(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の伝送装置から第２の伝送装置へ、妨害波の影響を受ける信号伝送路を介してデジタル情報を伝送するデジタル情報伝送システムであって、
前記第２の伝送装置は、
前記デジタル情報の伝送に先立ち、当該デジタル情報の伝送に使用するタイムスロットごとに前記妨害波の発生状況を検出する手段と、
前記妨害波の発生状況の検出結果をもとに、前記タイムスロットごとに前記妨害波の影響が所定値より小さいか否かを判定し、その判定結果を表す情報を前記第１の伝送装置へ通知する手段と
を備え、
前記第１の伝送装置は、
前記第２の伝送装置から通知された前記判定結果を表す情報に基づいて、前記妨害波の影響が前記所定値以上のタイムスロットに対し、前記デジタル情報を構成するデータに関する誤り訂正用データを含むデータを割り当て、前記妨害波の影響が前記所定値より小さいタイムスロットに対し、前記誤り訂正用データを含まないデータを割り当てるアロケーション手段と、
前記アロケーション手段により割り当て処理された後の前記デジタル情報を、前記信号伝送路を介して前記第２の伝送装置へ送信する手段と
を備え、
前記第２の伝送装置は、
前記第１の伝送装置から伝送された、前記割り当て処理された後のデジタル情報を受信する手段と、
前記受信された割り当て処理された後のデジタル情報を、前記判定結果を表す情報に基づいて再生する手段と
を備え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】
前記妨害波の発生状況を検出する手段は、前記第１の伝送装置から送信されるタイムスロット同期用信号波を受信し、当該タイムスロット同期用信号波をトリガとして前記タイムスロットごとに前記妨害波の強度、継続時間および周波数成分を含む妨害波パラメータを検出することを特徴とする請求項１に記載のデジタル情報伝送システム。
【請求項３】
前記アロケーション手段は、前記妨害波の影響が前記所定値より小さいタイムスロットに対し、前記デジタル情報を構成する複数のデータのうちの特定のデータを優先的に割り当てることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデジタル情報伝送システム。
【請求項４】
複数の伝送装置間で、妨害波の影響を受ける信号伝送路を介してデジタル情報を伝送するデジタル情報伝送システムで使用される前記伝送装置であって、
前記デジタル情報の伝送に先立ち、当該デジタル情報の伝送に使用するタイムスロットごとに前記妨害波の発生状況を検出する手段と、
前記妨害波の発生状況の検出結果をもとに、前記タイムスロットごとに前記妨害波の影響が所定値より小さいか否かを判定する手段と、
前記判定する手段により判定された判定結果を表す情報に基づいて、前記妨害波の影響が前記所定値以上のタイムスロットに対し、前記デジタル情報を構成するデータに関する誤り訂正用データを含むデータを割り当て、前記妨害波の影響が前記所定値より小さいタイムスロットに対し、前記誤り訂正用データを含まないデータを割り当てるアロケーション手段と、
前記アロケーション手段により割り当て処理された後の前記デジタル情報を、前記信号伝送路を介して受信側の伝送装置へ送信する手段と、
送信側の伝送装置から前記割り当て処理された後のデジタル情報を受信した場合に、当該受信されたデジタル情報を、前記判定結果を表す情報に基づいて再生する手段と
を具備することを特徴とする伝送装置。
【請求項５】
前記妨害波の発生状況を検出する手段は、送信側の伝送装置から送信されるタイムスロット同期用信号波を受信し、当該タイムスロット同期用信号波をトリガとして前記タイムスロットごとに前記妨害波の強度、継続時間および周波数成分を含む妨害波パラメータを検出することを特徴とする請求項４に記載の伝送装置。
【請求項６】
前記アロケーション手段は、前記妨害波の影響が前記所定値より小さいタイムスロットに対し、前記デジタル情報を構成する複数のデータのうちの特定のデータを優先的に割り当てることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の伝送装置。
【請求項７】
第１の伝送装置から第２の伝送装置へ、妨害波の影響を受ける信号伝送路を介してデジタル情報を伝送するデジタル情報伝送システムにより実行されるデジタル情報伝送方法であって、
前記第２の伝送装置が、前記デジタル情報の伝送に先立ち、当該デジタル情報の伝送に使用するタイムスロットごとに前記妨害波の発生状況を検出する過程と、
前記第２の伝送装置が、前記検出された妨害波の発生状況をもとに、前記タイムスロットごとに前記妨害波の影響が所定値より小さいか否かを判定し、その判定結果を表す情報を前記第１の伝送装置へ通知する過程と、
前記第１の伝送装置が、前記第２の伝送装置から通知された前記判定結果を表す情報に基づいて、前記妨害波の影響が前記所定値以上のタイムスロットに対し、前記デジタル情報を構成するデータに関する誤り訂正用データを含むデータを割り当て、前記妨害波の影響が前記所定値より小さいタイムスロットに対し、前記誤り訂正用データを含まないデータを割り当てる過程と、
前記第１の伝送装置が、前記割り当て処理された後の前記デジタル情報を、前記信号伝送路を介して前記第２の伝送装置へ送信する過程と、
前記第２の伝送装置が、前記第１の伝送装置から伝送された、前記割り当て処理された後のデジタル情報を受信する過程と、
前記第２の伝送装置が、前記受信された割り当て処理された後のデジタル情報を、前記判定結果を表す情報に基づいて再生する過程と
