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JP6578151B2 - Digital information transmission system and digital information transmission method - Google Patents
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  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)

Description

本発明は、電気信号の伝送によってデジタル情報を送受信するデジタル情報伝送システム及びデジタル情報伝送方法に関する。   The present invention relates to a digital information transmission system and a digital information transmission method for transmitting and receiving digital information by transmitting electrical signals.

Ethernet(登録商標)、ADSL等の金属製通信線を伝送媒体としてデジタル情報を電気信号に変換して伝送する情報伝送システムでは、家庭内の家電機器やオフィス内の電子機器などから発生する電磁波が通信線上に伝導妨害波を誘導し、これが伝送線の電気信号に影響を与えて伝送信号の劣化を引き起こすことにより、伝送情報の欠落など通信品質を劣化させる場合がある。そのため、デジタル情報伝送システムでは、伝送する情報に各種誤り訂正機能を持たせるのが一般的である。   In an information transmission system that converts digital information into electrical signals using a metal communication line such as Ethernet (registered trademark) or ADSL as a transmission medium, electromagnetic waves generated from household appliances in homes or electronic devices in offices are transmitted. In some cases, a conduction interference wave is induced on the communication line, which affects the electrical signal of the transmission line and causes deterioration of the transmission signal, thereby degrading the communication quality such as missing transmission information. Therefore, in a digital information transmission system, it is common to provide various error correction functions to information to be transmitted.

例えば、ADSL通信システムでは、誤り訂正機能に加えて、伝導妨害波(ノイズ)による伝送信号の劣化を極力抑制する方法として、非特許文献1に記載されているように、ADSLモデムとDSLAM間でDMT通信方式における複数のキャリア信号(ビン)に対して、ノイズの影響を多く受ける搬送周波数のキャリア信号には相対的に少ない情報(ビット)を割り当て、ノイズの影響が少ない搬送周波数のキャリア信号には相対的に多くの情報を割り当てるように制御することが開示されている。   For example, in an ADSL communication system, in addition to an error correction function, as described in Non-Patent Document 1, as a method for suppressing deterioration of a transmission signal due to a conducted interference wave (noise), between an ADSL modem and a DSLAM, For multiple carrier signals (bins) in the DMT communication system, relatively little information (bits) is assigned to carrier signals of carrier frequencies that are highly affected by noise, and carrier signals of carrier frequencies that are less affected by noise are assigned. Is disclosed to control to allocate a relatively large amount of information.

サーバなどからの情報送信装置から送信されるデジタル情報は、ADSL送信装置において、CRC(Cyclic Redundancy Code)符号化、リード・ソロモン(Reed-Solomon Code:RS)符号化、スクランブル処理、トレリス符号化、直交振幅変調(QAM:Quadrature Amplitude Modulation)、DMT(Discrete Multitone)変調、CP(Cyclic Prefix)付加処理が順次行われた後、AFE(Analog Front End)処理によってアナログ信号に変換され、電話回線に電気信号として出力される。一方、ADSL受信装置では、電話線から伝送された電気信号からAFE処理によってデジタル信号に変換され、TEQ(Time domain Equalizer:時間軸波形等価)、CP削除、DMT復調、FEQ(Frequency domain Equalizer:周波数軸波形等価)、QAM復調、ビダビ復号化、デスクランブル処理、RS復号化、CRC検査が順次行われ、PCなどの受信端末に送信される。   Digital information transmitted from an information transmission device such as a server is encoded with CRC (Cyclic Redundancy Code) coding, Reed-Solomon Code (RS) coding, scramble processing, trellis coding, Quadrature Amplitude Modulation (QAM), DMT (Discrete Multitone) modulation, and CP (Cyclic Prefix) addition processing are performed in sequence, and then converted to an analog signal by AFE (Analog Front End) processing. Output as a signal. On the other hand, in the ADSL receiver, the electrical signal transmitted from the telephone line is converted to a digital signal by AFE processing, TEQ (Time domain Equalizer), CP deletion, DMT demodulation, FEQ (Frequency domain Equalizer: Frequency) Axis waveform equivalent), QAM demodulation, Viterbi decoding, descrambling processing, RS decoding, CRC check are sequentially performed and transmitted to a receiving terminal such as a PC.

ここで、上記のトレリス符号化/ビダビ復号化処理は、非特許文献1に記載されているように、デジタル信号の誤り訂正処理であって、各キャリア信号(ビン)毎に、過去のビット列を参照して冗長ビットを生成し、この冗長ビットを送信する情報ビット列と併せてビンに符号化し、受信側では、過去のビット列を参照していくつかの選択肢から最も確からしいビット列を推定することによって送信された情報へ復号化する。このように、いま受信したビット列だけでなく、過去に受信したビット列との関連を調べて復号化するので、正確な情報伝送が可能となる。   Here, as described in Non-Patent Document 1, the trellis encoding / Bidabi decoding process described above is an error correction process of a digital signal, and a past bit string is calculated for each carrier signal (bin). A redundant bit is generated by reference and encoded into a bin together with an information bit sequence to be transmitted. On the receiving side, the most probable bit sequence is estimated from several options by referring to the past bit sequence. Decrypt into sent information. In this way, since not only the bit string received now but also the relation with the bit string received in the past is examined and decoded, accurate information transmission is possible.

川村 啓史、20メガ超ADSLの実現技術、日経コミュニケーションズ p128-p135、2003.9.8Hiroshi Kawamura, Realization technology of ADSL exceeding 20 mega, Nikkei Communications p128-p135, 2003.9.8

しかしながら、従来のデジタル情報伝送システムは、伝送時に劣化したデジタル信号の誤り訂正処理のために情報伝送のスループットが必然的に低下してしまう。特に、上記ADSLのトレリス符号処理では、拘束長と呼ばれる復号化に用いるデータ長が長いほど誤り訂正の精度は向上するが、誤り訂正処理量が増大すると、その分データ処理時間が長くなってしまう。   However, the conventional digital information transmission system inevitably reduces the throughput of information transmission due to error correction processing of the digital signal deteriorated during transmission. In particular, in the ADSL trellis code processing, the accuracy of error correction improves as the data length used for decoding, called constraint length, increases. However, as the amount of error correction increases, the data processing time increases accordingly. .

このように、デジタル伝送時の情報伝送品質を向上させるための誤り訂正能力の向上はその処理に要する時間が長くなることでスループットの低下をもたらすという課題がある。特に、誤り率が高くなると誤り訂正の復号化効率(単位時間内の誤り訂正処理量)はその分低下する。   As described above, the improvement of the error correction capability for improving the information transmission quality at the time of digital transmission has a problem that the time required for the processing becomes longer and the throughput is lowered. In particular, when the error rate increases, the decoding efficiency of error correction (the amount of error correction processing within a unit time) decreases accordingly.

また、ADSLは送信装置と受信装置との間でリンクを確立する際に、トレーニング機能によって、デジタル情報伝送が電磁環境から受ける影響を検知し、各キャリア周波数への割り当て可能な情報量を決定して最大限のスループットを確保できるようにするが、トレーニング実施後に発生した電磁妨害波によるスループットの低下を補償することはできない。   When ADSL establishes a link between a transmitting device and a receiving device, the training function detects the influence of digital information transmission from the electromagnetic environment and determines the amount of information that can be allocated to each carrier frequency. However, it is not possible to compensate for a decrease in throughput due to electromagnetic interference generated after training.

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、電磁妨害波による情報伝送のスループットの低下防止に優れたデジタル情報伝送システム及びデジタル情報伝送方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a digital information transmission system and a digital information transmission method that are excellent in preventing a reduction in information transmission throughput due to electromagnetic interference. .

上記目的を達成するためにこの発明のデジタル情報伝送システム及びデジタル情報伝送方法は、以下のように構成されている。   In order to achieve the above object, a digital information transmission system and a digital information transmission method of the present invention are configured as follows.

