(57)【要約】【課題】通信速度の低下を防ぐとともに通信の安定化を図ることが可能な通信装置、通信システムおよび通信方法を提供する。【解決手段】通信装置は、通信相手から周波数の異なる複数個の通信信号を受信する受信部６２と、受信した複数個の通信信号の回線状態を測定する測定部５３と、  複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを別々に設定するマージン設定部５５と、測定した回線状態から設定したマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部５１と、決定した通信速度を通信相手に通知する送信部６１とを備える。【選択図】図２
2007228405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信相手から周波数の異なる複数個の通信信号を受信する受信部と、
前記受信した複数個の通信信号の回線状態を測定する測定部と、
前記複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを別々に設定するマージン設定部と、
前記測定した回線状態から前記設定したマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部と、
前記決定した通信速度を前記通信相手に通知する送信部とを備える通信装置。
【請求項２】
周波数の異なる複数個の通信信号を通信相手に送信する送信部と、
前記通信相手が測定した前記複数個の通信信号の回線状態を前記通信相手から取得する受信部と、
前記複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを別々に設定するマージン設定部と、
前記取得した回線状態から前記設定したマージン値だけ劣化した回線状態において前記通信相手が受信する前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部とを備え、
前記送信部は、前記決定した通信速度で前記複数個の通信信号を前記通信相手に送信する通信装置。
【請求項３】
前記マージン設定部は、前記通信信号ごとに前記マージン値を設定する請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記マージン設定部は、前記複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを異なる値に設定する請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項５】
前記回線状態は信号対雑音比であり、
前記通信速度決定部は、前記測定された信号対雑音比から前記マージン値だけ小さい信号対雑音比において前記通信相手が受信する前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項６】
前記通信装置は、さらに、前記複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とが定められたテーブルを複数個記憶する記憶部を備え、
前記マージン設定部は、前記複数個のテーブルのうちのいずれか１個を選択して設定する請求項１または２に記載の通信装置。
【請求項７】
第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムであって、
前記第１の通信装置は、
周波数の異なる複数個の通信信号を前記第２の通信装置に送信する送信部を備え、
前記第２の通信装置は、
前記第１の通信装置から前記複数個の通信信号を受信する受信部と、
前記受信した複数個の通信信号の回線状態を測定する測定部と、
前記複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを別々に設定するマージン設定部と、
前記測定した回線状態から前記設定したマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部と、
前記決定した通信速度を前記第１の通信装置に通知する送信部とを備え、
前記第１の通信装置における送信部は、前記通知された通信速度で前記複数個の通信信号を前記第２の通信装置に送信する通信システム。
【請求項８】
第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムにおける通信方法であって、
前記第１の通信装置が、周波数の異なる複数個の通信信号を前記第２の通信装置に送信するステップと、
前記第２の通信装置が、前記第１の通信装置から受信した前記複数個の通信信号の回線状態を測定するステップと、
前記第２の通信装置が、前記複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを別々に設定するステップと、
前記第２の通信装置が、前記測定した回線状態から前記設定したマージン値だけ劣化した回線状態において前記複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように前記複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定するステップと、
前記第２の通信装置が、前記決定した通信速度を前記第１の通信装置に通知するステップと、
前記第１の通信装置が、前記通知された通信速度で前記複数個の通信信号を前記第２の通信装置に送信するステップとを含む通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信システムおよび通信方法に関し、特に、周波数の異なる複数個の信号を用いて通信する通信装置、通信システムおよび通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既存の電話回線を利用して高速のデータ通信を行なうｘＤＳＬ（x Digital Subscriber
Line：デジタル加入者線）方式には、たとえばＡＤＳＬ（Asymmetric DSL：非対称デジタル加入者線）およびＶＤＳＬ（Very high-bit-rate DSL：超高速デジタル加入者線）などがある。
【０００３】