を具備することを特徴とするデジタル情報伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外部から通信線路に周期的な妨害波が混入する環境下で使用され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伝送装置および伝送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属線を通信伝送路として使用するデジタル情報伝送システムでは、当該システム以外の媒体から発せられる電磁波（例えば、他の通信や放送に使用される電磁波、周囲の電気・電子機器から発せられる電磁波）が通信伝送路上に結合し、伝導性の電磁妨害波として、通信伝送路で伝達される電気信号に影響を与える（電磁妨害する）。このことにより、伝送情報の誤りや欠落などの通信品質の劣化が生じる場合がある。これを回避するために、一般的なデジタル情報伝送システムは、伝送する情報に生じた誤り（例えば、ビット誤り）を訂正する誤り検出訂正機能を備えている。
【０００３】
多くのデジタル情報伝送システムでは、送信側において伝送装置により生成されたデータ（ユーザデータ）領域に誤り訂正用のデータ領域を付加して送信し、受信側において伝送途中で発生したビット誤りを、上記誤り訂正用データを用いて訂正する、前方誤り訂正（Forward Error Correction; FEC）方式が採用されている。このため、誤り訂正用データ量を増加させることにより、誤り訂正能力は高まるが、その反面、全伝送データ量に対する冗長データ量の割合が増えることとなり、ユーザデータの送信レートは低下する。即ち、デジタル情報伝送システムのスループットと、誤り訂正用データ量を増加させることによる誤り訂正能力の向上とは、トレードオフの関係にある。
【０００４】
例えば、無線ＬＡＮ（Local Area Network）規格の一つであるＩＥＥＥ８０２．１１ａでは、伝送単位である伝送フレームのうち、少なくとも１／４のデータ領域を誤り訂正符号用データ領域とする（符号化率を３／４以下にする）ことが規定されており、その結果、変復調方式を考慮した伝送速度の最大値７２Ｍｂｐｓ（bit per second）に対して、スループットは最大５４Ｍｂｐｓに抑制される。
【０００５】
デジタル情報伝送システムにおける、誤り訂正処理を含む伝送フレームの送受信技術については、例えばＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）に関するものが非特許文献１に開示されている。
【０００６】
即ち、ＡＤＳＬを使用したシステムでは、サーバなどの情報送信装置から送信されるデジタル情報がＡＤＳＬ送信機に入力されると、当該ＡＤＳＬ送信機が、上記デジタル情報に対してＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check; CRC）符号化、リード・ソロモン（Reed-Solomon Code; RS）符号化、スクランブル処理、トレリス符号化、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）とＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）とを含むＤＭＴ（Discrete Multi-Tone）変調、ＣＰ（Cyclic Prefix）付加処理が順次行われた後、ＡＦＥ（Analog Front End）処理によってデジタル信号からアナログ信号に変換され、電気信号として伝送路へ送信される。
【０００７】
一方、ＡＤＳＬ受信機では、伝送路を介して伝送された電気信号が、まずＡＦＥ処理によりアナログ信号からデジタル信号に変換され、ＴＥＱ（Time domain Equalizer）により時間軸上の波形等化が行われる。続いて、ＣＰ削除、ＦＦＴによるＤＭＴの復調処理が行われた後、ＦＥＱ（Frequency domain Equalizer）により周波数軸上の波形等化処理が施される。上記ＤＭＴの復調処理に含まれるＱＡＭ過程では、アナログ多重波の各周波数成分から検出された受信信号の各ＱＡＭ座標点からのユークリッド距離情報が算出され、これがビタビ復号器へ渡される。ビタビ復号器では、上記ユークリッド距離情報に基づいて、受信信号のシンボル判定が行われる。以後、デスクランブル処理およびＲＳ復号が行われた後、ＣＲＣによりシンボル判定後の情報に誤りがないかどうかが検査され、誤りがなければパーソナルコンピュータなどの情報受信装置に送られる。これに対し、上記誤り訂正処理を用いても訂正しきれなかった情報が所定の割合で残存している場合には、一般にその情報は破棄される。
【０００８】
ところで、以上のようなＡＤＳＬデジタル情報伝送システムを用いて、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）フレームなどのフレームデータを伝送しようとすると、送信信号波と電磁妨害波との間には図９に例示するような関係が生じる。
【０００９】
即ち、サーバなどの情報送信装置で生成されるＥｔｈｅｒｎｅｔフレームは、図９（ａ）に示すように、ユーザデータ領域にＩＰ（Internet Protocol）ヘッダを付加してＩＰパケットを生成し、当該ＩＰパケットのヘッダにはＭＡＣ（Media Access Control）ヘッダを、当該ＩＰパケットのフッタにはＦＣＳ（Frame Check Sequence）をそれぞれ付加したものとなっている。尚、図９には例示していないが、ユーザデータ領域には、ＴＣＰ（Transmission Control Protocol）ヘッダおよびＨＴＴＰ（Hyper Text Transfer Protocol）ヘッダなどの、ＩＰよりも上位レイヤに属するプロトコルに関するデータが含まれる。
