JPH0823533A - 双方向ｃａｔｖ通信方式とその端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 端末装置とセンタ間の通信フレーム上の遅延
時間収容用のウインド期間の大半を占めるラウンドトリ
ップ時間を削減することを目的とする。 【構成】 センタ側と端末側との間で双方向通信が可能
な双方向ＣＡＴＶ通信方式であって、通信の開始に際し
て、端末側からセンタ側へトレーニング信号を送出し、
センタ側がこの受信したトレーニング信号を端末側へ送
出することにより、端末側で当該トレーニング信号の送
出から受信までの時間を計測し、この計測された当該端
末側からセンタ側への信号の時間遅延量を基に通信を行
うことを要旨とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるセンタに対し
て多数の端末装置がケーブルを介して接続され、センタ
と端末側との間で双方向通信を行うＣＡＴＶ通信方式と
その端末装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から双方向ＣＡＴＶシステムは良く
知られており、ネットワークの双方向性をディジタル通
信に利用する技術も開発されている。例えば、Ｏｓｂｏ
ｒｎ氏の米国特許第３８０３４９１号やＭａｔｓｕｍｏ
ｔｏ氏他の米国特許第４２４５２４５号に記載されてい
る。これらは家庭用銀行業務処理、電子郵便、電子新
聞、ホームショッピングシステムなどの多種多様な消費
者サービスを現実のものとするように思われた。

【０００３】しかしながら、最近まで開発されたシステ
ムは広範囲に利用されることはなかった。一般に受け入
れられなかった理由の１つとして、双方向ＣＡＴＶシス
テムの本質的問題である加入者用端末装置からセンタへ
の通信（いわゆる、上り通信）に対する雑音の問題が上
げられる。この現象は普通ＣＡＴＶシステムの周波数帯
域の下限に配置される上り通信チャンネルが加入者宅内
からの雑音を受けやすく、そのためセンタにおいて全て
の加入者宅からの雑音が集中してしまう点に由来してい
る。

【０００４】このような事情で双方向ＣＡＴＶは普及す
ることなく、センタからの片方向の通信あるいはデータ
放送のみの運営が長らく続くことになった。

【０００５】一方、近年、特に米国のＣＡＴＶは、使用
チャンネル数の増加に伴って構造上の変革が行われつつ
ある。すなわち、３０〜４０チャンネル程度（〜３５０
ＭＨｚ）の伝送の場合には、従来の同軸ケーブルのみに
よるツリー・アンド・ブランチ構造の構成で幹線アンプ
を配置することにより可能であったものが、８０〜１５
０チャンネル（〜１０００ＭＨｚ）の伝送に際しては、
この構造では満足な性能を得ることができなくなり、そ
のため光ファイバを導入した、いわゆる光／同軸ハイブ
リッド方式で構成されるようになってきた。

【０００６】この方式では、加入者には相変わらずＲＦ
信号（電気信号）で供給されるが、光／電気変換器から
加入者までの幹線アンプの数は大幅に削減され、１つの
光／電気変換器に連なる加入者の数は最大でも５００人
程度に限定されている。また、センタからこの光／電気
変換器までは光ケーブルによって完全にスター状に構成
されていることから、システム全体の伝送容量は飛躍的
に向上している。

【０００７】さらに、加入者宅からの雑音に対しても光
ファイバの一本に連なる加入者の数が限定されるので、
従来に比べて大幅に向上し、幹線系としては光化してい
るので、自動車、アマチュア無線等からの雑音の混入に
よる影響も激減し、さらに局部的なものとなっている。
また、光ファイバ、レーザダイオードのコスト低下によ
って、概ね５５０ＭＨｚ程度で従来の同軸ケーブルのみ
による構成と光／同軸ハイブリッド構成とのコスト比較
が同等になり、今後、大いに普及することが予想されて
いる。

【０００８】今後、新しいハイブリッド構成と相まって
双方向ＣＡＴＶ特有のサービスが期待されるわけである
が、一方、双方向通信については、従来は有料放送の視
聴状況のように少ないデータ量を低速で伝送するものが
主流であり、中、高速のデータ通信についてはほとんど
実施されていない。具体的に言えば、データ変調方式と
してはＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅ
ｙｉｎｇ）、または２相ＰＳＫが主なものであり、伝送
レートとしては１０Ｋｂｐｓ程度がせいぜいであった。

【０００９】この程度のデータ内容、伝送レートであれ
ばこの変調方式の選択は当を得たものであるが、今後増
大が予想されるデータ量を考慮すればやや貧弱であると
言わざるを得ない。具体的変調方式としては４相ＰＳＫ
あるいは多値ＱＡＭが有効である。またデータチャンネ
ルの論理構造も従来の半２重構成によるポーリング／セ
レクティング方式から時分割多重によって複数のデータ
チャンネルから必要な端末装置にデータチャンネルを割
り当てるデマンアドサイン方式が考えられる。このよう
な検討は一部先進的な機器メーカ、研究所で行われてい
て代表例として国内のＣＡＴＶ基盤技術研究所の成果が
上げられる。しかしながら、現在でも解決されていない
問題としては上りチャンネルの端末装置間の遅延時間の
制御が上げられる。上りデータチャンネルは１つのセン
タのデータ送信機に多数の端末内のデータ受信機が接続
される下りデータチャンネルと異なり、センタ側の１つ
のデータ受信機に多数のデータ送信機が接続され、さら
に端末装置の設置された加入者宅とセンタとの物理的あ
るいはＣＡＴＶ網上の距離によって遅延時間差を生ずる
ことである。

