(57)【要約】【課題】初期化中には存在しないが回線接続後に発生が想定されるノイズの影響を抑制することにより、通信エラーの発生を抑制すること。【解決手段】電話機１０１はスプリッタ１０４を介して通話を行い、コンピュータ１０２はＡＤＳＬモデム１０３及びスプリッタを介してデータ通信を行う。このとき、ＡＤＳＬモデム１０３の余裕情報記憶部１０９には、少なくともノイズに対する余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報が記憶されており、制御部１０６は初期化時に、余裕情報記憶部１０９に記憶した搬送波に対して所定の余裕度を持たせた割り当てビットを設定し、以後の通信を行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信装置間に配設され、初期化時において複数の搬送波にビット割り当てを行い、前記各搬送波毎に前記割り当てられたビット数に基づいて記複数の通信装置間でのデータ伝送を行うように制御するＡＤＳＬモデムにおいて、
少なくともノイズに対して余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報を記憶する余裕情報記憶手段と、前記余裕情報記憶手段に記憶された情報で表された搬送波に対して所定の余裕度を持たせた割り当てビット数を設定する制御手段を備えて成ることを特徴とするＡＤＳＬモデム。
【請求項２】
前記余裕情報記憶手段には、ノイズに対して余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報及び余裕を持たせるビット数である余裕ビット数が予め記憶されて成り、
前記制御手段は、前記余裕情報記憶手段に記憶した搬送波については、前記余裕ビット数だけ余裕を持たせて割り当てビット数を設定することを特徴とする請求項１記載のＡＤＳＬモデム。
【請求項３】
前記余裕情報記憶手段には、ノイズに対して余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報及び余裕を持たせるビット数である余裕ビット数が予め記憶されて成り、
前記制御手段は、前記余裕情報記憶手段に記憶した搬送波については、前記初期化において行った雑音解析の結果及び前記余裕ビット数を考慮して、割り当てビット数を設定することを特徴とする請求項１記載のＡＤＳＬモデム。
【請求項４】
前記制御手段は、前記余裕情報記憶手段に記憶した余裕情報を、余裕情報を表す余裕情報設定信号に応じた内容に変更することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のＡＤＳＬモデム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータ通信ネットワーク等においてＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｍｅｔｒｉｃ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ）通信方式を用いてコンピュータ間のデータ通信を行う場合に、コンピュータ間に配設されて通信制御を行うＡＤＳＬモデムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、アナログ電話回線を利用して高速な通信を行うための一方法として、上りと下りのデータ伝送速度が相違するように構成したＡＤＳＬ通信方式が採用されている。
ＡＤＳＬ通信方式では、パソコン等の端末側には端末側のＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ（ＡＤＳＬ  Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  Ｕｎｉｔ  ａｔ  ｔｈｅ  Ｒｅｍｏｔｅ  ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｅｎｄ））を設けると共に、電話局側には電話局用のＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｃ（ＡＤＳＬ  Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ  Ｕｎｉｔ  ａｔ  ｔｈｅ  Ｃｅｎｔｒａｌ  ｏｆｆｉｃｅ  ｅｎｄ））を設ける（但し、一般には、電話局側には、複数台のＡＴＵ−Ｃに相当する機能を持つＤＳＬＡＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）を設けている）。
【０００３】
電源起動時等に、対向して配設されるＡＤＳＬモデム間での通信が効率的に行われるように、初期化処理を行うようにしている。
