(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端から入力される信号を周波数変換して出力するチューナと、
その出力された信号を受入れて、ＱＡＭ復調して出力するＱＡＭ復調器とを備えるケーブルモデムにおいて、
上記入力端と上記チューナとの間には減衰量が加減できるアッテネータ要素を備える減衰手段を介在させ、上記減衰手段は、入力された信号を上記アッテネータ要素を介して常時は減衰させて次段へ送り出すように構成し、
上記チューナには、入力された信号のレベルを測定し、その信号レベル情報を出力するようにした電界強度測定手段を備えさせ、
さらに、上記測定した信号レベル情報を受入れて、その信号レベル情報の総和を計算して、信号レベル情報の総和と第１閾値とを比較するステップと、
信号レベル情報の内の任意の一波のレベル値と第２閾値とを比較するステップとを行い、
両方の比較において共に第１閾値、第２閾値以下のとき、上記減衰手段に向けてアッテネータ要素の減衰量を減少させるように切替える為の切替制御信号を出力するようにした制御手段を備えさせ、
さらに、上記信号レベル情報の内の任意の一波について、先に対象にされて記憶されているレベル値と現在入来したレベル値とを比較するステップを行い、両者の差が所定値を超えた場合は、減衰手段に向けてアッテネータ要素の減衰量を減少させるように切替える為の切替制御信号を出力することなく、再び上記信号レベル情報を受入れて、上記三つの比較するステップを行い、
信号レベル情報の総和が第１閾値以下で、
信号レベル情報の内の一波のレベル値が第２閾値以下で、
現在入来したレベル値と先に対象にされて記憶されているレベル値との差が所定値以下の場合は、減衰手段に向けてアッテネータ要素の減衰量を減少させるように切替える為の切替制御信号を出力するようにしたことを特徴とするケーブルモデム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＡＴＶ網に接続して、データ通信の信号を供給する為のケーブルモデム関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のケーブルモデムは、内部にチューナ、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）復調器を備えさせ、入力端から入力されるＣＡＴＶ信号（下り信号：ダウンストリーム）を上記チューナにより、周波数変換した後、ＱＡＭ復調器で復調を行っている。
また、入力端から入力される信号のレベルが内部のチューナ、ＱＡＭ復調器の正常な動作を妨げるような異常値になった場合を想定し、それを正常なレベルに調整する為にチューナ内にＡＧＣ機能を持たせるようにしてある。（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１６５２４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし従来のケーブルモデムでは、チューナが正常に動作できる範囲の入力信号レベル（以下「実用入力レベル」ともいう。）に対して、入力される信号に妨害波が混信するなど種々の原因で入力される信号のレベルが異常に高くなる場合があり、ＡＧＣ範囲が狭いＡＧＣ機能を有するチューナでは、歪みが発生して、正常に対応ができない場合がある。
また、このように過大なレベルの信号が入力されると、チューナにおいて反射があり、その反射によってチューナが検出しようとする信号が妨害され、チューナが正常に動作できない問題点があった。
さらに、ケーブルモデムのチューナ以外に複数のチューナ（例えば、ケーブルモデム内蔵のセットトップボックス内のＱＡＭチューナ）が隣接している場合には、上記チューナからの反射により、他のチューナにも影響を与え、他のチューナの動作までも妨害してしまうという問題点もあった。
【０００５】
本件出願の目的は、入力端に向けて入った信号を、チューナに受入れて周波数変換し、ＱＡＭ復調器で復調して正常に出力できるケーブルモデムを提供しようとするものである。  他の目的は、入力端に過大なレベルの信号が入力される場合においても、チューナは適正なレベルの信号を受入れ、正常に動作できるようにしたケーブルモデムを提供しようとするものである。
