(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の送受信装置と第２の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して伝送するデジタル情報伝送システムであって、
前記第１の送受信装置は、
前記第２の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、前記通信信号が伝送されていない期間に、前記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータを計測する計測手段と、
前記計測されたパラメータを表す情報を、前記伝送路を介して前記第２の送受信装置へ送信するパラメータ情報送信手段と、
前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、前記通信信号の送信期間のうち前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信するダミー信号挿入手段と
を備え、
前記第２の送受信装置は、
前記第１の送受信装置から送信されたパラメータを表す情報を受信するパラメータ情報受信手段と、
前記受信されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、前記第１の送受信装置から伝送された通信信号から前記ダミー信号を取り除くダミー信号除去手段と、
前記ダミー信号が取り除かれた後の通信信号をもとにデジタル復調を行う復調手段と
を備え、
前記計測手段は、前記妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータとして、妨害波信号の周波数、発生周期および継続時間を計測し、
前記ダミー信号挿入手段は、前記妨害波信号の周波数、発生周期および継続時間に基づいて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある周波数および時間帯を推定し、前記推定した周波数により送信する通信信号の送信期間のうち、前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信することを特徴とする、デジタル情報伝送システム。
【請求項２】
第１の送受信装置と第２の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して伝送するデジタル情報伝送システムであって、
前記第１の送受信装置は、
前記第２の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、前記通信信号が伝送されていない期間に、前記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータを計測する計測手段と、
前記計測されたパラメータを表す情報を、前記伝送路を介して前記第２の送受信装置へ送信するパラメータ情報送信手段と、
前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、前記通信信号の送信期間のうち前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信するダミー信号挿入手段と
を備え、
前記第２の送受信装置は、
前記第１の送受信装置から送信されたパラメータを表す情報を受信するパラメータ情報受信手段と、
前記受信されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、前記第１の送受信装置から伝送された通信信号から前記ダミー信号を取り除くダミー信号除去手段と、
前記ダミー信号が取り除かれた後の通信信号をもとにデジタル復調を行う復調手段と
を備え、
前記計測手段は、前記妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータを計測する際に、前記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生周期および継続時間の各々について所定時間に渡るヒストグラムを算出して、当該算出されたヒストグラムの包絡線から前記発生周期および継続時間の極大値を検出し、
前記ダミー信号挿入手段は、前記検出された発生周期および継続時間の極大値のすべての組み合わせについて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、前記通信信号の送信期間のうち前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信することを特徴とする、デジタル情報伝送システム。
【請求項３】
第１の送受信装置と第２の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して伝送するデジタル情報伝送システムであって、
前記第１の送受信装置は、
前記第２の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、前記通信信号が伝送されていない期間に、前記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータを計測する計測手段と、
前記計測されたパラメータを表す情報を、前記伝送路を介して前記第２の送受信装置へ送信するパラメータ情報送信手段と、
前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、前記通信信号の送信期間のうち前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信するダミー信号挿入手段と
を備え、
前記第２の送受信装置は、
前記第１の送受信装置から送信されたパラメータを表す情報を受信するパラメータ情報受信手段と、
前記受信されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、前記第１の送受信装置から伝送された通信信号から前記ダミー信号を取り除くダミー信号除去手段と、
前記ダミー信号が取り除かれた後の通信信号をもとにデジタル復調を行う復調手段と
を備え、
前記ダミー信号挿入手段は、自装置が送信する通信信号の送信期間のうち、その送信開始時点から前記妨害波信号と衝突する可能性がある時間帯の終了時点までの期間に、前記ダミー信号を挿入することを特徴とする、デジタル情報伝送システム。
【請求項４】
