(57)【要約】【課題】モデムにおけるリトレインおよび速度再交渉を、回線負荷および処理負荷をかけることなく最適に行う。【解決手段】モデム１は、監視部１ｅと選択実行部１ｆからなるリトレイン処理部１ｄを具備し、このリトレイン処理部１ｄでは、受信した信号を復調した後のディジタル値と、予め定められた参照値との差が所定のしきい値を超えるとリトレインを行うが、監視部１ｅにおいて、所定の間隔で回線状態の変化を監視して記録し、選択実行部１ｆにおいて、リトレイン時、監視部１ｅの監視記録結果に基づき、強制的にリトレイン前よりも低い接続速度を選択する強制リトレインと、回線状態に基づき接続速度を選択する通常のリトレインのいずれか一方を選択して実行する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した信号を復調した後のディジタル値と、予め定められた参照値との差が所定のしきい値を超えると、回線状態に基づき接続速度を選択して通常のリトレインを行うモデムであって、
所定の間隔で回線状態の変化を監視して記録する監視手段と、
リトレイン時、上記監視手段の監視記録結果に基づき、強制的にリトレイン前よりも低い接続速度を選択する強制リトレインと上記通常のリトレインのいずれか一方を選択して実行する選択実行手段と
を有することを特徴とするモデム。
【請求項２】
請求項１に記載のモデムであって、
上記監視手段は、上記所定の間隔で上記受信した信号を復調した後の信号点と該信号点の参照値となる信号点の各々の座標成分の差を求め、求めた差を所定回数分毎に足し合わせた値を順次に求めて記録し、
上記選択実行手段は、上記監視手段で順次に記録した各値の変化量が予め定められたしきい値より小さければ上記強制リトレインを実行し、上記各値の変化量が上記しきい値より大きければ上記通常のリトレインを実行する
ことを特徴とするモデム。
【請求項３】
送信信号の変調および受信信号の復調を行うモデムであって、
所定の間隔で回線状態の変化を監視して記録する監視手段と、
データ伝送中の速度再交渉時、上記監視手段の監視記録結果に基づき、強制的に速度再交渉前よりも低い接続速度を選択する強制速度再交渉もしくは回線状態に基づき接続速度を選択する通常の速度再交渉のいずれか一方を選択して実行する選択実行手段と
を有することを特徴とするモデム。
【請求項４】
請求項３に記載のモデムであって、
上記監視手段は、上記所定の間隔で上記受信した信号を復調した後の信号点と該信号点の参照値となる信号点の各々の座標成分の差を求め、求めた差を所定回数分毎に足し合わせた値を順次に求めて記録し、
上記選択実行手段は、上記監視手段で順次に記録した各値の変化量が予め定められたしきい値より小さければ上記強制速度再交渉を実行し、上記各値の変化量が上記しきい値より大きければ上記通常の速度再交渉実行する
ことを特徴とするモデム。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のモデムを具備したことを特徴とする通信装置。
【請求項６】
送信信号の変調および受信信号の復調を行うモデムのリトレインを含む速度再交渉制御方法であって、
所定の間隔で回線状態の変化を監視して記録する第１の手順と、
データ伝送中の速度再交渉時、上記第１の手順での監視記録結果に基づき、強制的に速度再交渉前よりも低い接続速度を選択する強制速度再交渉もしくは回線状態に基づき接続速度を選択する通常の速度再交渉のいずれか一方を選択して実行する第２の手順とを有することを特徴とするモデムの速度再交渉制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピュータ等の通信装置でのデータ伝送に用いるモデムに係わり、特に、データ伝送中での接続速度の再決定を効率よく行うのに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、パーソナルコンピュータ等の通信装置では、データ伝送にモデムを用いている。発呼側モデムからのダイヤリングに対して着呼側モデムが応答した後、所定のトレーニングシーケンスを経て、発呼側モデムと着呼側モデムの間の回線状況をもとに、ある接続速度が選択されてデータモードに到達し、データ伝送が可能となる。
【０００３】
データモード到達後、例えば、回線状態の変化が大きいなどの理由により、受信した信号を復調した後のディジタル値と、そのディジタル値に最も近い参照値との差が大きくなる場合がある。そして、この差が、ある一定のしきい値を越えた場合、その接続速度のもとでデータ伝送を継続して行うことが困難であると判断し、再度、最適な接続速度を決定するためのトレーニング、すなわちリトレインを行う。