【００１０】従来のように双方向データ通信を半２重方
式で行えば、上述の端末装置間のデータ送出に伴う時間
差によるセンタ側データ受信機でのデータ到来までの遅
延時間差はほとんど問題にならないが、データ通信の大
容量化の必然としての全２重化、時分割多重（以下、Ｔ
ＤＭ）化には決定的な障害になることは明白である。こ
の問題の解決策としていくつかの提案がある。上述した
ＣＡＴＶ基盤技術研究所の提案によれば、データフレー
ム中にＴＤＭを構成するタイムスロット群とは別にウイ
ンドを用意することによって解決している。この提案で
もデータ通信としては全２重、時分割多重方式を併用し
ている。当然、端末装置間の物理的位置に起因する遅延
時間差を管理しなければ各端末装置が時間的なタイムス
ロットの位置を捕捉できず時分割多重方式が成り立たな
い。この提案ではウインドを設定し、これからタイムス
ロットを割り当てるべき端末装置に対してウインド期間
中でデータ送出のタイミングを補正し、安定したデータ
送出タイミングを実現した後で、ＴＤＭのタイムスロッ
トを供給するといったトレーニング手順を提案してい
る。

【００１１】図６は、従来のＴＤＭの遅延制御手順の説
明図である。この場合常にセンタ側から各端末装置個別
に逐次ポーリングを行っていて、発呼要求のある端末は
自身に対するポーリングｐに対して１フレーム遅れたタ
イミングでレスポンスｒを返送する。当然のことながら
センタ側で端末装置からのレスポンスｒを受け取るの
は、端末装置までの下り方向の遅延時間と端末装置から
の上り方向の遅延時間の和でほぼ決定される時間後であ
る。

【００１２】センタ側ではフレーム開始からレスポンス
ｒ受信までの時間を計測し、次のフレームで端末装置に
この時間データを返送し、それ以降はこのラウンドトリ
ップ時間をもとに端末装置はＴＤＭのタイムスロットに
合わせて自局のデータ信号の送出タイミングを知ること
になる。最初のレスポンスｒが他の端末装置群の上りデ
ータで構成されているＴＤＭタイムスロット群に影響を
与えないように、上り方向、下り方向ともにウインド期
間を設けてこれに備えている。

【００１３】このような遅延時間制御シーケンスを導入
することによってＴＤＭ通信（実際にはＴＤＭＡ通信）
が実現できるのは自明であるが、この場合ウインド期間
の時間をどの程度に設定するかが問題となり、ＣＡＴＶ
システムの物理的範囲で決まるラウンドトリップ時間以
上にする必要がある。彼等の提案ではこのウインド期間
が１フレーム時間の６％程度に相当する。これはセンタ
受信設備と最遠端の端末装置との距離を１３Ｋｍ程度と
したためである。

【００１４】しかしながらウインド時間は遅延時間が確
定してしまえば必要のないものである。そこで、例えば
特開平１−２２０５３７号公報の例では、端末装置毎の
遅延時間を端末装置を加入者宅に設置する時点でセンタ
に登録し、そこから決まる物理的距離をセンタ設備から
端末装置に伝送して、上述のウインド期間を短縮するい
わゆる測距離方式を併用することを提案している。こう
することによってウインド期間を大幅に圧縮することが
可能になる。これは無線通信等では基地局間の通信に応
用されたりしている。しかしながら、ＣＡＴＶでのセン
タと端末装置間の通信の場合、実際のシステム管理の面
から考えると端末設置時に煩雑な登録業務を行ったり、
端末装置を移動するとか、システム構成の変更といった
ＣＡＴＶ運営者が日常的に行う業務に対して大きな制約
を設けることになる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、現在
まで提案されているＣＡＴＶ網を利用した通信における
端末装置の遅延制御方式では通信フレーム構成上大きな
ウインドを設けて通信容量をある程度犠牲にするか、シ
ステム運営上煩わしい測距離方式を利用する他なかっ
た。いままでの説明では通信方式としてＴＤＭ／全２重
通信を前提に議論を展開してきたが、影響の度合いを別
にすれば従来行われてきた半２重／チャンネル占有型の
通信形態であっても端末装置が応答するまでの時間とし
て端末装置のシステム上の物理的位置で決まるラウンド
トリップ時間以上の待ち時間が要求され通信の高速化の
障害になることは明白である。