第１の送受信装置と第２の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して伝送するデジタル情報伝送システムであって、
前記第１の送受信装置は、
前記第２の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、前記通信信号が伝送されていない期間に、前記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータを計測する計測手段と、
前記計測されたパラメータを表す情報を、前記伝送路を介して前記第２の送受信装置へ送信するパラメータ情報送信手段と、
前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、前記通信信号の送信期間のうち前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信するダミー信号挿入手段と
を備え、
前記第２の送受信装置は、
前記第１の送受信装置から送信されたパラメータを表す情報を受信するパラメータ情報受信手段と、
前記受信されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、前記第１の送受信装置から伝送された通信信号から前記ダミー信号を取り除くダミー信号除去手段と、
前記ダミー信号が取り除かれた後の通信信号をもとにデジタル復調を行う復調手段と
を備え、
前記ダミー信号挿入手段は、
自装置が送信する通信信号の送信期間のうち、その送信開始時点から前記妨害波信号と衝突する可能性がある時間帯の終了時点までの第１の期間の時間長を算出し、当該算出された第１の期間の時間長が前記送信期間のうち予め設定した第２の期間の時間長より長いか短いかを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記算出された第１の期間の時間長が前記第２の期間の時間長より短いと判定された場合に、前記通信信号の送信期間のうち前記第１の期間にダミー信号を挿入する手段と、
前記判定手段により、前記算出された第１の期間の時間長が前記第２の期間の時間長より長いと判定された場合には、前記通信信号を前記ダミー信号を挿入せずに送信させる手段と
を有することを特徴とする、デジタル情報伝送システム。
【請求項５】
通信相手側の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して送受信する送受信装置であって、
前記通信相手側の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、前記通信信号が伝送されていない期間に、前記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータを計測する手段と、
自装置が送信機として動作する場合には、前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、前記通信信号の送信期間のうち前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信する手段と、
自装置が受信機として動作する場合には、前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、受信された通信信号からダミー信号を取り除いた後、デジタル復調を行う手段と
を具備し、
前記パラメータを計測する手段は、前記妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータとして、妨害波信号の周波数、発生周期および継続時間を計測し、
前記ダミー信号を挿入し送信する手段は、前記妨害波信号の周波数、発生周期および継続時間に基づいて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある周波数および時間帯を推定し、前記推定した周波数により送信する通信信号の送信期間のうち、前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信することを特徴とする送受信装置。
【請求項６】
通信相手側の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して送受信する送受信装置であって、
前記通信相手側の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、前記通信信号が伝送されていない期間に、前記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータを計測する手段と、
自装置が送信機として動作する場合には、前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、前記通信信号の送信期間のうち前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信する手段と、
自装置が受信機として動作する場合には、前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、受信された通信信号からダミー信号を取り除いた後、デジタル復調を行う手段と
を具備し、
前記パラメータを計測する手段は、前記妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータを計測する際に、前記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生周期および継続時間の各々について所定時間に渡るヒストグラムを算出して、当該算出されたヒストグラムの包絡線から前記発生周期および継続時間の極大値を検出し、
前記ダミー信号を挿入し送信する手段は、前記検出された発生周期および継続時間の極大値のすべての組み合わせについて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、前記通信信号の送信期間のうち前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信することを特徴とする送受信装置。
【請求項７】
通信相手側の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して送受信する送受信装置であって、