他の目的及び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易に明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明におけるケーブルモデムは、入力端２から入力される信号を周波数変換して出力するチューナ５と、その出力された信号を受入れて、ＱＡＭ復調して出力するＱＡＭ復調器８とを備えるケーブルモデム１において、上記入力端２と上記チューナ５との間には減衰量が加減できるアッテネータ要素を備える減衰手段10を介在させ、上記減衰手段10は、入力された信号を上記アッテネータ要素を介して常時は減衰させて次段へ送り出すように構成し、上記チューナ５には、入力された信号のレベルを測定し、その信号レベル情報17を出力するようにした電界強度測定手段６を備えさせ、さらに、上記測定した信号レベル情報17を受入れて、その信号レベル情報17の総和を計算して、信号レベル情報17の総和と第１閾値Ｔ１とを比較するステップと、信号レベル情報17の内の任意の一波のレベル値と第２閾値Ｔ２とを比較するステップとを行い、両方の比較において共に第１閾値Ｔ１、第２閾値Ｔ２以下のとき、上記減衰手段10に向けてアッテネータ要素の減衰量を減少させるように切替える為の切替制御信号18を出力するようにした制御手段16を備えさせ、
【０００７】
さらに、上記信号レベル情報17の内の任意の一波について、先に対象にされて記憶されているレベル値と現在入来したレベル値とを比較するステップを行い、両者の差が所定値を超えた場合は、減衰手段10に向けてアッテネータ要素の減衰量を減少させるように切替える為の切替制御信号18を出力することなく、再び上記信号レベル情報17を受入れて、上記三つの比較するステップを行い、信号レベル情報17の総和が第１閾値Ｔ１以下で、信号レベル情報17の内の一波のレベル値が第２閾値Ｔ２以下で、現在入来したレベル値と先に対象にされて記憶されているレベル値との差が所定値以下の場合は、減衰手段10に向けてアッテネータ要素の減衰量を減少させるように切替える為の切替制御信号18を出力するようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
以上のように本願発明は、入力端に過大なレベルの信号が入力される場合においても、上記減衰手段によって入力信号を常時は減衰させてチューナに入力するので、チューナは適正なレベルの信号を受入れることができ、従来の問題点が生じることなく、チューナを正常に動作できる効果がある。
【０００９】
さらに本願発明にあっては、入力端に小さいレベルの信号が入力されて、チューナに入力される信号が閾値Ｔ２以下である場合であっても、制御手段の指示により減衰手段におけるアッテネータ要素が切替えられて減衰量が減少するので、チューナには適正なレベルの信号が入力され、チューナを正常に動作できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本願発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１乃至図３において、１はＣＡＴＶ網に接続してデータ通信の信号を供給する周知のケーブルモデムの存在を示す。
なお、図中、減衰手段10、チューナ５、ＱＡＭ復調器８等は、ケーブルモデム１において下り信号用に用いられるものを示した。一方、この種のケーブルモデム１において周知のように備えさせる上り信号用の関係部材については、実質的には存在させるものであるが、周知事項のため図示及び説明は省略する。
【００１１】
上記ケーブルモデム１において、２は周知のＣＡＴＶ信号を入力する為の入力端、３はＰＣ等の端末装置へのデータ信号を出力する為の出力端を示す。
次に、５は周知のチューナを示し、広く知られているように、入力端２から入力されるＣＡＴＶ信号（下り信号）の周波数帯域内の所定の周波数（一波ともいう）にチューニングし、その周波数（一波）の信号を周波数変換して出力するように構成されている。
６はチューナ５に内蔵された電界強度測定手段（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）の存在を示し、チューナ５に入力される信号の内の任意所定周波数（一波）のレベルを測定するようにしてある。さらに、チューナ５で測定した信号レベル情報は後述する制御手段16に向けて出力するように構成してある。
【００１２】
８はチューナ５から出力された信号５ｂを受入れて、ＱＡＭ復調して出力する為の周知のＱＡＭ復調器を示す。
【００１３】
10は入力端２とチューナ５との間に介在させた減衰手段を示し、相互に減衰量が異なる第１アッテネータ要素11、第２アッテネータ要素12、第３アッテネータ要素13を備えている。第１〜第３アッテネータ要素11、12、13は、後述の制御手段16からの切替制御信号18によって選択的に切替利用可能に構成してある。第１〜第３アッテネータ要素11、12、13の減衰量は、相互に選択的に切替利用して、入力端２に入力される信号のレベルを、チューナ５の実用入力レベルに調整して、チューナ５の入力点５ａに対して信号を送出するようにしてあればよく、例えば、夫々０dB、10dB、20dBとしてもよい。
なお、アッテネータ要素の数は、必要に応じて増減させればよく、例えば第１アッテネータ要素11、第２アッテネータ要素12の２段階に構成し、切替利用してもよい。
