(57)【要約】【課題】電灯線通信用モデム等の通信用機器の性能測定においても、実際の使用環境にて性能測定をしなくとも、実験室にて電灯線通信用モデム等の通信用機器の通信性能を、現実の使用環境と同じように、統計量的に評価する、伝送路シミュレータを提供することを目的とする。【解決手段】試験用通信機器から出力されたアナログ信号を、デジタル信号とするＡ／Ｄコンバータ２０３と、Ａ／Ｄコンバータ２０３に接続され、伝送路の伝送路特性のデジタルデータを与えられることにより伝送路特性をシミュレートするデジタルフィルタ２０１と、採取された伝送路特性のデジタルデータをデジタルフィルタ２０１にダウンロードするダウンロード部２１５と、デジタルフィルタ２０１に接続され、デジタルフィルタ２０１を通過して、伝送路特性の影響を受けたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ２０５とを有する。【選択図】図２
2007110597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験用通信機器から出力されたアナログ信号を、デジタル信号とするＡ／Ｄコンバータと、前記Ａ／Ｄコンバータに接続され、伝送路の伝送路特性のデジタルデータを与えられることにより伝送路特性をシミュレートするデジタルフィルタと、採取された伝送路特性のデジタルデータを前記デジタルフィルタにダウンロードするダウンロード部と、前記デジタルフィルタに接続され、前記デジタルフィルタを通過して、伝送路特性の影響を受けたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータとを有することを特徴とする伝送路シミュレータ装置。
【請求項２】
更に、採取された、伝送路から発生する周期的ノイズを発生させるノイズ生成部を有し、前記ノイズ生成部は、前記デジタルフィルタの出力に前記周期的ノイズを重畳させることを特徴とする請求項１に記載の伝送路シミュレータ装置。
【請求項３】
前記試験用通信機器は、電灯線通信用モデムであることを特徴とする請求項１に記載の伝送路シミュレータ装置。
【請求項４】
前記伝送路特性のデジタルデータは、一般住宅の電灯線にて採取されたことを特徴とする請求項３に記載の伝送路シミュレータ装置。
【請求項５】
前記デジタルフィルタは、ＦＩＲフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の伝送路シミュレータ装置。
【請求項６】
前記デジタルフィルタが使用するデジタルデータは、サンプリングした実際の伝送路から求められた、インパルス応答データであることを特徴とする請求項１に記載の伝送路シミュレータ装置。
【請求項７】
第１の電灯線通信用モデムからの出力を受ける第１のトランス部と、前記第１のトランス部から出力されたアナログ信号を減衰するアッテネータと、前記アッテネータにより減衰されたアナログ信号を、デジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、前記Ａ／Ｄコンバータに接続され、電灯線による伝送路の伝送路特性のデジタルデータを与えられることにより伝送路特性をシミュレートするデジタルフィルタと、採取された伝送路特性のデジタルデータを前記デジタルフィルタにダウンロードするダウンロード部と、採取された、電灯線の伝送路から発生する周期的ノイズを発生させ、前記デジタルフィルタの出力に重畳するノイズ生成部と、前記デジタルフィルタに接続され、前記デジタルフィルタを通過して、伝送路特性の影響を受けたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータと、前記Ｄ／Ａコンバータにより出力されたアナログ信号を、減衰、または増幅するアッテネータ／アンプと、前記アッテネータ／アンプから出力されたアナログ信号を第２の電灯線通信用モデムに出力する第２のトランス部とを有することを特徴とする伝送路シミュレータ装置。
【請求項８】