ｘＤＳＬの変調方式には、使用する伝送周波数帯域を複数の細かい帯域に分けて通信を行なうＤＭＴ（Discrete Multi-Tone：離散マルチトーン）変調方式がある。たとえば、フルレートＡＤＳＬ（８Ｍｂｐｓ／１２Ｍｂｐｓ）では、約１ＭＨｚの伝送周波数帯域を２５６個のサブチャネル（４ｋＨｚの帯域幅）に分割している。
【０００４】
ＤＭＴ変調方式を用いたマルチキャリア通信システムでは、データ通信を開始する前に、互いに接続された通信装置間の回線状態をチェックするトレーニングを行なう。このトレーニングでは、分割されたサブチャネルごとに信号対雑音比（以下、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）とも称する。）を観測し、観測結果に応じて、サブチャネルの搬送波であるサブキャリアに割り当てるビット数の配分を設定する。これにより、回線状態に応じた通信速度が自動的に設定される（ベストエフォート方式）。トレーニング完了後、通信装置間のリンク（接続）が確立されると、設定された通信速度でデータ通信が開始される。通常は、データ通信中において通信速度の動的な変更は行なわない。
【０００５】
ところで、一般的な電話回線は、複数の回線を束ねた電話ケーブルに収容されるため、近接する２つの電話回線間では、電磁的な結合による漏話（クロストーク）が生じる。
【０００６】
近年、リアルタイム伝送を利用したＩＰ電話、テレビ電話、対戦型ゲームおよびビデオ配信等の需要が増加している。リアルタイム伝送においては、通信速度よりも通信の安定性を重視する傾向がある。したがって、回線状態が悪化してもリンクが切断されない、安定した通信サービスが求められる。
【０００７】
このような安定した通信サービスを実現する通信装置の一例として、たとえば、特許文献１には以下のような通信装置が開示されている。すなわち、通信装置は、回線毎にｘＤＳＬ接続における通信エラーを監視し、特定の回線における通信エラーが所定の閾値を超えた場合に、当該回線における通信設定を変更するよう指示を出すエラー監視部と、通信設定を変更する指示に基づいて、当該回線における通信がより安定化するよう、例えばノイズマージン量を引き上げるなど、その設定を変更する通信設定変更部とを備える。
【０００８】
また、安定した通信サービスを実現する通信システムの一例として、特許文献２には以下のようなｘＤＳＬ通信システムが開示されている。すなわち、ｘＤＳＬ回線を介してユーザのｘＤＳＬモデムと通信サービス提供者のＤＳＬモデム装置を接続するｘＤＳＬ通信システムであって、通信中のｘＤＳＬ回線による接続が切断し、ｘＤＳＬモデムによる再接続を行った場合、同期確立時点の各キャリアのビット数と再同期確立時点の各キャリアのビット数との比較を行ない、同期確立時点のビット数と再同期確立時点のビット数とに差分が発生したキャリアについて、ノイズに対する余裕度をより大きくしたビット数とし、両者が等しいキャリアについてはそのままのビット数を用いて、各キャリアのビット数の割り付けを行なって、再同期確立後の通信を行なう。
【特許文献１】特開２００３−２７４０５３号公報
【特許文献２】特開２００５−１２４０１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ｘＤＳＬ通信システムでは、基本的に送信側の通信装置からは各サブキャリアで同一レベルの通信信号を送信する。そして、伝送路損失には周波数特性がある、すなわち周波数ごとに伝送路損失が異なることから、受信側の通信装置における通信信号の受信レベルは各サブキャリアで異なる場合が多い。
【００１０】
ここで、特許文献１記載の通信装置は、特定の回線ごとにノイズマージン量を引き上げる構成であるが、各サブキャリアのノイズマージン量は一定である。このため、受信側の通信装置における通信信号の受信レベルが各サブキャリアで異なる場合でも通信信号の誤り率が所定値未満となるようにするためには、受信レベルの最も低いサブキャリアにあわせて各サブキャリアのノイズマージン量を設定する必要がある。したがって、必要以上に通信システム全体の通信速度を低下させてしまうという問題点があった。
【００１１】
また、特許文献２記載の通信装置は、同期確立時点のビット数と再同期確立時点のビット数とに基づいて各キャリアのビット数の割り付けを行なう構成である。このため、トレーニング終了後に伝送路に新たな干渉源が発生して伝送路損失の周波数特性が変動した場合には、トレーニング時と比べて回線状態の劣化したサブキャリアに対応する通信信号の誤り率が増大してしまう。したがって、伝送路損失の周波数特性の変動に起因して回線の切断ならびに接続および再トレーニングが繰り返され、通信が不安定になるという問題点があった。
【００１２】
それゆえに、本発明の目的は、通信速度の低下を防ぐとともに通信の安定化を図ることが可能な通信装置、通信システムおよび通信方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信装置は、通信相手から周波数の異なる複数個の通信信号を受信する受信部と、受信した複数個の通信信号の回線状態を測定する測定部と、複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを別々に設定するマージン設定部と、測定した回線状態から設定したマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部と、決定した通信速度を通信相手に通知する送信部とを備える。
【００１４】
またこの発明のさらに別の局面に係わる通信装置は、周波数の異なる複数個の通信信号を通信相手に送信する送信部と、通信相手が測定した複数個の通信信号の回線状態を通信相手から取得する受信部と、複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを別々に設定するマージン設定部と、取得した回線状態から設定したマージン値だけ劣化した回線状態において通信相手が受信する複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部とを備え、送信部は、決定した通信速度で複数個の通信信号を通信相手に送信する。
【００１５】
好ましくは、マージン設定部は、通信信号ごとにマージン値を設定する。
好ましくは、マージン設定部は、複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを異なる値に設定する。
【００１６】