【００１０】
上記ＥｔｈｅｒｎｅｔフレームがＡＤＳＬ送信機に入力されると、ＡＤＳＬ送信機では、まず入力フレームからＭＡＣヘッダとＦＣＳとが取り除かれ、図９（ｂ）に示すように、所定の数の中間フレームに分割される。中間フレームのサイズは、１回のデジタル変調で生成して伝送路へ送出される伝送フレームのサイズによって決定される。伝送フレームのサイズは、ＡＤＳＬにおいては、リンク確立の際のトレーニングによって決定される。
【００１１】
続いて、上記分割された各中間フレームが連結されたデータ構造に対して、誤り訂正用データ領域（ＦＥＣ領域）が付加される。ＦＥＣ領域のデータサイズは、伝送フレームのサイズに応じて決定される。そして、図９（ｂ）に示すフレーム構造全体は、図９（ｃ）に示すように所定のデータサイズに分割される。さらに分割された各々のデータ領域は、所定の方法によって配列順序が組み替えられる（即ち、スクランブル化される）。従って、図９（ａ）に示したＩＰヘッダ情報およびデータ領域情報と、図９（ｂ）に示したＦＥＣ領域とは、図９（ｃ）に示したデータ構造において断片化されたものとなる。
【００１２】
次に、上記図９（ｃ）に示したデータは、図９（ｄ）に示すように伝送フレーム（以降、出力フレームともいう）のサイズに再分割される。このとき、各出力フレーム内部のデータ構造は、バイト単位で組み替えられる。そして、図９（ｄ）に示した各出力フレームのデータ（ビット）は、図９（ｅ）に示すように、ＡＤＳＬのサブキャリアである所定の複数のビンに割り当てられる。図９（ｅ）においては、図９（ｄ）で示した４つの連続した出力フレーム１〜４のそれぞれが、周波数帯域ｆｗ内の各ビンに順次割り当てられている態様を示している。ｆｗは、ＡＤＳＬの下り伝送の場合は、１３８ｋＨｚから２２０８ｋＨｚまでの帯域幅を持ち、１ビン当たり約４ｋＨｚの帯域幅の４７８個のビンで構成される。
【００１３】
各ビンに割り当てられたビットの構造に応じてＱＡＭ処理された後、各ビンの周波数をキャリア周波数とするキャリア信号波（多重アナログ波）が図９（ｆ）に示すように生成され、送信機から伝送路へ送出される。図９（ｆ）の横軸は時間である。出力フレーム送信時間間隔は、各出力フレームの変調時間間隔であり、シンボル長と呼ばれるが、以降では変調タイムスロット（Ｔｓ）と呼ぶ。
【００１４】
図９（ｇ）は、図９（ｄ）の４つの出力フレームが連続して、順次図９（ｆ）の各信号波形として伝送路を伝搬する際に、これを妨害するバースト性妨害波の波形例を示す。ここで、図９（ｆ）および図９（ｇ）の時間軸は同じであり、バースト性妨害波の強度が図９（ｇ）の破線で示した「信号劣化を生じる強度レベル」を越える周波数成分を含む場合、この周波数成分と同じキャリア周波数によって伝送される信号波形成分が干渉を受け、その結果、受信機において、この信号波形成分に割り当てられたビット情報を読み出す際に誤りが発生する。図９（ｇ）に示すバースト性妨害波において、時間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４には信号劣化を生じる強度レベルを越える周波数成分があるため、図９（ｄ）の出力フレーム１，３，４の少なくとも一部にビット誤りが生じることになる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】湯浅  重数、浅貝  修一朗、「小さな箱の中に先端技術がいっぱいＡＤＳＬモデムの内部を解き明かす」、日経NETWORK、pp. 194-199、2002. 08
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
以上述べたように、ＡＤＳＬのような従来のデジタル情報伝送システムにおいては、出力フレームのいずれのデータ領域に電磁妨害波によるバースト誤りが発生しても誤り訂正を可能にする必要があるため、これに必要なＦＥＣのデータ領域を確保している。加えて、図９（ｃ）において述べたように、ＩＰヘッダ情報、データ領域情報、およびＦＥＣデータを断片化し、これらの断片化されたデータが全フレームに分散されるようにスクランブル化している。
【００１７】
しかし、実環境下で発生する電磁妨害波は、信号劣化を生じる強度レベルのものが常時発生している訳ではなく、図９（ｇ）に示すように、信号劣化を生じル強度レベルを一部に含むバースト性妨害波が不規則に発生する場合がほとんどである。従って、図９（ｃ）と図９（ｇ）との対比からわかるように、信号劣化を生じる強度レベルを有する電磁波が存在する時間Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４に送信される図９（ｄ）の出力フレーム１，３，４は、誤り訂正（即ち、ＦＥＣをデータ領域に含むこと）が必要である。一方、信号劣化を生じる強度レベルを有しない微弱な電磁波が存在する時間Ｔ２に送信される図９（ｄ）の出力フレーム２は、情報誤りを発生することはなく、誤り訂正を必要としない（即ち、ＦＥＣをデータ領域に含むことを必要としない）。そのため、出力フレーム２に存在するＦＥＣは有効に活用されないことになる。
【００１８】
以上のように、従来のデジタル情報伝送システムでは、フレーム処理において、電磁妨害波の継続時間や発生頻度とは関係なく、かつ、出力フレームのいずれのデータ領域に対しても誤り訂正を可能としているので、その結果、情報端末間のスループットが頭打ちになっているという課題を有していた。
【００１９】