従来、ＡＤＳＬ伝送方式の一種であるＤＭＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｔｏｎｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式において、初期化中に存在するノイズに対しては、初期化により各搬送波について適正なノイズ（ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ））分析を行い、各搬送波に対してＳＮＲ分析の結果を考慮して、データ伝送量の割り当てに相当するビット割り当てが行われる。これにより、ノイズが存在する周波数の搬送波では少ないデータ伝送のビット数が割り当てられるため、ノイズが存在する搬送波のチャネルでもエラーの発生を抑えたデータ伝送が可能になる。
【０００４】
しかしながら、前記初期化中にノイズが存在しない周波数帯域では、ノイズが無いとしてＳＮＲ分析を行い、当該周波数の搬送波に対しては、ノイズが存在しないことを前提とするビット割り当てが行われている。この場合、リンクアップした後に、ノイズの周波数がシフトすると、シフト先の周波数帯域では、ノイズに対して十分なＳＮＲ余裕度を確保できていないため、ＡＤＳＬ物理レイヤ上でエラーが発生し、スループットの低下が発生するという問題がある。
【０００５】
また、ノイズのレベルが大きい場合には、回線が断してしまうという問題もある。最悪のケースでは、回線リンクアップ直後に、ノイズ周波数が変動し回線が断してしまい、永遠にリンクアップできない場合も発生するという問題がある。具体的な例を挙げると、ＡＤＳＬモデムに内蔵しているスイッチング電源のスイッチング周波数の負荷変動、入力変動、温度変化等による周波数変動がエラーの発生原因となり又、回線断を発生させるという事象が報告されている。
これを解決するために利用できる可能性ある発明として、特許文献１や特許文献２に記載されているような発明が開発されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３１９３６号公報（第１５頁〜第２７頁）
【特許文献２】
特開２００３−２３４０２号公報（第３頁〜第４頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１記載の発明では、ＴＣＭ−ＩＳＤＮの漏話雑音などの実在する周期的ノイズに対して、最適なビット割り当て、パワー配分を行い、伝送容量を確保するために、実在するノイズ量を初期化中に判定することを前提としているため、初期化中に判定できるノイズに対するビット割り当てしか実現できず、初期化終了後の回線接続状態中に周期的に変動するノイズが存在する場合にはその影響を受けてしまう。したがって、ノイズに対して十分なノイズ余裕度を確保できていないため、通信エラーが発生し、スループットが低下する恐れがあるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献２記載の発明では、実在するＴＣＭ−ＩＳＤＮの漏話雑音量や、回線長を測定することにより、被測定回線の伝送速度を測定するために、実在するノイズ量を初期化中に判定することを前提としている。したがって、前記特許文献１記載の発明と同様に、初期化終了後の回線接続状態中に周期的に変動するノイズが存在する場合にはその影響を受けてしまい、ノイズ余裕度を十分に確保できず、通信エラーが発生し、スループットが低下する恐れがあるという問題がある。
【０００９】
本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、初期化中には存在しないが回線接続後に発生が想定されるノイズの影響を抑制することにより、通信エラーの発生を抑制することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、複数の通信装置間に配設され、初期化時において複数の搬送波にビット割り当てを行い、前記各搬送波毎に前記割り当てられたビット数に基づいて記複数の通信装置間でのデータ伝送を行うように制御するＡＤＳＬモデムにおいて、少なくともノイズに対して余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報を記憶する余裕情報記憶手段と、前記余裕情報記憶手段に記憶された情報で表された搬送波に対して所定の余裕度を持たせた割り当てビット数を設定する制御手段を備えて成ることを特徴とするＡＤＳＬモデムが提供される。制御手段は、余裕情報記憶手段に記憶された情報で表された搬送波に対して所定の余裕度を持たせた割り当てビット数を設定する。
【００１１】
ここで、前記余裕情報記憶手段には、ノイズに対して余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報及び余裕を持たせるビット数である余裕ビット数が予め記憶されて成り、前記制御手段は、前記余裕情報記憶手段に記憶した搬送波については、前記余裕ビット数だけ余裕を持たせて割り当てビット数を設定するように構成してもよい。
【００１２】