好ましくは、回線状態は信号対雑音比であり、通信速度決定部は、測定された信号対雑音比からマージン値だけ小さい信号対雑音比において通信相手が受信する複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する。
【００１７】
好ましくは、通信装置は、さらに、複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とが定められたテーブルを複数個記憶する記憶部を備え、マージン設定部は、複数個のテーブルのうちのいずれか１個を選択して設定する。
【００１８】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信システムは、第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムであって、第１の通信装置は、周波数の異なる複数個の通信信号を第２の通信装置に送信する送信部を備え、第２の通信装置は、第１の通信装置から複数個の通信信号を受信する受信部と、受信した複数個の通信信号の回線状態を測定する測定部と、複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを別々に設定するマージン設定部と、測定した回線状態から設定したマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定する通信速度決定部と、決定した通信速度を第１の通信装置に通知する送信部とを備え、第１の通信装置における送信部は、通知された通信速度で複数個の通信信号を第２の通信装置に送信する通信システム。
【００１９】
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる通信方法は、第１の通信装置および第２の通信装置を備える通信システムにおける通信方法であって、第１の通信装置が、周波数の異なる複数個の通信信号を第２の通信装置に送信するステップと、第２の通信装置が、第１の通信装置から受信した複数個の通信信号の回線状態を測定するステップと、第２の通信装置が、複数個の通信信号のうちの少なくとも１個の通信信号に対応するマージン値と他の通信信号に対応するマージン値とを別々に設定するステップと、第２の通信装置が、測定した回線状態から設定したマージン値だけ劣化した回線状態において複数個の通信信号の誤り率がそれぞれ所定値未満となるように複数個の通信信号の通信速度をそれぞれ決定するステップと、第２の通信装置が、決定した通信速度を第１の通信装置に通知するステップと、第１の通信装置が、通知された通信速度で複数個の通信信号を第２の通信装置に送信するステップとを含む。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、通信速度の低下を防ぐとともに通信の安定化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る通信システム、およびこの通信システムにおける通信装置の構成を示す機能ブロック図である。
【００２３】
図１を参照して、通信システム１００は、通信装置である局側装置１と、同じく通信装置である端末側装置２とを備える。局側装置１と端末側装置２とは、電話回線を介して接続される。局側装置１は、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号を通信相手である端末側装置２へ送信する。また、端末側装置２は、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号を通信相手である局側装置１へ送信する。なお、通信システムは、局側装置１および端末側装置２をそれぞれ複数台備える構成であってもよく、また、１台の局側装置１が、複数台の端末側装置２と通信を行なう構成であってもよい。また、少なくとも１台の局側装置１が、この通信システムにおける他の局側装置１および端末側装置２の監視および制御を行なう管理装置としての機能を有していてもよい。
【００２４】
局側装置１は、送信部６１と、受信部６２と、記憶部８と、制御部１７と、エンコーダ１０と、デコーダ３２とを備える。送信部６１は、変調器（ＩＦＦＴ）１２と、パラレル・シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器１４と、デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）１６と、ドライバ部２０と、ハイブリッド回路２２とを含む。受信部６２は、ハイブリッド回路２２と、低雑音アンプ２４と、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）２６と、シリアル・パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器２８と、復調器（ＦＦＴ）３０とを含む。
【００２５】
エンコーダ１０は、送信する入力データの符号化を行ない、符号化した入力データを複数個のサブキャリアに割り当てる。そして、エンコーダ１０は、各サブキャリアのデータを変調器１２へ出力する。
【００２６】
変調器１２は、エンコーダ１０から受けた各サブキャリアのデータを高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ：Inverse Fast Fourier Transform）によりデジタル変調する。そして、変調器１２は、デジタル変調信号をパラレル・シリアル変換器１４へ出力する。
【００２７】
パラレル・シリアル変換器１４は、変調器１２から受けた並列信号を、直列信号に変換して、デジタル・アナログ変換器１６へ出力する。
【００２８】
デジタル・アナログ変換器１６は、パラレル・シリアル変換器１４から受けたデジタル信号をアナログ信号に変換して、ドライバ部２０へ出力する。
【００２９】
ドライバ部２０は、デジタル・アナログ変換器１６から受けたアナログ信号を所定のレベルに増幅して、ハイブリッド回路２２へ出力する。
【００３０】
ハイブリッド回路２２は、ドライバ部２０から受けたアナログ信号を通信信号として電話回線を介して端末側装置２へ送信する。また、ハイブリッド回路２２は、端末側装置２から電話回線を介して受信した通信信号であるアナログ信号を低雑音アンプ２４へ出力する。
【００３１】
低雑音アンプ２４は、ハイブリッド回路２２から受けたアナログ信号を所定のレベルに調整した後、アナログ・デジタル変換器２６へ出力する。
【００３２】