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、妨害波の発生状況に応じて誤り訂正用データを出力フレームに含ませないようにし、これにより電磁妨害波が存在する環境下においてもスループットの高い情報伝送を行えるようにした、デジタル情報伝送システムとその伝送装置および伝送方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記課題を解決するためにこの発明の第１の態様は、第１の伝送装置から第２の伝送装置へ、妨害波の影響を受ける信号伝送路を介してデジタル情報を伝送する際に、まず第２の伝送装置において、上記デジタル情報の伝送に先立ち、当該デジタル情報の伝送に使用するタイムスロットごとに上記妨害波の発生状況を検出し、当該検出された妨害波の発生状況をもとに、上記タイムスロットごとに上記妨害波の影響が所定値より小さいか否か判定してその判定結果を表す情報を第１の伝送装置へ通知する。そして、第１の伝送装置において、上記第２の伝送装置から通知された上記判定結果を表す情報に基づいて、上記妨害波の影響が所定値より小さいか否か判定して、その判定結果を表す情報を第１の伝送装置へ通知する。そして、第１の伝送装置において、上記第２の伝送装置から通知された上記判定結果を表す情報に基づいて、上記妨害波の影響が所定値以上のタイムスロットに対し、上記デジタル情報を構成するデータに関する誤り訂正用データを含むデータを割り当て、上記妨害波の影響が所定値より小さいタイムスロットに対し、上記デジタル情報を構成するデータに関する誤り訂正用データを含まないデータを割り当てる処理を行い、当該割り当て処理後の上記デジタル情報を、上記信号伝送路を介して上記第２の伝送装置へ送信する。そして、上記第２の伝送装置において、上記第１の伝送装置から伝送された、上記割り当て処理された後のデジタル情報を受信し、当該受信された割り当て処理された後のデジタル情報を、上記判定結果を表す情報に基づいて再生するようにしたものである。
【００２１】
この発明の第２の態様は、上記妨害波の発生状況を検出する際に、第１の伝送装置から送信されるタイムスロット同期用信号波を受信し、当該タイムスロット同期用信号波をトリガとして上記タイムスロットごとに上記妨害波の強度、継続時間および周波数成分を含む妨害波パラメータを検出するようにしたものである。
【００２２】
この発明の第３の態様は、割り当て処理の際に、妨害波の影響が所定値より小さいタイムスロットに対し、デジタル情報を構成する複数のデータのうちの特定のデータを優先的に割り当てるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２３】
この発明の第１の態様によれば、デジタル情報の伝送に先立ち、妨害波によって信号劣化を受けるタイムスロットと受けないタイムスロットとが判定され、信号劣化を受けると判定されたタイムスロットに対し、デジタル情報を構成するデータに関する誤り訂正用データを含むデータが割り当てられ、信号劣化を受けないと判定されたタイムスロットに対し、デジタル情報を構成するデータに関する誤り訂正符号用データを含まないデータが割り当てられる。このため、第１の伝送装置から第２の伝送装置へデジタル情報を伝送する際に、妨害波の影響を受けないと推定される期間の出力フレームにおいて、従来よりも多くのユーザデータを割り当てて伝送することが可能となる。
【００２４】
この発明の第２の態様によれば、送信側となる第１の伝送装置から送られる同期用信号波により受信側の第２の伝送装置においてタイムスロット同期を取り、タイムスロットごとに妨害波の強度、継続時間および周波数成分を含む妨害波パラメータを検出するようにしたので、妨害波により影響を受ける期間をより正確に判定することが可能となる。
【００２５】
この発明の第３の態様によれば、割り当て処理に際し、信号劣化を受けないと判定されたタイムスロットに対し、デジタル情報を構成する複数のデータのうちの特定のデータが優先的に割り当てられる。このため、第１の伝送装置から第２の伝送装置へデジタル情報を伝送する際に、デジタル情報のうち重要度の高いデータを、妨害波の影響を受けると推定される期間を避けて伝送することが可能となる。
【００２６】
すなわちこの発明の各態様によれば、妨害波の発生状況に応じて誤り訂正用データを出力フレームに含ませないようにすることができ、これにより妨害波が存在する環境下においてもスループットの高い情報伝送を行えるようにした、デジタル情報伝送システムとその伝送装置および伝送方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】この発明の一実施形態に係るデジタル情報伝送システムのハードウェア構成を例示するブロック図。
【図２】この発明の一実施形態に係るデジタル情報伝送システムの特徴的な機能を例示するブロック図。
【図３】図１および図２に示したデジタル情報伝送システムにおける送受信シーケンスを例示する図。
【図４】図１および図２に示したデジタル情報伝送システムの送信機および受信機によるトレーニング期間における処理手順と処理内容とを例示するフローチャート。
【図５】変調タイミングと同期した電磁妨害波の波形計測動作を説明するための図。
【図６】図１および図２に示したデジタル情報伝送システムの送信機および受信機によるデジタル情報伝送期間における処理手順と処理内容とを例示するフローチャート。
【図７】図１および図２に示したデジタル情報伝送システムの送信機および受信機による処理手順と処理内容とをより詳しく例示した図。
【図８】誤り訂正用データ領域の削減方法を説明するための図。
【図９】従来のシステムにおける入力フレームの処理内容と電磁妨害との関係を例示する図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
