(57)【要約】【課題】Ｃ−ＲＥＶＥＲＢ信号を待たずにＣ−ＰＩＬＯＴ信号の受信時に受信シンボルの同期を確立してハイパーフレームの区切りを見失うことによる異常終了の発生を防止すること。【解決手段】イニシャライズ手順を実行するトランシーバ１１と、ユーザ端末３に接続されるホスト１２と、ＡＦＥ１３と、ＡＦＥ１３により変換されたアナログ信号を回線へ送出するドライバ１５と、回線からアナログ信号を受信するレシーバ１７とを具備したＡＤＳＬ通信装置２である。トランシーバ１１は、ハイパーフレームの開始時点から既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出し、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算し、外積値の出現パターンに対応して前記シンボル区切りを調整する機能を備える。【選択図】　　　図７
2004007270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハイパーフレームの開始時点から既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出する抽出手段と、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算する演算手段と、外積値の出現パターンに対応して前記シンボル区切りを調整する調整手段と、を具備するＡＤＳＬモデム装置。
【請求項２】
前記調整手段は、連続して２つ出現した外積値の絶対値の大小関係が小から大であれば、前記シンボル区切りを遅らせる方向に調整し、外積値の絶対値の大小関係が大から小であれば、前記シンボル区切りを進める方向に調整することを特徴とする請求項１記載のＡＤＳＬモデム装置。
【請求項３】
前記調整手段は、連続して出現した２つ外積値を加算し、その加算値に対する大きい方の外積値の比率が所定値以上であれば、シンボル区切りを調整することなく処理を終了することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のＡＤＳＬモデム装置。
【請求項４】
ハイパーフレームの開始時点から既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出する抽出手段と、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算する演算手段と、それぞれ２つ連続して出現する外積値のうち１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値との和をＮ分割して、各分割領域にシンボル調整サンプル数を対応させた第１調整テーブルを作成するテーブル作成手段と、計算された外積値に対応するシンボル調整サンプル数を前記第１調整テーブルから取得してシンボル区切りを調整する調整手段と、を具備するＡＤＳＬモデム装置。
【請求項５】
前記第１調整テーブルを用いて１回目のシンボル区切りの調整を行った後、再び前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算し、１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値との和をＭ（Ｍ＞Ｎ）分割して、各分割領域にシンボル調整サンプル数を対応させた第２調整テーブルを作成することを特徴とする請求項４記載のＡＤＳＬモデム装置。
【請求項６】
ハンドシェイク手順及びイニシャライズ手順を実行し並びに送信データの符号化及び受信データの復号化を行うトランシーバと、前記トランシーバの動作を管理すると共に、ユーザ端末から供給される送信データを前記トランシーバへ入力し、前記トランシーバから回線受信した受信データを受け取って前記ユーザ端末へ出力するホストと、前記トランシーバが回線へ出力する送信データをアナログ信号に変換すると共に前記回線から受信したアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＦＥ部と、前記ＡＦＥ部により変換されたアナログ信号を回線へ送出するドライバと、前記回線からアナログ信号を受信するレシーバとを具備し、
前記トランシーバは、請求項１から請求項５のいずれかに記載のＡＤＳＬモデム装置を搭載していることを特徴とするＡＤＳＬ通信装置。
【請求項７】
ハンドシェイク手順及びイニシャライズ手順を実行し並びに送信データの符号化及び受信データの復号化を行うトランシーバと、前記トランシーバの動作を管理すると共に、送信データを前記トランシーバへ入力し、前記トランシーバから回線受信した受信データを受け取るホストと、前記トランシーバが回線へ出力する送信データをアナログ信号に変換すると共に前記回線から受信したアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＦＥ部と、前記ＡＦＥ部により変換されたアナログ信号を回線へ送出するドライバと、前記回線からアナログ信号を受信するレシーバとを具備し、
前記トランシーバは、請求項１から請求項５のいずれかに記載のＡＤＳＬモデム装置を搭載していることを特徴とするデータ通信端末。
【請求項８】
ハイパーフレームの開始時点から既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出し、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算し、外積値の出現パターンに対応して前記シンボル区切りを調整することを特徴とするＡＤＳＬ通信における同期調整方法。
【請求項９】
連続して２つ出現した外積値の絶対値の大小関係が小から大であれば、前記シンボル区切りを遅らせる方向に調整し、外積値の絶対値の大小関係が大から小であれば、前記シンボル区切りを進める方向に調整することを特徴とする請求項８記載のＡＤＳＬ通信における同期調整方法。