アナログ・デジタル変換器２６は、低雑音アンプ２４から受けたアナログ信号をデジタル信号に変換して、シリアル・パラレル変換器２８へ出力する。
【００３３】
シリアル・パラレル変換器２８は、アナログ・デジタル変換器２６から受けた直列信号を並列信号に変換して、復調器３０へ出力する。
【００３４】
復調器３０は、シリアル・パラレル変換器２８から受けたデータを高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）によりデジタル復調する。そして、復調器３０は、デジタル復調した各サブキャリアのデータをデコーダ３２へ出力する。
【００３５】
デコーダ３２は、復調器３０から受けた各サブキャリアのデータから元のデータを復元して、外部へ出力する。また、デコーダ３２は、復元したデータの一部または全部を受信データ情報として制御部１７へ出力する。
【００３６】
制御部１７は、エンコーダ１０、変調器１２、復調器３０およびデコーダ３２等、通信装置内の各ブロックを制御する。
【００３７】
図２は、制御部の構成を示す機能ブロック図である。
図２を参照して、制御部１７は、通信速度決定部５１と、変復調方式決定部５２と、ＳＮＲ測定部５３と、誤り率測定部５４と、マージン設定部５５とを含む。
【００３８】
通信速度決定部５１は、複数個の通信信号のＳＮＲ測定結果を自己の通信装置または通信相手である通信装置から取得する。また、マージン設定部５５は、通信信号ごとにマージン値を設定する。そして、通信速度決定部５１は、取得したＳＮＲ測定結果および設定されたマージン値に基づいて通信信号の通信速度を決定する。
【００３９】
端末側装置２の構成および基本動作は局側装置１と同様あるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
【００４０】
次に、本発明の実施の形態に係る通信装置が通信速度を決定する際の動作について説明する。
【００４１】
［動作］
図３は、本発明の実施の形態に係る通信装置が通信速度を決定する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【００４２】
局側装置１および端末側装置２が通信を行なっている状態において、局側装置１は、局側装置１および端末側装置２間の通信信号の受信品質を監視している。
【００４３】
より詳細には、局側装置１において、制御部１７における誤り率測定部５４は、デコーダ３２から受けた受信データ情報に基づいて、端末側装置２から局側装置１への通信方向（以下、上り方向とも称する。）の通信信号の誤り率を算出する。
【００４４】
一方、端末側装置２において、制御部１７における誤り率測定部５４は、デコーダ３２から受けた受信データ情報に基づいて、局側装置１から端末側装置２への通信方向（以下、下り方向とも称する。）の通信信号の誤り率を算出する。そして、端末側装置２における制御部１７は、エンコーダ１０を制御して、誤り率の算出結果を通信信号に含めて局側装置１へ送信する。そして、局側装置１において、誤り率測定部５４は、デコーダ３２から受けた受信データ情報から、下り方向の通信信号の誤り率を抽出する。
【００４５】
局側装置１は、下り方向の通信信号の誤り率、または上り方向の通信信号の誤り率が所定値以上である場合には（Ｓ１でＹＥＳ）、上りおよび下りの回線を切断する制御を行なう（Ｓ２）。
【００４６】
上りおよび下りの回線が切断されると、局側装置１および端末側装置２は初期化を行なう（Ｓ３およびＳ２１）。たとえば、局側装置１および端末側装置２における制御部１７は、変調器１２および復調器３０等を制御して無変調信号を送受信することにより、各々のドライバ部２０および低雑音アンプ２４に含まれるＡＧＣ（Auto Gain Control）回路のゲイン設定等を行なう。なお、局側装置１または端末側装置２に対する電源投入時、あるいは使用者が初期化のコマンドを局側装置１または端末側装置２に投入した場合に、局側装置１および端末側装置２が初期化を行なう構成であってもよい。
【００４７】
初期化が終了すると、局側装置１は上り方向および下り方向のマージンテーブルを選択する。より詳細には、局側装置１における記憶部８は、複数個の上り方向のマージンテーブルと複数個の下り方向のマージンテーブルとを記憶している。局側装置１における制御部１７は、記憶部８から上り方向および下り方向のマージンテーブルをそれぞれ１個ずつ選択して取得する（Ｓ４）。
【００４８】
図４は、本発明の実施の形態に係る通信装置におけるマージンテーブルの一例を示す図である。
【００４９】
図４を参照して、たとえばサブキャリア１および２のＳＮＲマージンは６ｄＢである。マージンテーブルは、局側装置１および端末側装置２間の通信に用いられる複数個のサブキャリアとたとえばＳＮＲのマージン値との対応関係を表わすテーブルである。上り方向のマージンテーブルは上り方向の通信に用いられるサブキャリアとＳＮＲマージンとの対応関係を表わし、下り方向のマージンテーブルは下り方向の通信に用いられるサブキャリアとＳＮＲマージンとの対応関係を表わす。
【００５０】
再び図３を参照して、局側装置１は、選択した下り方向のマージンテーブルを端末側装置２へ送信する。より詳細には、局側装置１における制御部１７は、選択した下り方向のマージンテーブルをエンコーダ１０へ出力する。選択された下り方向のマージンテーブルは、エンコーダ１０において、符号化およびサブキャリアへの割り当てが行なわれ、変調器１２、Ｐ／Ｓ変換器１４、デジタル・アナログ変換器１６、バッファ部２０およびハイブリッド回路２２を介して端末側装置２へ送信される（Ｓ５）。
【００５１】
また、局側装置１は、たとえばＰＮ（Pseudo  Noise）系列の信号（以下、テスト信号とも称する。）を通信信号として端末側装置２へ送信する。テスト信号は、マージンテーブルと同様に、エンコーダ１０、変調器１２、Ｐ／Ｓ変換器１４、デジタル・アナログ変換器１６、バッファ部２０およびハイブリッド回路２２を介して端末側装置２へ送信される（Ｓ６）。
【００５２】
端末側装置２は、局側装置１から受信したテスト信号のＳＮＲを測定する。より詳細には、端末側装置２において、復調器３０は、テスト信号に対応するデータをシリアル・パラレル変換器２８から受けてデジタル復調し、コンスタレーションを制御部１７へ出力する。制御部１７におけるＳＮＲ測定部５３は、復調器３０から受けたコンスタレーションに基づいて、テスト信号のＳＮＲを測定する（Ｓ２２）。ここで、コンスタレーションとは、変調信号の同相（Ｉ相）成分および直交（Ｑ相）成分からなるＩＱ座標軸平面におけるシンボル点配置のことである。