【００１６】本発明は、以上のような事情に鑑みてなさ
れたものであり、端末装置及びセンタ通信機器に大きな
負担をかけることなく、ＣＡＴＶ網の回線資源を浪費す
ることなく各端末装置に対して固有の遅延時間を提供す
ることにより、各加入者端末装置とセンタ間の通信フレ
ーム上の遅延時間収容用のウインド期間の大半を占める
ラウンドトリップ時間を削減することが可能なＣＡＴＶ
通信方式とその端末装置とを提供することを目的とす
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願第１の発明は、センタ側と端末側との間で双方向通
信が可能な双方向ＣＡＴＶ通信方式であって、通信の開
始に際して、端末側からセンタ側へ計測用の補助信号
（以下、トレーニング信号という）を送出し、センタ側
がこの受信したトレーニング信号を端末側へ送出するこ
とにより、端末側で当該トレーニング信号の送出から受
信までの時間を計測し、この計測された当該端末側から
センタ側への信号の時間遅延量を基に通信を行うことを
要旨とする。

【００１８】また本願第２の発明は、センタ側と端末側
との間で双方向通信が可能な双方向ＣＡＴＶ通信方式で
あって、通信の開始に際して、端末側からセンタ側へ第
１の周波数のトレーニング信号を送出し、センタ側はこ
の受信した第１の周波数のトレーニング信号を基に第２
の周波数のトレーニング信号を端末側へ送出することに
より、端末側で第１の周波数のトレーニング信号の送出
から第２の周波数のトレーニング信号の受信までの時間
を計測し、この計測された当該端末側からセンタ側への
信号の時間遅延量を基に第２の周波数で通信を行うこと
を要旨とする。

【００１９】具体的には、例えばＴＤＭを利用したＣＡ
ＴＶ通信方式において、センタ側に遅延制御用の周波数
変換装置を具備し、端末側に受信及び送信周波数を変更
できる送受信器と時間計測手段とを具備し、先ず通信の
開始時に前記端末側の前記送受信器から通信を行う周波
数帯域（第３の周波数）とは異なった上り遅延制御用の
第１の周波数でトレーニング信号送出を行い、前記セン
タ側の前記周波数変換装置で前記トレーニング信号を受
信し、上り通信周波数とは異なった下り遅延制御用の第
２の周波数へ周波数変換して送出し、前記端末側の前記
送受信器で前記下り遅延制御用周波数へ周波数変換され
た前記トレーニング信号を受信し、トレーニング信号送
出から受信までの遅延時間差を前記時間計測手段で計測
し、この遅延時間差を基礎に第３の周波数で通信を行う
ことにより、通信フレーム上の遅延時間収容のための時
間を削減する。

【００２０】また本願第３の発明は、前記請求項１又は
２記載のセンタ側は、端末側装置からの上りトレーニン
グ信号を受信したときには、この上りトレーニング信号
を発呼要求とみなすことを要旨とする。

【００２１】具体的には、センタ側に上りトレーニング
信号受信設備を具備させ、端末装置からの上りトレーニ
ング信号を受信し、これを発呼要求とみなしてポーリン
グ順番の繰り上げ等の処理を行う。

【００２２】また本願第４の発明は、前記請求項１又は
２記載の双方向ＣＡＴＶ通信方式において、通信チャン
ネルの通信速度に比してトレーニング信号の変調速度を
減速することを要旨とする。

【００２３】具体的には、双方向通信チャンネルの通信
速度に対してトレーニング信号の変調速度を減速する減
速手段を設けて、この減速手段でトレーニング信号の変
調速度を減速することにより、トレーニング信号周波数
の占有帯域幅を狭くする。

【００２４】また本願第５の発明は、センタ側と端末側
との間で双方向通信が可能な双方向ＣＡＴＶ通信方式に
おける端末装置であって、通信の開始に際してセンタ側
へトレーニング信号を送出するトレーニング信号送出手
段と、このトレーニング信号送出手段から送出されセン
タ側から返送されたトレーニング信号を受信して、当該
トレーニング信号の送出から受信までの時間を計測する
遅延時間計測手段と、この遅延時間計測手段で計測され
た当該端末側からセンタ側への信号の時間遅延量を基に
双方向ＣＡＴＶ通信の信号送出タイミングを制御する制
御手段とを有することを要旨とする。

【００２５】また本願第６の発明は、センタ側と端末側
との間で双方向通信が可能な双方向ＣＡＴＶ通信方式に
おける端末装置であって、通信の開始に際してセンタ側
へ第１の周波数のトレーニング信号を送出するトレーニ
ング信号送出手段と、このトレーニング信号送出手段か
ら送出された第１の周波数のトレーニング信号に応じて
センタ側から返送された第２の周波数のトレーニング信
号を受信して、当該第１の周波数のトレーニング信号の
送出から第２の周波数のトレーニング信号の受信までの
時間を計測する遅延時間計測手段と、この遅延時間計測
手段で計測された当該端末側からセンタ側への信号の時
間遅延量を基に第３の周波数による通信の信号送出タイ
ミングを制御する制御手段とを有することを要旨とす
る。

【００２６】また本願第７の発明は、前記請求項５又は
６記載のトレーニング信号送出手段は、上りトレーニン
グ信号に当該端末装置に固有の符号を挿入する挿入手段
と、受信した下りトレーニング信号に付与される符号と
当該端末装置に固有の符号とを比較照合する比較照合手
段とを有して、受信信号から当該端末装置の下りトレー
ニング信号を検出することを要旨とする。