前記通信相手側の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、前記通信信号が伝送されていない期間に、前記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータを計測する手段と、
自装置が送信機として動作する場合には、前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、前記通信信号の送信期間のうち前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信する手段と、
自装置が受信機として動作する場合には、前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、受信された通信信号からダミー信号を取り除いた後、デジタル復調を行う手段と
を具備し、
前記ダミー信号を挿入し送信する手段は、自装置が送信する通信信号の送信期間のうち、その送信開始時点から前記妨害波信号と衝突する可能性がある時間帯の終了時点までの期間に、前記ダミー信号を挿入することを特徴とする送受信装置。
【請求項８】
通信相手側の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して送受信する送受信装置であって、
前記通信相手側の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、前記通信信号が伝送されていない期間に、前記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータを計測する手段と、
自装置が送信機として動作する場合には、前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、前記通信信号の送信期間のうち前記推定した時間帯を含む一部期間に前記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信する手段と、
自装置が受信機として動作する場合には、前記計測されたパラメータを表す情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と前記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、受信された通信信号からダミー信号を取り除いた後、デジタル復調を行う手段と
を具備し、
前記ダミー信号を挿入し送信する手段は、
自装置が送信する通信信号の送信期間のうち、その送信開始時点から前記妨害波信号と衝突する可能性がある時間帯の終了時点までの第１の期間の時間長を算出し、当該算出された第１の期間の時間長が前記送信期間のうち予め設定した第２の期間の時間長より長いか短いかを判定する判定手段と、
前記判定手段により、前記算出された第１の期間の時間長が前記第２の期間の時間長より短いと判定された場合に、前記通信信号の送信期間のうち前記第１の期間にダミー信号を挿入する手段と、
前記判定手段により、前記算出された第１の期間の時間長が前記第２の期間の時間長より長いと判定された場合には、前記通信信号を前記ダミー信号を挿入せずに送信させる手段と
を有することを特徴とする送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、送受信装置間で伝送路を介してデジタル信号を伝送するデジタル情報伝送システムと、このシステムで使用される送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）等のデジタル情報を送受信する通信システムでは、通信速度の向上のために複数のサブキャリアに情報を乗せて広帯域通信をしている。また、通信システムの伝送路において妨害波が混入することが想定されるため、通信システムでは妨害波に耐性を持つように通信方式が検討されている。例えば、ＡＤＳＬでは、ＡＤＳＬモデムとＤＳＬＡＭ（Digital Subscriber Line Access Multiplexer）間でリンクを確立する際に、伝送路の状態をモニタリングし、妨害波の影響を多く受けるサブキャリアでは割り当てる情報量を少なくし、妨害波の影響が小さいサブキャリアでは割り当てる情報量を相対的に多くすることで、妨害波による影響を抑止している（例えば非特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】湯浅重数、浅貝修一朗、土台を固めるネットワーク教養講座  第１１回  小さな箱の中に先端技術がいっぱい、日経NETWORK、p194〜p199、2002.8.1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、非特許文献１に記載された技術では、サブキャリアに割り当てる情報量をリンク確立時のみ決定するようにしている。このため、時々刻々と変化する妨害波に対して、必ずしも最適化された状態で通信しているとは限らない。例えば、リンク確立後に新たに伝送路に妨害波が混入すると、受信機で復調するときにシンボルエラーが発生しやすくなり、結果的にスループット低下あるいは通信断を引き起こしてしまう。
【０００５】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、伝送信号と妨害波との衝突を効果的に回避し、これによりスループットの低下を抑制するようにしたデジタル情報伝送システムとその送受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためにこの発明の第１の態様は、第１の送受信装置と第２の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して伝送するデジタル情報伝送システムにあって、上記第１の送受信装置では、上記第２の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、上記通信信号が伝送されていない期間に、上記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータ情報を計測する。そして、上記計測されたパラメータ情報を、上記伝送路を介して上記第２の送受信装置へ送信すると共に、上記パラメータ情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と上記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、上記通信信号の送信期間のうち上記推定した時間帯を含む一部期間に上記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信する。