(1)第1の通信装置と第2の通信装置が情報伝送路により接続されるデジタル情報伝送システムであって、前記第1の通信装置は、複数のテストフレームを受信するテストフレーム受信部と、複数のテストフレームの受信結果に基づき周期性妨害波の発生周期および継続時間を分析し伝送方法を決定する伝送スループット制御部と、決定された伝送方法により情報を前記第2の通信装置へ送信する送信部と、を備え、前記伝送スループット制御部は、前記複数のテストフレームが受ける周期性妨害波の発生周期および継続時間を抽出する妨害波パラメータ抽出部と、前記発生周期と前記継続時間から送信タイミングを遅延させる遅延時間を算出して、送信遅延タイミングを決定する送信遅延処理部と、を備え、前記送信部は、前記送信遅延タイミングで前記情報を送信し、前記第2の通信装置は、前記複数のテストフレームを前記第1の通信装置へ送信するテストフレーム送信部と、前記情報を受信する受信部を備える。 (1) A digital information transmission system in which a first communication device and a second communication device are connected by an information transmission path, wherein the first communication device includes a test frame receiving unit that receives a plurality of test frames; A transmission throughput control unit that analyzes a generation period and duration of a periodic interference wave based on reception results of a plurality of test frames and determines a transmission method; and transmits information to the second communication device by the determined transmission method The transmission throughput control unit, the interference wave parameter extraction unit for extracting the generation period and duration of the periodic interference wave received by the plurality of test frames, the generation period and the duration It calculates a delay time for delaying the transmission timing, and a transmission delay processing unit for determining the transmission delay time, and the transmission unit, the transmission delay Transmitting the information in timing, the second communication device comprises a test frame transmitting unit for transmitting the plurality of test frames to the first communication device, a receiving unit that receives the information.

(2)上記(1)のデジタル情報伝送システムであって、前記送信遅延処理部は、前記周期性妨害波の継続時間が送信タイミングに重なる場合に、送信タイミングが遅延時間を超えるまでスキップする前記送信遅延タイミングで前記情報送信る。 (2) In the digital information transmission system according to (1), the transmission delay processing unit skips until the transmission timing exceeds the delay time when the duration of the periodic interference wave overlaps the transmission timing. that sends the information transmission delay time.

)上記()のデジタル情報伝送システムであって、前記送信遅延処理部は、前記周期性妨害波の継続時間と重なるタイミングのフレームでの前記情報の送信をスキップする第1の伝送処理に要する時間とスキップしない第2の伝送処理に要する時間とを比較し、前記第1の伝送処理に要する時間が前記第2の伝送処理に要する時間より短い場合には前記第1の伝送処理を選択し、前記第1の伝送処理に要する時間が前記第2の伝送処理に要する時間以上の場合には前記第2の伝送処理を選択する。 ( 3 ) The digital information transmission system according to ( 2 ), wherein the transmission delay processing unit skips transmission of the information in a frame that overlaps with a duration of the periodic interference wave. And the time required for the second transmission process that is not skipped. If the time required for the first transmission process is shorter than the time required for the second transmission process, the first transmission process is performed. If the time required for the first transmission process is equal to or longer than the time required for the second transmission process, the second transmission process is selected.

(4)第1の通信装置と第2の通信装置が情報伝送路により接続されるデジタル情報伝送システムに適用されるデジタル情報伝送方法であって、前記第1の通信装置は、複数のテストフレームを受信し、複数のテストフレームの受信結果に基づき周期性妨害波の発生周期および継続時間を分析し伝送方法を決定し、前記伝送方法を決定することは、前記複数のテストフレームが受ける周期性妨害波の発生周期および継続時間を抽出すること、及び前記発生周期と前記継続時間から送信タイミングを遅延させる遅延時間を算出して、送信遅延タイミングを決定することを含み、決定された伝送方法により前記第2の通信装置へ情報を送信し、前記情報を送信することは、前記送信遅延タイミングで前記情報を送信することを含み、前記第2の通信装置は、前記複数のテストフレームを前記第1の通信装置に送信し、前記情報を受信する (4) A digital information transmission method applied to a digital information transmission system in which a first communication device and a second communication device are connected by an information transmission path, wherein the first communication device includes a plurality of test frames. Determining the transmission method by analyzing the generation period and duration of the periodic interference wave based on the reception results of the plurality of test frames, and determining the transmission method is the periodicity received by the plurality of test frames. Extracting the generation period and duration of the jamming wave, calculating a delay time for delaying transmission timing from the generation period and the duration, and determining the transmission delay timing, and according to the determined transmission method Transmitting information to the second communication device, and transmitting the information includes transmitting the information at the transmission delay timing, and transmitting the information. Device transmits the plurality of test frames to the first communication device, to receive the information.

即ち、本発明によれば、電磁妨害波に起因する情報伝送のスループットの低下防止に優れたデジタル情報伝送システム及びデジタル情報伝送方法を提供できる。   That is, according to the present invention, it is possible to provide a digital information transmission system and a digital information transmission method that are excellent in preventing a decrease in throughput of information transmission caused by electromagnetic interference.

(1)この発明のデジタル情報伝送システムによれば、周期性妨害波の発生周期および継続時間を分析結果に基づき決定された伝送方法により情報が伝送されるので、妨害波の周期性成分による情報の劣化を回避することができ、誤り訂正、特にその復号化処理における復号化効率の低下を抑制することができる。   (1) According to the digital information transmission system of the present invention, information is transmitted by a transmission method in which the generation period and duration of a periodic interference wave are determined based on the analysis result. Can be avoided, and a decrease in decoding efficiency in error correction, particularly in the decoding process can be suppressed.

(2)この発明のデジタル情報伝送システムによれば、送信タイミングを遅延させて、妨害波の周期性成分による情報の劣化を回避することができ、誤り訂正、特にその復号化処理における復号化効率の低下を抑制することができる。   (2) According to the digital information transmission system of the present invention, it is possible to delay the transmission timing to avoid the deterioration of information due to the periodic component of the interference wave, and to perform error correction, particularly decoding efficiency in the decoding process. Can be suppressed.

(3)この発明のデジタル情報伝送システムによれば、周期的な妨害波がある場合、妨害波と重なるタイミングのフレームでは送信せずにスキップし、妨害波と重ならないタイミングで送信することができ、誤り訂正、特にその復号化処理における復号化効率の低下を抑制することができる。   (3) According to the digital information transmission system of the present invention, when there is a periodic jamming wave, it is possible to skip the frame with the timing overlapping with the jamming wave without transmitting it, and transmit at a timing not overlapping with the jamming wave. In addition, it is possible to suppress a decrease in decoding efficiency in error correction, particularly in the decoding process.

(4)この発明のデジタル情報伝送システムによれば、スキップを利用した伝送処理とスキップを利用しない伝送処理との時間の比較により、最適な伝送処理を選択することができ、伝送スループットの低下を防止することができる。   (4) According to the digital information transmission system of the present invention, the optimum transmission process can be selected by comparing the time of the transmission process using the skip and the transmission process not using the skip, thereby reducing the transmission throughput. Can be prevented.

(5)この発明のデジタル情報伝送システムによれば、テストフレームの送信により、周期性妨害波の発生周期および継続時間の詳細な分析が可能となる。   (5) According to the digital information transmission system of the present invention, the analysis of the periodic interference wave generation period and duration can be performed in detail by transmitting the test frame.

(6)この発明のデジタル情報伝送方法によれば、周期性妨害波の発生周期および継続時間を分析結果に基づき決定された伝送方法により情報が伝送されるので、妨害波の周期性成分による情報の劣化を回避することができ、誤り訂正、特にその復号化処理における復号化効率の低下を抑制することができる。   (6) According to the digital information transmission method of the present invention, information is transmitted by the transmission method in which the generation period and duration of the periodic interference wave are determined based on the analysis result. Can be avoided, and a decrease in decoding efficiency in error correction, particularly in the decoding process can be suppressed.