【００１４】
次に、15はＣＰＵを示し、通常知られているようにケーブルモデムを動作させる為の各種アプリケーションを実行するようにしてある。
16は制御手段の存在を示し、電界強度測定手段６から出力された信号レベル情報17を読み取り、その信号レベル情報17に基づいて、減衰手段10に対して、第１〜第３アッテネータ要素11、12、13を選択的に切替える切替制御信号18を出力するように構成してある。
なお、第１〜第３アッテネータ要素11、12、13を切替える手段としては、通常知られているＰＩＮダイオードを用いての切替回路を用いて、複数のアッテネータ要素を選択的に切替え利用できるようにしておけばよい。
次に、20はケーブルモデムを動作させる為のプログラムやデータを格納するフラッシュメモリを示し、21はＣＰＵ15及び制御手段16等の動作時にデータの一時的な保存に使われるＲＡＭを示す。
【００１５】
上記構成のものにおいて、制御手段16の動作について図２、図３を用いて詳しく説明する。なお、減衰手段10においては、第１アッテネータ要素11及び第２アッテネータ要素12の２つが用いられている場合について説明する。
入力端２に入力される信号が適正レベル（チューナ５の実用入力レベル、例えば、２４dBmV）である場合について説明する。
まず、減衰手段10の第２アッテネータ要素12（例えば減衰量：10dB）を介在させるようにセットする（S101）。入力端２に入力される信号は減衰手段10により減衰され、入力点5aへ向けて送り出される。「week signal」（弱い信号か否かのパラメータ）を「１」（弱い信号）にセットする（S102）。
次に、チューナ５に入力される下り信号の周波数帯域内の全周波数（例えば117波）をスキャンする（S103、S104）。電界強度測定手段６は、全周波数夫々についてレベルを測定し、それらの信号レベル情報17を出力する。制御手段16はそれら信号レベル情報17を読み取り（S105）、夫々RAM21に格納する（S106）。
次に、格納した信号レベル情報17の全てが所定値Ｐ１（例えば−7.8dBmV）より大きいか否か判断する（S107）。所定値Ｐ１以下と判断され（S107でN）、パラメータ「week signal」は「１」のまま次の処理へ移行する。
次に、下り信号が日本等におけるものか否かの判断(S109)、入力レベルの単位変換(S110)、入力レベルの積算(S111)の処理を行った後、次の処理へ移行する。
次に全周波数に関する信号レベル情報17の読み取りが完了したか否か判断し（S112）、完了していない場合（S112でNの場合）はS104へ戻り、S104以降の処理を繰り返す。
【００１６】
次に、S112において「完了」と判断された場合（S112でYの場合）は、全周波数に関する信号レベル情報17の総和を計算する（S113）。
次に、信号レベル情報17の総和と第１閾値Ｔ１（例えば、31.0dBmV）とを比較する（S114）。入力端２に入力される信号は減衰手段10により減衰され、入力点5aへ向けて送り出されているので、信号レベル情報17の総和が第１閾値Ｔ１以下と判断され（S114でN）、「Multi-channel」（信号レベルの総和が高いか低いかのパラメータ）が初期値「０」（レベルが低い）のまま次の処理へ移行する(S115)。
【００１７】
次に下り信号の周波数帯域内の任意の周波数（任意の一波）を読出し（S201）、減衰手段10に対して第２アッテネータ要素12が介在するように切替制御信号18を出力し、第２アッテネータ要素12にセットする（S202）。次に、読出した任意の一波について電界強度測定手段６が測定したレベルＬ２を読み取る（S203）。そのレベル値Ｌ２（現在入来したレベル値ともいう）と、S106において格納した同一の周波数のレベル値Ｌ１とを比較し、その差を算出する(S204)。その差が所定値Ｇ（例えば４dB）より大きいか否か判断する(S205)。差が所定値Ｇ以下と判断され(S205でN)、次の処理（S206）へ移行する。
次にS203において読み取ったレベル値Ｌ２が所定値Ｐ２（例えば−2.8dBmV）より大きく、かつ、「week signal」が「１」（弱い信号）かどうかを判断する(S206)。入力端２に入力される信号にはレベルの変動がない（S206でN）と判断され、次の処理（S207）へ移行する。
【００１８】
次に、現在入来した任意の一波のレベル値（S203で読み取ったレベル値）と、第２閾値Ｔ２（例えば−1.8dBmV）とを比較する。そして、第２閾値Ｔ２以下で、かつ、信号レベル情報17の総和が第１閾値Ｔ１以下（「Multi-channel」が「０」）かどうかを判断する(S207)。両方の比較において共に第１閾値Ｔ１、第２閾値Ｔ２以下（S207でY）と判断され、制御手段16は、減衰手段10に向けてアッテネータ要素の減衰量を減少させるように、第１アッテネータ要素11（例えば減衰量：０dB（スルーともいう））へ切替える為の切替制御信号18を出力し、切替える(S208)。入力端２に入力される信号は、減衰手段10により減衰されることなく、そのままのレベルで入力点5aへ向けて送り出される。