一方、上記第２の送受信装置では、上記第１の送受信装置から送信されたパラメータ情報を受信し、この受信されたパラメータ情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と上記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、上記第１の送受信装置から伝送された通信信号から上記ダミー信号を取り除いた後、デジタル復調を行う。ここで、上記妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータ情報として、妨害波信号の周波数、発生周期および継続時間を計測し、上記計測された妨害波信号の周波数、発生周期および継続時間に基づいて、自装置が送信する通信信号と上記妨害波信号とが衝突する可能性がある周波数および時間帯を推定し、当該推定された周波数により送信する通信信号の送信期間のうち、上記推定した時間帯を含む一部期間に上記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信するようにしたものである。
【０００８】
この発明の第２の態様は、第１の送受信装置と第２の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して伝送するデジタル情報伝送システムにあって、上記第１の送受信装置では、上記第２の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、上記通信信号が伝送されていない期間に、上記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータ情報を計測する。そして、上記計測されたパラメータ情報を、上記伝送路を介して上記第２の送受信装置へ送信すると共に、上記パラメータ情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と上記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、上記通信信号の送信期間のうち上記推定した時間帯を含む一部期間に上記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信する。一方、上記第２の送受信装置では、上記第１の送受信装置から送信されたパラメータ情報を受信し、この受信されたパラメータ情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と上記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、上記第１の送受信装置から伝送された通信信号から上記ダミー信号を取り除いた後、デジタル復調を行う。ここで、上記パラメータ情報を計測する際に、上記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生周期および継続時間の各々について所定時間に渡るヒストグラムを算出して、当該算出されたヒストグラムの包絡線から上記発生周期および継続時間の極大値を検出し、上記検出された発生周期および継続時間の極大値のすべての組み合わせについて、自装置が送信する通信信号と上記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、上記通信信号の送信期間のうち上記推定した時間帯を含む一部期間に上記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信するようにしたものである。
【０００９】
この発明の第３の態様は、第１の送受信装置と第２の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して伝送するデジタル情報伝送システムにあって、上記第１の送受信装置では、上記第２の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、上記通信信号が伝送されていない期間に、上記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータ情報を計測する。そして、上記計測されたパラメータ情報を、上記伝送路を介して上記第２の送受信装置へ送信すると共に、上記パラメータ情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と上記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、上記通信信号の送信期間のうち上記推定した時間帯を含む一部期間に上記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信する。一方、上記第２の送受信装置では、上記第１の送受信装置から送信されたパラメータ情報を受信し、この受信されたパラメータ情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と上記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、上記第１の送受信装置から伝送された通信信号から上記ダミー信号を取り除いた後、デジタル復調を行う。ここで、自装置が送信する通信信号の送信期間のうち、その送信開始時点から上記妨害波信号と衝突する可能性がある時間帯の終了時点までの期間に、上記ダミー信号を挿入するようにしたものである。
【００１０】