図1は、各実施形態に係るデジタル情報伝送システムの伝送処理ブロックの一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a transmission processing block of a digital information transmission system according to each embodiment. 図2は、送信装置及び受信装置を構成するCPU及びDSP(Digital Signal Processor)等の機能部品相互の情報入出力関係の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an information input / output relationship between functional components such as a CPU and a DSP (Digital Signal Processor) constituting the transmission device and the reception device. 図3Aは、送信装置のCPUにより実現される伝送スループット制御を説明するためのブロック図である。FIG. 3A is a block diagram for explaining transmission throughput control realized by the CPU of the transmission apparatus. 図3Bは、受信装置のCPUにより実現される伝送スループット制御を説明するためのブロック図である。FIG. 3B is a block diagram for explaining transmission throughput control realized by the CPU of the receiving apparatus. 図4は、ADSL出力フレーム送信間隔と妨害波印加タイミングのタイムチャートの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a time chart of an ADSL output frame transmission interval and interference wave application timing. 図5は、妨害波印加条件とスループットの関係を示す実験結果例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of experimental results showing the relationship between the interference wave application condition and the throughput. 図6は、送信タイミングのスキップの一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of transmission timing skip. 図7は、テストフレームの構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of a test frame.

以下、図面を参照して本発明に係る各実施形態について説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、各実施形態に係るデジタル情報伝送システムの伝送処理ブロックの一例を示す図である。図1は、主に送信装置1(例えばADSL送信装置)の内部構成の一例と受信装置2(例えばADSL受信装置)の内部構成の一例を図示したものである。また、図2は、送信装置1及び受信装置2を構成するCPU及びDSP等の機能部品相互の情報入出力関係の一例を示す図である。また、図3Aは、送信装置1のCPUにより実現される伝送スループット制御を説明するためのブロック図である。図3Bは、受信装置2のCPUにより実現される伝送スループット制御を説明するためのブロック図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a transmission processing block of a digital information transmission system according to each embodiment. FIG. 1 mainly illustrates an example of an internal configuration of a transmission device 1 (for example, an ADSL transmission device) and an example of an internal configuration of a reception device 2 (for example, an ADSL reception device). FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an information input / output relationship between functional components such as a CPU and a DSP constituting the transmission device 1 and the reception device 2. FIG. 3A is a block diagram for explaining transmission throughput control realized by the CPU of the transmission apparatus 1. FIG. 3B is a block diagram for explaining transmission throughput control realized by the CPU of the reception device 2.

まず、本発明の契機として発明者らが実施した実験とそこから得られた知見について説明する。なお、以下で説明する実施形態に係る実験結果及び各実施形態により本発明に係るデジタル情報伝送システムが限定されるものではない。   First, an experiment conducted by the inventors as an opportunity of the present invention and knowledge obtained therefrom will be described. The digital information transmission system according to the present invention is not limited by the experimental results and the embodiments according to the embodiments described below.

[実施形態に係る実験結果]
一般に、バースト妨害波は、その強度レベルがほぼ0の状態から急に立ち上がり、強度レベルの変動を伴いながら強度レベルが0でない状態が観測時間に対して相対的に短い時間(以下、「継続時間」と言う。)だけ継続し、その後、強度レベルがほぼ0の状態に至るという経過をたどる電磁波である。バースト妨害波は、その周波数帯域においてある程度の幅を持ち、時間軸上で見たとき、その継続時間にも幅があり、バースト波各々でその発生タイミングもばらつくが、発明者らは、バースト妨害波の強度レベルが時間的に周期性を持つ場合に着目し、バースト妨害波発生時間周期、及びその継続時間と、スループットとの関係を明らかにするため、バースト妨害波を模擬する試験妨害波として、一定の周波数で一定の継続時間を有する妨害波(以下、「パルス変調妨害波」と言う。)を、継続時間とパルス繰り返しを変化させてADSL下り信号に印加する実験を行った。印加するパルス妨害波の周波数は、1173 kHzとした。これはADSLの下り通信に用いられる138〜2200kHzの周波数帯域の中央値を採用したものであるが、印加するパルス妨害波の周波数はこの周波数に限定されるものではなく、138〜2200kHzの間の搬送波(キャリア)周波数近傍の任意の値を採用することができる。
[Experimental Results According to Embodiment]
In general, a burst interference wave suddenly rises from a state where the intensity level is almost zero, and a state where the intensity level is not zero while accompanied by fluctuations in the intensity level is a relatively short time (hereinafter referred to as “duration time”). ”), And the electromagnetic waves follow the process of reaching an almost zero intensity level. Burst jamming waves have a certain width in their frequency band, and when viewed on the time axis, their durations are also wide, and the timing of their occurrence varies with each burst wave. Focusing on the case where the intensity level of the wave is periodic in time, in order to clarify the relationship between the burst disturbance generation time period and its duration and the throughput, as a test disturbance to simulate the burst disturbance An experiment was conducted in which an interfering wave having a constant frequency and a constant duration (hereinafter referred to as a “pulse-modulated jamming wave”) was applied to the ADSL downlink signal while changing the duration and pulse repetition. The frequency of the applied pulse jamming wave was 1173 kHz. This employs the median value of the frequency band of 138 to 2200 kHz used for ADSL downlink communication, but the frequency of the pulse jamming wave to be applied is not limited to this frequency, it is between 138 and 2200 kHz. Any value in the vicinity of the carrier frequency can be adopted.

実験におけるADSL出力フレーム送信間隔と妨害波印加タイミングの一例のタイムチャートを図4に示す。ADSLでは、一つの出力フレームに対応する送信データを単位として図1で示す処理フローに従って処理し、1出力フレーム分の情報を1回のQAM変調によって複数のキャリア信号(アナログ波)に多重化して伝送するので、QAM変調タイミング間の時間250 μ秒(QAMタイムスロット)は出力フレーム送信時間間隔に等しい。ADSLのフレーム送信時間間隔250 μ秒に対して、条件Aでは継続時間12.5 μ秒で繰り返し周期100 μ秒、条件Bでは25 μ秒で繰り返し周期が200 μ秒、条件Cでは継続時間62.5 μ秒で繰り返し周期500 μ秒、条件Dでは継続時間125 μ秒で繰り返し周期1 m秒とした。   FIG. 4 shows a time chart of an example of the ADSL output frame transmission interval and the interference wave application timing in the experiment. In ADSL, transmission data corresponding to one output frame is processed according to the processing flow shown in FIG. 1, and information for one output frame is multiplexed into a plurality of carrier signals (analog waves) by one QAM modulation. Since it is transmitted, the time between QAM modulation timings 250 μs (QAM time slot) is equal to the output frame transmission time interval. For ADSL frame transmission time interval of 250 μs, condition A has a duration of 12.5 μs and a repetition period of 100 μs, condition B has a period of 25 μs and a repetition period of 200 μs, and condition C has a period of 62.5 μs In condition D, the repetition period was 500 μs, and in condition D, the repetition period was 125 μs and the repetition period was 1 msec.

ADSLの出力フレーム送信タイミングでの送信処理に要する時間をΔtとすると(例えばΔtは1μ秒とするが通信条件によりΔtの値は変化する)、ADSL出力フレーム送信時間間隔250 μ秒内における、送信信号に対するパルス変調妨害波が干渉可能な時間との比は、図4を参照すると、条件A:Δt/12.5×3、条件B:Δt/25×2、条件C:Δt/62.5、条件D:Δt/125となるので、条件Aでの干渉時間を1とした場合、条件B,条件C,条件Dの干渉時間(相対的干渉時間)は、各々1.33、1.67、3.33となる。   If the time required for transmission processing at the ADSL output frame transmission timing is Δt (eg, Δt is 1 μs, but Δt varies depending on the communication conditions), transmission within the ADSL output frame transmission time interval of 250 μs Referring to FIG. 4, the ratio of the time over which the pulse modulation interfering wave can interfere with the signal is as follows. Condition A: Δt / 12.5 × 3, Condition B: Δt / 25 × 2, Condition C: Δt / 62.5, Condition D: Since Δt / 125, when the interference time under condition A is 1, the interference times (relative interference time) under conditions B, C, and D are 1.33, 1.67, and 3.33, respectively.

次に、図5にパルス変調妨害波の印加条件とスループットの関係を示す実験結果の一例を示す。ここで、スループットとは、送信装置で生成した単位時間当たりの出力フレームの数に対する単位時間当たりの受信装置での再生フレーム数である。図5の縦軸は、パルス妨害波を印加しない場合のスループットを1として正規化したスループットである。上記の相対的干渉時間が長くなるに従って、送信スループットが低下することを示している。   Next, FIG. 5 shows an example of an experimental result showing the relationship between the application condition of the pulse modulation interference wave and the throughput. Here, the throughput is the number of playback frames in the receiving device per unit time with respect to the number of output frames per unit time generated by the transmitting device. The vertical axis in FIG. 5 is the normalized throughput assuming that the throughput when no pulse jamming wave is applied is 1. It shows that the transmission throughput decreases as the relative interference time increases.