【請求項１０】
連続して出現した２つ外積値を加算し、その加算値に対する大きい方の外積値の比率が所定値以上であれば、シンボル区切りを調整することなく処理を終了することを特徴とする請求項８又は請求項９記載のＡＤＳＬ通信における同期調整方法。
【請求項１１】
ハイパーフレームの開始時点から既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出し、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算し、それぞれ２つ連続して出現する外積値のうち１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値との和をＮ分割して、各分割領域にシンボル調整サンプル数を対応させた第１調整テーブルを作成し、計算された外積値に対応するシンボル調整サンプル数を前記第１調整テーブルから取得してシンボル区切りを調整することを特徴とするＡＤＳＬ通信における同期調整方法。
【請求項１２】
前記第１調整テーブルを用いて１回目のシンボル区切りの調整を行った後、再び前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算し、１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値との和をＭ（Ｍ＞Ｎ）分割して、各分割領域にシンボル調整サンプル数を対応させた第２調整テーブルを作成することを特徴とする請求項１１記載のＡＤＳＬ通信における同期調整方法。
【請求項１３】
ＩＴＵ−Ｔ勧告であるＧ．９９２．１又はＧ．９９２．２のＡＮＮＥＸ．Ｃに基づいた通信を行う場合、ＡＴＵ−Ｒ側において、ＡＴＵ−Ｃ側から送信されるＣ−ＰＩＬＯＴ１信号を受信して高速フーリエ変換し、この高速フーリエ変換結果から１シンボル前のＡ４８信号と今回のＡ４８信号の外積を計算し、この計算された外積値を用いてＣ−ＰＩＬＯＴ１信号から受信シンボルのシンボル同期を調整することを特徴とするＡＤＳＬ通信における同期調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＴＣＭ−ＩＳＤＮが混在する通信環境下においてリモート側でのシンボル同期確立を行うのに適したＡＤＳＬモデム装置及びＡＤＳＬ通信装置並びにＡＤＳＬ通信における同期調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ）は、既存の電話回線を利用して、高速のインターネット接続サービスと従来からの電話サービスとを同時に利用できるようにしたサービスであり、現在急速に普及している。かかるＡＤＳＬサービスを実現するために、ＡＤＳＬモデムに関するＩＴＵ−Ｔ勧告が発行された。ＩＴＵ−ＴのＳＧ１５において１９９９年に成立したＧ．ｌｉｔｅ及びＧ．ｄｍｔ勧告は、ＡＤＳＬ規格に関する勧告であり、イニシャライズの確立方法に関して各国（又は地域）の通信環境に応じてＡＮＮＥＸ．Ａ、ＡＮＮＥＸ．Ｂ、ＡＮＮＥＸ．Ｃ等がさらに勧告されている。
【０００３】
図１０はＧ．ｌｉｔｅ又はびＧ．ｄｍｔにしたがったイニシャライズシーケンスを示している。同図中、ＡＴＵ−Ｃは交換局側装置を示しており、ＡＴＵ−Ｒは家庭内などに設置される端末装置を示していると考えることができる。
【０００４】
イニシャライズシーケンスでは、Ｃ−ＱＵＩＥＴ２及びＲ−ＱＵＩＥＴ２の直後にＡＴＵ−Ｃが”Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ　ｏｆ　Ｈｙｐｅｒｆｒａｍｅ”からハイパーフレームの送信を開始する。ＡＴＵ−ＣがＣ−ＲＥＶＥＲＢ１，Ｃ−ＲＥＶＥＲＢ２を順に送信したら、ＡＴＵ−Ｒが”Ｌａｓｔ　ｓｙｍｂｏｌ　ｍａｙ　ｂｅ　ｓｈｏｒｔｅｎｅｄ　ｂｙ　ｎ　ｓａｍｐｌｅｓ”と定められた位置で受信シンボルに対するシンボル同期を確立させる。シンボル同期のずれに相当するｎサンプルを強制的に縮めることでシンボル同期を確立している。
【０００５】
このように、ＡＴＵ−Ｒにおけるシンボル同期は、通常、ＡＴＵ−Ｃから受信したＣ−ＲＥＶＥＲＢ１，Ｃ−ＲＥＶＥＲＢ２、もしくはＣ−ＲＥＶＥＲＢ３の信号を用いて行われる。これは、ＲＥＶＥＲＢ信号が＃３２番から＃１２７番、又は＃３２番から＃２５５番までのキャリアを含み、ＡＴＵ−Ｃからどのような信号が送られてきているか勧告に明確に記載されているので、同期確立に利用するのに便利だからである。
【０００６】
ここで、ＡＴＵ−Ｒにおけるシンボル同期の方法について説明する。Ｃ−ＲＥＶＥＲＢ信号の送信側でのＩＦＦＴ入力信号（送信側はシンボルを構成するビットストリームを逆高速フーリエ変換しているが、当該演算処理前のデータの意味）をＸ（ｆ）とし、受信側でシンボル同期せずに受信した信号のＦＦＴ入力信号（受信側は受信信号を高速フーリエ変換しているが、当該演算処理前の信号の意味）をＹ（ｆ）とする。
【０００７】
受信側では、
Ｚ（ｆ）＝Ｙ（ｆ）／Ｘ（ｆ）
を計算し、インパルス応答をｒｅｓ（ｔ）として、
ｒｅｓ（ｔ）＝ｉｎｖｅｒｓＦＦＴ（Ｚ（ｆ））
を計算する。このようにして、いわゆる回線上のインパルス応答（ｒｅｓ（ｔ））を算出する。
【０００８】
図１１は受信側で計算されるインパルス応答の波形図である。受信側は、同図に示すインパルス応答のピーク位置を検出して、Ｃ−ＲＥＶＥＲＢ信号のシンボルの先頭を検出する。主として米国での使用を意図したＡＮＮＥＸ．Ａ仕様の場合は上記方式でシンボル同期を確立することができた。
【０００９】
しかし、主として日本での使用を意図したＡＮＮＥＸ．Ｃ仕様の場合、ＴＣＭ−ＩＳＤＮが混在する通信環境を考慮して特殊な方式が採用されている。ＴＣＭ−ＩＳＤＮは、送信側と受信側を時分割多重するためのスイッチングに起因した高周波ノイズ（ＩＳＤＮノイズ）を発生させる。そこで、ＩＳＤＮノイズによる影響を低減するために、イニシャライズの途中から３４５シンボル単位のハイパーフレームと呼ばれる同期を確立する。ハイパーフレームは、ＩＳＤＮノイズの影響が小さい区間にＦＥＸＴシンボルが割り付けられ、影響が強い区間にＮＥＸＴシンボルが割り付けられている。