また、前記余裕情報記憶手段には、ノイズに対して余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報及び余裕を持たせるビット数である余裕ビット数が予め記憶されて成り、前記制御手段は、前記余裕情報記憶手段に記憶した搬送波については、前記初期化において行った雑音解析の結果及び前記余裕ビット数を考慮して、割り当てビット数を設定するように構成してもよい。
また、前記制御手段は、前記余裕情報記憶手段に記憶した余裕情報を、余裕情報を表す余裕情報設定信号に応じた内容に変更するように構成してもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るＡＤＳＬモデムについて説明する。
先ず、本発明の実施の形態に係るＡＤＳＬモデムの概要を説明すると、ＡＤＳＬモデムに内蔵しているスイッチング電源のスイッチング周波数変動等の既知の周波数変動ノイズの影響を受ける搬送波に対してデータ送信のビット割り当てを、変動ノイズの影響のない搬送波のビット割り当てと比較し、予想されるノイズレベルに対するＳＮＲ（信号対ノイズ余裕度）分だけ減少させることにより、ノイズ変動によるエラー発生の抑制、回線断の回避を実現するように構成している。これにより、既知の周波数変動ノイズに対する耐力の向上が可能となり、ノイズ変動によるエラー発生を抑制し、また、閾値を超えるエラー発生による回線断の回避を可能とし、安定した通信を実現できるようにしている。
以下、本発明の実施の形態に係るＡＤＳＬモデムについて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態に係るＡＤＳＬモデムを示すブロック図である。図１において、通信装置である電話機１０１はスプリッタ１０４の一方の端末側入出力部に接続されている。通信装置であるコンピュータ（パソコン）１０２は、端末側のＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）１０３を介して、スプリッタ１０４の他方の端末側入出力部に接続されている。スプリッタ１０４の回線側入出力部は、アナログ電話回線を介して局側のＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｃ）（あるいはＤＳＬＡＭ）に接続されている。電話機１０１は、スプリッタ１０４を介してアナログ電話回線経由で通話相手電話機と通話を行う。コンピュータ１０２は、ＡＤＳＬモデム１０３及びスプリッタ１０４を介してアナログ電話回線経由で通信相手機器とデータ伝送等の通信を行う。
【００１５】
ＡＤＳＬモデム１０３は、ＡＤＳＬ伝送方式の一種であるＤＭＴ（Ｇ．ｄｍｔまたＧ．ｌｉｔｅ）方式で通信制御を行うモデムである。ＡＤＳＬモデム１０３は、端末側の送受信部１０５、通信制御やＡＤＳＬモデム１０３の各構成要素の制御を行う制御手段としての制御部１０６、局側の送受信部１０７、記憶手段を構成するメモリ１０８、ＡＤＳＬモデム１０３の各構成要素に電力を供給するスイッチング電源１１０を備えている。メモリ１０８には、所定の複数の周波数の搬送波に対応付けた余裕度値が予め記憶され、余裕情報記憶手段を構成する余裕情報記憶部１０９が設けられている。
【００１６】
詳細は後述するが、余裕情報記憶部１０９に、ノイズに対する余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報（例えば、キャリア番号）と、複数段階にランク分けしたノイズのレベルと及び各ノイズレベルに対応付けた余裕を持たせるためのビット数（余裕ビット数）を格納したテーブルを記憶しておく。
制御部１０６は、従来と同様にノイズ解析に基づいて、各搬送波に対する割り当てビット数を算出した後、トレーニングで検出したノイズのレベルに対応する余裕ビット数を余裕情報記憶部１０９に記憶した前記テーブルから読み出し、余裕情報記憶部１０９に記憶したキャリア番号ＮｉからＮｉ＋ｊの搬送波に対する前記余裕ビット数を、前記算出した割り当てビット数から差し引くことにより、最終的な割り当てビット数の設定を行う。尚、制御部１０６は中央処理装置（ＣＰＵ）によって構成することが可能であり、この場合、メモリ１０８にプログラムを格納しておき、前記ＣＰＵで前記プログラムを実行することによって、後述する制御部１０６の機能を実現するようにしてもよい。
【００１７】
図２は、図１に示したＡＤＳＬモデムの初期化手順を示す図である。
また、図３は、図２に示す初期化手順の結果得られるビットマップを示す図である。
以下、図１〜図３を用いて、本実施の形態に係るＡＤＳＬモデムの動作を詳細に説明する。
【００１８】
図２において、ＡＤＳＬモデム（ＡＴＵ−Ｒ）１０３の制御部１０６は、ＡＴＵ−Ｃとハンドシェーク後、送受信機トレーニングフェーズにより自動利得制御や、自動等化器の調整を行う。
制御部１０６は、引き続き、チャネル分析のフェーズに移行し、目標とするノイズ余裕度や、ＡＴＵ−Ｃがサポートする搬送波に割り当てられる最大ビット数の分析、Ｃ−ＭＥＤＬＥＹと定義される広帯域の擬似ランダム信号によりＳＮＲの評価を行う。