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、この発明の一実施形態に係るデジタル情報伝送システムのハードウェア構成を例示するブロック図である。  
一実施形態に係るデジタル情報伝送システムは、ＡＤＳＬデジタル情報伝送システムからなり、第１の伝送装置としての送信機１と、第２の伝送装置としての受信機２との間で、メタリック信号ケーブルからなる通信線３を介してデジタル情報の伝送を可能にしたものである。上記伝送の通信方式として、例えば複数のサブキャリア（ビン）を使用するマルチキャリア通信方式が用いられる。
【００２９】
尚、以下では、図１に示すように送信機１から受信機２に向けてデジタル情報を一方向に伝送する場合を説明する。しかしながら、送信機能と受信機能とを備えた伝送装置間で、デジタル情報を双方向に伝送する場合もこの発明に含まれる。
【００３０】
送信機１および受信機２は、いずれもＥｔｈｅｒｎｅｔを用いたＬＡＮに接続される。送信機１は、ＬＡＮを介してパーソナルコンピュータやサーバなどの電子機器（図示せず）から伝送されたＥｔｈｅｒｎｅｔフレームからなる送信データをアナログ伝送信号に変換して通信線３を介して受信機２へと送信する。受信機２は、送信機１から通信線３を介して受信したアナログ伝送信号をＥｔｈｅｒｎｅｔフレームの受信データに変換したあと、ＬＡＮを介してパーソナルコンピュータやサーバなどの電子機器（図示せず）へと転送する。
【００３１】
送信機１および受信機２は、ハードウェアとして、いずれもＬＡＮ−ＩＦ（LAN-Interface）１１，２１と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２，２２と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１３，２３と、メモリ１４，２４と、ＡＦＥ（Analog Front End）１５，２５とを備えている。
【００３２】
ＬＡＮ−ＩＦ１１，２１は、パーソナルコンピュータやサーバなどの電子機器（図示せず）との間でＬＡＮを介してＥｔｈｅｒｎｅｔフレームからなるデータを送受信する。
【００３３】
ＡＦＥ１５，２５は、送信データをＤ／Ａ（Digital-to-Analog）コンバータによりアナログ伝送信号に変換して通信線３へ送信する。また、ＡＦＥ１５，２５は、通信線３から受信したアナログ伝送信号をＡ／Ｄ（Analog-to-Digital）コンバータによりデジタル伝送信号に変換した後、ＴＥＱにより時間軸上の波形等化を行う。
【００３４】
ＣＰＵ１２，２２は、基本的な機能として、ＬＡＮを介してパーソナルコンピュータやサーバなどの電子機器（図示せず）との間でＥｔｈｅｒｎｅｔフレームからなるデータを送受信するための制御機能と、ＤＳＰ１３，２３との間のデータ転送機能を有する。
【００３５】
ＤＳＰ１３，２３は、基本的な機能として、変復調部と誤り訂正符号化復号部とを備えている。
【００３６】
送信機１として動作する場合、誤り訂正符号化復号部は、ＣＰＵ１２から出力された送信データに対し、誤り検出および誤り訂正のための符号化処理を行う。変復調部は、上記誤り検出および誤り訂正のための符号化処理後の送信データに対し、デジタル変調処理とＣＰ付加処理とを行う。
【００３７】
一方、受信機２として動作する場合、変復調部は、上記ＡＦＥ２５から出力されたデジタル伝送信号からＣＰを削除した後、サブキャリアごとに復調処理を行う。更に、変復調部は、ＦＥＱにより周波数軸上の波形等化処理を行った後、デジタル復調をして受信ベースバンド信号を復元する。誤り訂正符号化復号部は、上記復調処理により得られた受信ベースバンド信号に対し、誤り訂正復号処理と誤り検出処理とを行い、その処理後の受信データをＣＰＵ２２へと出力する。
【００３８】
ＣＰＵ１２，２２およびＤＳＰ１３，２３は、上記の基本的な機能に加えて、一実施形態を実現するために、新たな機能を備えている。図２は、その機能構成を示すブロック図である。尚、図２は、上記新たな機能の説明を簡単にするため、一部のブロック図などを省略している。
【００３９】
ＣＰＵ１２は、送信機１として機能するために、タイムスロットカウントタイミング同期用信号送信部１２１と、タイムスロットカウント情報受信部１２２とを有している。また、ＤＳＰ１３は、送信機１として機能するために、アロケーション処理部１３２とスクランブル処理部１３３とを備えるデジタル情報伝送処理部１３１を有している。
【００４０】
タイムスロットカウントタイミング同期用信号送信部１２１は、デジタル情報の伝送に先立つトレーニング期間において、受信機２との間でタイムスロットを同期させるための信号波を送信する。
【００４１】
タイムスロットカウント情報受信部１２２は、上記トレーニング期間において受信機２から通知されるタイムスロットカウント情報を受信して、メモリ１４に格納する。
【００４２】
アロケーション処理部１３２は、デジタル情報を伝送する際に、上記トレーニング期間に上記受信機２から通知されたタイムスロットカウント情報をもとに、バースト性電磁妨害波の影響が所定レベル未満のタイムスロットに、誤り訂正用データを含ませないアロケーション処理を行う。
【００４３】
スクランブル処理部１３３は、上記タイムスロットカウント情報をもとに、上記アロケーション処理後の情報伝送必須データを、信号劣化を受けないようにスクランブル処理する。
【００４４】