【００１０】
図１２はＦＥＸＴシンボル及びＮＥＸＴシンボルの割り付けを表したハイパーフレームを示している。ＡＴＵ−Ｃ側は交換機の網から４００ＨｚのＴＴＲクロックを受信していて、ＴＴＲクロックに同期してＦＥＸＴ区間とＮＥＸＴ区間とを区別して、図１２に示す割り付けを行っている。
【００１１】
一方、ＡＴＵ−Ｒ側は交換機の網からＴＴＲクロックの供給を受けることができないが、正常に通信を行うためにはＡＴＵ−ＲもＴＴＲクロックに同期してＦＥＸＴ区間とＮＥＸＴ区間とを区別しなければならない。
【００１２】
ＡＮＮＥＸ．Ｃは、ＡＴＵ−Ｃから送信するＣ−ＰＩＬＯＴ１又はＣ−ＰＩＬＯＴ１Ａを解析することでＦＥＸＴシンボル又はＮＥＸＴシンボルを検出できるようにしている。具体的には、図１３に示すように、パイロットトーン（＃６４番目のキャリア）と＃４８番目のキャリア（Ａ４８信号と呼ぶ）とを合成したＰＩＬＯＴ信号を生成し、ＦＥＸＴ区間ではパイロットトーンとＡ４８信号とを同一位相で合成したＰＩＬＯＴ信号を送信し（図１３（ａ））、ＮＥＸＴ区間ではパイロットトーンと当該パイロットトーンから９０度位相をずらしたＡ４８信号とをそれぞれＰＩＬＯＴ信号として送信する（図１３（ｂ））。
【００１３】
ＡＴＵ−Ｒでは、ＦＥＸＴ区間では図１４（ａ）に示す位置で受信されていたＡ４８信号は、ＮＥＸＴ区間に切り替わったときに図１４（ｂ）に示す位置で受信される。すなわち、Ａ４８信号の位置は、ＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間への切り替わりにより図１４（ｂ）に矢印で示すようにマイナス方向へ９０度移動する。また、ＮＥＸＴ区間では図１４（ｂ）に示す位置で受信されていたＡ４８信号は、ＦＥＸＴ区間へ切り替わったときに図１４（ａ）に示す位置で受信される。すなわち、Ａ４８信号の位置は、ＮＥＸＴ区間からＦＥＸＴ区間への切り替わりにより図１４（ａ）に矢印で示すようにプラス方向へ９０度移動して元の位置に戻る。
【００１４】
よって、ＡＴＵ−Ｒは、Ａ４８信号の受信点がマイナス方向へ９０度移動した時間とプラス方向へ９０度移動した時間とを見つけることで、ＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間への切り替わり及びＮＥＸＴ区間からＦＥＸＴ区間への切り替わりを知ることができる。例えば、図１２に示すハイパーフレームであれば、ＮＥＸＴシンボルが連続して５つ受信した後にＦＥＸＴ区間へ切り替われば、１３番目又は２２番目の周期であると認識でき、後続の受信シンボルを数えることでハイパーフレームの先頭位置を捕獲できる。
【００１５】
ＡＴＵ−Ｒは、上記したハイパーフレームの同期確立のための処理を、ＡＴＵ−Ｃが”Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ　ｏｆ　Ｈｙｐｅｒｆｒａｍｅ”からハイパーフレームの送信を開始した直後に行っている。そして、ＡＴＵ−ＣがＣ−ＲＥＶＥＲＢ信号の送信を開始してからシンボル同期を確立している。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先に３４５シンボル長のハイパーフレームの同期を確立した後に、受信シンボルの区切り直しをすると、受信シンボルの区切りを±１８０度の範囲で移動させる必要があることから、一度確定したハイパーフレームの区切りを見失うことが有り得た。この場合は、Ｇ．ｌｉｔｅ又はＧ．ｄｍｔともにＣ−ＲＡＴＥ１，Ｒ−ＲＡＴＥ１以降の信号の受信がお互いに不完全となり、正常な通信ができないまま異常終了してしまう問題がある。
【００１７】
本発明は以上のような実情に鑑みて成されたものであり、Ｃ−ＲＥＶＥＲＢ信号を待たずにＣ−ＰＩＬＯＴ信号の受信時に受信シンボルの同期を確立してハイパーフレームの区切りを見失うことによる異常終了の発生を防止したＡＤＳＬモデム装置及びＡＤＳＬ通信装置並びにＡＤＳＬ通信における同期調整方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ハイパーフレームの開始時点から既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出し、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算する。そして、外積値の出現パターンに対応して前記シンボル区切りを調整するＡＤＳＬモデム装置／ＡＤＳＬ通信装置／同期調整方法である。
【００１９】
また、本発明は上記ＡＤＳＬモデム装置／ＡＤＳＬ通信装置を備えたデータ通信端末である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の態様は、ハイパーフレームの開始時点から既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出する抽出手段と、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算する演算手段と、外積値の出現パターンに対応して前記シンボル区切りを調整する調整手段と、を具備するＡＤＳＬモデム装置である。
【００２１】