【００１９】
次に、制御手段16は、ケーブルモデムにおいて通常行われるように、下り信号として検出できる信号か否か（QAM信号か否か）を判断し（S209）、検出できた場合（S209でYの場合）は上り信号の処理を行う（S210）。一方、下り信号として検出できない場合（S209でNの場合）は、全ての周波数に対しサーチを１回以上行ったか否かを判断する（S211）。行っていない場合（S211でNの場合）は、所定のチャンネルプランに基づき、次の周波数のサーチを行うようS201に移行し（S212）、S201以降の処理を続ける。
一方、行った場合（S211でYの場合）はS101に移行し、再びS101以降の処理を行う。
【００２０】
以上のように、ケーブルモデム１を起動後、チューナ５に過大なレベルの信号を入力しないように常時は減衰手段10によって入力信号のレベルを減少させるようにしていても(S101)、制御手段16は、S114、S207等のステップにより、入力端２に入力されている信号のレベルが小さい（過大なレベルが入力されていない）ことを判断することができ、それに基づきS208のステップで減衰手段10におけるアッテネータ要素が減衰量が減少するように切替える指示をするので、チューナ５には適正なレベルの信号が入力され、正常に動作できる。
【００２１】
次に、入力端２に入力される信号が過大なレベル（例えば、３４dBmV：ディジタル信号１波が+５dBmV、アナログ信号76波が夫々+15dBmV）である場合について説明する。
なお、S101〜S106、S109〜S113、S201〜S206及びS209〜S212の処理については上述した場合と同様の処理であるので重複する説明を一部省力した。
まず、減衰手段10の第２アッテネータ要素12（例えば減衰量：10dB）を介在させるようにセットする（S101）。入力端２に入力される過大なレベルの信号は、減衰手段10により減衰されて適正なレベルの信号が入力点5aへ向けて送り出される。「week signal」（弱い信号か否かのパラメータ）を「１」（弱い信号）にセットする（S102）。次に、ステップS103へ移行し、引き続きS103〜S106の処理を行う。
次に、格納した信号レベル情報17の全てが所定値Ｐ１（例えば−7.8dBmV）より大きいか否か判断する（S107）。所定値Ｐ１より大きいと判断され（S107でY）、パラメータ「week signal」を「０」（弱い信号ではない）にセットする（S108）。引き続きS109〜S113の処理を行う。
次に、信号レベル情報17の総和と第１閾値Ｔ１（例えば、第１閾値Ｔ１：31.0dBmV）とを比較する（S114）。信号レベル情報17の総和が第１閾値Ｔ１より大きいと判断され（S114でY）、パラメータ「Multi-channel」を「１」（入力レベルが高い環境）にセットし（S115）、S201へ移行して引き続きS201〜S206の処理を行う。
【００２２】
次にS207において、現在入来した任意の一波のレベル値Ｌ２（S203で読み取ったレベル値）と、第２閾値Ｔ２（例えば−1.8dBmV）とを比較し、第２閾値Ｔ２以下で、かつ「Multi-channel」が「０」（信号レベル情報17の総和が第１閾値Ｔ１以下）であるかどうかを判断する(S207)。両方の比較において共に第１閾値Ｔ１、第２閾値Ｔ２以下ではないと判断される（S207でN）。制御手段16は、減衰手段10に向けてアッテネータ要素の減衰量を減少させるように、切替える為の切替制御信号18を出力することなく、S209へ移行し、引き続きS209〜S212の処理を行う。
【００２３】
以上のように、ケーブルモデム１を起動した後は、S101において減衰手段10のアッテネータ要素をセットし、入力端２からの信号のレベルを減衰させてチューナ５へ送出するので、チューナ５には過大なレベルの信号が入力されず、従来の問題点が生じることなく、チューナを正常に動作できる。
【００２４】
次に、入力端２に入力される信号のレベルが、ケーブルモデム起動時は小さいレベルだったが、その後過大なレベルになった場合（入力レベルに変動がある場合）についての制御手段16の動作について説明する。なお、S101〜S106、S109〜S113、s201〜S204の処理については上述した入力端２に入力される信号が過大なレベルの場合と同様の処理であるので、重複する説明を一部省力した。
まず、減衰手段10の第２アッテネータ要素12（例えば減衰量：10dB）を介在させるようにセットする（S101）。入力端２に入力される信号は減衰手段10により減衰され、入力点5aへ向けて送り出される。「week signal」（弱い信号か否かのパラメータ）を「１」（弱い信号）にセットする（S102）。次に、ステップS103へ移行し、引き続きS103〜S106の処理を行う。