この実験結果は、ADSLの誤り訂正で採用されているトレリス符号化/ビダビ復号化処理において、伝送信号へのパルス変調妨害波の干渉時間が長いほど伝送信号の品質が劣化し、その結果、復号処理における復号化効率が低下すること、言い換えれば、伝送信号とパルス変調妨害波の干渉時間が長いほど送信原信号の誤りが多くなり、受信装置での誤り訂正処理時間が長くなることが図5から得たスループット低下の主たる要因と考えられる。   This experimental result shows that in the trellis coding / Bidabi decoding process employed in ADSL error correction, the quality of the transmission signal deteriorates as the interference time of the pulse modulation interfering wave with the transmission signal becomes longer. FIG. 5 shows that the decoding efficiency in the processing decreases, in other words, the longer the interference time between the transmission signal and the pulse-modulated jamming wave, the more errors in the transmission source signal and the longer the error correction processing time in the receiving apparatus. This is considered to be the main cause of throughput reduction obtained from

そこで、本実施形態に係る情報伝送システムでは、情報伝送に先立ち、送信装置と受信装置間で予め共通の所定のフレーム構造をやり取りすることで、バースト妨害波の中の周期性を特徴付ける妨害波発生周期情報とその継続時間情報を抽出して記憶し、抽出された妨害波周期情報と継続時間とから周期性妨害波の影響を回避できる情報送信タイミングを算出し、その送信タイミングまで遅延させてADSL出力フレームを送信する。受信側では、送信されたADSL信号を一旦遅延バッファメモリに格納し、遅延バッファメモリから所定の情報を読み出すことにより、妨害波の周期性成分による情報の劣化を回避するとともに、スループットの低下を抑制する。なお、送信タイミングを遅延させた分、伝送時間内でのスループットは妨害波が無い場合よりも低下するが、遅延バッファメモリから読み出される情報は原理的に妨害波による劣化を受けておらず、復号化処理の時間は最小化されているので、遅延バッファメモリからの読み出し速度は相対的に向上し、送信端末から受信端末までの全体的な情報伝送のスループットを向上することができる。   Therefore, in the information transmission system according to the present embodiment, prior to information transmission, generation of an interference wave that characterizes periodicity in burst interference waves by exchanging a predetermined frame structure in common between the transmission device and the reception device in advance. Periodic information and its duration information are extracted and stored, and the information transmission timing that can avoid the influence of periodic interference is calculated from the extracted disturbance period information and duration, and ADSL is delayed to that transmission timing. Send output frame. On the receiving side, the transmitted ADSL signal is temporarily stored in the delay buffer memory, and predetermined information is read from the delay buffer memory, thereby avoiding deterioration of information due to periodic components of jamming waves and suppressing a decrease in throughput. To do. Note that the throughput within the transmission time is lower than when there is no interfering wave by delaying the transmission timing, but the information read from the delay buffer memory is not subject to deterioration due to the interfering wave in principle, and decoding is not possible. Since the processing time is minimized, the reading speed from the delay buffer memory is relatively improved, and the overall information transmission throughput from the transmitting terminal to the receiving terminal can be improved.

[第1の実施形態]
以下、図1、図2、図3を用いて、本実施形態を詳細に説明する。
[First embodiment]
Hereinafter, this embodiment will be described in detail with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG.

図1に示すように、情報伝送システムは、送信装置1(第1の通信装置)及び受信装置2(第2の通信装置)を備える。送信装置1はDSP及びAFEを備え、DSPは、CRC符号化処理部101、リード・ソロモン符号化処理部102、スクランブル処理部103、トレリス符号化処理部104、QAM変調処理部105、DMT変調処理部106、CP追加処理部107を備え、AFEはAFE処理部108を備える。受信装置2もDSP及びAFEを備え、AFEはAFE処理部201を備え、DSPはTEQ処理部202、CP削除処理部203、DMT復調処理部204、FEQ処理部205、QAM復調処理部206、ビダビ復号化処理部207、デスクランブル処理部208、RS復号化処理部209、CRC検査処理部210を備える。301は情報伝送路である。   As shown in FIG. 1, the information transmission system includes a transmission device 1 (first communication device) and a reception device 2 (second communication device). The transmitter 1 includes a DSP and an AFE. The DSP includes a CRC encoding processing unit 101, a Reed-Solomon encoding processing unit 102, a scramble processing unit 103, a trellis encoding processing unit 104, a QAM modulation processing unit 105, and a DMT modulation process. Unit 106 and CP addition processing unit 107, and AFE includes an AFE processing unit 108. The receiving device 2 also includes a DSP and an AFE, the AFE includes an AFE processing unit 201, and the DSP includes a TEQ processing unit 202, a CP deletion processing unit 203, a DMT demodulation processing unit 204, an FEQ processing unit 205, a QAM demodulation processing unit 206, a Viterbi A decoding processing unit 207, a descrambling processing unit 208, an RS decoding processing unit 209, and a CRC check processing unit 210 are provided. 301 is an information transmission path.

図2は、図1に示す送信装置のハードウェア構成例を示す図である。図2に示すように送信装置1は、LAN-IF11、CPU12、DSP13、AFE14、メモリ15を備え、受信装置2は、LAN-IF21、CPU22、DSP23、AFE24、メモリ25を備える。本発明に係る送信装置1側の情報処理はソフトウェア機能としてCPU12で処理され、本発明に係る受信装置2側の情報処理はソフトウェア機能としてCPU22で処理される。送信装置1に接続されたEthernetケーブルなどのLANケーブルを介してサーバなどからEthernetフレーム(送信装置へは時系列データ信号波形として入力される)が送信されると、LAN-IF11でこれを受信し、CPU12に処理を移す。   FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the transmission apparatus illustrated in FIG. As shown in FIG. 2, the transmission device 1 includes a LAN-IF 11, a CPU 12, a DSP 13, an AFE 14, and a memory 15, and the reception device 2 includes a LAN-IF 21, a CPU 22, a DSP 23, an AFE 24, and a memory 25. Information processing on the transmission apparatus 1 side according to the present invention is processed by the CPU 12 as a software function, and information processing on the reception apparatus 2 side according to the present invention is processed by the CPU 22 as a software function. When an Ethernet frame (input to the transmitter as a time-series data signal waveform) is transmitted from a server etc. via a LAN cable such as an Ethernet cable connected to the transmitter 1, it is received by the LAN-IF11. Move processing to CPU12.

CPU12では、図3Aで説明する情報送信処理を実行し、さらに、CPU12は、ADSL送信機能のソフトウェア処理を実行する。このソフトウェア処理とは、DSLAMとの間で信号をやり取りすることで得た情報を使って、リンク速度や1回の変調で送信するデータ量を計算する「トレーニング」処理を含む。EthernetフレームはCPU12でのソフトウェア処理によって、48バイトなどの所定のデータ長に分割され、その後の処理に必要となる付加情報が付加されメモリに格納される。   The CPU 12 executes information transmission processing described with reference to FIG. 3A, and further, the CPU 12 executes software processing for the ADSL transmission function. This software processing includes “training” processing that uses information obtained by exchanging signals with the DSLAM to calculate the link speed and the amount of data to be transmitted at one modulation. The Ethernet frame is divided into a predetermined data length such as 48 bytes by software processing in the CPU 12, and additional information necessary for subsequent processing is added and stored in the memory.

DSP13は、メモリに格納された情報を読み出し、1回のQAM変調で送信装置から伝送路へ出力する出力フレーム生成を含み、続くAFE14で行うQAM変調情報のアナログ信号への変換処理の前までの一連のデジタルデータ処理を行う。この過程で、図1に示すCRC(Cyclic Redundancy Code))符号化、リード・ソロモン(Reed-Solomon Code:RS)符号化、スクランブル処理、トレリス符号化、QAM変調、DMT(Discrete Multitone)変調、CP(Cyclic Prefix)付加処理などを順次実行する。   The DSP 13 reads information stored in the memory, includes output frame generation that is output from the transmission device to the transmission line by one QAM modulation, and continues until the conversion processing of the QAM modulation information to the analog signal performed by the AFE 14 Perform a series of digital data processing. In this process, CRC (Cyclic Redundancy Code) coding, Reed-Solomon Code (RS) coding, scramble processing, trellis coding, QAM modulation, DMT (Discrete Multitone) modulation, CP shown in FIG. (Cyclic Prefix) Addition processing etc. are executed sequentially.