このように構成されたＡＤＳＬモデム装置によれば、既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出し、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算するので、ハイパーフレームを構成するＦＥＸＴシンボルとＮＥＸＴシンボルのように位相が９０度ずれていれば、その位相のずれが外積値として計算され、ＦＥＸＴシンボル又はＮＥＸＴシンボルが連続している区間では外積値はノイズ成分を無視すればゼロになる。また、受信側のシンボル区切りがずれていれば、ＦＥＸＴ区間／ＮＥＸＴ区間の境界で２つの外積値が連続して現れるので、外積値の出現パターンに対応して前記シンボル区切りを調整することができる。この結果、Ｃ−ＲＥＶＥＲＢ信号を待たずにシンボル同期を確立することができ、一度確定したハイパーフレームの区切り直しをする必要も無いことから一度確定したハイパーフレームの区切りを見失うこともなく、正常な通信ができないまま異常終了してしまう不具合を解消できる。
【００２２】
本発明の第２の態様は、第１の態様のＡＤＳＬモデム装置において、前記調整手段は、連続して２つ出現した外積値の絶対値の大小関係が小から大であれば、前記シンボル区切りを遅らせる方向に調整し、外積値の絶対値の大小関係が大から小であれば、前記シンボル区切りを進める方向に調整するものとした。
【００２３】
これにより、受信側におけるシンボル区切りのずれ量に応じて常に調整量が小さい方向へシンボル区切りを調整すすことができる。
【００２４】
本発明の第３の態様は、第１、第２の態様のＡＤＳＬモデム装置において、前記調整手段は、連続して出現した２つの外積値を加算し、その加算値に対する大きい方の外積値の比率が所定値以上であれば、シンボル区切りを調整することなく処理を終了するものとした。
【００２５】
これにより、連続して出現した２つの外積値の加算値に対して大きい方の外積値の比率が所定値以上であれば、シンボル区切りを調整しないようにしたので、シンボル区切りが多少ずれていても許容範囲であれば、シンボル調整を終了して負荷の軽減が図られる。
【００２６】
本発明の第４の態様は、ハイパーフレームの開始時点から既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出する抽出手段と、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算する演算手段と、それぞれ２つ連続して出現する外積値のうち１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値との和をＮ分割して、各分割領域にシンボル調整サンプル数を対応させた第１調整テーブルを作成するテーブル作成手段と、計算された外積値に対応するシンボル調整サンプル数を前記第１調整テーブルから取得してシンボル区切りを調整する調整手段と、を具備するＡＤＳＬモデム装置である。
【００２７】
このように構成されたＡＤＳＬモデム装置によれば、ＦＥＸＴ区間とＮＥＸＴ区間との境界でシンボル区切りの同期ずれに応じて大小２つの外積値が計算されが、当該２つの外積値の合計はシンボル同期がとれているときにＮＥＸＴシンボルからＮＥＸＴシンボルへ切り替わったとき（又はその逆）に計算される外積値と理想的には同一の値となるので、外積値のうち１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値との和を求めることにより変動分を平均化した理想値が求められ、これを元に第１調整テーブルを作成するので調整精度を改善することができる。
【００２８】
本発明の第５の態様は、第４の態様のＡＤＳＬモデム装置において、前記第１調整テーブルを用いて１回目のシンボル区切りの調整を行った後、再び前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算し、１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値との和をＭ（Ｍ＞Ｎ）分割して、各分割領域にシンボル調整サンプル数を対応させた第２調整テーブルを作成するものである。
【００２９】
これにより、第１調整テーブルを用いて１回目のシンボル区切りを一回調整した後、再び同様にして第２調整テーブルを作成し分割数を増加させるので、さらに精度の高いシンボル同期が可能になる。
【００３０】
本発明の第６の態様は、ハンドシェイク手順及びイニシャライズ手順を実行し並びに送信データの符号化及び受信データの復号化を行うトランシーバと、前記トランシーバの動作を管理すると共に、ユーザ端末から供給される送信データを前記トランシーバへ入力し、前記トランシーバから回線受信した受信データを受け取って前記ユーザ端末へ出力するホストと、前記トランシーバが回線へ出力する送信データをアナログ信号に変換すると共に前記回線から受信したアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＦＥ部と、前記ＡＦＥ部により変換されたアナログ信号を回線へ送出するドライバと、前記回線からアナログ信号を受信するレシーバとを具備し、前記トランシーバは、請求項１から請求項５のいずれかに記載のＡＤＳＬモデム装置を搭載していることを特徴とするＡＤＳＬ通信装置である。
【００３１】
本発明の第７の態様は、ハンドシェイク手順及びイニシャライズ手順を実行し並びに送信データの符号化及び受信データの復号化を行うトランシーバと、前記トランシーバの動作を管理すると共に、送信データを前記トランシーバへ入力し、前記トランシーバから回線受信した受信データを受け取るホストと、前記トランシーバが回線へ出力する送信データをアナログ信号に変換すると共に前記回線から受信したアナログ信号をデジタルデータに変換するＡＦＥ部と、前記ＡＦＥ部により変換されたアナログ信号を回線へ送出するドライバと、前記回線からアナログ信号を受信するレシーバとを具備し、前記トランシーバは、請求項１から請求項５のいずれかに記載のＡＤＳＬモデム装置を搭載していることを特徴とするデータ通信端末である。
【００３２】
本発明の第８の態様は、ハイパーフレームの開始時点から既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出し、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算し、外積値の出現パターンに対応して前記シンボル区切りを調整することを特徴とするＡＤＳＬ通信における同期調整方法である。