この発明の第４の態様は、第１の送受信装置と第２の送受信装置との間で、デジタル変調された通信信号を伝送路を介して伝送するデジタル情報伝送システムにあって、上記第１の送受信装置では、上記第２の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、上記通信信号が伝送されていない期間に、上記伝送路を介して受信される妨害波信号の発生の特徴を表すパラメータ情報を計測する。そして、上記計測されたパラメータ情報を、上記伝送路を介して上記第２の送受信装置へ送信すると共に、上記パラメータ情報に基づいて、自装置が送信する通信信号と上記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、上記通信信号の送信期間のうち上記推定した時間帯を含む一部期間に上記通信信号に代わるダミー信号を挿入し送信する。一方、上記第２の送受信装置では、上記第１の送受信装置から送信されたパラメータ情報を受信し、この受信されたパラメータ情報に基づいて、自装置が受信する通信信号と上記妨害波信号とが衝突する可能性がある時間帯を推定し、その推定結果に基づいて、上記第１の送受信装置から伝送された通信信号から上記ダミー信号を取り除いた後、デジタル復調を行う。ここで、自装置が送信する通信信号の送信期間のうち、その送信開始時点から上記妨害波信号と衝突する可能性がある時間帯の終了時点までの第１の期間の時間長を算出し、当該算出された第１の期間の時間長が上記送信期間のうち予め設定した第２の期間の時間長より長いか短いかを判定する。そして、上記算出された第１の期間の時間長が上記第２の期間の時間長より短いと判定された場合に、上記通信信号の送信期間のうち上記第１の期間にダミー信号を挿入し、上記算出された第１の期間の時間長が上記第２の期間の時間長より長いと判定された場合には、上記ダミー信号を挿入せずに上記通信信号を送信するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の第１の態様によれば、伝送信号と妨害波との衝突が見込まれる場合に、送出する通信信号の衝突が発生する可能性がある時間帯を含む一部区間にダミー信号が挿入されて送信されるので、伝送信号と妨害波との衝突が回避され、これによりエラー訂正に係る処理が不要あるいは簡便になり、エラー訂正に割り当てるビット数を減らし、その分伝送データ量を増やすことでスループット低下を抑止することが可能となる。また、通信リンク確立後の通信信号が伝送されていない期間ごとに妨害波パラメータ情報が計測され、その計測結果に基づいてダミー信号の挿入処理が行われるので、妨害波の発生状況が時々刻々変化するような伝送路環境下においても、効果的な妨害波対策を実現できる。さらに、妨害波との衝突が見込まれる周波数が特定され、この特定された周波数の通信信号に対してのみダミー信号の挿入処理が行われる。このため、ダミー信号挿入処理のための負荷を軽減することができる。
【００１３】
この発明の第２の態様によれば、妨害波の周期性に幅があったり、異なる周期の妨害波が混在するような場合でも、その状況に応じた妨害波パラメータ情報が取得される。このため、すべての妨害波を考慮した適切なダミー信号挿入処理を行うことができる。
【００１４】
この発明の第３の態様によれば、自装置が送信する通信信号の送信期間のうち、その送信開始時点から妨害波信号と衝突する可能性がある時間帯の終了時点までの期間にダミー信号が挿入されるため、通信信号をタイムスロットにより伝送する場合でも、受信側の送受信装置では通信信号に対する同期を確実に維持することができる。
【００１５】
この発明の第４の態様によれば、自装置が送信する通信信号の送信期間のうち、その送信開始時点から妨害波信号と衝突する可能性がある時間帯の終了時点までの第１の期間の時間長が、上記送信期間のうち予め設定した第２の期間の時間長より長いか短いか判定され、短いと判定された場合に上記第１の期間にダミー信号が挿入され、長いと判定された場合にはダミー信号を挿入せずに上記通信信号が送信される。このため、妨害波対策を適切に講じた上で、スループットをさらに高めることができる。
【００１６】
すなわちこの発明によれば、伝送信号と妨害波との衝突を効果的に回避し、これによりスループットの低下を抑制するようにしたデジタル情報伝送システムとその送受信装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の第１の実施形態に係るデジタル情報伝送システムで使用される送受信装置の構成を示すブロック図。
【図２】図１に示した送受信装置における妨害波パラメータ抽出部の機能構成を示すブロック図。
【図３】図１に示した送受信装置におけるダミー信号挿入部の機能構成を示すブロック図。
【図４】妨害波信号の時系列データの一例を示す図。
【図５】通信信号の送信タイミングと妨害波の発生タイミングとの関係の第１の例を示す図。
【図６】ダミー信号の挿入動作を説明するための図。
【図７】通信信号の送信タイミングと妨害波の発生タイミングとの関係の第２の例を示す図。
【図８】この発明の第２の実施形態に係るデジタル情報伝送システムで使用される送受信装置の妨害波パラメータ抽出部による発生周期の計測処理を説明するための図。
【図９】この発明の第２の実施形態に係るデジタル情報伝送システムで使用される送受信装置の妨害波パラメータ抽出部による継続時間の計測処理を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照してこの発明に係わる実施形態を説明する。  
［第１の実施形態］
（構成）
図１は、この発明の第１の実施形態に係るデジタル情報伝送システムで使用される送受信装置の構成を示すブロック図である。  
第１の実施形態の送受信装置は、送信機能と受信機能の両方を備えたもので、以後、通信信号を送信する役割を果たすときを送信機と呼び、通信信号を受信する役割を果たすときを受信機と呼ぶ。なお、第１の実施形態では、マルチキャリア通信方式を使用して伝送信号を送受信する場合を例に取って説明を行う。
【００１９】
送受信装置は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１と、ＡＦＥ（Analog Front End）２と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３と、図示しない伝送路との間で伝送信号の入出力を行う入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ−ＩＦ）４と、図示しないパーソナルコンピュータやサーバなどの電子機器との間で、ＬＡＮ（Local Area Network）を介して伝送信号の送受信を行うＬＡＮインタフェース（ＬＡＮ−ＩＦ）５と、記憶部６，７とを備えている。
【００２０】
Ｉ／Ｏ−ＩＦ４は、受信機の場合には伝送路を介して伝送された伝送信号をＡＦＥ２へ転送し、送信機の場合にはＡＦＥ２から出力された伝送信号を伝送路へ送出する。ＡＦＥ２はＡＤコンバータ２１およびＤＡコンバータ２２を有する。そして、受信機の場合には、上記Ｉ／Ｏ−ＩＦ４から転送された伝送信号をＡＤコンバータ２１によりアナログ信号からデジタル信号に変換する。一方、送信機の場合には、ＤＳＰ１から出力されたデジタル信号をＤＡコンバータ２２により伝送路へ送り出するためのアナログ信号に変換し、上記Ｉ／Ｏ−ＩＦ４へ出力する。
【００２１】