【０００４】
このリトレインを行うにあたっては、そのトレーニング中の回線状態をもとに最適な接続速度が決定されるため、場合によっては、リトレインを行う前と同一の接続速度が選択されることがある。
【０００５】
このような場合には、リトレイン後にデータモードに到達した後、リトレイン前と同じ程度の回線状態の変化が発生した時に、受信した信号を復調した後のディジタル値と、そのディジタル値に最も近い参照値との差が、しきい値を越えることにより、再度リトレインを必要としてしまう可能性がある。そして、この繰り返しにより、リトレインが頻発し、データ伝送の効率が悪化し、スループット値の低下を招く場合がある。
【０００６】
この問題を回避するための一つの技術として、リトレイン発生時には、強制的に接続速度を下げるものがある。しかし、この技術では、仮に回線状態の変化が瞬間的なものである場合にも、リトレイン後は低い速度で接続してデータを伝送し続けることになり、本来モデムが持つパフォーマンスを発揮できなくなってしまうという欠点が生じる。
【０００７】
また、特許文献１に記載のように、送信側において、データ信号の伝送中に所定信号を所定のタイミングで送出し、この所定信号の送出後に再トレーニング信号を送出し、受信側において、データ信号受信中に所定信号を検出すると、再トレーニング信号の受信を行い、再トレーニング信号に対する再度等化シーケンスを行うことにより、回線の伝送特性変化に迅速に適応して、高品質のデータ通信を可能とする技術がある。
【０００８】
しかし、この技術では、送信側と受信側のモデムのそれぞれで、データ信号の伝送中に所定信号を所定のタイミングで送出し、検出する必要があり、回線に対する負荷および処理負荷が問題となる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−２９７９８０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
解決しようとする問題点は、従来の技術では、モデムにおけるリトレインおよび速度再交渉を、回線負荷および処理負荷をかけることなく、最適に行うことができない点である。
【００１１】
本発明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、モデムの伝送制御性能の向上およびそれを用いた通信装置の通信性能の向上を図ることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、受信した信号を復調した後のディジタル値と、そのディジタル値に最も近い参照値との差の変化の大きさ（変化量）に着目し、例えばリトレイン時に、その差の変化の値が、リトレインを必要とするしきい値を越えた際には、その回線状態の変化が再度発生する可能性が大きいとみなし、強制的に、リトレイン前に比べて低い接続速度を選択し、また、しきい値を越えない場合には、その回線状態の変化は瞬間的なものであり、再度発生する可能性は小さいとみなし、リトレイン前に比べて低い接続速度を強制的に選択することを行わないことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面により詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係わるモデムの構成例を示すブロック図であり、図２は、図１におけるモデムを用いた通信装置によるデータ伝送システムの第１の構成例を示すブロック図、図３は、図１におけるモデムを用いた通信装置によるデータ伝送システムの第２の構成例を示すブロック図、図４は、図１におけるモデムで算出する各値の例を示す説明図、図５は、図１におけるモデムの本発明に係わる速度再交渉制御処理動作例を示すフローチャートである。
【００１５】
図１に示すモデム１は、変調部１ａ、復調部１ｂ、トレーニング処理部１ｃ、リトレイン処理部（速度再交渉制御部）１ｄ等を有し、変調部１ａにおいて送信信号の変調を行い、復調部１ｂにおいて受信信号の復調を行い，トレーニング処理部１ｃにおいて所定のトレーニングシーケンスに基づくモデム間での接続速度の選択を行い、リトレイン処理部（速度再交渉制御部）１ｄにおいて、リトレイン時における接続速度の再決定を行う。
【００１６】
このような構成のモデム１を用いてのデータ伝送制御動作を図２および図３を用いて説明する。
【００１７】
図２においては、通信装置としてのパーソナルコンピュータにアナログモデムを使用する場合の一般的なシステムの構成例を示し、発呼側モデム１２、着呼側モデム１４、および、それぞれの端末となる、通信機能を持つターミナル・ソフトウェアをインストールしたパーソナルコンピュータ（図中「ＰＣ」と記載）１１，１３を用いて公衆電話回線１０を介してデータ伝送を行う。