【００３３】
本発明の第９の態様は、第８の態様のＡＤＳＬ通信における同期調整方法において、連続して２つ出現した外積値の絶対値の大小関係が小から大であれば、前記シンボル区切りを遅らせる方向に調整し、外積値の絶対値の大小関係が大から小であれば、前記シンボル区切りを進める方向に調整するものである。
【００３４】
本発明の第１０の態様は、第８、第９の態様のＡＤＳＬ通信における同期調整方法において、連続して出現した２つ外積値を加算し、その加算値に対する大きい方の外積値の比率が所定値以上であれば、シンボル区切りを調整することなく処理を終了するものである。
【００３５】
本発明の第１１の態様は、ハイパーフレームの開始時点から既知キャリアの信号成分を任意のシンボル区切りに基づいて抽出し、前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算し、それぞれ２つ連続して出現する外積値のうち１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値との和をＮ分割して、各分割領域にシンボル調整サンプル数を対応させた第１調整テーブルを作成し、計算された外積値に対応するシンボル調整サンプル数を前記第１調整テーブルから取得してシンボル区切りを調整するＡＤＳＬ通信における同期調整方法である。
【００３６】
本発明の第１２の態様は、第１１の態様のＡＤＳＬ通信における同期調整方法において、前記第１調整テーブルを用いて１回目のシンボル区切りの調整を行った後、再び前回抽出された信号成分と今回抽出された信号成分との外積を順次計算し、１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値との和をＭ（Ｍ＞Ｎ）分割して、各分割領域にシンボル調整サンプル数を対応させた第２調整テーブルを作成するものである。
【００３７】
本発明の第１３の態様は、ＩＴＵ−Ｔ勧告であるＧ．９９２．１又はＧ．９９２．２のＡＮＮＥＸ．Ｃに基づいた通信を行う場合、ＡＴＵ−Ｒ側において、ＡＴＵ−Ｃ側から送信されるＣ−ＰＩＬＯＴ１信号を受信して高速フーリエ変換し、この高速フーリエ変換結果から１シンボル前のＡ４８信号と今回のＡ４８信号の外積を計算し、この計算された外積値を用いてＣ−ＰＩＬＯＴ１信号から受信シンボルのシンボル同期を調整するＡＤＳＬ通信における同期調整方法である。
【００３８】
（実施の形態１）
図１は、本発明が適用されるＡＴＵ−Ｒ側の通信システムの概略構成を示す図である。同図に示す通信システムは、公衆回線網又はこれと同等の回線網（以下、回線という）がスプリッタ１を介してＡＤＳＬ通信装置２に接続され、さらにＡＤＳＬ通信装置２にユーザ端末３が接続されている。なお、ユーザ端末３と電話機４とを１回線で利用する場合にはスプリッタ１が必要となるが、電話機４を使用しない形態であればスプリッタ１は必要ない。また、ユーザ端末３がＡＤＳＬ通信装置２を内蔵するように構成することも可能である。
【００３９】
ＡＤＳＬ通信装置２は、後述するイニシャライズ手順を実行するトランシーバ１１と、このトランシーバ１１を含む全体の動作を制御するホスト１２とを備えている。トランシーバ１１の回線側端部はアナログフロントエンド（以下、ＡＦＥという）を介してアナログ回路で構成されている。ＡＦＥ１３のＤＡ変換部に対してアナログフィルタ１４を介してドライバ１５が接続され、ドライバ１５で増幅されたアナログ信号がハイブリッド１６を介して回線へ送出されるように構成されている。また、回線から到来したアナログ信号はハイブリッド１６を介してレシーバ１７で受信されアナログフィルタ１８を介してＡＦＥ１３のＡＤ変換部に入力されるように構成されている。ＡＦＥ１３は、ＡＤ変換部から出力されるサンプリングデータをトランシーバ１１へ出力する。
【００４０】
図２はトランシーバ１１の機能ブロック図である。プロセッサ２０は、データ通信（ショータイム）が開始される前段で、ハンドシェイク手順、イニシャライズ手順を実行する機能を備える部分である。
【００４１】
トランシーバ１１の送信側は、エラーチェックのための冗長ビットを付加するリードソロモン符号化部２１、リードソロモン復号時のバーストエラーに対する訂正を可能とするためデータの並べ替えを行うインターリーブ部２２、トレリス符号化によるデータの畳み込みを行うトレリス符号化部２３、各キャリアに対するビット数の割付を行うトーンオーダリング部２４、送信データの位相をコンステレーション座標上に割り付けるコンステレーション符号化部２５、コンステレーション符号化されたデータを逆高速フーリエ変換（以下、ＩＦＦＴという）するＩＦＦＴ部２６から構成されている。
【００４２】
トランシーバ１１の受信側は、受信信号のサンプリングデータを高速フーリエ変換（以下、ＦＦＴという）するＦＦＴ部２７、ＦＦＴ出力信号のコンステレーションからデータを復号し、かつコンステレーション座標上での位相を補正するコンステレーション復号化／ＦＥＱ部２８、送信側でトーンオーダリングされた各キャリアに割り付けられているデータを元に戻すトーンデオーダリング部２９、受信データをビタビ復号するビタビ復号化部３０、送信側で並べかえられたデータを元に戻すデインターリーブ部３１、送信側で付加された冗長ビットを削除するリードソロモン復号化部３２から構成されている。トランシーバ１１は、ホストインターフェース（Ｉ／Ｆ）３４を介してホスト１２と接続される。
【００４３】
次に、以上のように構成された本実施の形態１の動作について具体的に説明する。ＡＤＳＬ通信装置２に電源が投入されると、図１０に示すようにＡＴＵ−Ｒとの間でハンドシェイク手順を実行し、無音区間（ＱＵＩＥＴ２）が所定シンボル続いた後、ＡＴＵ−ＣがＣ−ＰＩＬＯＴ１の送信を開始する。ＡＴＵ−ＲとなるＡＤＳＬ通信装置２は、Ｃ−ＰＩＬＯＴ１が送信されている間にハイパーフレームの同期確立と受信シンボルの同期確立とを同時に行う。