ＤＳＰ１は、高速フーリエ変換器（First Fourier Transform：FFT）１１と、例えば直交振幅変調（Quadrature Amplitude Modulation：QAM）方式を採用した変復調部１２を備える。そして、受信機の場合には、上記ＡＦＥ２からデジタル信号に変換された伝送信号を取り込んでＦＦＴ処理し、しかるのち変復調部１２により上記伝送信号をサブキャリア毎に復調して受信ベースバンド信号に復元し、ＣＰＵ３へ出力する。またＤＳＰ１は、送信機の場合に、ＣＰＵ３から転送された送信ベースバンド信号を上記変復調部１２によりデジタル変調し、ＩＦＦＴ処理によりサブキャリア毎にデータを割り当ててＡＦＥ２へ出力する。
【００２２】
ＣＰＵ３は、受信機の場合には、上記ＤＳＰ１から転送された受信ベースバンド信号を記憶部７に一旦蓄積した後、ＬＡＮ−ＩＦ５から図示しないＬＡＮを介して上記電子機器へ送信するための処理を行う。またＣＰＵ３は、上記電子機器からＬＡＮを介して伝送された送信ベースバンド信号をＬＡＮ−ＩＦ５により受信して記憶部７に一旦蓄積した後、当該送信ベースバンド信号を上記ＤＳＰ１へ転送するための処理を行う。
【００２３】
ところでＤＳＰ１は、上記ＦＦＴ１１および変復調部１２に加え、妨害波パラメータ抽出部１３と、ダミー信号挿入部１４をさらに備えている。  
妨害波パラメータ抽出部１３は、通信相手側の送受信装置との間に通信リンクが確立された状態で、通信信号が伝送されていない期間に受信される信号を妨害波と見なし、その周波数、発生周期および継続時間を計測する。この妨害波パラメータの計測処理は、通信信号が伝送されていない期間を利用して、定期的または不定期に繰り返し実行する。
【００２４】
図２は妨害波パラメータ抽出部１３の機能構成を示すブロック図、図４はＦＦＴ処理後の妨害波信号の時系列データの一例を示す図である。妨害波パラメータ抽出部１３は、図２に示すように、エッジトリガ部１３１と、計測部１３２と、統計処理部１３３とを有している。
【００２５】
エッジトリガ部１３１は、サブキャリアごとに、妨害波信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジをそれぞれ検出する。計測部１３２は、サブキャリアごとに、上記検出された隣り合う妨害波信号の立ち上がりエッジのタイミングをもとに妨害波信号の発生周期Ｔc を算出する。またそれと共に、妨害波信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの各タイミングをもとに妨害波信号の継続時間ＴH を算出する。統計処理部１３３は、上記検出された妨害波信号の継続時間ＴH および発生周期Ｔc のヒストグラムをそれぞれ作成し、当該ヒストグラムをもとに、今後も伝送路に混入する妨害波の周波数（サブキャリア）、継続期間および発生周期を推測して、その推測結果を妨害波パラメータ情報として記憶部６に格納する。
【００２６】
また妨害波パラメータ抽出部１３は、上記記憶部６に格納された妨害波パラメータ情報を通信相手側の送受信装置へ送信する。通信相手側の送受信装置は、上記最新の妨害波パラメータ情報を受信すると、当該妨害波パラメータ情報を妨害波パラメータ抽出部１３により記憶部６に格納する。
【００２７】
ダミー信号挿入部１４は、通信相手先の送受信装置との間の同期を維持しつつ通信信号と妨害波との衝突を回避するために、送信機の場合には通信信号にダミー信号を挿入し、一方受信機の場合にはダミー信号を除いて通信信号を復元する処理を行うもので、以下のように構成される。図３はその機能構成を示すブロック図である。
【００２８】
すなわち、ダミー信号挿入部１４は、妨害波混入タイミング判定部１４１と、変復調制御部１４２とを有している。
【００２９】
妨害波混入タイミング判定部１４１は、上記妨害波パラメータ抽出部１３により抽出された妨害波パラメータ情報、つまり妨害波信号の周波数（サブキャリア）、発生周期および継続時間を表す情報を記憶部６から読み込む。そして、これらの妨害波パラメータ情報に基づいて、妨害波信号と衝突する可能性のあるサブキャリアとその通信信号の送信期間を算出し、ダミー信号の挿入の要否を含むダミー信号挿入タイムスケジュールを作成する。
【００３０】
変復調制御部１４２は、送信機の場合には、上記妨害波混入タイミング判定部１４１により作成されたダミー信号挿入タイムスケジュールに従いダミー信号を生成する。そして、変復調部１２によりデジタル変調された送信信号のうち、妨害波と衝突する可能性のあるサブキャリアの通信信号の一部区間に上記ダミー信号を挿入し、ＦＦＴ１１へ出力する。一方受信機の場合には、上記妨害波混入タイミング判定部１４１により作成されたダミー信号挿入タイムスケジュールに従い、ＦＦＴ処理後の受信信号のうち、妨害波と衝突する可能性のあるサブキャリアの通信信号からダミー信号を取り除いて、変復調部１２に出力する。
【００３１】
（動作）
（１）妨害波パラメータの抽出
デジタル情報の伝送を行うために、第１の送受信装置と第２の送受信装置との間に通信リンクが確立されると、第１および第２の送受信装置では、以後通信信号の非通信期間を利用して定期的または非定期に妨害波パラメータの抽出処理が以下のように行われる。
【００３２】
すなわち、通信信号が伝送されていない期間において、第１および第２の送受信装置で受信される信号は妨害波と見なすことができる。そこで第１および第２の送受信装置は、上記通信信号が伝送されていない期間に受信された信号（以後妨害波信号と称する）を、ＦＦＴ処理によりサブキャリアごとに時系列データに変換して妨害波パラメータ抽出部１３に入力する。妨害波パラメータ抽出部１３は、入力された上記妨害波信号の時系列データを記憶部６に蓄積する。
【００３３】
妨害波パラメータ抽出部１３は、先ずエットリガ部１３１により、サブキャリアごとに、図４に示すように妨害波信号の強度レベルを予め設定したしきい値Ｌthと比較して、強度レベルがしきい値Ｌthを超えた点および下回った点を検出することにより、当該妨害波信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジをそれぞれ検出する。
【００３４】
次に計測部１３２により、サブキャリアごとに、上記検出された隣り合う妨害波信号の立ち上がりエッジのタイミングをもとに妨害波信号の発生周期Ｔc を算出する。またそれと共に、妨害波信号の立ち上がりエッジおよび立ち下がりエッジの各タイミングをもとに妨害波信号の継続時間ＴH を算出する。
【００３５】