第１の電灯線通信用モデムからの出力を受ける第１のトランス部と、前記第１のトランス部から出力されたアナログ信号を減衰する第１のアッテネータと、前記第１のアッテネータにより減衰されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、前記第１のＡ／Ｄコンバータに接続され、電灯線による伝送路の伝送路特性のデジタルデータを与えられることにより伝送路特性をシミュレートする第１のデジタルフィルタと、採取された、電灯線の伝送路から発生する周期的ノイズを発生させ、前記デジタルフィルタの出力に重畳するノイズ生成部と、前記第１のデジタルフィルタに接続され、前記第１のデジタルフィルタを通過して、伝送路特性の影響を受けたデジタル信号をアナログ信号に変換する第１のＤ／Ａコンバータと、前記第１のＤ／Ａコンバータにより出力されたアナログ信号を、減衰、または増幅する第１のアッテネータ／アンプと、前記第１のアッテネータ／アンプから出力されたアナログ信号を第２の電灯線通信用モデムに出力する第２のトランス部と、前記第２の電灯線通信用モデムからの出力を受けた前記第２のトランス部から出力されたアナログ信号を減衰する第２のアッテネータと、前記第２のアッテネータにより減衰されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、前記第２のＡ／Ｄコンバータに接続され、電灯線による伝送路の伝送路特性のデジタルデータを与えられることにより伝送路特性をシミュレートする第２のデジタルフィルタと、採取された伝送路特性のデジタルデータを前記第１と第２のデジタルフィルタにダウンロードするダウンロード部と、採取された、電灯線の伝送路から発生する周期的ノイズを発生させ、前記第２のデジタルフィルタの出力に重畳する第２のノイズ生成部と、前記第２のデジタルフィルタに接続され、前記第２のデジタルフィルタを通過して、伝送路特性の影響を受けたデジタル信号をアナログ信号に変換する第２のＤ／Ａコンバータと、前記第２のＤ／Ａコンバータにより出力されたアナログ信号を、減衰、または増幅する第２のアッテネータ／アンプと、を有し、前記第１のトランスは前記第２のアッテネータ／アンプから出力されたアナログ信号を、前記第１の電灯線通信モデムに出力することを特徴とする伝送路シミュレータ装置。
【請求項９】
前記第１のトランス部は前記第１の電灯線通信用モデムと、前記第１のアッテネータと、前記第２のアッテネータ／アンプとに接続されるとともに、前記第１の電灯線通信用モデムからのアナログ信号を前記第１のアッテネータに出力するとともに、前記第２のアッテネータ／アンプから出力されたアナログ信号を、前記第１の電灯線通信モデムに出力することを特徴とする請求項８に記載の伝送路シミュレータ装置。
【請求項１０】
前記第２のトランス部は前記第２の電灯線通信用モデムと、前記第２のアッテネータと、前記第１のアッテネータ／アンプとに接続されるとともに、前記第２の電灯線通信用モデムからのアナログ信号を前記第２のアッテネータに出力するとともに、前記第１のアッテネータ／アンプから出力されたアナログ信号を、前記第２の電灯線通信モデムに出力することを特徴とする請求項８に記載の伝送路シミュレータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信用機器を実際の伝送路環境ではなく、実験室内にて、性能測定するための、伝送路シミュレータ装置、とりわけ、電灯線通信用モデムを、実際の住宅での環境ではなく、実験室内にて、性能測定するための伝送路シミュレータ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、音声帯域のモデム（ＩＴＵ−ＴでのＶ．３４モデムやＶ．９０モデム）、または、ＡＤＳＬモデムなどでは、実際の使用環境にて、通信性能を評価する前に、実験室内にて、伝送路シミュレータもしくは回線シミュレータと呼ばれる装置にて、予め性能を評価するのが、通常の使用方法であり、また、開発の方法であった。
【０００３】
また、予め、ＩＴＵ−Ｔの委員会にて、電話線の標準的な、伝送路特性を、議論し、その標準的な伝送路特性が、音声帯域のモデムやＡＤＳＬモデムの、伝送路シミュレータ内に、予め標準的に装備されるものであった。
【特許文献１】特開平９−３０７４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術を、電灯線通信用モデムの開発に適用しようとすると、以下のような問題が生じた。
【０００５】
即ち、従来の技術は、各国の、主官庁や有力電話会社が、各国国内の電話線の特性の統計的諸情報を集約し、標準的伝送路情報を、規格化することが可能であったが、電灯線通信用モデムの場合は、各家庭内の商用電源の配線の引き回しが、あまりにも、多様であり、また、これを管理し統計的情報を集約できる公的機関もなく、さらに、同じ住宅内でも、日ごとに接続される電気器具の数や種類が変化し、これらも、伝送路の特性を変化させるために、標準的伝送路特性を定めて、これらを予め伝送路シミュレータ装置に内蔵させようとしても、実際に上述のような各家庭における電灯線の引き回し、伝送路の特性の変化をかんがみて、一例として４０００軒分のデータが必要と想定され、その数が、天文学的数となり、実際には、そのような装置を製造出来ないという問題があった。例えば、通信装置の伝送路シミュレータとして、（特許文献１）に記載されるようなものが存在する。