AFE14ではDSP13で生成されたデジタルデータをアナログ信号波形にマッピングしてアナログ電気信号として伝送路(電話線)上に送出し、受信装置2へ伝送する。   The AFE 14 maps the digital data generated by the DSP 13 to an analog signal waveform, sends it as an analog electric signal on a transmission line (telephone line), and transmits it to the receiving device 2.

受信装置2では、上述した送信装置1内での一連の処理と逆の処理が行われ、送信端末から送信されたアナログ信号波形からの情報をデジタル化し、送信原情報を再生してこれをその上位装置へ転送する。   In the receiving device 2, a process reverse to the series of processes in the transmitting device 1 described above is performed, information from the analog signal waveform transmitted from the transmitting terminal is digitized, and the original transmission information is reproduced to obtain the information. Transfer to host device.

次に、図3Aを用いて、デジタル伝送処理を説明する。図3Aは図2の送信装置1のCPU12で実行されるソフトウェア機能ブロックの相互関係を示すが、これらの機能は送信装置1と受信装置2では対等である。本実施形態では、送信装置1での機能として説明するが、受信装置2での機能でもある。PCやサーバなど情報送信端末から入出力IF111を介して情報送信装置1に通信要求がもたらされると、送信装置1のテストフレーム送受信処理部113は、受信装置2のテストフレーム送受信処理部213に対して、所定の同一フレーム構造を持ったn個のテストフレームを所定の送信タイミングで連続して送信装置1へ送信するように要求する。ADSLの場合は、図4で示した送信フレーム時間間隔でテストフレームが送られる。従って、送信装置が受信するn個のテストフレームは、フレーム送信間隔(250 μ秒)で連続して送信される。   Next, digital transmission processing will be described with reference to FIG. 3A. FIG. 3A shows the interrelationships of software function blocks executed by the CPU 12 of the transmission apparatus 1 in FIG. 2, but these functions are the same in the transmission apparatus 1 and the reception apparatus 2. In the present embodiment, the function in the transmission device 1 is described, but the function in the reception device 2 is also described. When a communication request is sent from the information transmission terminal such as a PC or server to the information transmission device 1 via the input / output IF 111, the test frame transmission / reception processing unit 113 of the transmission device 1 sends the test frame transmission / reception processing unit 213 of the reception device 2 to the test frame transmission / reception processing unit 213. Thus, it is requested to continuously transmit n test frames having a predetermined same frame structure to the transmitting apparatus 1 at a predetermined transmission timing. In the case of ADSL, test frames are sent at the transmission frame time interval shown in FIG. Accordingly, the n test frames received by the transmission device are continuously transmitted at a frame transmission interval (250 μsec).

受信装置2から送信装置1へ伝送されるテストフレームを基に生成される出力信号の波形(振幅、位相)は、伝送路を伝搬し送信装置に到達するまでにバースト電磁妨害波によるり波形劣化(振幅と位相の原信号波形からの歪や変位)を受けるものとする。   The waveform (amplitude and phase) of the output signal generated based on the test frame transmitted from the receiver 2 to the transmitter 1 is degraded by the burst electromagnetic interference before it reaches the transmitter after propagating through the transmission path. (Distortion and displacement from the original signal waveform of amplitude and phase).

受信装置2から送信装置1へ送られたn個のテストフレームは、送信装置1のテストフレーム送受信部113に直接送られるが、受信装置2でテストフレームを生成する際に行った誤り訂正のための符号化に対応する復号化処理は行わない。送信装置1のテストフレーム送受信処理部113で受信したテストフレームのバースト妨害波に関するデータは記憶部116に格納される。一方、記憶部116では、テストフレームの所定のフレーム構造のデータをレファレンスデータとして格納してある。   The n test frames sent from the receiving device 2 to the transmitting device 1 are directly sent to the test frame transmission / reception unit 113 of the transmitting device 1 for error correction performed when the receiving device 2 generates the test frame. The decoding process corresponding to the encoding of is not performed. Data related to the burst interference wave of the test frame received by the test frame transmission / reception processing unit 113 of the transmission apparatus 1 is stored in the storage unit 116. On the other hand, the storage unit 116 stores data of a predetermined frame structure of the test frame as reference data.

次に、妨害波パラメータ抽出部114は、記憶部116に格納されたレファレンスデータと受信装置2から送達されたn個のテストフレームデータとを読み出し、レファレンスデータとn個の時系列テストフレームデータとを照合して、伝送路で受けたバースト電磁妨害波の周波数分布、及び発生周期に関する情報と継続時間情報を抽出する。具体的には、所定の等時間間隔で送信されたn個のテストフレームについて、ビット誤りが生じているテストフレーム内のビット位置と同じビット誤りが何番目のテストフレームから何番目までのテストフレームまで生じているかを検出することでバースト妨害波の発生周期を抽出し、同じビット誤りが何個のテストフレームまで連続して生じているかを検出することで継続時間を抽出する。以下では、発生周期を抽出できたバースト妨害波を周期性妨害波と呼ぶ。得られた周期性妨害波の発生周期、継続時間は記憶部に格納される。   Next, the interference wave parameter extraction unit 114 reads the reference data stored in the storage unit 116 and n test frame data delivered from the receiving device 2, and the reference data and n time-series test frame data Are extracted, information on the frequency distribution of burst electromagnetic interference received on the transmission path, information on the generation period, and duration information are extracted. Specifically, for n test frames transmitted at predetermined equal time intervals, the test frame from what number test frame to which bit error is the same as the bit position in the test frame where the bit error has occurred The generation period of the burst interference wave is extracted by detecting whether the same bit error has occurred continuously, and the duration is extracted by detecting whether the same bit error has occurred continuously. Hereinafter, the burst jamming wave from which the generation cycle can be extracted is referred to as a periodic jamming wave. The obtained periodic interference wave generation period and duration are stored in the storage unit.

ここで、連続して送出するテストフレーム間でガードインターバル時間を設定する場合には、周期性妨害波発生周期の周期情報と継続時間にガードインターバル時間を加味して抽出する。   Here, when a guard interval time is set between test frames that are continuously transmitted, extraction is performed by adding the guard interval time to the period information and duration of the periodic interference wave generation period.

伝送遅延処理部115は、記憶部116に格納された上記発生周期と継続時間とから、送信装置1から伝送路への情報信号送信タイミングを遅延させる遅延時間を計算する。たとえば、ADSLの場合、図4に示すように250 μ秒間隔で情報信号を送出しているので、ある送信タイミングが上記の発生周期のタイミングと一致するか、もしくは継続時間内に来る場合には、当初の送信タイミングが上記遅延時間を超えるまでスキップさせる。図6は、送信タイミングのスキップの一例を示す図である。条件Aに示すような周期的に発生する妨害波がある場合、この妨害波と重なるタイミングのフレームでは送信せずにスキップし、妨害波と重ならないタイミングで送信する。   The transmission delay processing unit 115 calculates a delay time for delaying the information signal transmission timing from the transmission device 1 to the transmission path from the generation period and the duration time stored in the storage unit 116. For example, in the case of ADSL, as shown in Fig. 4, information signals are sent at intervals of 250 μs, so if a certain transmission timing matches the timing of the above generation cycle, or if it falls within the duration time Then, skip until the initial transmission timing exceeds the delay time. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of transmission timing skip. When there is an interference wave generated periodically as shown in condition A, a frame with a timing overlapping with the interference wave is skipped without being transmitted, and is transmitted with a timing not overlapping with the interference wave.