【００２７】具体的には、端末装置の送受信器に上りト
レーニング信号に端末装置固有の番号を挿入して送出す
る手段と、送受信器で受信した下りトレーニング信号に
付与されている端末装置固有の番号を比較照合する比較
照合手段とを設けて、この比較照合手段で他の端末装置
からのものと区別し選択して自身のトレーニング信号を
検出する。

【００２８】さらに本願第８の発明は、前記請求項５又
は６記載のトレーニング信号送出手段は、双方向ＣＡＴ
Ｖ通信の通信速度に対してトレーニング信号の変調速度
を減速する減速手段を有して、トレーニング信号周波数
の占有帯域幅を狭くすることを要旨とする。

【００２９】

【作用】本願第１の発明の双方向ＣＡＴＶ通信方式は、
通信の開始に際して、端末側からセンタ側へトレーニン
グ信号を送出し、センタ側は、この受信したトレーニン
グ信号そのもの、またはこの受信したトレーニング信号
に応じて新たに生成されたトレーニング信号を端末側へ
送出する。端末側では、当該トレーニング信号の送出か
ら受信までの時間を計測し、この計測された当該端末側
からセンタ側への信号の時間遅延量を基に通信を行う。

【００３０】また本願第２の発明は、通信の開始に際し
て、端末側からセンタ側へ第１の周波数の上りトレーニ
ング信号を送出し、センタ側はこの受信した第１の周波
数の上りトレーニング信号を基にこの上りトレーニング
信号の通信周波数とは異なった下り遅延制御用の第２の
周波数のトレーニング信号を端末側へ送出することによ
り、端末側で第１の周波数のトレーニング信号の送出か
ら第２の周波数のトレーニング信号の受信までの時間を
計測し、この計測された当該端末側からセンタ側への信
号の時間遅延量を基に第２の周波数で通信を行う。

【００３１】すなわち、端末側ではトレーニング信号の
送出から受信までの遅延時間差（ラウンドトリップ時
間）を計測し、ＣＡＴＶ網上でのラウンドトリップ時間
を導出して、このラウンドトリップ時間を例えばメモリ
に格納し、このラウンドトリップ時間を基礎に通信を行
うことにより、通信フレーム上の遅延時間収容用のウイ
ンド期間の大半を占めるラウンドトリップ時間を削減す
ることが可能となる。

【００３２】本願第３の発明の双方向ＣＡＴＶ通信方式
におけるセンタ側は、端末側装置からの上りトレーニン
グ信号を受信したときには、この上りトレーニング信号
を発呼要求とみなす。具体的には、センタ側に上りトレ
ーニング信号受信設備を具備させ、端末装置からの上り
トレーニング信号を受信し、これを発呼要求とみなし、
例えば発呼要求のあった端末装置のポーリング順番を繰
り上げて処理することにより、伝送効率を向上させるこ
とができる。

【００３３】本願第４の発明の双方向ＣＡＴＶ通信方式
は、通信チャンネルの通信速度に比してトレーニング信
号の変調速度を減速する。すなわち、双方向通信チャン
ネルの通信速度に対してトレーニング信号の変調速度を
減速することにより、トレーニング信号周波数の占有帯
域幅を狭くすることができ、従って、周波数占有帯域を
節約することができる。

【００３４】本願第５の発明の双方向ＣＡＴＶ通信にお
ける端末装置は、まず通信の開始に際してトレーニング
信号送出手段によりセンタ側へトレーニング信号が送出
される。このトレーニング信号送出手段から送出された
トレーニング信号はセンタ側から返送されたトレーニン
グ信号を受信して、当該トレーニング信号の送出から受
信までの時間を計測する遅延時間計測手段と、この遅延
時間計測手段で計測された当該端末側からセンタ側への
信号の時間遅延量を基に双方向ＣＡＴＶ通信の信号送出
タイミングを制御する制御手段とを有することを要旨と
する。

【００３５】また本願第６の発明の双方向ＣＡＴＶ通信
方式における端末装置は、通信の開始に際してトレーニ
ング信号送出手段はセンタ側へ第１の周波数のトレーニ
ング信号を送出する。このトレーニング信号送出手段か
ら送出された第１の周波数のトレーニング信号に応じて
センタ側から第２の周波数のトレーニング信号が返送さ
れる。この返送された第２の周波数のトレーニング信号
を受信して、当該第１の周波数のトレーニング信号の送
出から第２の周波数のトレーニング信号の受信までの時
間を遅延時間計測手段で計測し、この計測された当該端
末側からセンタ側への信号の時間遅延量を基に第３の周
波数による通信の信号送出タイミングを制御して、通信
フレーム上の遅延時間収容用のウインド期間の大半を占
めるラウンドトリップ時間を削減する。