【０００６】
本発明は、かかる問題点に鑑みて為されたものであり、電灯線通信用モデム等の通信用機器の性能測定においても、実際の使用環境にて性能測定をしなくとも、実験室にて電灯線通信用モデム等の通信用機器の通信性能を、現実の使用環境と同じように、統計量的に評価する、伝送路シミュレータ装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、試験用通信機器から出力されたアナログ信号を、デジタル信号とするＡ／Ｄコンバータと、前記Ａ／Ｄコンバータに接続され、伝送路の伝送路特性のデジタルデータを与えられることにより伝送路特性をシミュレートするデジタルフィルタと、採取された伝送路特性のデジタルデータを前記デジタルフィルタにダウンロードするダウンロード部と、前記デジタルフィルタに接続され、前記デジタルフィルタを通過して、伝送路特性の影響を受けたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータとを有する、伝送路シミュレータ装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る伝送路シミュレータ装置によれば、現実の住宅、あるいは、使用環境にて、膨大な数にもおよぶ通信実験をしなくとも、実験室内の環境にて、場合によっては、自動的に、現実の使用環境にて使用された場合の性能を、予め測定し、予測することが、可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の第１の発明は、試験用通信機器から出力されたアナログ信号を、デジタル信号とするＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄコンバータに接続され、伝送路の伝送路特性のデジタルデータを与えられることにより伝送路特性をシミュレートするデジタルフィルタと、採取された伝送路特性のデジタルデータをデジタルフィルタにダウンロードするダウンロード部と、デジタルフィルタに接続され、デジタルフィルタを通過して、伝送路特性の影響を受けたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータとを有することにより、標準的な伝送路の特性が明確化されていなくても、実際の使用の予測される膨大な数の実存の伝送路特性を、予めデータとして採取し、実験室内の伝送路シミュレータにコンピュータより順次ダウンロードしながら、電灯線通信用モデムの通信性能を、場合によっては、自動的に、予め測定し、予測することが、可能となる。
【００１０】
本発明の第２の発明は、更に、採取された、伝送路から発生する周期的ノイズを発生させるノイズ生成部を有し、ノイズ生成部は、デジタルフィルタの出力に周期的ノイズを重畳させることを特徴とする第１に記載の伝送路シミュレータ装置であって、各住宅や使用環境から採取された伝送路特性に加えて、さらに、各種の家電製品が伝送路に接続され、それらの家電製品が、伝送路に放出する、商用電源の電圧周期に同期したノイズも重畳された状態での、電灯線通信用モデムの通信性能を測定することも可能となるのである。
【００１１】
本発明の第３の発明は、試験用通信機器は、電灯線通信用モデムであることを特徴とする第１に記載の伝送路シミュレータ装置であって、標準的な電灯線伝送路の特性が明確化されていなくても、実際の使用の予測される膨大な数の住宅やこと務所での伝送路特性を、予めデータとして採取し、実験室内の伝送路シミュレータにコンピュータより順次ダウンロードしながら、電灯線通信用モデムの通信性能を、場合によっては、自動的に、予め測定し、予測することが、可能となる。
【００１２】
本発明の第４の発明は、伝送路特性のデジタルデータは、一般住宅の電灯線にて採取されたことを特徴とする第３に記載の伝送路シミュレータ装置であって、標準的な電灯線伝送路の特性が明確化されていなくても、実際の使用の予測される膨大な数の住宅やこと務所での伝送路特性を、予めデータとして採取し、実験室内の伝送路シミュレータにコンピュータより順次ダウンロードしながら、電灯線通信用モデムの通信性能を、場合によっては、自動的に、予め測定し、予測することが、可能となる。
【００１３】