ＣＰＵ２２は、受信機２として機能するために、タイムスロットカウント部２２１と、電磁妨害波パラメータ抽出部２２２と、タイムスロットカウント情報算出部２２３と、タイムスロットカウント情報通知部２２４とを有している。また、ＤＳＰ２３は、受信機２として機能するために、デスクランブル処理部２３２を備えるデジタル情報伝送処理部２３１を有している。
【００４５】
タイムスロットカウント部２２１は、トレーニング期間において、上記送信機１から送信されたタイムスロットカウントタイミング同期用の信号波をトリガとして、タイムスロットごとに通信線３上に存在する電磁妨害波を検出する。
【００４６】
電磁妨害波パラメータ抽出部２２２は、上記タイムスロットカウント部２２１による電磁妨害波の検出結果をもとに、サブキャリアごとに電磁妨害波の強度、継続時間および周波数成分を抽出し、その抽出結果を電磁妨害波パラメータとしてメモリ２４に格納する。
【００４７】
タイムスロットカウント情報算出部２２３は、上記メモリ２４に格納された電磁妨害波パラメータをもとに、信号劣化を受けるタイムスロットと受けないタイムスロットを判定し、その判定結果をタイムスロットカウント情報としてメモリ２４に格納する。
【００４８】
タイムスロットカウント情報通知部２２４は、上記メモリ２４に格納されたタイムスロットカウント情報を、通信線３を介して送信機１に通知する。
【００４９】
デスクランブル処理部２３２は、ビタビ復号により受信信号のシンボル判定が行われた後の受信ベースバンド信号に対し、メモリ２４に格納されているタイムスロットカウント情報を参考にデスクランブル処理を行う。
【００５０】
（動作）
図３に例示されるように、トレーニング期間において、受信機２は、送信機１から受信したタイムスロットカウントタイミング同期用の信号波をもとに、タイムスロットをカウントする処理と、電磁妨害波パラメータの検出処理と、電磁妨害波による信号劣化の有無をタイムスロットごとに判定する処理とを行う（ステップＳ４１）。
【００５１】
デジタル情報の伝送期間において、送信機１は、誤り訂正用データ領域のアロケーション処理と、スクランブル処理とを行い（ステップＳ４２，Ｓ４３）、受信機２は、受信データのデスクランブル処理と、フレーム再構成処理とを行う（ステップＳ４４，Ｓ４５）。
【００５２】
（１）トレーニング期間の動作  
図４において、トレーニング期間における処理手順および処理内容が詳細に示される。送信機１および受信機２は、デジタル情報の伝送に先立ち、トレーニング動作を実行する。
【００５３】
ステップＳ５１において、送信機１は、タイムスロットカウントタイミング同期用の信号波を生成し、当該信号波を、通信線３を介して受信機２に送信する。このタイムスロットカウントタイミング同期用信号波の波形の一例を、図５のタイムスロットＴｓ００に示す。
【００５４】
ステップＳ５２において、受信機２は、上記タイムスロットカウントタイミング同期用の信号波を受信し、タイムスロットカウント部２２１が、当該信号波をトリガとして変調タイムスロットのカウントを開始する。
【００５５】
ステップＳ５３において、電磁妨害波パラメータ抽出部２２２が、上記タイムスロットＴｓ００に続く所定のタイムスロット数分の時間（例えば、図５のタイムスロットＴｓ１１〜Ｔｓ１６）において、通信線３によって伝搬される電磁妨害波の周波数成分、受信強度レベルおよび継続時間をそれぞれ計測する。電磁妨害波パラメータ抽出部２２２は、その計測結果を電磁妨害波パラメータとしてメモリ１４に格納する（ステップＳ５４）。
【００５６】
ステップＳ５５において、タイムスロットカウント情報算出部２２３が、上記電磁妨害波パラメータに基づいて信号劣化を受けるタイムスロットと信号劣化を受けないタイムスロットとを判定する。
【００５７】
例えば、タイムスロットカウント情報算出部２２３は、電磁妨害波の受信強度レベルを予め設定した閾値と比較することによって、受信強度レベルが閾値以上となったタイムスロットを、信号劣化を受けるタイムスロットと判定し、受信強度レベルが閾値未満のタイムスロットを、信号劣化を受けないタイムスロットと判定する。図５においては、変調タイムスロットＴｓ１３、Ｔｓ１４、Ｔｓ１５が信号劣化を受けるタイムスロットと判定され、変調タイムスロットＴｓ１１、Ｔｓ１２、Ｔｓ１６が信号劣化を受けないタイムスロットと判定される。
【００５８】
ステップＳ５６において、タイムスロットカウント情報算出部２２３が、上記判定結果をタイムスロットカウント情報としてメモリ２４に格納する。
【００５９】
ステップＳ５７において、タイムスロットカウント情報通知部２２４が、上記タイムスロットカウント情報を、通信線３を介して送信機１へ通知するべく送信する。
【００６０】
ステップＳ５８において、送信機１は、受信機２からタイムスロット情報を受信し、受信したタイムスロット情報をメモリ１４に格納する。尚、送信機１は、ステップＳ５１におけるタイムスロットカウントタイミング同期用信号波の送信後から、受信機２で算出されるタイムスロットカウント情報の受信を監視している。
【００６１】
（２）デジタル情報伝送期間の動作  
図６において、デジタル情報の伝送期間における処理手順および処理内容が詳細に示される。送信機１および受信機２は、トレーニング期間が終了すると、デジタル情報の伝送を行う。以下では、図７も参照しながら説明を行う。
【００６２】
ステップＳ６１において、送信機１は、送信データの入力を監視している。この状態で、パーソナルコンピュータやサーバなどの電子機器からＥｔｈｅｒｎｅｔフレームからなる送信データが送信され、送信機１は、当該送信データを、ＬＡＮを介して受信する。
【００６３】