【００１８】
また、図３においては、自宅からインタネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）を経由してインターネットへ接続する場合の環境を示しており、このような環境としては、プロバイダ側に、ディジタルモデム機能を持つアクセスサーバ１５が、着呼側モデムとして配置される構成になることが多い。
【００１９】
図２または図３の構成において、発呼側モデム１２からのダイヤリングに対して着呼側モデム１４，（１５）が応答した後、所定のトレーニングシーケンスを経て、発呼側モデム１２と着呼側モデム１４，（１５）の間の回線状況をもとに、ある接続速度が選択されてデータモードに到達し、データ伝送が可能となる。
【００２０】
データモード到達後、例えば、回線状態の変化が大きいなどの理由により、受信した信号を復調した後のディジタル値と、そのディジタル値に最も近い参照値との差が大きくなる場合がある。そして、この差が、ある一定のしきい値を越えた場合、その接続速度のもとでデータ伝送を継続して行うことが困難であると判断し、再度、最適な接続速度を決定するためのトレーニング、すなわちリトレインを行う。
【００２１】
このリトレインを行うにあたって、従来は、そのトレーニング中の回線状態をもとに最適な接続速度が決定されるため、場合によっては、リトレインを行う前と同一の接続速度が選択されることがある。このような場合には、リトレイン後にデータモードに到達した後、リトレイン前と同じ程度の回線状態の変化が発生した時に、受信した信号を復調した後のディジタル値と、そのディジタル値に最も近い参照値との差が、しきい値を越えることにより、再度リトレインを必要としてしまう可能性がある。そして、この繰り返しにより、リトレインが頻発し、データ伝送の効率が悪化し、スループット値の低下を招く場合がある。
【００２２】
この問題を回避するために、リトレイン発生時に強制的に接続速度を下げる従来技術では、仮に、回線状態の変化が瞬間的なものである場合にも、リトレイン後は低い速度で接続してデータを伝送し続けることになり、本来モデムが持つパフォーマンスを発揮できなくなってしまうという欠点が生じる。
【００２３】
本例のモデムは、図１に示すように、監視部１ｅと選択実行部１ｆからなるリトレイン処理部１ｄを具備しており、このリトレイン処理部１ｄでは、受信した信号を復調した後のディジタル値と、予め定められた参照値との差が所定のしきい値を超えるとリトレインを行うが、監視部１ｅにおいて、所定の間隔で回線状態の変化を監視して記録し、選択実行部１ｆにおいて、リトレイン時、監視部１ｅの監視記録結果に基づき、強制的にリトレイン前よりも低い接続速度を選択する強制リトレインと、回線状態に基づき接続速度を選択する通常のリトレインのいずれか一方を選択して実行する。
【００２４】
すなわち、監視部１ｅにおいては、所定の間隔で、受信した信号を復調した後の信号点の座標成分（Ｘｒ，Ｙｒ）と、この信号点の参照値となる信号点の座標成分（Ｘｃ，Ｙｃ）の差（ａ＝（Ｘｒ−Ｘｃ）＾２＋（Ｙｒ−Ｙｃ）＾２）を求め、求めた差（ａ）を所定回数分毎に足し合わせた値（α）を順次に求めて（α０，…，αｎ）記録し、選択実行部１ｆにおいては、監視部１ｅで順次に記録した各値の変化量（αｄ：例えば、αｄ＝αｎ−α０）が予め定められたしきい値（ｘ）より小さければ強制リトレインを実行し、各値の変化量（αｄ）がしきい値（ｘ）より大きければ、通常のリトレインを実行する。
【００２５】
以下、その動作をより具体的に説明する。
【００２６】
図２または図３の構成において通信を行う場合、発呼側モデム１２からダイヤリングを行い、着呼側モデム１４，（１５）が応答した後、図１に示すトレーニング処理部１ｃにより、所定のトレーニングシーケンスを経て、発呼側モデム１２と着呼側モデム１４，（１５）の間の回線状況をもとに、最も適切な接続速度が選択されてデータモードに到達し、データ伝送が可能となる。
【００２７】
尚、両方のモデム（１２，１４，１５）において、接続速度の制限が設定されている場合には、その設定内容が、接続速度の選択の要素の一つとして加えられる。
【００２８】
モデムにおいてはデータの伝送は全二重通信で行われるが、以下、一方のデータ伝送方向を例とし、発呼側のアナログモデム（１２）を受信側モデムとして説明する。
【００２９】
図１のモデム１（受信側）は、公衆電話回線１０を介して入力されるアナログ信号を、図示していない信号変換回路によりディジタル信号に変換し、次に、復調部１によりベースバンド信号に復調し、図示していない等価器により歪みを除去した後、図示していない処理回路により位相リカバリやタイミングリカバリなどの処理を行う。