本発明の第５の発明は、デジタルフィルタは、ＦＩＲフィルタであることを特徴とする第１に記載の伝送路シミュレータ装置であって、これにインパルス応答データを与えることにより、ゲイン特性と群遅延特性を、与えられたことになる。
【００１４】
本発明の第６の発明は、デジタルフィルタが使用するデジタルデータは、サンプリングした実際の伝送路から求められた、インパルス応答データであることを特徴とする第１に記載の伝送路シミュレータ装置であって、これにインパルス応答データを与えることにより、ゲイン特性と群遅延特性を、与えられたことになる。
【００１５】
本発明の第７の発明は、第１の電灯線通信用モデムからの出力を受ける第１のトランス部と、第１のトランス部から出力されたアナログ信号を減衰するアッテネータと、アッテネータにより減衰されたアナログ信号を、デジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータと、Ａ／Ｄコンバータに接続され、電灯線による伝送路の伝送路特性のデジタルデータを与えられることにより伝送路特性をシミュレートするデジタルフィルタと、採取された伝送路特性のデジタルデータをデジタルフィルタにダウンロードするダウンロード部と、採取された、電灯線の伝送路から発生する周期的ノイズを発生させ、デジタルフィルタの出力に重畳するノイズ生成部と、デジタルフィルタに接続され、デジタルフィルタを通過して、伝送路特性の影響を受けたデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータと、Ｄ／Ａコンバータにより出力されたアナログ信号を、減衰、または増幅するアッテネータ／アンプと、アッテネータ／アンプから出力されたアナログ信号を第２の電灯線通信用モデムに出力する第２のトランス部とを有することを特徴とする伝送路シミュレータ装置であり、標準的な電灯線伝送路の特性が明確化されていなくても、実際の使用の予測される膨大な数の住宅やこと務所での伝送路特性を、予めデータとして採取し、実験室内の伝送路シミュレータにコンピュータより順次ダウンロードしながら、電灯線通信用モデムの通信性能を、場合によっては、自動的に予め測定し、予測することが可能となる。
【００１６】
本発明の第８の発明は、第１の電灯線通信用モデムからの出力を受ける第１のトランス部と、第１のトランス部から出力されたアナログ信号を減衰する第１のアッテネータと、第１のアッテネータにより減衰されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄコンバータと、第１のＡ／Ｄコンバータに接続され、電灯線による伝送路の伝送路特性のデジタルデータを与えられることにより伝送路特性をシミュレートする第１のデジタルフィルタと、採取された、電灯線の伝送路から発生する周期的ノイズを発生させ、デジタルフィルタの出力に重畳するノイズ生成部と、第１のデジタルフィルタに接続され、第１のデジタルフィルタを通過して、伝送路特性の影響を受けたデジタル信号をアナログ信号に変換する第１のＤ／Ａコンバータと、第１のＤ／Ａコンバータにより出力されたアナログ信号を、減衰、または増幅する第１のアッテネータ／アンプと、第１のアッテネータ／アンプから出力されたアナログ信号を第２の電灯線通信用モデムに出力する第２のトランス部と、第２の電灯線通信用モデムからの出力を受けた第２のトランス部から出力されたアナログ信号を減衰する第２のアッテネータと、第２のアッテネータにより減衰されたアナログ信号を、デジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄコンバータと、第２のＡ／Ｄコンバータに接続され、電灯線による伝送路の伝送路特性のデジタルデータを与えられることにより伝送路特性をシミュレートする第２のデジタルフィルタと、採取された伝送路特性のデジタルデータを第１と第２のデジタルフィルタにダウンロードするダウンロード部と、採取された、電灯線の伝送路から発生する周期的ノイズを発生させ、第２のデジタルフィルタの出力に重畳する第２のノイズ生成部と、第２のデジタルフィルタに接続され、第２のデジタルフィルタを通過して、伝送路特性の影響を受けたデジタル信号をアナログ信号に変換する第２のＤ／Ａコンバータと、第２のＤ／Ａコンバータにより出力されたアナログ信号を、減衰、または増幅する第２のアッテネータ／アンプと、を有し、第１のトランスは第２のアッテネータ／アンプから出力されたアナログ信号を、第１の電灯線通信モデムに出力することを特徴とする伝送路シミュレータ装置であり、標準的な電灯線伝送路の特性が明確化されていなくても、実際の使用の予測される膨大な数の住宅やこと務所での伝送路特性を、予めデータとして採取し、実験室内の伝送路シミュレータにコンピュータより順次ダウンロードしながら、電灯線通信用モデムの通信性能を、場合によっては、自動的に、予め測定し、予測することが、可能となる上、さらに、各種の家電製品が伝送路に接続され、それらの家電製品が、伝送路に放出する、商用電源の電圧周期に同期したノイズも重畳された状態での、電灯線通信用モデムの通信性能を測定することも可能となるのである。