【００５３】
端末側装置２は、テスト信号のＳＮＲ測定結果および局側装置１から受信した下り方向のマージンテーブルに基づいて、局側装置１から送信する複数個の通信信号の速度をそれぞれ決定する。たとえば、端末側装置２は、局側装置１が通信信号の送信に用いる複数個のサブキャリアと各サブキャリアに割り当てるビット数との対応関係を表わす下り方向のビットテーブルを生成し、局側装置１へ送信する。より詳細には、端末側装置２における制御部１７の通信速度決定部５１は、デコーダ３２から受けた受信データ情報から、局側装置１が送信した下り方向のマージンテーブルを抽出する。そして、通信速度決定部５１は、テスト信号のＳＮＲ測定結果および抽出した下り方向のマージンテーブルに基づいて下り方向のビットテーブルを生成し、エンコーダ１０および変復調方式決定部５２へ出力する。下り方向のビットテーブルは、エンコーダ１０、変調器１２、Ｐ／Ｓ変換器１４、デジタル・アナログ変換器１６、バッファ部２０およびハイブリッド回路２２を介して局側装置１へ送信される（Ｓ２３）。
【００５４】
また、端末側装置２における変復調方式決定部５２は、通信速度決定部５１から受けた下り方向のビットテーブルに基づいて、局側装置１から送信される通信信号の変調方式を認識し、復調器３０へ通知する。復調器３０は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式で各サブキャリアの通信信号をそれぞれ復調する。
【００５５】
局側装置１は、端末側装置２から受信した下り方向のビットテーブルが表わす、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号の通信速度に基づいて、たとえば複数個の通信信号の変調方式をそれぞれ決定する。より詳細には、局側装置１における制御部１７の変復調方式決定部５２は、デコーダ３２から受けた受信データ情報から、端末側装置２が送信した下り方向のビットテーブルを抽出する。そして、変復調方式決定部５２は、抽出した下り方向のビットテーブルに基づいて複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号の変調方式をそれぞれ決定し、決定した変調方式を変調器１２へ通知する。変調器１２は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式で各サブキャリアのデータをそれぞれ変調する。
【００５６】
また、端末側装置２は、局側装置１と同様に、たとえばＰＮ系列の信号であるテスト信号を通信信号として局側装置１へ送信する（Ｓ２４）。
【００５７】
局側装置１は、端末側装置２から受信したテスト信号の信号対雑音比を測定する（Ｓ８）。
【００５８】
局側装置１は、テスト信号のＳＮＲ測定結果および自己の通信装置における制御部１７のマージン設定部５５が選択した上り方向のマージンテーブルに基づいて、端末側装置２から送信する複数個の通信信号の速度をそれぞれ決定する。たとえば、局側装置１は、端末側装置２が通信信号の送信に用いる複数個のサブキャリアと各サブキャリアに割り当てるビット数との対応関係を表わす上り方向のビットテーブルを生成し、端末側装置２へ送信する（Ｓ９）。
【００５９】
また、局側装置１における変復調方式決定部５２は、通信速度決定部５１から受けた上り方向のビットテーブルに基づいて、端末側装置２から送信される通信信号の変調方式を認識し、復調器３０へ通知する。復調器３０は、制御部１７からの通知内容が表わす変調方式で各サブキャリアの通信信号をそれぞれ復調する。
【００６０】
端末側装置２は、局側装置１から受信した上り方向のビットテーブルが表わす、複数個のサブキャリアに対応する複数個の通信信号の通信速度に基づいて、たとえば複数個の通信信号の変調方式をそれぞれ決定する（Ｓ２５）。
【００６１】
再び図４を参照して、たとえば端末側装置２における通信速度決定部５１は、テスト信号のＳＮＲ測定結果すなわちＳＮＲ測定部５３が測定した通信信号のＳＮＲの条件下で通信信号が所定の受信品質を満たすことができる通信速度よりも低い通信速度を、通信相手からの通信信号の通信速度として決定する。すなわち、通信速度決定部５１は、測定した通信信号のＳＮＲよりもさらにＳＮＲマージンだけ劣化したＳＮＲの条件下で通信信号の誤り率が所定値未満となる通信速度を、通信相手からの通信信号の通信速度として決定する。
【００６２】
具体的には、通信速度決定部５１は、サブキャリア１における通信信号のＳＮＲが５０ｄＢである場合には、５０ｄＢよりもさらにＳＮＲマージンの６ｄＢだけ劣化した４４ｄＢのＳＮＲの条件下でサブキャリア１における通信信号が所定の受信品質たとえば誤り率が１０-7未満となる１５ビットをサブキャリア１に割り当てる。
【００６３】
図５は、本発明の実施の形態に係る通信装置におけるビットテーブルの一例を示す図である。
【００６４】
図５を参照して、サブキャリア１および２の割り当てビット数は１５ビットであり、サブキャリア３９および４０の割り当てビット数は３ビットである。
【００６５】
ビットテーブルを受信した通信装置における制御部１７の変調方式決定部５２は、サブキャリア１および２の割り当てビット数が１５であるため、１５ビットに対応するシンボルレートの大きい１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）をサブキャリア１の通信信号の変調方式と決定する。また、変調方式決定部５２は、サブキャリア３９および４０の割り当てビット数が３であるため、３ビットに対応するシンボルレートの小さいＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）をサブキャリア３９および４０の通信信号の変調方式と決定する。
【００６６】
図６は、ＳＮＲマージンの設定と伝送可能ビット数との関係の一例を示す図である。図６において、グラフＡはＳＮＲマージンであり、グラフＢは局側装置１および端末側装置２間の通信信号の伝送路損失、すなわちＳＮＲを相対的に示すグラフであり、グラフＣは局側装置１および端末側装置２間においてトレーニング終了後に将来的に発生すると想定されるノイズ電力の一例であり、グラフＤは局側装置１および端末側装置２間の通信において各サブキャリアに割り当てられたビット数である。また、横軸はサブキャリア番号であり、サブキャリア番号が大きいほど周波数が高い。また、縦軸はデシベル値およびビット数である。