【００３６】具体的には、受信及び送信周波数を変更で
きる送受信器を具備し、先ず端末装置側からＴＤＭ回線
が設定されている通信用周波数帯域で通信をする前に、
事前に別に設定された通信用周波数帯域とは異なった上
り遅延制御用の周波数でトレーニング信号を前記送受信
器から送出し、ＣＡＴＶ網を通じて伝送された上りトレ
ーニング信号はセンタ側の周波数変換装置で下り通信周
波数とは異なった下り遅延制御用周波数へ周波数変換し
て送出し、前記送受信器で前記下り遅延制御用周波数へ
周波数変換された前記トレーニング信号を受信するよう
にし、さらに、トレーニング信号の送出から受信までの
遅延時間差を計測し、ＣＡＴＶ網上でのラウンドトリッ
プ時間を導出して、このラウンドトリップ時間を例えば
メモリに格納し、このラウンドトリップ時間を基礎に通
信を行うことにより、通信フレーム上の遅延時間収容用
のウインド期間の大半を占めるラウンドトリップ時間を
削減することが可能となる。

【００３７】また本願第７の発明の双方向ＣＡＴＶ通信
における端末装置は、トレーニング信号送出手段におい
て、上りトレーニング信号に当該端末装置に固有の符号
を挿入し、受信した下りトレーニング信号に付与される
符号と当該端末装置に固有の符号とを比較照合すること
により、この受信信号から当該端末装置自身の下りトレ
ーニング信号を検出することが可能となり、従って、ラ
ウンドトリップ時間を導出することができる。

【００３８】さらに本願第８の発明の双方向ＣＡＴＶ通
信における端末装置は、トレーニング信号送出手段が双
方向ＣＡＴＶ通信の通信速度に対してトレーニング信号
の変調速度を減速して、トレーニング信号周波数の占有
帯域幅を狭くすることで、トレーニング信号周波数の占
有帯域幅を狭くすることができ、周波数占有帯域を節約
することが可能となる。

【００３９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。図１は、本発明の加入者端末装置の通
信部分の一実施例を示すブロック図である。図１におい
て、ＣＡＴＶ網からのＣＡＴＶ入力は分波器１の入力端
に接続され、周波数分波されたテレビ周波数帯域出力は
テレビ信号復調回路３に入力される。分波器１の下りデ
ータチャンネル帯域出力は高周波増幅器５の入力端子に
接続され、その出力は分岐させて平衡変調回路７及び９
の入力端に接続される。平衡変調回路７及び９のそれぞ
れの出力は、各々ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１１及び
ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１３の入力端に接続され
る。ローパスフィルタ１１及び１３のそれぞれの出力は
検波回路１５の検波入力端に入力される。

【００４０】可変周波数発振器（ＶＣＯ）２５の発振出
力は１／４分周器２７の分周入力端に接続される。１／
４分周器２７の分周出力は平衡変調回路７及び９並びに
可変分周器（１／Ｎ）１９の入力端に接続される。可変
分周器１９の分周出力は位相比較器（ＰＤ）２１の位相
比較入力端に接続される。

【００４１】基準信号発生器（ＯＳＣ）２９の発振出力
は、位相比較器２１と位相比較器３１の位相比較入力端
に接続される。位相比較器２１の位相比較出力はローパ
スフィルタ２３を介して可変周波数発振器２５の発振周
波数制御端子に接続される。位相比較器（ＰＤ）３１の
位相比較出力はローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３の入力
端子に接続され、その出力は可変周波数発振器（ＶＣ
Ｏ）３５の発振周波数制御端子に接続される。可変周波
数発振器３５の発振出力は１／４分周器３７の分周入力
端に接続される。

【００４２】１／４分周器３７の分周出力は各々可変分
周器（１／Ｍ）３９、平衡変調回路４１及び４３の入力
端子に接続される。可変分周器３９の分周出力は位相比
較器３１の他の一方の位相比較入力に接続される。平衡
変調回路４１及び４３の他の一方の入力端には各々、波
形整形回路５３及び波形整形回路５５からの波形整形出
力が入力される。また、平衡変調回路４１及び４３の出
力は混合器４５の混合入力端子に接続される。

【００４３】混合器４５の出力はバンドパスフィルタ
（ＢＰＦ）４７に入力される。バンドパスフィルタ４７
の出力はスイッチアンプ（ＡＭＰ）４９の入力端に接続
され、その出力は分波器１の上りデータチャンネル用入
力端子からＣＡＴＶ網へ送出される。加入者端末装置内
のマイクロコントローラから制御回路１７を介して入力
されるＲＴＳ信号はシンボル変換回路５１、遅延時間計
測回路５７に共通に入力される。また同様に通信データ
及びクロックもシンボル変換回路５１及び遅延時間計測
回路５７に供給される。

【００４４】シンボル変換回路５１のシンボル出力は各
々波形整形回路５３及び５５の入力端に接続される。ま
た同様に遅延データもマイクロコントローラから制御回
路１７を介して遅延制御回路５９の制御データ入力へ入
力される。検波回路１５の検波出力はシンボル変換回路
６１のスロット同期入力に接続される。さらに、シンボ
ル変換回路６１のデータ、クロック出力は制御回路１７
を介してマイクロコントローラへ入力される。スイッチ
アンプ４９の制御入力にはシンボル変換回路５１のタイ
ミング出力が入力される。