【００４４】
ここで、シンボル同期の取り方の原理について説明する。図３（ａ）はＡ４８信号について図１２におけるハイパーフレームのある周期でのＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間への切り替わり部分を抜き出したものである。図３（ｂ）に示すように、受信側で認識しているシンボル区切り（シンボル同期）が、送信されたシンボル間の区切りと一致する場合は、ＦＥＸＴ区間の最後の１シンボルとＮＥＸＴ区間の最初の１シンボルとの外積が図３（ｃ）に示すように所定値以上の大きな値を示す。これは、図１４に示すようにＦＥＸＴ区間の最後の１シンボルとＮＥＸＴ区間の最初の１シンボルとは位相が９０度だけ移動しているからである。なお、外積の計算は、ＸＹ座標系において、１シンボル前のＡ４８信号が（Ｘ１Ｙ１）、現在のＡ４８信号が（Ｘ２　Ｙ２）とするならば、外積値＝Ｘ１＊Ｙ２−Ｘ２＊Ｙ１で計算できる。すなわち、外積値の大きさはシンボル間での位相変化に依存している。
【００４５】
一方、図３（ａ）に示すようにＦＥＸＴ区間において互いに隣接する２シンボルの外積値は、位相変化がないので０となる。図３（ｃ）に示すようにノイズ等による位相変動を無視すれば、外積値がほとんど０になっている。ＮＥＸＴ区間における連続する２シンボルについても同様のことが言える。
【００４６】
ところが、図４（ａ）（ｂ）に示すようにシンボル区切りがシンボル間の区切りからずれている場合、そのとき計算される外積値は、図４（ｃ）に示すように、ＦＥＸＴ区間とＮＥＸＴ区間の区切りにおいて所定値以上の外積値が連続して２つ現れる。これは、図４（ｂ）において区間▲２▼と区間▲３▼の外積を計算する場合、区間▲３▼にはシンボル区切りが現実のシンボル先頭からずれている分だけＮＥＸＴシンボル成分が含まれるからである。この結果、図５（ａ）に示すように区間▲２▼を１シンボルとしたＦＦＴ出力は位置イに現れるが、区間▲３▼を１シンボルとしたＦＦＴ出力はイからα度（α＜９０度）だけ負の方向に位相が移動した位置ロに現れる。このように、位相αが９０度に比べて小さいので、位相が９０度移動したときの外積値よりも小さい値の外積値が計算されることになる。
【００４７】
さらに、図４（ｂ）において区間▲３▼と区間▲４▼の外積を計算する場合、区間▲３▼にはシンボル区切りが現実のシンボル先頭からずれている分だけＮＥＸＴシンボル成分が含まれ、区間▲４▼にはＮＥＸＴ成分のみが含まれる。この結果、図５に示すように区間▲３▼を１シンボルとしたＦＦＴ出力は位置ロに現れるが、区間▲４▼を１シンボルとしたＦＦＴ出力はロからβ度（β＋α＝９０度）だけ負の方向に位相が移動した位置ニに現れる。このように、位相βが９０度に比べて小さいので、位相が９０度移動したときの外積値よりも小さい値の外積値が計算されることになる。なお、αは区間▲３▼においてＮＥＸＴ成分が含まれる割合によって決まる。図４に示す例では、ＮＥＸＴ成分がＦＥＸＴ成分よりも小さい場合である。
【００４８】
図６はＮＥＸＴ区間からＦＥＸＴ区間へ切り替わる際のシンボル区切りと外積値との関係を示している。図５（ｂ）に示すように、ＮＥＸＴシンボルからＦＥＸＴシンボルへは正の方向に位相が移動するので、外積値はＦＥＸＴからＮＥＸＴへ変化する場合と逆の極性となる。図６に示すようにＮＥＸＴ区間からＦＥＸＴ区間へ切り替わる場合も、シンボル区切りが実際のシンボル間の区切りからずれている場合には、ＮＥＸＴ区間からＦＥＸＴ区間へ切り替わるときに所定値以上の外積値が２つだけ連続して現れる。
【００４９】
シンボル区切りが正確に確立されていないときは、外積値（絶対値）が
０　０　０　０　小　大　０　０　０　０　０　０　小　大　０
又は
０　０　０　０　大　小　０　０　０　０　０　０　大　小　０
となる。本実施の形態では、以上のような外積値の出現パターンに基づいてシンボル同期を確立しようとするものである。
【００５０】
図７は前後する２シンボルの外積値から正確なシンボル区切りを見つけるためのフローチャートである。図２に示すＦＦＴ部２７からＦＦＴ演算された演算結果信号がプロセッサ２０へ入力される。そして、プロセッサ２０が任意のシンボル区切りを決め、そのシンボル区切りにしたがって抽出される前後する２シンボルの外積値を順次計算してＲＡＭ３３に順番にバッファリングする。
【００５１】
プロセッサ２０は、外積値がバッファリングされると、対象番号ｎ＝１にして（ステップＳ１００）、ｎ番目の外積値の大きさ（絶対値）を求め（ステップＳ１０１）、外積値の大きさが閾値Ｍより大きいか否か判断する（ステップＳ１０２）。通信環境やノイズによる位相変動により極めて小さな外積値が計算されるが、閾値Ｍはこのような外積値を判定から除去するために用いられる。今回の外積値が閾値Ｍよりも小さければ前回の外積値がどうであったかを判定する（ステップＳ１０３）。
【００５２】
これは、図３に示すように前後の外積値が０で大きな外積値が１回だけ計算された場合は、先に任意に決めたシンボル区切りが偶然にも実際のシンボル間の区切りと一致していたことを意味する。よって、このような場合は処理を終了する。なお、前回の外積値も今回の外積値も閾値Ｍ以下であれば処理対象番号を１つカウントアップする（ステップＳ１０４）。
【００５３】
一方、今回（ｎ番目）の外積値が閾値Ｍ以上であった場合は、前回（（ｎ−１）番目）の外積値が閾値Ｍを超えていたか否か判断する（ステップＳ１０５）。２回連続して閾値Ｍを超えていればＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間、又はＮＥＸＴ区間からＦＥＸＴ区間へ切り替わったことを意味する。前回（（ｎ−１）番目）の外積値が閾値Ｍ以下であれば処理対象番号ｎを１つカウントアップする（ステップＳ１０６）。
【００５４】