ステップＳ６２において、送信機１は、誤り訂正符号化処理を実行する。誤り訂正符号化処理は、例えば図７のステップＳ１１、Ｓ１２に示すように、ＣＲＣ符号化とＲＳ符号化とが行われる。ＲＳ符号化では、ＦＥＣの領域確保および中間フレームの作成が行われる。ＦＥＣの領域確保は、メモリ１４に格納されたタイムスロットカウント情報をもとに、バースト性電磁妨害波の影響が所定レベル以上のタイムスロットに対しては、ＥＦＣに必要な領域を確保し、バースト性電磁妨害波の影響が所定レベルより小さいタイムスロットに対しては、ＥＦＣに必要な領域を確保しない。中間フレームは、出力フレームのサイズと上記ＥＦＣに必要な領域とに応じて作成される。
【００６４】
ステップＳ６３において、アロケーション処理部１３２が、メモリ１４に格納されたタイムスロットカウント情報をもとに、バースト性電磁妨害波の影響が所定レベル以上のタイムスロットに対し、送信データに関するＦＥＣを含むデータを割り当て、バースト性電磁妨害波の影響が所定レベルより小さいタイムスロットに対し、ＦＥＣを含まないデータを割り当てるアロケーション処理を行う（図７ではステップＳ１３）。
【００６５】
ステップＳ６４において、スクランブル処理部１３３が、上記タイムスロットカウント情報をもとに、上記アロケーション処理後のＦＥＣを含まないデータ領域を、信号劣化を受けないようにスクランブル処理を行う（図７ではステップＳ１４）。
【００６６】
図８は、上記アロケーション処理の一例を説明するための図である。図８（ｇ）に示すように、変調タイムスロットＴ１，Ｔ３，Ｔ４に信号劣化を生じる強度のバースト性電磁妨害波が存在し、変調タイムスロットＴ２にはこれが存在しなかったとする。この場合、変調タイムスロットＴ２において送信する出力フレーム２は電磁妨害波による信号劣化を生じないので、アロケーション処理部１３２は、上記出力フレーム２に対して、図８（ｃ）に示すようにＦＥＣを含まないデータを割り当てる。
【００６７】
換言すると、アロケーション処理部１３２は、上記出力フレーム２に対して、ＦＥＣのためのデータ領域を設けず、全ての領域に中間フレームを割り当てる。このとき、本来必要であるＦＥＣのためのデータ領域を確保する必要がなくなるため、図８（ｂ）に示すように、ＦＥＣ領域は、従来のＦＥＣ領域のサイズに比べて小さくなる。尚、削減されたＦＥＣ領域には中間フレームが割り当てられてもよい。また、このＦＥＣ領域は、信号劣化を生じる強度のバースト性電磁妨害波が存在する変調タイムスロットに対してのみ作成される。
【００６８】
以上述べたアロケーション処理により、ＬＡＮから受信したＥｔｈｅｒｎｅｔフレームに含まれるデータに対してＦＥＣを付与しない出力フレームは、バースト性電磁妨害波による信号劣化を受けずに伝送することが可能となる。
【００６９】
従って、送信機１にＬＡＮを介して接続された電子機器と、受信機２にＬＡＮを介して接続された電子機器との間において、通常行われるＦＥＣが付与される出力フレームだけでなく、ＦＥＣが付与されない出力フレームも送受信することができる。このため、ＦＥＣを含まない出力フレームには、従来よりも多くのユーザデータを割り当てられる。このため、バースト性電磁妨害波が存在する環境下においてもスループットの高い情報伝送が可能となる。
【００７０】
上記アロケーション処理およびスクランブル処理が終了すると、デジタル情報伝送処理部１３１は、上記アロケーション処理およびスクランブル処理がなされた送信データに対して、図７のステップＳ１５に示すトレリス符号化を行った後、ステップＳ６５における変調処理を行う（図７ではステップＳ１６）。具体的には、変調処理は、図７に示すようにステップＳ１６１、Ｓ１６２において、ＱＡＭおよびＩＦＦＴを含むＤＭＴ変調処理が行われる。
【００７１】
上記変調処理が終了すると、デジタル情報伝送処理部１３１は、上記変調処理された後の送信データに対して、図７のステップＳ１７によりＣＰを付加し、このＣＰが付加された送信データをＡＦＥ１５へと出力する。ステップＳ６６において、ＡＦＥ１５が、上記送信データをアナログ伝送信号に変換した後、通信線３を介して受信機２へと送信する（図７ではステップＳ１８）。
【００７２】
一方、受信機２は以下のように動作する。ステップＳ７１において、受信機２は、上記送信機１から送信されたアナログ伝送信号を受信する。受信したアナログ信号は、ＡＦＥ２５が、図７に示すようにステップＳ２１において上記アナログ伝送信号をＡ／Ｄ変換し、ステップＳ２２においてＴＥＱにより時間軸上の波形等化を行う。
【００７３】
ステップＳ７２において、デジタル情報伝送処理部２３１が、復調処理を実行する。例えば、図７のステップＳ２３において、デジタル情報伝送処理部２３１が、上記ＡＦＥ２５から出力されたデジタル伝送信号からＣＰを削除し、ステップＳ２５においてＦＦＴによりサブキャリアごとにＤＭＴ復調処理を行う。尚、図７のステップＳ２４は、上述したトレーニング期間において行われるタイムスロットのカウント処理を示す。
【００７４】
デジタル情報伝送処理部２３１は、ステップＳ２６において、上記ＤＭＴ復調後の受信信号に対して、ＦＥＱにより周波数軸上の波形等化処理を行い、ステップＳ２７において、ＱＡＭ復調することによって受信ベースバンド信号を復元する。さらに、ステップＳ２８において、上記復元された受信ベースバンド信号に対し、ビタビ復号器により受信信号のシンボル判定を行う。
【００７５】
ステップＳ７３において、デスクランブル処理部２３２が、上記受信ベースバンド信号に対してデスクランブル処理を行う（図７ではステップＳ２９）。このデスクランブル処理は、メモリ２４に格納されているタイムスロットカウント情報を参照して行われる。
【００７６】