そして、統計処理部１３３により、上記検出された妨害波信号の継続時間ＴH および発生周期Ｔc の所定時間にわたるヒストグラムをそれぞれ作成し、ヒストグラムが極大値となる継続時間ＴHおよび発生周期Ｔc を、今後も伝送路に混入する妨害波の継続期間および発生周期であると推測する。そして、この推測した妨害波の周波数（サブキャリア）、継続期間および発生周期を表す情報を、妨害波パラメータ情報として記憶部６に格納する。
【００３６】
また統計処理部１３３は、上記新たな妨害波パラメータ情報が得られるごとに、当該妨害波パラメータ情報を、妨害波パラメータ情報である旨のフラグメントをヘッダ部につけて相手側の送受信装置へ送信する。これに対し相手側の送受信装置は、受信データのヘッダに挿入されたフラグメントから妨害波パケット情報を受信したことを認識すると、妨害波パラメータ抽出部１３により、当該受信された妨害波パラメータ情報を記憶部６に格納する。かくして、第１および第２の送受信装置は、伝送路において発生する妨害波のパラメータ情報を共有することができる。
【００３７】
（２）ダミー信号の挿入
第１および第２の送受信装置は、通信信号の伝送を開始すると、ダミー信号挿入部１４により、通信信号にダミー信号を挿入するための処理を以下のように実行する。  
すなわち、送信機の場合には、ダミー信号挿入部１４は、先ず妨害波混入タイミング判定部１４１により、記憶部６から妨害波パラメータ情報、つまり妨害波の周波数（サブキャリア）、発生周期および継続時間を表す情報を読み込む。そして、これらの妨害波パラメータ情報に基づいて、妨害波と衝突する可能性のあるサブキャリアとその通信信号の送信区間を算出し、その算出結果をもとにダミー信号挿入タイムスケジュールを作成する。このダミー信号挿入タイムスケジュールには、ダミー信号の挿入の要否と、ダミー信号の挿入タイミングが含まれる。
【００３８】
例えば、あるサブキャリアにおいて、通信信号の送信タイミングと妨害波の発生タイミングとが図５に示すような関係になっていたとする。なお、通信信号は送信期間ＴT を有する複数のタイムスロットにより送信されるものとする。
【００３９】
この場合、妨害波混入タイミング判定部１４１は、図５の拡大図に示すように、タイムスロットごとにその開始タイミングから妨害波の発生予想開始タイミングまでの期間Ｔa1と、妨害波の継続時間ＴH に相当する期間Ｔa2との合計時間Ｔa1＋Ｔa2を算出する。そして、この合計時間Ｔa1＋Ｔa2がタイムスロットの送信期間ＴT の１／２より短いか否かを判定する。この判定の結果、図５の領域Ａのように合計時間Ｔa1＋Ｔa2がタイムスロットの送信期間ＴT の１／２より短ければ、ダミー信号の挿入が必要と判定し、かつ上記合計時間Ｔa1＋Ｔa2をダミー信号の挿入区間とする。
【００４０】
ダミー信号挿入部１４は、続いて変復調制御部１４２により、変復調部１２から出力された変調後の通信信号のうち、妨害波が発生しているサブキャリアの通信信号を選択し、当該通信信号中の上記合計時間Ｔa1＋Ｔa2に相当する区間に、本来の通信信号に代えてダミー信号を挿入する。
【００４１】
例えば、図６に示すように通信信号の位相を上記合計時間Ｔa1＋Ｔa2分だけ遅延し、上記合計時間Ｔa1＋Ｔa2の区間にダミー信号を挿入する。このときダミー信号は、上記遅延処理後の本来の通信信号と境界点において波形が連続するように設定される。なお、ダミー信号としては、電圧値が継続して０を示すような信号でもよい。
【００４２】
上記ダミー信号が挿入された通信信号はＦＦＴ１１でＩＦＦＴ処理された後、ＡＦＥ２によりアナログ信号に変換され、Ｉ／Ｏ−ＩＦ４から通信相手側の送受信装置に向け伝送路へ送出される。
【００４３】
これに対し、通信相手側の送受信装置では、以下のような通信信号の復元処理が行われる。すなわち、通信相手側の送受信装置は、妨害波パラメータ抽出部１３により、通信相手側の送受信装置から送られた妨害波パラメータ情報を記憶部６から読み出し、この妨害波パラメータ情報をもとに、先に述べた送信機の場合と同様に、ダミー信号挿入タイムスケジュールを作成する。
【００４４】
そして、上記ダミー信号挿入タイムスケジュールに従い、ダミー信号挿入部１４により、先ずＦＦＴ処理後の各サブキャリアの受信信号のうち、妨害波の発生が予測されているサブキャリアの受信信号を選択する。そして、当該選択された受信信号のタイムスロットの開始タイミングから上記合計時間Ｔa1＋Ｔa2の区間に挿入されているダミー信号を取り除き、当該受信信号を変復調部１２に渡す。変復調部１４は、上記受信信号をデジタル復調して受信データを復元する。
【００４５】
一方、送信側の送受信装置において、図５および図７に示す領域Ｂのように、合計時間Ｔa1＋Ｔa2がタイムスロットの送信期間ＴT の１／２より長かったとする。この場合妨害波混入タイミング判定部１４１は、ダミー信号を挿入不要と判定し、送信信号をそのままＦＦＴ１１へ出力し、送信させる。
【００４６】
これに対し受信側の送受信装置は、相手側の送受信装置から送られた妨害波パラメータ情報をもとに、上記送信側の送受信装置と同様にダミー信号の挿入は不要と判定する。そして、この判定結果に従い、ＦＦＴ処理後の受信信号のタイムスロット開始タイミングから妨害波継続時間Ｔb2の開始タイミングまでの区間Ｔb1を復調する。
【００４７】
したがって、タイムスロットの開始タイミングからタイムスロット長の１／２以上に及ぶ区間に挿入された通信信号を、ダミー信号に置き換えることなくそのまま伝送し復調することができ、これによりスループットをさらに高く保持することができる。なお、妨害波の継続時間ＴH の終了タイミングからタイムスロットの終了タイミングまでの期間Ｔa3の信号は復元できなくなるが、当該期間Ｔa3が短ければ全体のデータ復元には大きな影響は生じない。また、上記期間Ｔa3の信号の欠落が問題となる場合には、当該期間Ｔa3の信号を次のタイムスロットに移動させるようにしてもよい。
【００４８】
なお、Ｔa1の時間だけでは通信信号の送信期間ＴT の１／２よりも短く、Ｔa1＋Ｔa2の時間が通信信号の送信期間ＴT の１／２よりも長くなる場合には、通信信号が妨害波と衝突する時間が相対的に長いことから、当該期間においては通信信号を送信しないことにする。このようにしても、妨害波が狭帯域であれば、通信信号を送信しないサブキャリアは限定されるため、全く通信できない状態には陥らない。
【００４９】
また、妨害波の発生期間が、タイムスロットの開始タイミングまたは終了タイミングに存在している場合には、Ｔa1またはＴa3の時間が０秒になることがある。その場合には、Ｔa1またはＴa3の時間を０として、前述したダミー信号挿入処理を実行すればよい。
【００５０】
（効果）