【００１７】
本発明の第９の発明は、第１のトランス部は第１の電灯線通信用モデムと、第１のアッテネータと、第２のアッテネータ／アンプとに接続されるとともに、第１の電灯線通信用モデムからのアナログ信号を第１のアッテネータに出力するとともに、第２のアッテネータ／アンプから出力されたアナログ信号を、第１の電灯線通信モデムに出力することを特徴とする第８に記載の伝送路シミュレータ装置であり、このような構成により、第１と第２の電灯線通信用モデムのそれぞれの受信データを同時に測定することが可能となる。
【００１８】
本発明の第１０の発明は、第２のトランス部は第２の電灯線通信用モデムと、第２のアッテネータと、第１のアッテネータ／アンプとに接続されるとともに、第２の電灯線通信用モデムからのアナログ信号を第２のアッテネータに出力するとともに、第１のアッテネータ／アンプから出力されたアナログ信号を、第２の電灯線通信モデムに出力することを特徴とする第８に記載の伝送路シミュレータ装置であり、このような構成により、第１と第２の電灯線通信用モデムのそれぞれの受信データを同時に測定することが可能となる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態における電灯線伝送路シミュレータの外部からの使用方法の説明図である。
【００２１】
図１において、１１は、本実施の形態に係る電灯線伝送路シミュレータ装置の本体である。
１２は、電灯線通信用モデム制御用コンピュータであり、１３と１４が、送信と受信の電灯線通信用モデムである。１５は、ネットワーク・アナライザー等の実伝送路の測定装置である。１６が、電灯線伝送路シミュレータ装置の制御用コンピュータである。
【００２２】
ネットワーク・アナライザー等の測定装置１５は、一般住宅の電灯線にて、伝送路の群遅延特性やゲイン特性を測定する。このようにして得られた伝送路の群遅延特性やゲイン特性を元にして取得されたインパルス応答のデータは、制御用コンピュータ１６に渡される。制御用コンピュータ１６は、このインパルス応答データをストアする。
【００２３】
制御用コンピュータ１６は、インパルス応答のデータを多数、ディスクメモリなどの不揮発性メモリに格納しておく役割もつ。
【００２４】
具体的には、一般住宅１軒あたりのサンプリングしたインパルス応答データは１．４Ｍバイト程度の容量を有し、このデータの４０００軒分のサンプリングデータを有する必要がある。従い、制御用コンピュータ１６は約５．６Ｇバイト程度インパルス応答データを有することとなる。
【００２５】
制御用コンピュータ１６は、上記のインパルス応答データを、伝送路シミュレーションの試験開始時、及び、インパルス応答データの入れ替え時に、伝送路シミュレータ１１にダウン・ロードする。
【００２６】
その後、電灯線通信用モデム制御用コンピュータ１２が、試験用の電灯線通信用モデム１３と１４に対し、信号の送信と受信のコマンドを与えるものである。この二つの電灯線通信用モデム１３と１４は、伝送路シミュレータ１１を経由して信号を相手に伝え、その時に得られる、通信速度やデータの誤り率などを、電灯線通信用モデム制御用コンピュータ１２が、測定を行うものである。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態における電灯線伝送路シミュレータのブロック図である。２０１と２０２が、デジタルのＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｉｍｐｕｌｓｅ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタである。２０３と２０４がＡ／Ｄコンバータ、２０５と２０６がＤ／Ａコンバータ。２０７と２０８が、入力のアッテネータ、２０９と２１０が、出力のアッテネータとアンプ。２１１と２１２が、周期的ノイズ用のバッファ。２１３と２１４が、５０Ωのハイブリッド・トランス。２１５が、制御用のコンピュータである。
【００２８】