ステップＳ７４において、デジタル情報伝送処理部２３１は、上記デスクランブル処理後の受信ベースバンド信号に対し、誤り訂正復号処理を行う。例えば、図７のステップＳ３０において、デジタル情報伝送処理部２３１が、ＲＳ復号処理を行い、ステップＳ３１において、上記誤り訂正復号処理後の受信データについて、情報の誤りがないかどうか判定するＣＲＣ検査を行い、この検査後の受信データをＣＰＵ２２へと出力する。ＣＰＵ２２は、上記受信データに誤りがないと判定された場合に、当該受信データをＥｔｈｅｒｎｅｔフレームに変換してＬＡＮへ送信する。
【００７７】
（効果）  
以上詳述したように一実施形態では、デジタル情報の伝送に先立ち、送信機１からタイムスロットカウントタイミング同期用の信号波を送信して、受信機２が当該信号波をもとにタイムスロット同期を取る。そして、タイムスロットごとにバースト性電磁妨害波のパラメータを検出し、その検出結果をもとに上記バースト性電磁妨害波による信号劣化を受けるタイムスロットと受けないタイムスロットとを判定して、その判定結果をタイムスロットカウント情報として送信機１に通知する。送信機１は、デジタル情報を伝送する際に、上記通知されたタイムスロットカウント情報をもとに、バースト性電磁妨害波による信号劣化を受けるタイムスロットに対し、誤り訂正用データを含むデータを割り当て、バースト性電磁妨害波による信号劣化を受けないタイムスロットに対し、誤り訂正用データを含まないデータを割り当て、スクランブル処理した後、受信機２へ送信するようにしている。
【００７８】
従って、冗長データである誤り訂正用データを、バースト性電磁妨害波の影響を受けないと推定される期間では伝送データに含ませないようにすることが可能となり、これにより誤り訂正用データが伝送データに含まれることによるスループットの頭打ちを改善することが可能となる。また、送信機１から送信される同期用信号波により受信機２においてタイムスロット同期を取り、タイムスロットごとにバースト性妨害波の強度、継続時間および周波数成分を含む妨害波パラメータを検出するようにしたので、バースト性電磁妨害波の影響を受ける期間をより正確に判定することが可能となる。
【００７９】
［他の実施形態］  
上記一実施形態においては、バースト性電磁妨害波の影響を受けないタイムスロットに対し、誤り訂正用データを含まないデータを当該スロットに割り当てる場合を例にとって説明した。こことき、割り当てるデータを更に指定しても良く、例えばＩＰヘッダを優先して割り当ててもよい。なぜなら、仮に上記妨害波の影響を受けるタイムスロットに割り当てられたＩＰヘッダに関するデータが修復不可能なほどに破損した場合、つまりＩＰヘッダの一部のデータ構造が破損された状態で、受信機から転送先のルータ等の通信機器へフレームを転送できたとしても、その通信機器から先へはＩＰパケットの転送はできなくなる。その結果、情報端末間で非到達のＩＰパケットの再送処理を行わざるを得ず、情報端末間でのスループットが低下してしまう。従って、バースト性電磁妨害波の影響を受けないタイムスロットに対し、デジタル情報のうち重要性の高いＩＰヘッダを割り当てることはスループットの向上につながる。また、これに限らずＴＣＰヘッダやＨＴＴＰヘッダなどの上位レイヤプロトコルを割り当てても良いし、ユーザがユーザデータ領域のうち重要なデータを任意に入力操作により指定し、当該指定されたユーザデータをバースト性電磁妨害波の影響を受けないタイムスロットに割り当てるようにしてもよい。
【００８０】
また、上記一実施形態ではＡＤＳＬデジタル情報伝送システムについて説明したが、デジタル情報を時系列電気信号で伝送するＥｔｈｅｒｎｅｔ伝送システムや、マルチキャリア伝送方式であるＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）変復調方式を採用した無線のデジタル情報伝送システムを含め、各種のデジタル情報伝送システムにも適用することができる。
【００８１】
また、送信機および受信機の構成や変復調方式、誤り訂正符号化復号方式、伝送データのフレーム構成などについても、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。
【００８２】
要するにこの発明は、上記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、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】
【００８３】
１…送信機、２…受信機、３…通信線、１１，２１…ＬＡＮ−ＩＦ、１２，２２…ＣＰＵ、１３，２３…ＤＳＰ、１４，２４…メモリ、１５，２５…ＡＦＥ、１２１…タイムスロットカウントタイミング同期用信号送信部、１２２…タイムスロットカウント情報受信部、１３１，２３１…デジタル情報伝送処理部、１３２…アロケーション処理部、１３３…スクランブル処理部、２２１…タイムスロットカウント部、２２２…電磁妨害波パラメータ抽出部、２２３…タイムスロットカウント情報算出部、２２４…タイムスロットカウント情報通知部、２３２…デスクランブル処理部。
【図１】
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【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】
0006581946.tif 000007
【図７】
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【図８】
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【図９】
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