【００６７】
図６は、仮に通信装置がすべてのサブキャリアで同一のＳＮＲマージンしか設定できない構成である場合を示している。また、図６では、ノイズ電力は、右上がりの周波数特性すなわち周波数が大きくなるにつれて徐々に大きくなる周波数特性を有している。このような周波数特性は、電話回線におけるクロストークに起因するものと考えられる。
【００６８】
このような構成の通信装置では、グラフＣで示された将来的に発生すると想定されるノイズに対して各通信信号の誤り率が所定値未満となるためにＳＮＲマージンをすべてのサブキャリアで同一の１６ｄＢに設定している。このとき、伝送可能ビット数はサブキャリア１〜４０における通信信号で合計１４６ビットとなる。
【００６９】
図７は、本発明の実施の形態に係る通信装置におけるＳＮＲマージンの設定と伝送可能ビット数との関係を示す図である。図の見方は図６と同様である。また、グラフＢおよびグラフＣの周波数特性は図６と同じである。
【００７０】
本発明の実施の形態に係る通信装置では、マージンテーブルを用いてサブキャリアごとにＳＮＲマージンを別々に、言い換えれば独立に設定することが可能である。
【００７１】
記憶部８にグラフＡに対応するマージンテーブルを保存しておく。そして、制御部１７におけるマージン設定部５５は、グラフＡに対応するマージンテーブルを選択して設定する。
【００７２】
グラフＡを参照して、マージン設定部５５は、ノイズ電力の低いサブキャリア１〜９のＳＮＲマージンを６ｄＢに設定し、サブキャリア１０以降でＳＮＲマージンを徐々に大きく設定し、ノイズ電力の高いサブキャリア３７〜４０のＳＮＲマージンを１６ｄＢに設定する。なお、前述した図４はグラフＡに対応するマージンテーブルを示している。
【００７３】
そして、通信速度決定部５１は、テスト信号のＳＮＲ測定結果およびマージンテーブルに基づいてビットテーブルを生成する。
【００７４】
グラフＤを参照して、通信速度決定部５１は、テスト信号のＳＮＲ測定結果が大きくかつＳＮＲマージンの小さいサブキャリア１〜３に割り当てるビット数を１５ビットと設定し、テスト信号のＳＮＲ測定結果が小さくかつＳＮＲマージンの大きいサブキャリア３１〜４０に割り当てるビット数を３ビットと設定する。なお、前述した図５はグラフＤに対応するビットテーブルを示している。
【００７５】
したがって、伝送可能ビット数はサブキャリア１〜４０の範囲で２８９ビットと図６に示すＳＮＲマージンの設定と比べて大幅に増加する。このように、本発明の実施の形態に係る通信装置では、サブキャリアごとにＳＮＲマージンを別々に設定することにより、将来的に発生するノイズによる伝送路損失の周波数特性の変動に適切に対応することができる。
【００７６】
図８は、本発明の実施の形態に係る通信装置におけるＳＮＲマージンの設定と伝送可能ビット数との関係の他の例を示す図である。図の見方は図６と同様である。また、グラフＢの周波数特性は図６と同じである。
【００７７】
図８では、ノイズ電力は、所定の周波数帯域においてピークが現れる周波数特性を有している。グラフＣを参照して、サブキャリア１５および１６においてノイズ電力が最大である。
【００７８】
グラフＡを参照して、マージン設定部５５は、ノイズ電力のピークであるサブキャリア１５および１６のＳＮＲマージンを２２ｄＢに設定し、ノイズ電力が一定の低レベルとなるサブキャリア１〜９およびサブキャリア２２〜４０のＳＮＲマージンを６ｄＢに設定する。
【００７９】
このように、本発明の実施の形態に係る通信装置では、ノイズ電力が右上がりの周波数特性を有する場合に限らず、所定の周波数帯域においてピークが現れる周波数特性を有する場合にも対応することができる。したがって、記憶部８に様々なノイズ電力の周波数特性に対応する複数個のマージンテーブルを保存しておき、マージン設定部５５が将来的に発生すると想定されるマージンテーブルを選択する構成とすることにより、たとえば、ノイズ電力の複数のピークが表れる周波数特性等、将来的に発生するノイズ電力の様々な周波数特性に対応することができる。なお、図６のグラフＡに示すような、局側装置１および端末側装置２間の通信に用いるすべてのサブキャリアのＳＮＲマージンが同じであるマージンテーブルを記憶部８に保存することも可能である。
【００８０】
ところで、特許文献１記載の通信装置では、受信レベルの最も低いサブキャリアにあわせて各サブキャリアのノイズマージン量を設定する必要があるため、必要以上に通信システム全体の通信速度を低下させてしまうという問題点があった。また、特許文献２記載の通信装置では、同期確立時点のビット数と再同期確立時点のビット数とに基づいて各キャリアのビット数の割り付けを行なう構成であるため、伝送路損失の周波数特性の変動に起因して回線の切断ならびに接続および再トレーニングが繰り返され、通信が不安定になるという問題点があった。
【００８１】
しかしながら、本発明の実施の形態に係る通信装置では、マージン設定部５５は、サブキャリアごとにＳＮＲマージンを別々に設定する。そして、通信速度決定部５１は、通信信号のＳＮＲ測定結果よりもさらにＳＮＲマージンだけ劣化したＳＮＲの条件下で通信信号の誤り率が所定値未満となる通信速度を、自己の通信装置から送信する通信信号または通信相手から受信する通信信号の通信速度として決定する。
【００８２】
このような構成により、伝送路損失の大きいサブキャリアにあわせて他のサブキャリアのマージン値を決定する必要がなくなり、通信システム全体の通信速度が低下することを防ぐことができる。また、マージンテーブルにおけるサブキャリアごとのマージン値はあらかじめ定まった値であり、トレーニング時すなわち通信速度を決定する時点で測定された通信信号のＳＮＲとは関係なく決まる値であることから、トレーニング終了後に発生する伝送路損失の周波数特性の変動に起因する回線の切断ならびに接続および再トレーニングが繰り返されることを防ぐことができる。したがって、本発明の実施の形態に係る通信装置では、通信速度の低下を防ぐとともに通信の安定化を図ることができる。
【００８３】
［変形例］
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下の変形例も含まれる。
【００８４】
（１）  ＳＮＲマージンの設定単位