ステップＳ１０５で外積値が２シンボル連続して閾値Ｍを上回ったことが判明したら、外積値の信頼性をチェックするために次の演算を実行する。（ｎ−１）番目の外積値とｎ番目の外積値とを加算し（ステップＳ１０７）、大きいほうの外積値が加算値に係数ｋを乗算した乗算結果よりも大きいか否か判断する（ステップＳ１０８）。係数ｋは例えば３／４とする。
【００５５】
これにより、（ｎ−１）番目の外積値とｎ番目の外積値との大小比較をすることができる。一方の外積値が他方の外積値に比べて十分に小さい場合は、シンボル区切りが許容範囲に入っていると判断して処理を終了する。
【００５６】
また、ステップＳ１０８の判定で大きい方の外積値が、（ｋ・加算値）よりも小さかった場合は、（ｎ−１）番目の外積値とｎ番目の外積値との大小の順を判定する（ステップＳ１０９）。（ｎ−１）番目の外積値がｎ番目の外積値よりも大きい場合はシンボル区切りを右に９０度ずらし（サンプリングクロックを増やし）（スッテプＳ１１０）、逆の場合はシンボル区切りを左へ右に９０度ずらす（サンプリングクロックを止める）（スッテプＳ１１１）。
【００５７】
例えば、図４（ｃ）又は図６（ｃ）の例であれば、小大の順であるのでシンボル区切りを左に９０度ずらすことになる。１シンボルは２５６のサンプリングクロックに対応しているとすれば、シンボル区切りが２５６＊（３／４）クロックだけ左にずれることになる。
【００５８】
以上のようにして、シンボル間の外積値を計算し、２つ連続して閾値Ｍを超える外積値を見つけて、その大小順からシンボル区切りの移動方向を決定するようにしたので、Ｃ−ＲＥＶＥＲＶ信号を利用することなくシンボル同期を取ることができる。しかも、Ｃ−ＲＥＶＥＲＶ信号を待つ必要がないことから、ハイパーフレームの同期を見つけるのと同時期にシンボル同期を取ることができる。
【００５９】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。上記実施の形態１では、１シンボル＝２５６サンプルとした場合に、±２５６／４＝６４サンプルの精度でしか調整することができない。そこで、本実施の形態では、調整精度を改善させるために以下のような制御を行うものとした。
【００６０】
なお、ハードウエア構成は上記実施の形態１と同じであるので、シンボル同期をとるための動作のみ詳しく説明する。
【００６１】
図８は本実施の形態におけるシンボル同期調整のためのフローチャートである。同図に示すように、１次調整と２次調整の２段階で調整する。
【００６２】
先ず、１次調整から説明する。イニシャライズシーケンスの”Ｂｅｇｉｎｎｉｎｇ　ｏｆ　Ｈｙｐｅｒｆｒａｍｅ”になると、ＡＴＵ−Ｃから送信されるＣ−ＰＩＬＯＴ信号を、ＡＴＵ−Ｒで受信してＦＦＴ部２７で高速フーリエ変換する。
【００６３】
プロセッサ２０は、Ａ４８信号についてＦＦＴ出力を任意のシンボル区切りにて前後２シンボルを順次外積計算する。この外積値は時系列にＲＡＭ３３にバッファリングされる。
【００６４】
図８のステップＳ２００においてハイパーフレームの同期を合わせる。Ｃ−ＰＩＬＯＴ信号に基づいてハイパーフレームの同期を合わせる方法は任意の方法を採用することができる。例えば、負の外積値が現れる位置と正の外積値が現れる位置とからＮＥＸＴ区間からＦＥＸＴ区間へ切り替わる境界を見つけ、またＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間へ切り替わる境界を見つける。さらに、各ＮＥＸＴ区間及びＦＥＸＴ区間に含まれるシンボル数を数えることでハイパーフレームの先頭を検出する。＃０から＃３４４シンボル間（１ハイパーフレーム）でＦＥＸＴ／ＮＥＸＴの同期を合わせるように、シンボル区切りの位置を調整する。
【００６５】
図１２に示すように、１ハイパーフレームはＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間への境界が３２回現れ、ＮＥＸＴ区間からＦＥＸＴ区間への境界が３２回現れる。図６に示すように、シンボル区切りがずれていることを前提とすれば、ＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間への境界では２つ連続する外積値（＞Ｍ）が発生する。
【００６６】
そこで、１６箇所のＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間への境界について、それぞれ２つ連続する外積値を取りだし（ステップＳ２０１）、１６個の１番目の外積値を加算平均し、１６個の２番目の外積値を加算平均する（ステップＳ２０２）。本例では、ハイパーフレームの先頭から１６箇所の境界を取り出しているが、先頭から取り出す必要はなく途中からであってもよい。また、加算平均するサンプル数は１６個に限定されるものではない。
【００６７】
次に、１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値とを加算し、当該加算値を１６等分して１６分割テーブルを作成する（ステップＳ２０３）。ここで、シンボル区切りとシンボル間の区切りとのずれ量が一定であれば、理想的には１６個の１番目の外積値は全て同じ値となり、同様に１６個の２番目の外積値は全て同じ値となるはずである。しかし、現実には通信環境の変化などの要因で位相変化が外積値の変化として現れるため、１６個の外積値はばらつきがある。これを平均化することにより、ばらつきを平均化して仮想的な理想値としている。そして、１番目の加算平均値と２番目の加算平均値との加算値は、図１４に示すようにＦＥＸＴ／ＮＥＸＴ間で位相が９０度移動したときに計算される外積値と等しくなる。いま、１シンボル区間を２５６サンプリングクロックでサンプリングしているとすれば、２５６サンプルを１６分割したテーブルを作成すれば、外積値とシンボル調整サンプル数とを対応させたテーブルが完成する。図９は１６分割テーブルの例である。
【００６８】