【００３０】
そして、リトレイン処理部１ｄにおいて、監視部１ｅにより、その出力値として得られるディジタルデータを、Ｘ，Ｙの２次元平面上の点Ｒの座標成分（Ｘｒ，Ｙｒ）とし、モデムの信号点の中で最も点Ｒに近い信号点Ｃの座標成分を（Ｘｃ，Ｙｃ）とし、点Ｒと点Ｃの距離成分（（Ｘｒ−Ｘｃ）＾２＋（Ｙｒ−Ｙｃ）＾２）を求め、エラーを表す値ａとする。
【００３１】
さらに、点Ｒの座標成分（Ｘｒ，Ｙｒ）が更新される間隔である１［ｂａｕｄ］ごとに「ａ（＝（Ｘｒ−Ｘｃ）＾２＋（Ｙｒ−Ｙｃ）＾２）」の値を１０［ｂａｕｄ］分まで加算し、その値を「α」とし、このように１０［ｂａｕｄ］ごとに求めた「α」を、３秒間分に相当するリングバッファに記憶する。
【００３２】
このリングバッファ中の「α」の値の中で、最も新しい値を「αｎ」とし、最も古い値すなわち３秒前の値を「αｏ」とする。これらの「ａ」、「αｎ」、「αｏ」の関係を図４に示す。
【００３３】
エラーを表す値「ａ」が、ある一定のしきい値Ｔｈを越えた場合に、その速度でのデータ伝送を継続することが困難であると判断し、リトレインを開始する。この時、選択実行部１ｆにおいて、リングバッファ中の「αｎ」と「αｏ」との差を「αｄ（＝αｎ−αｏ）」とし、この差の値「αｄ」に関する一定のしきい値「χ」との大小関係を調べる。
【００３４】
ここで、「αｄ＜χ」である場合、その３秒間の間に、それほど大きな回線状態の変化は発生しなかったものと判断し、そのことを示すフラグＦをオンにする。そして、フラグＦがオンである場合には、リトレイン後の接続速度を決定する際に、リトレイン前よりも低い接続速度を強制的に選択することを、条件として加える。
【００３５】
これは、リトレイン後、仮にリトレイン前と同一の接続速度が選択された場合には、リトレイン後、リトレインが発生するに至った程度の回線状態の変化が再び発生し、リトレインの連続的な発生を招く可能性があるため、これを回避することを目的としたものである。
【００３６】
一方、「αｄ＞χ」である場合には、大きな回線状態の変化が発生したものと判断し、前述の、大きな回線状態の変化が発生しなかったことを示すフラグＦをオフにする。フラグＦがオフである場合には、リトレイン後の接続速度として、リトレイン前よりも低い接続速度を選択することを、条件には加えない。これは、以下の理由によるものである。
【００３７】
大きな回線状態の変化が発生するケースとしては、大きく２つの状態が考えられる。まず、回線状態が大きく変化した後、変化後の状態がそのまま継続するケースであり、この場合、リトレインの結果、リトレイン前に比べて低い速度が選択される可能性が大きいため、とくに強制的に低い速度を選択する必要がない。
【００３８】
もう一つは、回線状態の大きな変化が、例えばインパルスのノイズの混入のように、瞬間的なものであるケースである。この場合、瞬間的な回線状態の変化が発生した後、元の回線状態に戻る可能性が大きく、実質的に最適な接続速度が、リトレイン前の接続速度と同一である可能性が大きい。そのため、強制的に低い速度を選択することが、データ伝送の効率を下げてしまうことになるつながる可能性がある。
【００３９】
従って、大きな回線状態の変化が発生する場合の、上記の２つのいずれのケースに対しても、リトレイン後、強制的に低い速度を選択しないことが望ましいと考えられる。
【００４０】
このように、本例では、受信した信号を復調した後のディジタル値と、そのディジタル値に最も近い参照値との差の変化をもとに、リトレイン後、強制的にリトレイン前に比べて低い速度を選択するかどうかを設定し、再度リトレインが発生する可能性が、なるべく小さくなるように、リトレイン後の接続速度を選択する。
【００４１】
以上の例では、リトレインが発生する場合を例に挙げて説明を行ったが、速度再交渉（Ｒａｔｅ  Ｒｅ−ｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ）が発生する場合にも、この技術を用いることが可能であり、以下、図５を用いて、図１におけるモデム１の速度再交渉制御部１ｄとしての動作について説明する。
【００４２】
まず、監視部１ｅにおいて、所定の間隔で回線状態の変化を監視して、受信信号を復調記録する（ステップＳ５０１）。すなわち、受信した信号を復調した後の信号点と、この信号点の参照値となる信号点の各々の座標成分の差を求め、求めた差を所定回数分毎に足し合わせた値を順次に求めて記録する。
【００４３】