ＦＩＲフィルタ２０１、２０２は、制御用のコンピュータ２１５からダウンロードされたインパルス応答のデータを用いることにより、予め指定された伝送路の特性をデジタル的に再現を行う。Ａ／Ｄコンバータ２０３、２０４は、それぞれハイブリッド・トランス２１３、２１４を通過して入ってくる電灯線通信用モデムのアナログ信号をデジタル化する役割を持つ。Ｄ／Ａコンバータ２０５、２０６は、それぞれＦＩＲフィルタ２０１、２０２を通過して出てくる伝送路特性の影響を受けた信号をアナログ化する役割を持つ。入力のアッテネータ２０７、２０８は、それぞれＡ／Ｄコンバータ２０３、２０４に入力される信号が、飽和をしないように出力の減衰制御を行う。出力のアッテネータとアンプ２０９、２１０は、実際の伝送路での周波数帯域の全体でのゲインの損失を再現するための減衰または増幅を行うものである。周期的ノイズ用のバッファ２１１、２１２は、それぞれ、予め採取されていたノイズ信号がダウンロードされており、これらのノイズ信号をＦＩＲフィルタ２０１、２０２の出力に重畳するものである。５０Ωのハイブリッド・トランス２１３、２１４は、電灯線通信用モデムと、アッテネータ２０７、２０８と、アッテネータとアンプ２０９、２１０とに接続されるとともに、それぞれ、ハイブリッド・トランス２１４は、電灯線通信用モデムからのアナログ信号をアッテネータ２０７に出力するとともに、アッテネータとアンプ２１０から出力されたアナログ信号を、電灯線通信モデムに出力する。すなわち、ハイブリッド・トランス２１４は、電灯線通信用モデムの出力をアッテネータとアンプ２１０には出力しないし、アッテネータとアンプ２１０の出力をアッテネータ２０７には出力しないように構成される。
【００２９】
同じく、ハイブリッド・トランス２１３は電灯線通信用モデムからのアナログ信号をアッテネータ２０８に出力するとともに、アッテネータとアンプ２０９から出力されたアナログ信号を、電灯線通信モデムに出力する。ハイブリッド・トランス２１３は、電灯線通信用モデムの出力をアッテネータとアンプ２０９には出力しないし、アッテネータとアンプ２０９の出力をアッテネータ２０８には出力しないように構成される。
【００３０】
制御用のコンピュータ２１５は、ＦＩＲフィルタ２０１、２０２に、伝送路のインパルス応答のデータを、周期的ノイズ用のバッファ２１１、２１２に、周期的ノイズ信号をダウンロードする役割を持つ。
【００３１】
同図に示すように、本実施の形態の、電灯線伝送路シミュレータを用いれば、夫々の電灯線からの送信信号は、一方は、ハイブリッド・トランス２１４を通過して、信号が飽和しないように、アッテネータ２０７を通過後、Ａ／Ｄコンバータ２０３に入力される。Ａ／Ｄコンバータ２０３にてデジタル化された信号は、ＦＩＲフィルタ２０１にて、予めダウンロードされたインパルス応答のデータを用いることにより再現された群遅延特性やゲイン特性を加えられた上、ノイズ・バッファ２１１に格納されていた、家電製品を想定した周期的ノイズを印加され、Ｄ／Ａコンバータ２０５にて、再びアナログ信号に戻された後、アッテネータとアンプ２０９にて、適切な振幅レベルに戻された後、ハイブリッド・トランス２１３を通過して、もう一方の電灯線通信用モデムへ、伝えられる。
【００３２】
一方、反対側の電灯線通信用モデムから送信された信号は、ハイブリッド・トランス２１３を通過して、信号が飽和しないように、アッテネータ２０８を通過後、Ａ／Ｄコンバータ２０４に入力される。Ａ／Ｄコンバータ２０４にてデジタル化された信号は、ＦＩＲフィルタ２０２にて、予めダウンロードされたインパルス応答のデータを用いることにより再現された群遅延特性やゲイン特性を加えられた上、ノイズ・バッファ２１２に格納されていた、家電製品を想定した周期的ノイズを印加され、Ｄ／Ａコンバータ２０６にて、再びアナログ信号に戻された後、アッテネータとアンプ２１０にて、適切な振幅レベルに戻された後、ハイブリッド・トランス２１４を通過して、もう一方の電灯線通信用モデムへ、伝えられる。
【００３３】
なお、ここでＦＩＲフィルタにて再現する伝送路特性について、図３〜図６を用いて説明をする。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態における電灯線伝送路のゲイン特性を示す図である。
【００３５】
図４は、本発明の実施の形態における電灯線伝送路の群遅延特性を示す図である。
【００３６】
図５は、本発明の実施の形態における電灯線伝送路のインパルス応答特性を示す図である。
【００３７】
図６は、本発明の実施の形態におけるＦＩＲフィルタとして用いられるトランスバーサル型フィルタのブロック図である。
【００３８】
通常ネットワーク・アナライザーなどにて、実際に存在する電灯線伝送路を検査すると、図３のようなゲイン特性と図４のような群遅延特性が得られる。