【００２５】
次に、格納した信号レベル情報17の全てが所定値Ｐ１（例えば−7.8dBmV）より大きいか否か判断する（S107）。所定値Ｐ１以下と判断され（S107でN）、パラメータ「week signal」は「１」のまま次の処理へ移行する。次に、ステップS109へ移行し、引き続きS109〜S113の処理を行う。
次に、信号レベル情報17の総和と第１閾値Ｔ１（例えば、第１閾値Ｔ１：31.0dBmV）とを比較する（S114）。信号レベル情報17の総和が第１閾値Ｔ１以下と判断され（S114でN）、「Multi-channel」（信号レベルの総和が高いか低いかのパラメータ）が初期値「０」（レベルが低い）のまま次の処理(S201)へ移行する(S114)。引き続きS201〜S204の処理を行う。
【００２６】
次に、S205において、S204の処理において算出した差が所定値Ｇ（例えば４dB）より大きいか否か判断する。信号レベル情報17の内の任意の一波について、S106において記憶されているレベル値Ｌ１と、現在入来したレベル値Ｌ２（S203の値）とにギャップが所定値Ｇより大きい(S205でY)ときは、S101へ移行し、再びS101以降の処理を繰り返す。
【００２７】
一方、S204において差が所定値Ｇ以下の場合は、次の処理（S206）へ移行する。
S203において読み取ったレベル値が所定値Ｐ２（例えば−2.8dBmV）より大きく、かつ、「week signal」が「１」かどうかを判断する。共に条件を満たす場合（S206でYの場合：「S107の時点では信号レベルが弱い」と判断され、かつ、「現在入来したS203の信号レベルは高い」と判断された場合)は、S101へ移行し、再びS101以降の処理を繰り返す。
【００２８】
以上のように、もし仮に信号レベル情報17の総和を計算する間、例えば、10秒〜20秒の間にチューナ５に入力される信号のレベルが変動した場合（例えば、使用者がケーブルモデムにＲＦコネクタを接続せずにケーブルモデム１を起動し、その後接続した場合や、ＲＦコネクタの接触不良により変動する場合等）でも、S205において変動があったことを検出して、減衰手段10に向けてアッテネータ要素の減衰量を減少させるような切替制御信号18を出力することなく、S101へ移行して三つの比較するステップ（S114、S205、S206、S207）を行うようにしたので、過大なレベルの信号がチューナ５に入力されるのを防止することができ、チューナを正常に動作できる。
さらに、S206においても変動の有無を判断するので、より精度高く変動の有無を検出してチューナを正常に動作させることができる。
【００２９】
次に、図１とは複数のアッテネータ要素の切替手段の点において異なる例を示す図４について説明する。
25、26、27は夫々上記と同様の減衰手段、第１アッテネータ要素、第２アッテネータ要素を示す。28は入力端２からの入力点、29はチューナ５への出力点、30は接点を示し、上記制御手段16からの制御信号18によって、周知の同軸リレー31を介して第１アッテネータ要素26、第２アッテネータ要素27の２点において選択的に切替え利用できるようにしてある。
なお、図４ではアッテネータ要素の両側に接点30、30を設けたが、一方を短絡させ、一方の接点30のみを切替えるようにしてもよい。
さらに、周知のFET（電界効果型トランジスタ）で構成された切替回路を使用して第１アッテネータ要素26、第２アッテネータ要素27の２点において選択的に切替え利用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】ケーブルモデムを説明するための概略ブロック図を示す。
【図２】制御手段の動作を説明するためのフローチャートを示す。
【図３】制御手段の動作を説明するためのフローチャートを示す。
【図４】図１の減衰手段とは異なる例を説明する為の概略ブロック図を示す。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・ケーブルモデム、２・・・入力端、３・・・出力端、５・・・チューナ、5a・・・入力点、６・・・電界強度測定手段（RSSI）、８・・・ＱＡＭ復調器、１０・・・減衰手段、１１・・・第１アッテネータ要素、１２・・・第２アッテネータ要素、１３・・・第３アッテネータ要素、１６・・・制御手段、１７・・・信号レベル情報、１８・・・切替制御信号、２０・・・フラッシュメモリ、２１・・・ＲＡＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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