【００４５】図２は、本発明のセンタ側のデータ伝送設
備の一実施例を示す要部ブロック図である。ＣＡＴＶ網
との接続は分波器６５で行われる。分波器６５からの分
波出力の第１は周波数変換装置６７に入力され、上りト
レーニング信号用周波数ｆr1からｆt1に周波数変換され
て再度分波器６５を経由してＣＡＴＶ網へ送出される。

【００４６】図１の端末装置からの上り通信データ（周
波数ｆr0）は分波器６５を経由してＱＰＳＫ復調器６９
で復調され、ＴＤＭＡ装置７７へ入力される。さらに端
末装置からのトレーニング信号（周波数ｆr1）はＱＰＳ
Ｋ復調器７１で復調され、発呼要求検出部７３に入力さ
れ、発呼要求検出部７３で端末装置のＩＤ（アドレス）
が特定される。

【００４７】発呼要求検出部７３は発呼要求を持つ端末
装置の端末番号をＴＤＭＡ装置７７に通知する。ＴＤＭ
Ａ装置７７の端末装置への伝送データはＱＰＳＫ変調器
７５で変調され、周波数ｆt0の信号として分波器６５を
経由してＣＡＴＶ網に送出される。また、ＴＤＭＡ装置
７７はＩＳＤＮ交換機７９に一次群インタフェース速度
で接続されている。

【００４８】以上のように構成された本発明のＣＡＴＶ
通信方式とその端末装置のシステム動作について、以下
に説明する。図３は、本発明に係るＣＡＴＶシステムの
周波数配置の説明図である。従来の通信用に利用してき
た上り／下りの周波数（帯域）ｆr0、ｆt0の他にトレー
ニング用にｆr1、ｆt1の周波数（帯域）をＣＡＴＶ網上
に用意する。加入者からのサービスリクエスト等で発呼
要求を持った端末装置は図１の制御回路１７が可変分周
器１９の分周データを変更して可変分周器１９の分周周
波数を変化させ、この分周周波数の変化に基づき平衡変
調器７及び９に与える発振周波数をｆt1に変更する。さ
らに制御回路１７は可変分周器３９の分周データを変更
して、平衡変調回路４１及び４３等で構成されたＱＰＳ
Ｋ変調システムのＱＰＳＫ変調出力周波数をｆr1に変更
する。この後、制御回路１７はＲＴＳ信号、データ、ク
ロックをシンボル変換回路５１に入力し、シンボル変換
回路５１で、図４に示すようなトレーニング信号を発生
させる。

【００４９】図４は、本発明に係るトレーニング信号の
一実施例を示す説明図である。この図４に示すトレーニ
ング信号は、例えば全体の長さを２５０μｓとし、２０
４８ビットのディジタル信号として、ヘッド部分にプリ
アンブルとして同期信号等を含め、続いてＵＷ（Ｕｎｉ
ｑｕｅ Ｗｏｒｄ）、ＩＤ（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉ
ｏｎ）として端末装置の識別符号を含め、以下を予備と
誤り検出符号部分として構成している。ここで例えばＵ
Ｗは端末装置のトレーニング信号発生のStatusを表示す
る為に用いられる。端末装置電源投入（コールドスター
ト）に伴う初期化動作の一環であったり、発呼を伴う通
常の通信開始要求等を表示する。また、ＩＤについては
例えば端末装置の物理アドレスや通信リンク確立用のレ
イヤ２ＩＤを利用したりする。

【００５０】これは自己の送出したトレーニング信号の
返送信号が他の端末の為のトレーニング信号かを識別す
る為に用意されているし、併せて他の端末との衝突検出
機能の一端も担っている。これとは別に衝突検出用に誤
り検出部を信号内に収容していて例えば実際にはＣＲＣ
−１６を利用しても良い。

【００５１】遅延制御回路５９はオフ状態とし、遅延時
間計測回路５７は制御ラインからのＲＴＳ信号によって
時間計測を開始する。

【００５２】トレーニング信号は波形整形回路５３及び
５５以降で示されるＱＰＳＫ変調システムで搬送波周波
数ｆr1のＱＰＳＫ変調波となって分波器１を経由してＣ
ＡＴＶ網に送出される。センタまで到達したＱＰＳＫ変
調波は、図２の周波数変換装置６７によって周波数ｆt1
に周波数変換され、再びＣＡＴＶ網へ送出され端末装置
に到来する。

【００５３】端末装置に到来した周波数ｆt1のＱＰＳＫ
変調波は、最終的に平衡変調器７及び９等で構成された
ＱＰＳＫ復調システムでＱＰＳＫ復調され検波回路１５
の出力端子にＩ、Ｑ軸のデータとなって出力され、シン
ボル変換回路６１を介して遅延時間計測回路５７へ入力
される。遅延時間計測回路５７ではこのＩ、Ｑ軸のデー
タをシリアル変換し、誤り検出、アドレス比較を行って
一致したときに遅延時間計測を停止し、この間の遅延時
間データを制御回路１７に伝送する。

