピーダンスＺｏ（＝Ｚｏａ又はＺｏｂ）は次式によって表される。
【００５５】
【数１】
2015133554.tif 000003
式（１）でＵｍａｘ、Ｕｍｉｎは、それぞれＶｍａｘ、ＶｍｉｎをＶｔで正規化した値であり、
Ｕｍａｘ＝Ｖｍａｘ／Ｖｔ
Ｕｍｉｎ＝Ｖｍｉｎ／Ｖｔ
で与えられる。
【００５６】
以下、上記の式（１）が得られる理由をより詳しく説明する。
送信するときの伝送装置の出力端における分圧比ａは以下の式（１．１）で与えられる。
ａ＝Ｚｏ／（Ｒｔ＋Ｚｏ）      （１．１）
受信側の伝送装置１ｂと、伝送ケーブル１０との接続部における反射係数ｂは、以下の式（１．２）で与えられる。
ｂ＝（Ｒｍ−Ｚｏ）／（Ｒｍ＋Ｚｏ）    （１．２）
式（１．２）でＲｍはＲｍａ又はＲｍｂに等しい（以下同様）。
自局へ向かう信号（戻り波）に対する伝送ケーブル１０と、送信側の伝送装置（１ａ）との接続部における反射係数ｃは、以下の式（１．３）で与えられる。
ｃ＝（Ｒｔ−Ｚｏ）／（Ｒｔ＋Ｚｏ）    （１．３）
【００５７】
伝送装置１ａと伝送ケーブル１０との接続部における電圧Ｖは、送信される信号の周波数、従って伝送装置１ｂへ向かう信号（入射波）の位相によって変わる。
電圧Ｖが最大値になるのは、入射波と反射波（相手局へ向かう信号と、自局へ向かう信号）が同相の場合である。電圧Ｖが最小値となるのは、入射波と反射波（相手局へ向かう信号と、自局へ向かう信号）が逆相の場合である。
【００５８】
ｂ＞０の時の電圧Ｖの正規化最大値Ｕｍａｘ、或いは、ｂ＜０の時の正規化最小値Ｕｍｉｎに等しい値をＶαと定義する。このＶαは、以下のように求められる。
【数２】
2015133554.tif 000004
なお、極限を取るときに、等比数列の総和の公式（｜ｂ｜≦１かつ｜ｃ｜≦１、従って｜ｂｃ｜≦１）であることを用いている。
【００５９】
式（１．４）のａ、ｂ、ｃに、式（１．１）、（１．２）、（１．３）の右辺を代入する。
【数３】
2015133554.tif 000005
【００６０】
ｂ＞０の時の正規化最小値Ｕｍｉｎ、或いは、ｂ＜０の時の正規化最大値Ｕｍａｘに等しい値をＶβと定義する。このＶβは、以下のように求められる。
【数４】
2015133554.tif 000006
なお、極限を取るときに、等比数列の総和の公式（｜ｂ｜≦１かつ｜ｃ｜≦１、従って｜ｂｃ｜≦１）であることを用いている。
【００６１】
式（１．６）のａ、ｂ、ｃに、式（１．１）、（１．２）、（１．３）の右辺を代入する。
【数５】
2015133554.tif 000007
【００６２】
式（１．５）を変形すると次式が得られる。
Ｒｍ＝（Ｖα×Ｒｔ）／（１−Ｖα）    （１．８）
式（１．７）のＲｍに、式（１．８）の右辺を代入して変形する。
【００６３】
【数６】
2015133554.tif 000008
ここで、伝送ケーブル１０の特性インピーダンスＺｏは正の値を取る。従って、式（１．９）は以下のように書き換えることができる。
【００６４】
【数７】
2015133554.tif 000009
【００６５】
Ｖα、Ｖβの各々は正規化最大値Ｕｍａｘ及び正規化最小値Ｕｍｉｎのいずれかに等しい。
即ち、Ｖα＝Ｕｍａｘ、Ｖβ＝Ｕｍｉｎ、又はＶα＝Ｕｍｉｎ、Ｖβ＝Ｕｍａｘの関係がある。但し、ｂ＞０かｂ＜０かが不明のため、Ｕｍａｘ、ＵｍｉｎのいずれがＶα、Ｖβであるかは分からない。しかしながら、式（１．１０）で、Ｖα＝Ｕｍａｘ、Ｖβ＝Ｕｍｉｎとしても、Ｖα＝Ｕｍｉｎ、Ｖβ＝Ｕｍａｘとしても、同じ結果となる。即ち、式（１．１０）から、上記の式（１）が得られる。
以上のようにして式（１）が得られるので、既知のＲｔと、測定したＶｍａｘ、Ｖｍｉｎ、或いはこれらを正規化したＵｍａｘ、Ｕｍｉｎとから、Ｚｏを算出できることが分かる。
【００６６】
図５に示す調整処理は、定常的に行う必要はなく、例えば、有線伝送装置の電源投入直後等の動作開始時に実行することとしても良く、或いは、有線伝送装置に初めて伝送ケーブルを接続したとき、或いは伝送ケーブルを交換したときに臨時的に実行することとしても良い。
【００６７】
有線伝送装置を初めて伝送ケーブルに接続したときに調整を自動的に開始するには、例えば以下のようにすることができる。例えば、親局、子局、それぞれに、調整が「未実施」か「実施済」かの状態を示すフラグを記憶する領域を設けておき、製造時はこのフラグを「未実施」と設定して工場から出荷し、使用場所で親局及び子局を伝送ケーブルで接続して設置した後、初めて起動したときに、親局、子局ともに、自局のフラグが調整「未実施」と記憶されていることを検知して、自動的に調整動作を開始する。調整が正常に完了すれば、親局、子局がそれぞれでフラグを「実施済」に書き換えて記憶し、次回起動時には調整済みの整合抵抗値を終端抵抗に設定して通信動作を開始する。
また、実運用開始後も、必要に応じて、手動で（調整作業者による操作入力により）指示を与えることで調整動作を実行できるようにすることもできる。
【００６８】
上記の実施の形態では、有線伝送装置がマルチキャリア方式で送信を行い、計測部では、個々の副搬送波の受信レベルを測定することで振幅周波数特性を測定しているが、狭帯域のシングルキャリア変調波或いは無変調波を使って周波数を連続的に変化させ（掃引し）、測定部でそれぞれの周波数における電圧を検出することで振幅周波数特性を測定することとしても良い。
【００６９】
以上、伝送ケーブルで接続された２つの有線伝送装置の終端抵抗の抵抗値の調整を行う場合について説明したが、２つの有線伝送装置の一方のみを本発明の上記の方法で調整しても良い。
【００７０】
本発明の伝送装置は、例えば、数十ｍ乃至数百ｍのツイストペアケーブルを使って時分割複信方式により１対１通信を行い、映像データを伝送する装置への適用を想定している。しかしながら、特許文献１に示されるような電話用加入者線への適用も可能である。
【符号の説明】
【００７１】
１ａ、１ｂ  有線伝送装置、  ２  送信部、  ３  送受切換えスイッチ、  ４  可変終端抵抗、  ５  結合回路、  ６  受信部、  ７  測定部、  ８  算出部、  ９  制御部、  １０  伝送ケーブル。
【図１】
2015133554.tif 000012
【図２】
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【図３】
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【図４】
2015133554.tif 000015
【図５】
2015133554.tif 000016
【図６】
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