【００１９】
次に、制御部１０６は、チャネル分析によって得られた情報を元に、交換フェーズにおいてＡＴＵＲ−Ｃとの間で通信速度等の決定を行う。この交換フェーズにおけるＲ−Ｂ＆Ｇメッセージにより、搬送波毎のデータ伝送の割り当てビット数をＡＴＵ−Ｃへ通知する。このとき、既知の周波数変動ノイズにより影響を受ける搬送波に対する割り当てビット数を、ノイズの影響が無い場合の割り当てビット数よりも、予想されるノイズに応じた所定の余裕度を持たせた値に設定する。
【００２０】
図３では、スイッチング電源１１０のスイッチングノイズ等の既知の周波数変動ノイズ、即ち、初期化中には存在しないが回線接続後に発生が想定される周波数変動ノイズの周波数変動帯域がｆｉ（ＭＨｚ）からｆｉ＋ｊ（ＭＨｚ）の範囲であり、トレーニング中に存在するノイズの周波数が周波数ｆ（ＭＨｚ）として存在する場合を示す。
搬送波の周波数間隔は４．３１２５ｋＨｚとしているため、周波数ｆｉから周波数ｆｉ＋ｊの範囲のノイズの影響を受ける搬送波は、図３に示されるキャリア番号Ｎｉ（＝ｆｉ［ＭＨｚ］／４．３１２５［ｋＨｚ］）からキャリア番号Ｎｉ＋ｊ（＝ｆｉ＋ｊ［ＭＨｚ］／４．３１２５［ｋＨｚ］）の範囲の搬送波となる。
【００２１】
制御部１０６は、Ｒ−Ｂ＆Ｇメッセージを作成する前のトレーニングによって、キャリア番号ＮｉからＮｉ＋ｊの範囲の搬送波への割り当て可能ビット数がＭビットであると分析された場合でも、前記トレーニングによって得られた割り当てビット数（Ｍビット）よりも、予想される周波数変動ノイズのノイズレベルに応じた余裕度を設定するために、予想される周波数変動ノイズのノイズレベルに応じたビット数（余裕情報記憶部１０９に記憶した余裕ビット数）だけ少ないビット数を、割り当てビット数としてキャリア番号ＮｉからＮｉ＋ｊの搬送波に割り当てる。
即ち、制御部１０６は、予想されるノイズレベルを、トレーニング中に存在する周波数ｆ（ＭＨｚ）のノイズレベルに基づいて推定し、この推定したノイズレベルに対して、目標とするＳＮＲを満足するデータ伝送の割り当てビット数をキャリア番号ＮｉからＮｉ＋ｊの搬送波毎に割り当てる。
【００２２】
例えば、余裕情報記憶部１０９に、ノイズに対する余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報（例えば、キャリア番号）と、複数段階にランク分けしたノイズのレベルと及び各ノイズレベルに対応付けたビット数（余裕ビット数）を格納したテーブルを記憶しておく。制御部１０６は、従来同様にして各搬送波に対する割り当てビット数を算出した後、トレーニングで検出したノイズのレベルに対応する余裕ビット数を余裕情報記憶部１０９に記憶した前記テーブルから読み出し、余裕情報記憶部１０９に記憶したキャリア番号ＮｉからＮｉ＋ｊの搬送波に対する前記余裕ビット数を、前記算出した割り当てビット数から差し引くことにより、最終的な割り当てビット数を算出する。これにより、初期化中にノイズの影響がないと判定された帯域においても、予想されるノイズが生じた場合には、十分なノイズ余裕度が確保できる。
【００２３】
以上のように、本実施の形態に係るＡＤＳＬモデム１０３よれば、複数の通信装置間に配設され、初期化時において複数の搬送波にビット割り当てを行い、前記各搬送波毎に前記割り当てられたビット数に基づいて記複数の通信装置間でのデータ伝送を行うように制御するＡＤＳＬモデムにおいて、少なくともノイズに対して余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報を記憶する余裕情報記憶部１０９と、余裕情報記憶部１０９に記憶された情報で表された搬送波に対して所定の余裕度を持たせた割り当てビット数を設定する制御部１０６とを備えている。
【００２４】
ここで、余裕情報記憶部１０９に、ノイズに対する余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報（例えば、キャリア番号）と、複数段階にランク分けしたノイズのレベルと及び各ノイズレベルに対応付けた余裕を持たせるための余裕ビット数を格納したテーブルを記憶しておくと共に、制御部１０６は、トレーニングで検出したノイズのレベルに対応する余裕ビット数を用い手割り当てビット数の設定を行うようにしている。
【００２５】
また、余裕情報記憶部１０９には、ノイズに対して余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報及び余裕を持たせるビット数である余裕ビット数が予め記憶されて成り、制御部１０６は、余裕情報記憶部１０９に記憶した搬送波については、前記余裕ビット数だけ余裕を持たせて割り当てビット数を設定するようにしている。