【００５４】制御回路１７に例えばメモリを設けて、伝
送されてきた遅延時間データをラウンドトリップ時間と
して前記メモリに格納し、このラウンドトリップ時間を
基礎に通信を行うことにより、通信フレーム上の遅延時
間収容用のウインド期間の大半を占めるラウンドトリッ
プ時間を削減することができる。

【００５５】図５は、本発明に係るトレーニング手順を
示す説明図である。図１の端末装置よりトレーニング信
号を周波数ｆr1で送信し、図２のセンタ側のデータ伝送
設備でトレーニング信号を受信して周波数ｆr1を周波数
ｆt1に変換して送出し、再度端末装置でトレーニング信
号を受信し、トレーニング信号の送信から受信までの時
間差を計測することにより、上り遅延時間と下り遅延時
間が合計されたラウンドトリップ時間を計測することが
できる。

【００５６】この後、制御回路１７は送信周波数をｆt
0、受信周波数をｆr0に変更してセンタ側からのポーリ
ング信号を待つことになる。通信用チャンネルｆt0、ｆ
r0での通信手順は図６に示した従来例と全く同様であり
説明を省略する。

【００５７】センタ側では単に周波数変換のみを行う場
合もあるが、図２のＱＰＳＫ復調器７１、発呼要求検出
部７３を用いて、ＴＤＭＡ装置が発呼要求のあった当該
端末装置のポーリング順番を優先的に繰り上げても良
く、その場合さらに伝送効率が向上するのは自明であ
る。

【００５８】センタ側からの再送信されたトレーニング
信号が他の端末装置と衝突したことをアドレス比較や誤
り検出符号で知った図１の制御回路１７はアドレス番号
等、端末装置の固有データを使って得られる時間だけ待
機した後、上記のシーケンスをやり直す。この待機時間
はセンタ側からデータ放送として端末装置個々に伝達し
ても良いし、端末装置アドレス等の端末装置固有のデー
タと時刻情報といった共通データをシードとして乱数発
生器から生成しても良い。

【００５９】本実施例ではトレーニング信号と通信チャ
ンネルの変調速度を同一のものとしてきたが、必ずしも
その必要はなく、図１のシンボル変換器５１に減速機能
を付加してトレーニング信号の変調速度を減速しても良
い。このようにトレーニング信号の変調速度を減速して
おけば、新たに設けたトレーニング用周波数ｆr1、ｆt1
の周波数占有帯域幅を狭くして、周波数占有帯域を節約
できることはいうまでもない。

【００６０】さらに、上記トレーニング手順は加入者か
らのサービス要求が発生する前に、例えば端末装置の電
源投入時に行えばセンタ側からの発呼動作にも、その端
末装置が一度も発呼要求を行っていなくても即時に対応
できることになる。この場合には図４に示すトレーニン
グ用信号内の予備にあてられている最低１ビットを利用
して、単に遅延時間計測のための信号であることを明示
すれば発呼要求との識別が可能となり、センタ側でも区
別することができるのは明白である。

【００６１】以上説明したように、本発明によれば、各
加入者端末装置とセンタ間の通信フレーム上の遅延時間
収容用のウインド期間の大半を占めるラウンドトリップ
時間を別の周波数で端末装置が個別に計測した後、通信
を開始するので大幅に削減することが可能となり、また
端末装置及びセンタ通信機器に大きな負担をかけること
なく、ＣＡＴＶ網の回線資源を浪費せずに確実に各端末
装置に対して固有の遅延時間を提供することが可能とな
る。実際には計測を行う周波数と通信チャンネルに割り
当てられた周波数が異なるので、完全にウインド時間を
なくすことはできないが、ＣＡＴＶ網上の周波数対遅延
時間のばらつきはたかだか数百ｎｓ単位であるのに対し
て、ラウンドトリップ時間は１００μｓにも及ぶことか
らウインド時間の大幅な短縮が可能となり、ひいてはこ
の時間をＴＤＭのタイムスロット数を増加させるのに用
いることが可能となり、最終的には５％程度の伝送容量
の増大が期待できることになる。

【００６２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
端末側でトレーニング信号の送出から受信までの時間を
計測し、この計測された時間を基に通信を行うようにし
たので端末装置及びセンタ通信機器に大きな負担をかけ
ることなく、ＣＡＴＶ網の回線資源を浪費することな
く、確実に伝送容量の増大を図り得る等の効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の加入者端末装置の通信部分の一実施例
を示すブロック図である。