情報装置1から送出された情報(信号波形)が受信装置2に送達されると、受信装置2のADE処理部201からCRC検査処理部210までの処理を経て送信装置1から送出された原信号が再生された後、受信装置2内の遅延バッファメモリ217に一旦格納される。受信装置2の伝送遅延処理部215は、遅延バッファメモリ217に格納された原送信情報を読み出し、入出力インタフェース211を介して受信装置2に接続された受信側端末おける処理プログラムへ渡す。   When the information (signal waveform) sent from the information device 1 is delivered to the receiving device 2, the original signal sent from the transmitting device 1 through the processing from the ADE processing unit 201 to the CRC inspection processing unit 210 of the receiving device 2 Is once stored in the delay buffer memory 217 in the receiving device 2. The transmission delay processing unit 215 of the receiving device 2 reads the original transmission information stored in the delay buffer memory 217, and passes it to the processing program in the receiving terminal connected to the receiving device 2 via the input / output interface 211.

本実施形態に示す一連の処理により、周期性妨害波の発生周期による情報の劣化を回避することで誤り訂正、特にその復号化処理における復号化効率の低下を抑制することができる。なお、本実施形態では、送信タイミングを遅延させた分、送信装置1から受信装置2に至る伝送時間内でのスループットは周期性妨害波が無い場合よりも低下するが、遅延バッファメモリ117から読みだされる情報は原理的に周期性妨害波による劣化を受けておらず、復号化処理の時間は最小化されているので、遅延バッファメモリ117からの読み出し速度は相対的に向上し、送信端末から受信端末までの全体的な情報伝送のスループットを向上することができる。   By the series of processes shown in the present embodiment, it is possible to suppress the deterioration of the decoding efficiency in the error correction, particularly the decoding process, by avoiding the deterioration of the information due to the periodic interference wave generation period. In this embodiment, the throughput within the transmission time from the transmission device 1 to the reception device 2 is lower than that in the case where there is no periodic interference wave by the amount by which the transmission timing is delayed, but is read from the delay buffer memory 117. In principle, the information to be transmitted has not been degraded by the periodic interference wave, and the decoding processing time is minimized, so that the reading speed from the delay buffer memory 117 is relatively improved, and the transmitting terminal The overall throughput of information transmission from the terminal to the receiving terminal can be improved.

[第2の実施形態]
第1の実施形態においては、テストフレームの送信タイミングを、PCやサーバなど情報送信端末から情報送信装置に通信要求がもたらされた直後とし、テストフレームから周期性妨害波の発生周期と継続時間を算出した後に、情報送信端末からの情報送信を開始することで周期性妨害波による伝送信号への干渉を極力回避し、以って送受信端末間でのデジタル情報の伝送時間内におけるスループットの低下を抑止することについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、妨害波のランダム性が高くなると、周期性妨害波の発生周期、継続時間の算出に時間を要することとなる。また、発生周期が長い場合や連続妨害波とみなせるような継続時間が長い妨害波の場合には、これらの影響を回避するために第1の実施形態の方法を採用すると、スキップする送信タイミングが遅くなり、送受信端末間での伝送時間におけるスループット低下をもたらす可能性が生じる。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the transmission timing of the test frame is immediately after a communication request is sent from the information transmission terminal such as a PC or server to the information transmission device, and the generation period and duration of the periodic interference wave from the test frame After calculating, the transmission of information from the information transmission terminal is started to avoid interference with the transmission signal due to the periodic interference wave as much as possible, thereby reducing the throughput within the transmission time of the digital information between the transmission and reception terminals However, the present invention is not limited to this. For example, if the randomness of the interference wave becomes high, it takes time to calculate the generation period and duration of the periodic interference wave. Also, if the generation period is long or the interference wave has a long duration that can be regarded as a continuous interference wave, adopting the method of the first embodiment in order to avoid these effects will cause the transmission timing to be skipped. There is a possibility that the throughput is lowered and the throughput is lowered in the transmission time between the transmitting and receiving terminals.

そこで、第2の実施形態では、図3Aの妨害波パラメータ抽出部114が、n個の連続するテストフレームから周期性妨害波の周期情報算出処理、または継続時間算出処理を実行するに際して、k番目のテストフレームと(k+1)番目のテストフレームとから抽出される妨害波周期(Pk)または継続時間(Tk)よりも(k+1)番目のテストフレームと(k+2)番目のテストフレームとから抽出される妨害波周期(Pk+1)または継続時間(Tk+1)が小さくなった場合に、最大発生周期:PmaxをPk、最大継続時間:TmaxをTkと決定し、周期情報算出処理、継続時間算出処理を終了する。PmaxとTmaxの決定は、一方が他方より先行して行われる場合、例えばPmax=Pkと決定し、Tmaxが未決定の場合は、Tmax=Tkと決定する。 Therefore, in the second embodiment, when the interference wave parameter extraction unit 114 of FIG. 3A executes the periodic interference wave period information calculation process or the duration calculation process from n consecutive test frames, the k th testing frame and a (k + 1) th interference wave period extracted from a test frame (P k) or than the duration (T k) (k + 1) -th test frame and (k + 2) -th when the interference wave period extracted from a test frame (P k + 1) or duration (T k + 1) becomes small, the maximum generation period: P max and P k, the maximum duration: the T max Tk is determined, and the period information calculation process and the duration calculation process are terminated. The determination of P max and T max is determined, for example, as P max = P k when one is performed prior to the other, and T max = T k is determined when T max is not yet determined.

一方、PmaxまたはTmaxの決定が所定の時間を経過しても完了しない場合は、デジタル伝送システムの置かれた電磁環境には周期性妨害波は存在しないものとして、通常の伝送方法により伝送する。 On the other hand, if the determination of P max or T max is not completed even after a predetermined time has passed, it is assumed that there are no periodic interference waves in the electromagnetic environment where the digital transmission system is located, and transmission is performed using the normal transmission method To do.

さらに、スキップする送信タイミングが増加した場合で、伝送遅延処理部115が記憶部116のデータを参照し、通常の伝送方法(スキップしない伝送方法)の方がスループットの低下を抑制できると判断した場合も、通常の伝送方法により伝送するものとする。つまり、スキップを伴う伝送処理(第1の伝送処理)に要する時間と、通常の伝送処理(第2の伝送処理)に要する時間とを比較し、第1の伝送処理に要する時間が第2の伝送処理に要する時間より短い場合には第1の伝送処理を選択し、第1の伝送処理に要する時間が第2の伝送処理に要する時間以上の場合には第2の伝送処理を選択する。つまり、妨害波の周期性の算出時間もしくは妨害波の影響を回避して伝送した時の所要時間が第2の伝送処理に要する時間より短い場合には第1の伝送処理により情報を伝送し、スキップ頻度が多いなどの理由から第1の伝送処理に要する時間が第2の伝送処理に要する時間より長くなる場合には、第2の伝送方法により情報を伝送する。   Furthermore, when the transmission timing to be skipped increases, the transmission delay processing unit 115 refers to the data in the storage unit 116 and determines that the normal transmission method (non-skip transmission method) can suppress the decrease in throughput. Also, it is assumed that transmission is performed by a normal transmission method. That is, the time required for the first transmission process is compared with the time required for the transmission process with the skip (first transmission process) and the time required for the normal transmission process (second transmission process). When the time required for the transmission process is shorter, the first transmission process is selected, and when the time required for the first transmission process is longer than the time required for the second transmission process, the second transmission process is selected. That is, when the time required for calculating the periodicity of the interference wave or the time required for transmission while avoiding the influence of the interference wave is shorter than the time required for the second transmission process, information is transmitted by the first transmission process, When the time required for the first transmission process is longer than the time required for the second transmission process due to a high skip frequency or the like, information is transmitted by the second transmission method.

本実施形態によれば、発生周期が長い場合や連続妨害波のように継続時間が長い場合でも一律にスキップを利用した情報伝送を選択すると伝送スループットの低下を招くことがあるが、上記時間の比較により、最適な伝送処理を選択することができ、伝送スループットの低下を防止することができる。   According to this embodiment, even when information generation using skip is uniformly selected even when the generation period is long or the duration is long like a continuous jamming wave, the transmission throughput may be reduced. By comparison, an optimal transmission process can be selected, and a decrease in transmission throughput can be prevented.