また、前記余裕情報記憶部１０９には、ノイズに対して余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報及び余裕を持たせるビット数である余裕ビット数が予め記憶されて成り、制御部１０６は、余裕情報記憶部１０９に記憶した搬送波については、前記初期化において行った雑音解析の結果及び前記余裕ビット数を考慮して、割り当てビット数を設定するようにしている。
【００２６】
したがって、周波数変動が既知であるノイズ（例えば、スイッチング電源１１０の周波数変動ノイズ）に対して、予めそのノイズレベルに対して適正なＳＮＲを定めて、前記ＳＮＲを満足するように、周波数変動帯域の搬送波ビット割り当てを調整することが可能であるため、初期化中にノイズの影響がないと判定された帯域に周波数がシフトしても、ノイズレベルに対してノイズ余裕度が十分確保できる。この結果、周波数変動ノイズによるエラー発生を抑制できるという効果がある。
【００２７】
また、ノイズレベルが大きい場合にも、大量エラーの発生による回線断を回避でき、安定した通信を提供することができるという効果がある。
また、トレーニング中は存在せず、回線接続後に周期的に変化するノイズに対して、あらかじめ想定されるノイズ変動範囲のノイズ余裕度を多く取ることにより、トレーニング中には判断できない周期的なノイズに対する回線安定度を強化することが可能になる。また、回線接続後に変動する既知のノイズ変動帯域にノイズ余裕度余裕度を持たせているため、回線接続後の周期的変動ノイズの影響を受けることなく、安定した通信を実現できる。
【００２８】
尚、回線接続後に、トレーニング中に存在する周波数とは違う帯域に周波数変動する既知の周波数変動ノイズが存する帯域の搬送波のノイズ余裕度に、ノイズの影響の無い帯域のノイズ余裕度よりも所定ビット数の固定的な余裕度をもたせたビット割り当てを行うようにしてもよい。
即ち、余裕情報記憶部１０９には、搬送波に対して付与する余裕度に関する情報である余裕情報（ノイズに対する余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報（例えば、キャリア番号）と、ノイズに対する余裕を持たせるビット数（余裕ビット数））を予め記憶しておく。制御部１０６は、余裕情報記憶部１０９に記憶した搬送波については、初期化において行った雑音解析の結果及び前記余裕ビット数を考慮して、割り当てビット数を設定するようにする。
【００２９】
あるいは、前記余裕情報として、少なくともノイズに対する余裕を持たせる周波数の搬送波を表す情報（例えば、キャリア番号）を余裕情報記憶部１０９に予め記憶しておき、制御部１０６は、前記雑音解析の結果は考慮せずに、余裕情報記憶部１０９に記憶した搬送波については、前記余裕ビット数だけ余裕を持たせて割り当てビット数を設定するようにしてもよい。
【００３０】
また、初期化中に周波数変動ノイズのノイズレベル判定が困難な場合には、周波数変動帯域の搬送波に全くビットを割り当てないように構成してもよい。これにより、ノイズの影響を全く無視できるビットマップを形成することにより安定した通信を提供できる。
また、ある特定使用環境化において、調査や評価によって、それまでは未知であった周波数変動ノイズの影響が確認された場合に、図示しない余裕度設定手段（例えば、コンピュータ１０２）から手動でビット割り当て調整をおこなう帯域を設定できるようにすることで、使用環境に適したビット割り当て調整が可能となり、よりフレキシブルな回線安定化が可能になる。
即ち、制御部１０３は、余裕情報記憶部１０９に記憶した余裕度情報（余裕度や搬送波周波数）を、余裕度設定手段からの余裕度を表す余裕度設定信号に応じた余裕度に設定変更可能にすることで、使用環境に適したビット割り当てが可能になる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、初期化中には存在しないが回線接続後に発生が想定されるノイズの影響を抑制することにより、通信エラーの発生を抑制することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るＡＤＳＬモデムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るＡＤＳＬモデムの初期化手順を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るＡＤＳＬモデムにおいて、初期化手順の結果得られるビットマップを示す図である。
【符号の説明】
１０１・・・通信装置を構成する電話機
１０２・・・通信装置を構成するコンピュータ
１０３・・・ＡＤＳＬモデム
１０４・・・スプリッタ
１０５、１０７・・・送受信部
１０６・・・制御手段を構成する制御部
１０８・・・記憶手段を構成するメモリ
１０９・・・余裕情報記憶手段を構成する余裕情報記憶部
１１０・・・スイッチング電源
【図１】
2004343172.tif 000003
【図２】
2004343172.tif 000004
【図３】
2004343172.tif 000005