【００３９】
一般に群遅延特性τ（ω）が得られると、（ωは、角周波数である）
角度遅延φ（ω）とτ（ω）の間には、
τ（ω）＝−ｄφ（ω）／ｄω
の関係があるので、τ（ω）が測定されている場合は、
φ（ω）＝−∫τ（ω）ｄω
の計算にて、求めることが可能である。
この角度遅延φ（ω）とゲインＧ（ω）が求まっていると、
｜Ｈ（ω）｜＝Ｇ（ω），  ａｒｇＨ（ω）＝φ（ω）
と定めることにより、いわゆる伝達特性関数、
Ｈ（ω）を、確定することが出来る。
【００４０】
一般に、線形（Ｌｉｎｅａｒ）かつ時不変性（Ｔｉｍｅ  Ｉｎｖａｒｉａｎｔ）な系（Ｓｙｓｔｅｍ）にては、
任意の入力信号ｘ（ｔ）と、その出力をｙ（ｔ）とし、また、その系のインパルス応答をｈ（ｔ）とすると、
ｙ（ｔ）＝ｘ（ｔ）×ｈ（ｔ）
の関係のあることが、数学上の定理として知られている。
【００４１】
（×は、畳み込み演算の意味である）
この式の両辺をフーリエ変換すると
Ｙ（ω）＝Ｘ（ω）×Ｈ（ω）
なる関係となる。このＨ（ω）が、伝達特性関数である。
【００４２】
今回は、伝達特性関数Ｈ（ω）が、求められるので、このＨ（ω）を、逆フーリエ変換することにより、系のインパルス応答ｈ（ｔ）を求めることが可能である。図３と図４のゲイン特性と群遅延特性に対応するインパルス応答の特性は、上述したような計算を行うと、図５のようなインパルス応答波形となる。
【００４３】
また、このようなインパルス応答の特性が、求まれば、図６のような、いわゆるトランスバーサル型のフィルタを用意し、ＦＩＲフィルタの機能を持たせることができる。
【００４４】
すなわち、ＦＩＲフィルタは、信号のバッファ３０１、３０２、３０３、・・・３０ｎと、乗算器４０１、４０２、４０３、・・・４０ｎと、加算器５０１、５０２、・・・５０ｎとにより構成される。
【００４５】
乗算器４０１〜４０ｎにｈ（ｔ）のインパルス応答データをコンピュータよりダウン・ロードしておけば、デジタルのいわゆるＦＩＲフィルタとなる。
【００４６】
毎回、信号を矢印の方向にシフトしては、乗算器４０１〜４０ｎを動作させ、さらにその乗算器４０１〜４０ｎの出力に対して加算器５０１〜５０ｎを動作させることにより、任意入力信号ｘ（ｔ）に対して、
出力ｙ（ｔ）＝ｘ（ｔ）×ｈ（ｔ）
（×は、畳み込み演算）
のフィルタ計算をさせることが、可能である。そして、ｙ（ｔ）の出力は、図３のゲイン特性と図４の群遅延特性を、与えられたことになる。
【００４７】
また、電灯線伝送路の場合は、伝送路のゲイン特性と群遅延特性の他に、伝送路に接続されている、家庭用の電気器具（たとえば、携帯電話等の充電器のようなもの）の影響で、特にＡＣ電源の５０Ｈｚや６０Ｈｚに同期して、多大の周期雑音を受けることが多い。
【００４８】
これにより、伝送路の雑音特性が周期的に変動するものである。図７がその例である。
【００４９】
図７は、本発明の実施の形態における電灯線伝送路の周期的雑音特性の変化を示す図である。
【００５０】
このような周期的雑音も、電灯線通信用モデムの通信速度を低下させる主要な要因となるので、電灯線伝送路シミュレータの内部には、この周期的雑音を、データとして格納しておくメモリとしてのノイズバッファ２１１、２１２を用意し、ＡＣ電源の５０Ｈｚや６０Ｈｚに同期させてこれを取り出し、ＦＩＲフィルタ２０１、２０２の出力に加算して、本雑音特性を、伝送路に重畳する仕組みが不可欠である。
【００５１】
次に、図８，図９を用いて、本発明の実施の形態における、伝送路特性の自動測定の動作について説明をする。
【００５２】
図８は、本発明の実施の形態における多数の伝送路のインパルス応答を測定し、自動的にモデムの通信性能を測定する場合の模式図である。
【００５３】
また、図９は、本発明の実施の形態における、自動測定のフローチャートである。
【００５４】
図８において、コンセント６０１〜６０４、コンセント６０５〜６０８は別々の住居におけるコンセント群を意味している。
【００５５】
コンセント６０１からコンセント６０２へ向かう電灯線の伝送路特性は、図示せぬネットワーク・アナライザーにて、測定され、そのデータはインパルス応答ｈ１２として、制御用コンピュータ２１５のハードディスク２１６に格納される。
【００５６】
同じく、コンセント６０１からコンセント６０３へ向かう電灯線の伝送路特性は、インパルス応答ｈ１３として、コンセント６０１からコンセント６０４へ向かう電灯線の伝送路特性は、インパルス応答ｈ１４として、コンセント６０５からコンセント６０６へ向かう電灯線の伝送路特性は、インパルス応答ｈ５６として、コンセント６０５からコンセント６０７へ向かう電灯線の伝送路特性は、インパルス応答ｈ５７として、コンセント６０５からコンセント６０８へ向かう電灯線の伝送路特性は、インパルス応答ｈ５８として、ハードディスク２１６に順次収納される。