[第3の実施形態]
第1及び第2の実施形態において採用したテストフレームについて、具体的なテストフレームの構成例を説明する。図7は、テストフレームの構成の一例を示す図である。送信装置1に入力されるEthernetフレームの構成は、最大65535バイトのバイト長を有するペイロード部(IPヘッダ領域とデータ領域)をMACヘッダとFCS(Frame Check Sequence)領域とで挟まれた構成であるが、Ethernetフレームを送信装置1が受信すると、EthernetフレームからMACヘッダとFCSが外され、ペイロード部分に対して図1で示した一連の処理を行う。テストフレームを送信装置1が受信した場合、テストフレームもEthernetフレームと同様に処理される。ただし、テストフレームの構成は、先頭にはIPヘッダ領域に相当する領域としてテストフレームとしての処理には使用しないUT領域である。UT領域以外のデータ領域をテストフレームとしての所要の情報を割り当てる領域とする。図7に示すように、テストフレームの構成には、n個の連続するテストフレームを識別するためのフレームカウンタ領域と周期性妨害波によるビットエラーの痕跡を記録するエラーマーカ領域を有する。エラーマーカ領域は所定のテスト用ビット列から成る。受信装置2から送信装置1へ送信されたn個のテストフレームが、伝送信号波形として情報伝送路301を伝搬中に周期性妨害波によって波形劣化を生じると、受信装置2からテストフレームが送出される時点とこれを送信装置1の受信後で、テストビット列が異なるので、ビット列の異なる部分によって周期性妨害波の影響を検出する。RF領域は、テストフレームのバイト長の調整、その他の目的で使用される領域である。なお、テストフレームは周期性妨害波の発生周期、継続時間を検出できるに足る最小の固定バイト長に調節する。
[その他の実施形態]
上記第1、第2及び第3の実施形態においては、ADSL送受信システムに適用した場合の情報伝送処理について説明したが、これだけに限定されるものではない。使用するデジタル情報通信システムで採用しているフレームに合わせてレファレンスフレームを予め準備しておけばよいので、デジタル情報を時系列電気信号で伝送するEthernet伝送システムや、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)変調方式を採用した無線デジタル伝送システムを含め各種デジタル情報伝送システムにも適用可能である。
[Third embodiment]
A specific configuration example of the test frame will be described with respect to the test frame employed in the first and second embodiments. FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of a test frame. The configuration of the Ethernet frame input to the transmitter 1 is a configuration in which a payload portion (IP header area and data area) having a maximum length of 65535 bytes is sandwiched between a MAC header and an FCS (Frame Check Sequence) area. However, when the transmitting apparatus 1 receives the Ethernet frame, the MAC header and FCS are removed from the Ethernet frame, and the series of processing shown in FIG. 1 is performed on the payload portion. When the transmission device 1 receives the test frame, the test frame is processed in the same manner as the Ethernet frame. However, the configuration of the test frame is a UT area that is not used for processing as a test frame as an area corresponding to the IP header area at the top. A data area other than the UT area is an area to which necessary information as a test frame is assigned. As shown in FIG. 7, the test frame configuration includes a frame counter area for identifying n consecutive test frames and an error marker area for recording traces of bit errors due to periodic interference waves. The error marker area is composed of a predetermined test bit string. If the n test frames transmitted from the receiving device 2 to the transmitting device 1 undergo waveform degradation due to periodic interference waves while propagating through the information transmission path 301 as transmission signal waveforms, the test frame is transmitted from the receiving device 2. Since the test bit string is different after the reception of the transmission device 1, the influence of the periodic interference wave is detected by different portions of the bit string. The RF area is used for adjusting the byte length of the test frame and for other purposes. The test frame is adjusted to a minimum fixed byte length sufficient to detect the periodic interference wave generation period and duration.
[Other Embodiments]
In the first, second, and third embodiments, the information transmission process when applied to an ADSL transmission / reception system has been described. However, the present invention is not limited to this. Since it is only necessary to prepare a reference frame in advance according to the frame used in the digital information communication system to be used, an Ethernet transmission system that transmits digital information as a time-series electrical signal, or OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) modulation The present invention can also be applied to various digital information transmission systems including a wireless digital transmission system adopting the method.

第1の実施形態では、受信装置2から送信装置1へ送られたn個のテストフレームは、受信装置2では、テストフレームを生成する際に行った誤り訂正のための符号化に対応する復号化処理は行わないとした。しかし、n個のテストフレームに対しても通常のフレーム送受信と同様に誤り訂正の符号化、復号化処理を行うこととしてもよい。この場合においてテストフレームでビットエラーが検出されることは誤り訂正でも原送信情報の再生ができないような周期性妨害波の存在を示すものであり、通常のフレーム送受信においては送受信端末間において再送制御が行われる。しかし、この場合でも、エラー訂正不可能な周期性妨害波を回避するように送信タイミングをスキップすることで、送受信端末間で行われる再送制御に要するスループットの低下を回避することができる。   In the first embodiment, the n test frames sent from the receiving apparatus 2 to the transmitting apparatus 1 are decoded corresponding to the encoding for error correction performed when the receiving apparatus 2 generates the test frame. It was assumed that no processing was performed. However, encoding and decoding processing for error correction may be performed on n test frames in the same manner as in normal frame transmission / reception. In this case, detection of a bit error in the test frame indicates the presence of a periodic interfering wave that cannot be reproduced by original correction even with error correction. In normal frame transmission / reception, retransmission control is performed between transmission / reception terminals. Is done. However, even in this case, it is possible to avoid a decrease in throughput required for retransmission control performed between the transmitting and receiving terminals by skipping the transmission timing so as to avoid a periodic interference wave incapable of error correction.

以下、上記説明したデジタル情報伝送システムについてまとめる。   The digital information transmission system described above will be summarized below.

デジタル情報伝送システムは、送信端末からの情報送信要求をトリガとして、送信装置側が複数のテストフレームを一定の時間間隔を以って受信装置に送信するテストフレーム送受信処理部と、テストフレームが送信時に受ける周期性電磁妨害波の周波数、発生周期、妨害波継続時間を抽出する妨害波パラメータ抽出部と、抽出した発生周期と継続時間から周期性妨害波の影響が少ない送信タイミングと時間を算出し、当該送信タイミングへの送信遅延処理を行う送信遅延処理部を有することを特徴とする。   The digital information transmission system includes a test frame transmission / reception processing unit that transmits a plurality of test frames to a receiving device at a certain time interval, triggered by an information transmission request from a transmitting terminal, and a test frame at the time of transmission. Interference wave parameter extraction unit that extracts the frequency, generation period, and interference wave duration of the periodic electromagnetic interference received, and calculates the transmission timing and time with less influence of the periodic interference wave from the extracted generation period and duration, It has a transmission delay processing part which performs transmission delay processing to the said transmission timing, It is characterized by the above-mentioned.

これにより、周期性電磁妨害波の影響を極力回避できるので、デジタル情報の誤り訂正効率の低下を抑止し、以ってスループットの低下を補償することができる。   Thereby, since the influence of the periodic electromagnetic interference wave can be avoided as much as possible, it is possible to suppress a decrease in error correction efficiency of digital information and to compensate for a decrease in throughput.

なお、上記した情報伝送処理の手順はソフトウェアによって実行することが可能である。このため、上記処理の手順を実行するプログラムをダウンロードしこのプログラムを情報処理装置にインストールして実行するだけで、上記処理を容易に実現することができる。或いは、上記処理の手順を実行するプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えば、磁気記録装置、光ディスク、光磁気記録媒体、半導体メモリ等を通じてこのプログラムを情報処理装置にインストールして実行するだけで、上記処理を容易に実現することができる。   The information transmission processing procedure described above can be executed by software. For this reason, the above-described processing can be easily realized simply by downloading a program for executing the above-described processing procedure, installing this program in the information processing apparatus, and executing it. Alternatively, this program is simply installed in the information processing apparatus through a computer-readable storage medium storing a program for executing the above processing procedure, for example, a magnetic recording device, an optical disk, a magneto-optical recording medium, a semiconductor memory, and the like. Thus, the above processing can be easily realized.