本発明の実施の形態に係る通信装置では、マージンテーブルを用いてサブキャリアごとにＳＮＲマージンを別々に設定することが可能な構成であるとしたが、これに限定するものではない。マージン設定部５５が、複数個のサブキャリアすなわち通信信号のうちの少なくとも１個のサブキャリアに対応するＳＮＲマージンと他のサブキャリアに対応するＳＮＲマージンとを別々に設定する構成であれば、通信速度の低下を防ぐとともに通信の安定化を図るという本発明の目的を達成することができる。
【００８５】
（２）  ＳＮＲマージンの設定単位
図９は、本発明の実施の形態に係る通信装置の変形例におけるＳＮＲマージンの設定と伝送可能ビット数との関係を示す図である。図の見方は図６と同様である。また、グラフＢおよびグラフＣの周波数特性は図６と同じである。
【００８６】
この通信装置の変形例では、マージンテーブルを用いてバンドごとにＳＮＲマージンを別々に設定することが可能である。局側装置１および端末側装置２間の通信に用いられる複数個のサブキャリアは、少なくとも２個のバンドに分割される。バンドは、１個または複数個のサブキャリアを含む。
【００８７】
グラフＡを参照して、マージン設定部５５は、サブキャリア１〜４０を５個のバンド１〜５にグループ分けしている。マージン設定部５５は、サブキャリア１〜９を含むバンド１のＳＮＲマージンを６ｄＢに設定し、サブキャリア１０〜１８を含むバンド２のＳＮＲマージンを９ｄＢに設定し、サブキャリア１９〜２７を含むバンド３のＳＮＲマージンを１２ｄＢに設定し、サブキャリア２８〜３６を含むバンド４のＳＮＲマージンを１５ｄＢに設定し、サブキャリア３７〜４０を含むバンド５のＳＮＲマージンを１７ｄＢに設定する。
【００８８】
したがって、記憶部８にグラフＡに対応するマージンテーブルを保存しておき、マージン設定部５５がこのマージンテーブルを選択する構成とすることにより、バンドごとにＳＮＲマージンを別々に設定して、将来的に発生するノイズによる伝送路損失の周波数特性の変動に適切に対応することができる。
【００８９】
グラフＤを参照して、伝送可能ビット数をサブキャリア１〜４０の範囲で２６６ビットと図６に示すＳＮＲマージンの設定と比べて大幅に増加させることができる。したがって、本発明の実施の形態に係る通信装置と同様に、通信速度の低下を防ぐとともに通信の安定化を図ることができる。
【００９０】
また、たとえばＶＤＳＬでは、上り方向および下り方向のサブキャリア数が合計約３５００個とサブキャリアの数が非常に多いが、バンドごとにＳＮＲマージンを別々に設定する構成により、マージン設定のための通信装置の処理および構成が複雑化することを防ぐことができる。
【００９１】
（３）  ＳＮＲマージンの設定単位
図１０は、本発明の実施の形態に係る通信装置の変形例におけるＳＮＲマージンの設定と伝送可能ビット数との関係を示す図である。図の見方は図６と同様である。また、グラフＢおよびグラフＣの周波数特性は図８と同じである。
【００９２】
ノイズ電力は、所定の周波数帯域においてピークが現れる周波数特性を有している。グラフＣを参照して、サブキャリア１５および１６においてノイズ電力が最大である。
【００９３】
グラフＡを参照して、マージン設定部５５は、サブキャリア１〜４０を３個のバンド１〜３にグループ分けしている。マージン設定部５５は、ノイズ電力が一定の低レベルとなるサブキャリア１〜９を含むバンド１のＳＮＲマージンを６ｄＢに設定し、ノイズ電力のピークであるサブキャリア１０〜２１を含むバンド２のＳＮＲマージンを１６ｄＢに設定し、ノイズ電力が一定の低レベルとなるサブキャリア２２〜４０を含むバンド３のＳＮＲマージンを６ｄＢに設定する。
【００９４】
したがって、記憶部８にグラフＡに対応するマージンテーブルを保存しておき、マージン設定部５５がこのマージンテーブルを選択する構成とすることにより、バンドごとにＳＮＲマージンを別々に設定して、将来的に発生するノイズによる伝送路損失の周波数特性の変動に適切に対応することができる。
【００９５】
また、このような構成により、サブキャリアの数が非常に多い場合にマージン設定のための通信装置の処理および構成が複雑化することを防ぐことができる。
【００９６】
また、図８に示すマージンテーブルと比べてＳＮＲマージンを６ｄＢより大きく設定するサブキャリアの範囲を広げることにより、グラフＣに示すノイズ電力のピークの周波数帯域が変動する場合に対応することができる。
【００９７】
（４）  ビットテーブルの生成および送信
本発明の実施の形態に係る通信装置では、下り方向の通信信号の通信速度を決定する際、端末側装置２は、下り方向のテスト信号のＳＮＲ測定結果および下り方向のマージンテーブルに基づいて下り方向のビットテーブルを生成し、局側装置１へ送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。端末側装置２が、下り方向のテスト信号のＳＮＲ測定結果を局側装置１へ送信する。そして、局側装置１が、下り方向のテスト信号のＳＮＲ測定結果および下り方向のマージンテーブルに基づいて下り方向のビットテーブルを生成し、端末側装置２へ送信する。そして、端末側装置２が、局側装置１から受信した下り方向のビットテーブルに基づいて、局側装置１から送信される通信信号の変調方式を認識する構成とすることも可能である。また、上り方向の通信信号の通信速度を決定する際、局側装置１が、上り方向のテスト信号のＳＮＲ測定結果および上り方向のマージンテーブルを端末側装置２へ送信する。そして、端末側装置２が、上り方向のテスト信号のＳＮＲ測定結果および上り方向のマージンテーブルに基づいて上り方向のビットテーブルを生成し、局側装置１へ送信する。そして、局側装置１が、端末側装置２から受信した下り方向のビットテーブルに基づいて、端末側装置２から送信される通信信号の変調方式を認識する構成とすることも可能である。
【００９８】
（５）  ＳＮＲ
本発明の実施の形態に係る通信装置では、通信速度決定部５１は、通信信号のＳＮＲ測定結果よりもさらにＳＮＲマージンだけ劣化したＳＮＲの条件下で通信信号の誤り率が所定値未満となる通信速度を、自己の通信装置から送信する通信信号または通信相手から受信する通信信号の通信速度として決定する構成であるとしたが、ＳＮＲに限らず、通信信号の回線状態を表わす指標であればＳＮＲの代わりとして用いることが可能である。
【００９９】
（６）  通信速度の更新時期