次に、上記ステップＳ２０２で求めた１番目の外積値の加算平均値が１６分割テーブルのどの範囲に属するかを判断し、対応するシンボル調整サンプル数を求める。この求めたシンボル調整サンプル数だけシンボル区切りを調整する。具体的には、ＡＦＥ２７のサンプリングクロックをシンボル調整サンプル数だけ増やす。又は、ＡＦＥ２７の出力されるサンプリングデータ（例えば、１シンボル２５６サンプル）をバッファリングしておき、サンプリングデータの読み出し位置を調整する（ステップＳ２０４）。
【００６９】
次に、２次調整について説明する。１次調整の完了したシンボル区切りにしたがってＦＦＴ出力を再び区切り直し、連続する２シンボルの外積値を再び計算する。この計算された外積値を分析して上記同様にハイパーフレームの同期をとる（ステップＳ２０５）。
【００７０】
次に、１６箇所のＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間への境界について、それぞれ２つ連続する外積値を取りだし（ステップＳ２０６）、１６個の１番目の外積値を加算平均し、１６個の２番目の外積値を加算平均する（ステップＳ２０７）。１番目の外積値の加算平均値と２番目の外積値の加算平均値とを加算して理想外積値を求め、この理想外積値を６４等分して６４分割テーブルを作成する（ステップＳ２０８）。この場合、２５６・（１／６４）までシンボル調整サンプル数は細分化される。
【００７１】
次に、上記ステップＳ２０７で求めた１番目の外積値の加算平均値に対応するシンボル調整サンプル数を６４分割テーブルから求め、この求めたシンボル調整サンプル数だけサンプリングクロックを調整することでシンボル区切りを調整する（ステップＳ２０９）。
【００７２】
なお、１次調整後にＣ−ＰＩＬＯＴ信号をあらためてサンプリングし直しても良いし、１度受信したＣ−ＰＩＬＯＴ信号のＦＦＴ出力を蓄積しておき、１次調整及び２次調整で使用するようにしても良い。
【００７３】
このように、２つ連続する外積値をそれぞれ加算平均して、理想外積値を求めた上で、１６分類または６４分類してテーブルを作成したので、精度の高いシンボル調整サンプル数を求めることができ、受信シンボルの同期精度を改善することができる。
【００７４】
なお、上記した説明では１次調整と２次調整とを行っているが、１次調整だけであっても良い。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、Ｃ−ＲＥＶＥＲＢ信号を待たずにＣ−ＰＩＬＯＴ信号の受信時に受信シンボルの同期を確立してハイパーフレームの区切りを見失うことによる異常終了の発生を防止したＡＤＳＬモデム装置及びＡＤＳＬ通信装置並びにＡＤＳＬ通信における同期調整方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１，２に係るＡＴＵ−Ｒ側通信システムの構成図
【図２】図１に示すトランシーバの機能ブロック図
【図３】（ａ）ＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間への切り替わり部分のシンボルパターンを示す図
（ｂ）正確にシンボル同期したシンボル区切りのタイミング図
（ｃ）外積値を示す図
【図４】（ａ）ＦＥＸＴ区間からＮＥＸＴ区間への切り替わり部分のシンボルパターンを示す図
（ｂ）シンボル区切りにずれが有るシンボル区切りのタイミング図
（ｃ）外積値を示す図
【図５】（ａ）ＦＥＸＴシンボルからＮＥＸＴシンボルへ変化する際の受信シンボルの位相変化を示す図
（ｂ）ＮＥＸＴシンボルからＦＥＸＴシンボルへ変化する際の受信シンボルの位相変化を示す図
【図６】（ａ）ＮＥＸＴ区間からＦＥＸＴ区間への切り替わり部分のシンボルパターンを示す図
（ｂ）シンボル区切りにずれが有るシンボル区切りのタイミング図
（ｃ）外積値を示す図
【図７】実施の形態１においてシンボル同期をとるためのフロー図
【図８】実施の形態２においてシンボル同期をとるためのフロー図
【図９】実施の形態２において作成される１６分類テーブルの概念図
【図１０】イニシャライズシーケンスの前半部を示す図
【図１１】ＡＮＮＥＸ．Ａに適したシンボル同期確立方法を示す図
【図１２】１ハイパーフレームにおけるＦＥＸＴシンボル及びＮＥＸＴシンボルの割り付けを示す図
【図１３】（ａ）ＦＥＸＴ区間におけるＡ４８信号の送信点を示す図
（ｂ）ＮＥＸＴ区間におけるＡ４８信号の送信点を示す図
【図１４】（ａ）ＦＥＸＴ区間におけるＡ４８信号の受信点を示す図
（ｂ）ＮＥＸＴ区間におけるＡ４８信号の受信点を示す図
【符号の説明】
１　スプリッタ
２　ＡＤＳＬ通信装置
３　ユーザ端末
４　電話機
１１　トランシーバ
１２　ホスト
１３　ＡＦＥ
１４、１８　アナログフィルタ
１５　ドライバ
１６　ハイブリッド
１７　レシーバ
２０　プロセッサ
２１　リードソロモン符号化部
２２　インターリーブ部
２３　トレリス符号化部
２４　トーンオーダリング部
２５　コンステレーション符号化部
２６　ＩＦＦＴ部
２７　ＦＦＴ部
２８　コンステレーション復号化／ＦＥＱ部
２９　トーンデオーダリング部
３０　ビタビ復号化部
３１　デインターリーブ部
３２　リードソロモン復号化部
【図１】
2004007270.tif 000003
【図２】
2004007270.tif 000004
【図３】
2004007270.tif 000005
【図４】
2004007270.tif 000006
【図５】
2004007270.tif 000007
【図６】
2004007270.tif 000008
【図７】
2004007270.tif 000009
【図８】
2004007270.tif 000010
【図９】
2004007270.tif 000011
【図１０】
2004007270.tif 000012
【図１１】
2004007270.tif 000013
【図１２】
2004007270.tif 000014
【図１３】
2004007270.tif 000015
【図１４】
2004007270.tif 000016