【００５７】
制御用コンピュータ２１５は、上記のようにしてサンプリングした複数の住宅の伝送路データを用いて、以下のごとく、自動測定を行う。この自動測定の動作について、図９を用いて説明する。
【００５８】
まず、インパルス応答データ（例えば、インパルス応答ｈ１２）を制御用コンピュータ２１５から伝送路シミュレータ１１へダウンロードする（Ｓ１）。
【００５９】
次に、伝送路シミュレータ１１の状態確認を行い、大丈夫なら次のステップに進み、ＮＧの場合は、再度状態確認を繰り返す（Ｓ２）。
【００６０】
次に、ＰＬＣモデム６１１の受信を開始させ（Ｓ３）、ＰＬＣモデム６１０の送信を開始させる（Ｓ４）。
【００６１】
これらＰＬＣモデム６１０、６１１から得られる物理レイヤ、ＭＡＣレイヤにおける通信速度、エラーレートによる、通信性能データを制御用コンピュータ２１５は取得する（Ｓ５）。
【００６２】
更に、次のインパルス応答データがあるかを制御用コンピュータ２１５は確認する（Ｓ６）。ある場合（例えば、インパルス応答ｈ１３）は、Ｓ１のステップへ戻り、次のインパルス応答データを用いて、上記動作を繰り返す。
【００６３】
無い場合は、制御用コンピュータ２１５は、それぞれのインパルス応答データ毎に取得した通信性能データより、一住居における、電灯線伝送路が、実用的な速度でどれだけのパーセンテージの領域をカバーできるか（カバレージ）等の統計的データの計算を行い（Ｓ７）、ハードディスク２１６の別エリアに計算結果を収納して、自動測定のフローを終了する。
【００６４】
Ｓ７のステップにおいては、一旦、一通りのインパルス応答データｈ１２〜ｈ５８までを終わらせた上で各住居における統計的データ（ｈ１２〜ｈ１４及びｈ５６〜ｈ５８）を出力することになる。
【００６５】
なお、統計的データの取得は、各住居分のインパルス応答データのシミュレーションを終了するごと（ｈ１２〜ｈ１４終了時点と、ｈ５６〜ｈ５８終了時点）に個別に計算することも可能である。
【００６６】
以上のように本実施の形態における伝送路シミュレータによれば、現実の住宅、あるいは、使用環境にて、膨大な数にもおよぶ通信実験をしなくとも、実験室内の環境にて、場合によっては、自動的に、現実の使用環境にて使用された場合の性能を、予め測定し、予測することが、可能な伝送路シミュレータを実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明に係る電灯線伝送路シミュレータによれば、現実の住宅、あるいは、使用環境にて、膨大な数にもおよぶ通信実験をしなくとも、実験室内の環境にて、場合によっては、自動的に、現実の使用環境にて使用された場合の性能を、予め測定し、予測することが、可能な伝送路シミュレータを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態における電灯線伝送路シミュレータの外部からの使用方法の説明図
【図２】本発明の実施の形態における電灯線伝送路シミュレータのブロック図
【図３】本発明の実施の形態における電灯線伝送路のゲイン特性を示す図
【図４】本発明の実施の形態における電灯線伝送路の群遅延特性を示す図
【図５】本発明の実施の形態における電灯線伝送路のインパルス応答特性を示す図
【図６】本発明の実施の形態におけるＦＩＲフィルタとして用いられるトランスバーサル型フィルタのブロック図
【図７】本発明の実施の形態における電灯線伝送路の周期的雑音特性の変化を示す図
【図８】本発明の実施の形態における多数の伝送路のインパルス応答を測定し、自動的にモデムの通信性能を測定する場合の模式図
【図９】本発明の実施の形態における、自動測定のフローチャート
【符号の説明】
【００６９】
１１    伝送路シミュレータ
１２    モデム制御用コンピュータ
１３    電灯線通信用モデム（試験用通信機器）
１４    電灯線通信用モデム（試験用通信機器）
【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】
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【図８】
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【図９】
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