本発明の実施の形態に係る通信装置では、局側装置１および端末側装置２が通信を行なっている状態において、局側装置１は、下り方向の通信信号の誤り率、または上り方向の通信信号の誤り率が所定値以上である場合には、上りおよび下りの回線を切断する制御を行なう。そして、局側装置１および端末側装置２が、マージンテーブルの選択およびビットテーブルの生成を行なって上り方向および下り方向の通信信号の通信速度を更新する構成であるとしたが、これに限定するものではない。
【０１００】
上り方向および下り方向の回線が頻繁に切断される場合、たとえば局側装置１が、通信信号の誤り率の劣化によって上り方向および下り方向の回線を所定時間内に所定回以上切断した場合に、マージンテーブルの選択およびビットテーブルの生成を行なって上り方向および下り方向の通信信号の通信速度を更新する構成とすることができる。
【０１０１】
また、通信システムの管理者が、通信装置における通信信号の誤り率を監視した結果等から判断して通信装置を制御することにより、局側装置１および端末側装置２間の通信で使用するマージンテーブルの変更を手動で行なう構成とすることも可能である。あるいは、通信システムが通信信号の誤り率を監視し、監視結果が所定条件を満たす場合には管理者に警告を出す。管理者に警告を出した後、所定時間内に手動によるマージンテーブルの更新が行なわれなかった場合、あるいは、マージンテーブルの更新が行なわれても誤り率の十分な改善がない場合には、通信システムが自動でマージンテーブルの更新を行なう等、手動および自動を組み合わせてマージンテーブルの変更を行なう構成であってもよい。
【０１０２】
（７）  マージンテーブルの選択
マージン設定部５５は、たとえば、通信速度の更新が行なわれるごとに、あるいは通信速度の更新が所定回数行なわれるごとに、記憶部８が記憶する複数個のマージンテーブルのうちのいずれか１個を順次選択する構成であってもよい。また、マージン設定部５５は、通信速度の更新が行なわれる前の誤り発生状況および過去の通信速度更新頻度等から、記憶部８が記憶する複数個のマージンテーブルのうち、どのマージンテーブルが現在の状況に最も適しているかを推測して、適していると推測した順番でマージンテーブルを選択する構成であってもよい。また、マージン設定部５５は、通信システムの管理者の通信装置に対する操作に基づいて、マージンテーブルを選択する構成であってもよい。さらに、マージン設定部５５は、通信速度の更新が行なわれる前の誤り発生状況および過去の通信速度更新頻度等に基づいて、所定のアルゴリズムでマージンテーブルを自動生成する構成であってもよい。
【０１０３】
（８）  マージンテーブルの保持
本発明の実施の形態に係る通信装置では、局側装置１における記憶部１８のみがマージンテーブルを記憶する構成であるとしたが、これに限定するものではなく、局側装置１および端末側装置２の両方における記憶部１８がマージンテーブルを記憶する構成であってもよい。この場合、局側装置１および端末側装置２間でマージンテーブル自体を送受信する必要はなく、マージンテーブルの識別番号を送受信する構成とすることができる。また、マージン設定部５５がパラメータに基づいて所定のアルゴリズムでマージンテーブルを自動生成する構成とし、局側装置１および端末側装置２間でパラメータだけを送受信することも可能である。
【０１０４】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明の実施の形態に係る通信システム、およびこの通信システムにおける通信装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】制御部の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る通信装置が通信速度を決定する際の動作手順を定めたフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係る通信装置におけるマージンテーブルの一例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る通信装置におけるビットテーブルの一例を示す図である。
【図６】ＳＮＲマージンの設定と伝送可能ビット数との関係の一例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る通信装置におけるＳＮＲマージンの設定と伝送可能ビット数との関係を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る通信装置におけるＳＮＲマージンの設定と伝送可能ビット数との関係の他の例を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る通信装置の変形例におけるＳＮＲマージンの設定と伝送可能ビット数との関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る通信装置の変形例におけるＳＮＲマージンの設定と伝送可能ビット数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  局側装置（通信装置）、２  端末側装置（通信装置）、８  記憶部、１０  エンコーダ、１２  変調器（ＩＦＦＴ）、１４  パラレル・シリアル（Ｐ／Ｓ）変換器、１６  デジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）、１７  制御部、２０  ドライバ部、２２  ハイブリッド回路、２４  低雑音アンプ、２６  アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、２８  シリアル・パラレル（Ｓ／Ｐ）変換器、３０  復調器（ＦＦＴ）、３２  デコーダ、５１  通信速度決定部、５２  変復調方式決定部、５３  ＳＮＲ測定部、５４  誤り率測定部、５５  マージン設定部、６１  送信部、６２  受信部、１００  通信システム。
【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】
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【図７】
2007228405.tif 000009
【図８】
2007228405.tif 000010
【図９】
2007228405.tif 000011
【図１０】
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