データ伝送中に速度再交渉制御を行う際には（ステップＳ５０２）、選択実行部１ｆにおいて、監視部１ｅのステップＳ５０１での監視記録結果に基づき、強制的に速度再交渉前よりも低い接続速度を選択する強制速度再交渉もしくは回線状態に基づき接続速度を選択する通常の速度再交渉のいずれか一方を選択して実行する。
【００４４】
すなわち、監視部１ｅで順次に記録した各値の変化量と予め定められたしきい値とを比較し（ステップＳ５０４）、各値の変化量がしきい値より小さければ強制速度再交渉を実行し（ステップＳ５０５）、また、各値の変化量がしきい値より大きければ、通常のリトレインを実行する（ステップＳ５０６）。
【００４５】
以上、図１から図５を用いて説明したように、本例では、受信した信号を復調した後のディジタル値と、そのディジタル値に最も近い参照値との差の変化の大きさ（変化量）に着目し、例えばリトレイン時に、その差の変化の値が、リトレインを必要とするしきい値を越えた際には、その回線状態の変化が再度発生する可能性が大きいとみなし、強制的に、リトレイン前に比べて低い接続速度を選択し、また、しきい値を越えない場合には、その回線状態の変化は瞬間的なものであり、再度発生する可能性は小さいとみなし、リトレイン前に比べて低い接続速度を強制的に選択することを行わない。
【００４６】
すなわち、送信信号の変調および受信信号の復調を行う例えば２つのアナログモデム装置間、もしくは、アナログモデムとディジタルモデム間のデ−タ伝送中に、リトレインや速度再交渉が必要となった際に、実際に受信した信号を復調した後の信号点とその参照値となる信号点の座標成分の差の変化分を所定の回数分足し合わせた値を、リトレインや速度再交渉における接続速度を決定するための条件の一つとして使用する。
【００４７】
このことにより、リトレインを行うにあたって、そのトレーニング中の回線状態をもとに最適な接続速度が決定されることによる不具合（場合によっては、リトレインを行う前と同一の接続速度が選択され、再度リトレインを必要として、リトレインの繰り返しが頻発し、データ伝送の効率が悪化し、スループット値の低下を招く）や、リトレイン発生時に強制的に接続速度を下げることによる不具合（仮に回線状態の変化が瞬間的なものである場合にも、リトレイン後は低い速度で接続してデータを伝送し続けることになり、本来モデムが持つパフォーマンスを発揮できなくなってしまう）を回避することができる。
【００４８】
尚、本発明は、図１〜図５を用いて説明した例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。例えば、本例では、モデムを用いてデータ伝送を行う通信装置としてパーソナルコンピュータを例示しているが、パーソナルコンピュータ以外の通信装置にも適用可能である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明によれば、連続的なリトレインの発生を少なくすることが可能となる。また、受信した信号を復調した後のディジタル値と、そのディジタル値に最も近い参照値との差が、リトレインが必要となるしきい値を越える程度に大きくなった場合にも、これが瞬間的なものであると判断される場合には、リトレイン前と同一の速度で接続することができるため、不必要な接続速度の低下を回避することが可能となる。その結果、モデムにおけるリトレインおよび速度再交渉を、回線負荷および処理負荷をかけることなく、最適に行うことができ、モデムの伝送制御性能の向上およびそれを用いた通信装置の通信性能の向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるモデムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１におけるモデムを用いた通信装置によるデータ伝送システムの第１の構成例を示すブロック図である。
【図３】図１におけるモデムを用いた通信装置によるデータ伝送システムの第２の構成例を示すブロック図である。
【図４】図１におけるモデムで算出する各値の例を示す説明図である。
【図５】図１におけるモデムの本発明に係わる速度再交渉制御処理動作例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１：モデム、１ａ：変調部、１ｂ：復調部、１ｃ：トレーニング処理部、１ｄ：リトレイン処理部（速度再交渉制御部）、１０：公衆電話回線、１１，１３：パーソナルコンピュータ（「ＰＣ」）、１２：モデム（発呼側）、１４：モデム（着呼側）、１５：アクセスサーバ（ディジタルモデム機能付）。
【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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