例えば、デジタル情報伝送システム(送信装置1及び受信装置2)は、上記プログラムをダウンロードし、ダウンロードしたプログラムを記憶し、プログラムのインストールを完了することができる。また、デジタル情報伝送システムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体から上記プログラムを読み取り、読み取ったプログラムを記憶し、プログラムのインストールを完了することができる。これにより、デジタル情報伝送システムは、インストールされた上記プログラムに基づき、上記処理を容易に実現することができる。   For example, the digital information transmission system (the transmission device 1 and the reception device 2) can download the program, store the downloaded program, and complete the installation of the program. The digital information transmission system can read the program from a computer-readable storage medium, store the read program, and complete the installation of the program. Thereby, the digital information transmission system can easily realize the processing based on the installed program.

その他にも、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。   In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   In short, the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

1…送信装置、11…LAN-IF、12…CPU、13…DSP、14…AFE、15…メモリ、101…CRC符号化処理部、102…リード・ソロモン符号化処理部、103…スクランブル処理部、104…トレリス符号化処理部、105…QAM変調処理部、106…DMT変調処理部、107…CP追加処理部、108…AFE処理部、111…入出力IF、112…伝送スループット制御部、113…テストフレーム送受信処理部、114…妨害波パラメータ抽出部、115…伝送遅延処理部、116…記憶部、遅延117…バッファメモリ、2…受信装置、21…LAN-IF、22…CPU、23…DSP、24…AFE、25…メモリ、201…AFE処理部、202…TEQ処理部、203…CP削除処理部、204…DMT復調処理部、205…FEQ処理部、206…QAM復調処理部、207…ビダビ復号化処理部、208…デスクランブル処理部、209…RS復号化処理部、210…CRC検査処理部、211…入出力IF、212…伝送スループット制御部、213…テストフレーム送受信処理部、214…妨害波パラメータ抽出部、215…伝送遅延処理部、216…記憶部、217…遅延バッファメモリ、301…情報伝送路。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transmission apparatus, 11 ... LAN-IF, 12 ... CPU, 13 ... DSP, 14 ... AFE, 15 ... Memory, 101 ... CRC encoding processing part, 102 ... Reed-Solomon encoding processing part, 103 ... Scramble processing part 104 ... Trellis encoding processing unit, 105 ... QAM modulation processing unit, 106 ... DMT modulation processing unit, 107 ... CP addition processing unit, 108 ... AFE processing unit, 111 ... I / O IF, 112 ... Transmission throughput control unit, 113 Test frame transmission / reception processing unit 114 Interference wave parameter extraction unit 115 Transmission delay processing unit 116 Storage unit Delay 117 Buffer memory 2 Receiving device 21 LAN-IF 22 CPU 23 DSP, 24 ... AFE, 25 ... Memory, 201 ... AFE processing unit, 202 ... TEQ processing unit, 203 ... CP deletion processing unit, 204 ... DMT demodulation processing unit, 205 ... FEQ processing unit, 206 ... QAM demodulation processing unit, 207 ... Viterbi decoding processing unit, 208 ... Descramble processing unit, 209 ... RS decoding processing unit, 210 ... CRC check processing unit, 211 ... Input / output IF, 212 ... Transmission throughput control unit, 213 Test frame transmission and reception processing section, 214 ... disturbance parameter extraction unit, 215 ... transmission delay processing unit, 216 ... storage unit, 217 ... delay buffer memory, 301 ... information transmission path.

Claims (4)

第1の通信装置と第2の通信装置が情報伝送路により接続されるデジタル情報伝送システムであって、
前記第1の通信装置は、
複数のテストフレームを受信するテストフレーム受信部と、
複数のテストフレームの受信結果に基づき周期性妨害波の発生周期および継続時間を分析し伝送方法を決定する伝送スループット制御部と、
決定された伝送方法により情報を前記第2の通信装置へ送信する送信部と、
を備え、
前記伝送スループット制御部は、
前記複数のテストフレームが受ける周期性妨害波の発生周期および継続時間を抽出する妨害波パラメータ抽出部と、
前記発生周期と前記継続時間から送信タイミングを遅延させる遅延時間を算出して、送信遅延タイミングを決定する送信遅延処理部と、
を備え、
前記送信部は、前記送信遅延タイミングで前記情報を送信し、
前記第2の通信装置は、
前記複数のテストフレームを前記第1の通信装置へ送信するテストフレーム送信部と、 前記情報を受信する受信部と、
を備えることを特徴とするデジタル情報伝送システム。
A digital information transmission system in which a first communication device and a second communication device are connected by an information transmission path,
The first communication device is:
A test frame receiver for receiving a plurality of test frames;
A transmission throughput control unit that analyzes a generation period and duration of a periodic interference wave based on reception results of a plurality of test frames and determines a transmission method;
A transmission unit for transmitting information to the second communication device according to the determined transmission method;
With
The transmission throughput control unit
An interference wave parameter extraction unit for extracting the generation period and duration of the periodic interference wave received by the plurality of test frames;
Calculating a delay time for delaying transmission timing from the generation period and the duration, and determining a transmission delay timing; and
With
The transmission unit transmits the information at the transmission delay timing,
The second communication device is:
A test frame transmission unit that transmits the plurality of test frames to the first communication device; a reception unit that receives the information;
A digital information transmission system comprising:
前記送信遅延処理部は、前記周期性妨害波の継続時間が送信タイミングに重なる場合に、送信タイミングが遅延時間を超えるまでスキップする前記送信遅延タイミングで前記情報送信ることを特徴とする請求項1に記載のデジタル情報伝送システム。 The transmission delay unit, when the duration of the periodicity disturbance overlaps the transmission timing, wherein the transmission timing is characterized that you send the information in the transmission delay time to skip to greater than the delay time Item 4. The digital information transmission system according to Item 1. 前記送信遅延処理部は、前記周期性妨害波の継続時間と重なるタイミングのフレームでの前記情報の送信をスキップする第1の伝送処理に要する時間とスキップしない第2の伝送処理に要する時間とを比較し、前記第1の伝送処理に要する時間が前記第2の伝送処理に要する時間より短い場合には前記第1の伝送処理を選択し、前記第1の伝送処理に要する時間が前記第2の伝送処理に要する時間以上の場合には前記第2の伝送処理を選択することを特徴とする請求項2に記載のデジタル情報伝送システム。   The transmission delay processing unit includes: a time required for a first transmission process that skips transmission of the information in a frame that overlaps with a duration of the periodic interference wave; and a time required for a second transmission process that is not skipped. In comparison, if the time required for the first transmission processing is shorter than the time required for the second transmission processing, the first transmission processing is selected, and the time required for the first transmission processing is the second time. 3. The digital information transmission system according to claim 2, wherein the second transmission process is selected when the time required for the transmission process exceeds the time required. 第1の通信装置と第2の通信装置が情報伝送路により接続されるデジタル情報伝送システムに適用されるデジタル情報伝送方法であって、
前記第1の通信装置は、
複数のテストフレームを受信し、
複数のテストフレームの受信結果に基づき周期性妨害波の発生周期および継続時間を分析し伝送方法を決定し、
前記伝送方法を決定することは、前記複数のテストフレームが受ける周期性妨害波の発生周期および継続時間を抽出すること、及び前記発生周期と前記継続時間から送信タイミングを遅延させる遅延時間を算出して、送信遅延タイミングを決定することを含み、
決定された伝送方法により前記第2の通信装置へ情報を送信し、
前記情報を送信することは、前記送信遅延タイミングで前記情報を送信することを含み、
前記第2の通信装置は、
前記複数のテストフレームを前記第1の通信装置に送信し、
前記情報を受信するデジタル情報伝送方法。
A digital information transmission method applied to a digital information transmission system in which a first communication device and a second communication device are connected by an information transmission path,
The first communication device is:
Receive multiple test frames,
Based on the results of receiving multiple test frames, determine the transmission method by analyzing the generation period and duration of periodic jamming,
Determining the transmission method includes extracting a generation period and duration of a periodic interference wave received by the plurality of test frames, and calculating a delay time for delaying transmission timing from the generation period and the duration. Determining transmission delay timing,
Transmitting information to the second communication device by the determined transmission method;
Transmitting the information includes transmitting the information at the transmission delay timing;
The second communication device is:
Transmitting the plurality of test frames to the first communication device;
A digital information transmission method for receiving the information.
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