【図２】本発明のセンタ側のデータ伝送設備の一実施例
を示す要部ブロック図である。

【図３】本発明に係るＣＡＴＶシステムの周波数配置の
説明図である。

【図４】本発明に係るトレーニング信号の一実施例を示
す説明図である。

【図５】本発明に係るトレーニング手順を示す説明図で
ある。

【図６】従来のＴＤＭの遅延制御手順の説明図である。

【符号の説明】

１…分波器，３…テレビ信号復調回路，５…高周波増幅
器，７…平衡変調回路、９…平衡変調回路、１１…ロー
パスフィルタ，１３…ローパスフィルタ，１５…検波回
路，１７…制御回路，１９…可変分周器，２１…位相比
較器，２３…ローパスフィルタ，２５…可変周波数発振
器，２７…１／４分周器，２９…基準信号発生器，３１
…位相比較器，３３…ローパスフィルタ，３５…可変周
波数発振器，３７…１／４分周器，３９…可変分周器，
４１…平衡変調回路，４３…平衡変調回路，４５…混合
器，４７…バンドパスフィルタ，４９…スイッチアン
プ，５１…シンボル変換回路，５３…波形整形回路，５
５…波形整形回路，５７…遅延時間計測回路，５９…遅
延制御回路，６１…シンボル変換回路，６５…分波器，
６７…周波数変換装置，６９…ＱＰＳＫ復調器，７１…
ＱＰＳＫ復調器，７３…発呼要求検出部，７５…ＱＰＳ
Ｋ変調器，７７…ＴＤＭＡ装置，７９…ＩＳＤＮ交換
機。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 センタ側と端末側との間で双方向通信が
   可能な双方向ＣＡＴＶ通信方式であって、 通信の開始に際して、端末側からセンタ側へトレーニン
   グ信号を送出し、センタ側がこの受信したトレーニング
   信号を端末側へ送出することにより、端末側で当該トレ
   ーニング信号の送出から受信までの時間を計測し、この
   計測された当該端末側からセンタ側への信号の時間遅延
   量を基に通信を行うことを特徴とする双方向ＣＡＴＶ通
   信方式。
2. 【請求項２】 センタ側と端末側との間で双方向通信が
   可能な双方向ＣＡＴＶ通信方式であって、 通信の開始に際して、端末側からセンタ側へ第１の周波
   数のトレーニング信号を送出し、センタ側はこの受信し
   た第１の周波数のトレーニング信号を基に第２の周波数
   のトレーニング信号を端末側へ送出することにより、端
   末側で第１の周波数のトレーニング信号の送出から第２
   の周波数のトレーニング信号の受信までの時間を計測
   し、この計測された当該端末側からセンタ側への信号の
   時間遅延量を基に第２の周波数で通信を行うことを特徴
   とする双方向ＣＡＴＶ通信方式。
3. 【請求項３】 前記センタ側は、端末側装置からの上り
   トレーニング信号を受信したときには、この上りトレー
   ニング信号を発呼要求とみなすことを特徴とする請求項
   １又は２記載の双方向ＣＡＴＶ通信方式。
4. 【請求項４】 前記双方向ＣＡＴＶ通信方式において、
   通信チャンネルの通信速度に比してトレーニング信号の
   変調速度を減速することを特徴とする請求項１又は２記
   載の双方向ＣＡＴＶ通信方式。
5. 【請求項５】 センタ側と端末側との間で双方向通信が
   可能な双方向ＣＡＴＶ通信方式における端末装置であっ
   て、 通信の開始に際してセンタ側へトレーニング信号を送出
   するトレーニング信号送出手段と、 このトレーニング信号送出手段から送出されセンタ側か
   ら返送されたトレーニング信号を受信して、当該トレー
   ニング信号の送出から受信までの時間を計測する遅延時
   間計測手段と、 この遅延時間計測手段で計測された当該端末側からセン
   タ側への信号の時間遅延量を基に双方向ＣＡＴＶ通信の
   信号送出タイミングを制御する制御手段とを有すること
   を特徴とする双方向ＣＡＴＶ通信方式における端末装
   置。
6. 【請求項６】 センタ側と端末側との間で双方向通信が
   可能な双方向ＣＡＴＶ通信方式における端末装置であっ
   て、 通信の開始に際してセンタ側へ第１の周波数のトレーニ
   ング信号を送出するトレーニング信号送出手段と、 このトレーニング信号送出手段から送出された第１の周
   波数のトレーニング信号に応じてセンタ側から返送され
   た第２の周波数のトレーニング信号を受信して、当該第
   １の周波数のトレーニング信号の送出から第２の周波数
   のトレーニング信号の受信までの時間を計測する遅延時
   間計測手段と、 この遅延時間計測手段で計測された当該端末側からセン
   タ側への信号の時間遅延量を基に第３の周波数による通
   信の信号送出タイミングを制御する制御手段とを有する
   ことを特徴とする双方向ＣＡＴＶ通信方式における端末
   装置。
7. 【請求項７】 前記トレーニング信号送出手段は、上り
   トレーニング信号に当該端末装置に固有の符号を挿入す
   る挿入手段と、受信した下りトレーニング信号に付与さ
   れる符号と当該端末装置に固有の符号とを比較照合する
   比較照合手段とを有して、受信信号から当該端末装置の
   下りトレーニング信号を検出することを特徴とする請求
   項５又は６記載の双方向ＣＡＴＶ通信方式における端末
   装置。
8. 【請求項８】 前記トレーニング信号送出手段は、双方
   向ＣＡＴＶ通信の通信速度に対してトレーニング信号の
   変調速度を減速する減速手段を有して、トレーニング信
   号周波数の占有帯域幅を狭くすることを特徴とする請求
   項５又は６記載の双方向ＣＡＴＶ通信方式における端末
   装置。