以上詳述したように第１の実施形態では、送受信装置において、通信相手との間に通信リンクが確立された状態で、通信信号が伝送されていない期間に定期的または不定期に妨害波の周波数、発生周期および継続時間からなる妨害波パラメータを計測し、当該妨害波パラメータに基づいて、伝送信号と妨害波との衝突が見込まれる場合に、送信機側では伝送路に送出する通信信号に一部ダミー信号を挿入し、受信機側では上記妨害波パラメータに基づいて受信信号からダミー信号を取り除いた後復調するようにしている。
【００５１】
したがって、伝送信号と妨害波との衝突が回避され、これによりエラー訂正に係る処理が不要あるいは簡便になり、エラー訂正に割り当てるビット数を減らし、その分伝送データ量を増やすことでスループット低下を抑止することができる。また、妨害波との衝突が見込まれるタイムスロットにおいて、その開始タイミングから妨害波の継続時間ＴH の終了タイミングまでの期間に、通信信号と波形が連続するダミー信号が挿入されるため、受信機側ではタイムスロットに対する同期を確実に維持することができる。
【００５２】
さらに、リンク確立後において通信信号が伝送されていない期間を利用して定期的または不定期に妨害波パラメータを計測し、ダミー信号挿入タイムスケジュールを更新するようにしているので、妨害波の発生状況が時々刻々変化するような伝送路環境下においても、効果的な妨害波対策を実現できる。
【００５３】
また、妨害波との衝突が見込まれるサブキャリアを特定し、この特定したサブキャリアに対してのみダミー信号の挿入処理を行うようにしているので、ＤＳＰ１によるダミー信号挿入処理の負荷を軽減することができる。
【００５４】
さらに、ダミー信号挿入タイムスケジュールを作成する際に、タイムスロットごとにその開始タイミングから妨害波の発生予想開始タイミングまでの期間Ｔa1と、妨害波の継続時間ＴH に相当する期間Ｔa2との合計時間Ｔa1＋Ｔa2を算出して、この算出された合計時間Ｔa1＋Ｔa2がタイムスロットの送信期間ＴT の１／２より短いか否かを判定し、この判定の結果合計時間Ｔa1＋Ｔa2がタイムスロットの送信期間ＴT の１／２より短ければダミー信号を挿入し、長ければダミー信号を挿入せずに通信信号をそのまま送信するようにしている。このため、妨害波対策を適切に講じた上で、スループットをさらに高めることができる。
【００５５】
［第２の実施形態］
第１の実施形態においては、妨害波パラメータ抽出処理部１３において、妨害波の発生周期Ｔc および継続時間ＴH のヒストグラムを作成し、その極大値をパラメータとして抽出するようにしている。このため、妨害波が周期性を有している場合には、極大値が一つであり容易にパラメータの値を決定することができる。ところが、妨害波の周期性に幅があったり、異なる周期の妨害波が混在するような場合は、妨害波パラメータ抽出処理部１３においてヒストグラムを作成した際に、複数の極大値が現れる可能性がある。
【００５６】
この発明の第２の実施形態は、以上のようにヒストグラムの極大値が複数出現する場合にも、パラメータを適切に抽出できるようにするものである。以下にその処理動作を説明する。なお、妨害波パラメータ抽出部の構成については、第１の実施形態と同じなので、図２を参照して説明を行う。
【００５７】
妨害波パラメータ抽出部１３は、統計処理部１３３において、妨害波の発生周期と継続時間のヒストグラムを作成する。ヒストグラムの作成例を図８および図９に示す。妨害波の発生周期Ｔc および継続時間ＴHの各ヒストグラムからそれぞれ包絡線を算出し、その極大値を抽出する。
【００５８】
その結果、発生周期Ｔcの極大値がｎ個あり、それぞれの極大値を形成する発生周期をＴ1，Ｔ2，・・・，Ｔnとし、継続時間ＴHの極大値がｍ個あり、それぞれの極大値を形成する継続時間をτ1，τ2，・・・，τmとすると、発生周期Ｔcおよび継続時間ＴHが複数検出されれば、それぞれの発生周期に対して、それぞれの継続時間が発生する可能性があるため、発生周期と継続時間の組み合わせはｎ×ｍ通り存在することになる。
【００５９】
このため、それぞれの組み合わせに対して、第１の実施形態におけるダミー信号挿入処理を実行することで、通信信号と妨害波との衝突を回避して、スループットの低下を抑制することができる。
【００６０】
［その他の実施形態］
第１の実施形態では、第１および第２の送受信装置がいずれも自装置で計測した妨害波パラメータ情報をもとに自装置が送信する通信信号に対するダミー信号挿入処理を実行するようにした。しかしこれに限らず、第１の送受信装置が計測した妨害波パラメータ情報を伝送路を介して第２の送受信装置に通知し、第２の送受信装置は上記通知された妨害波パラメータ情報に基づいて自装置が送信する通信信号に対するダミー信号の挿入処理を実行し、また第１の送受信装置が計測した妨害波パラメータ情報を伝送路を介して第２の送受信装置に通知し、第２の送受信装置は上記通知された妨害波パラメータ情報に基づいて自装置が送信する通信信号に対するダミー信号の挿入処理を実行するようにしてもよい。このようにすると、上り伝送路と下り伝送路とで妨害波の発生状況が異なる場合には、それぞれの伝送路における妨害波の発生状況に応じたより適切なダミー信号挿入処理を実施することができる。
【００６１】
また、第１の実施形態では複数のサブキャリアを用いて伝送を行う場合を例にとって説明したが、シングルキャリアを用いる伝送システムにもこの発明は適用できる。さらに、第１の実施形態では妨害波パラメータ抽出処理部１３およびダミー信号挿入部１４をＤＳＰ１に設けた場合を例にとって説明したが、ＣＰＵ３に設けることもできる。
【００６２】
その他、送受信装置の機能構成、通信信号の変復調方式、ダミー信号の種類や構成、挿入期間の設定手法等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
【００６３】
要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００６４】
１…ＤＳＰ、２…ＡＦＥ、３…ＣＰＵ、４…ＩＯ／ＩＦ、５…ＬＡＮ−ＩＦ、６，７…記憶部、１１…ＦＦＴ、１２…変復調部、１３…妨害波パラメータ抽出部、１４…ダミー信号挿入部、２１…ＡＤコンバータ、２２…ＤＡコンバータ、１３１…エッジトリガ部、１３２…計測部、１３３…統計処理部、１４１…妨害波混入タイミング判定部、１４２…変復調制御部。
【図１】
0006454631.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0006454631.tif 000008
【図８】
0006454631.tif 000009
【図９】
0006454631.tif 000010