(57)【要約】      （修正有）【課題】オンライン上でシステムのビットレートをとぎれのない方法で変更する能力を有するＤＭＴシステムおよび方法は、かかるとぎれのないレート変更を実行するための丈夫でしかも高速なプロトコルを提供する。【解決手段】ＤＭＴシステムは、従来のＤＭＴシステムに比べて小さくなったオーバーヘッドを伴うフレーミングおよびエンコード方法を提供する。ＤＭＴシステムおよび方法は、異なるパワーレベルの供給を伴う、とぎれのないレート変更を提供する。このようなフレーミングおよびエンコード方法により、システムにとぎれのないレート変更能力を与える。システムおよび方法は、ハードウエア又はハードウエアおよびソフトウエアの組み合わせによっても実現することが可能である。【選択図】図１
2010154537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチチャネル伝送における送信ビットレートをとぎれなく変更する方法であって、前記方法は、
(i)特定のコードワードサイズを有するとともに、(ii)フォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを提供するステップ；
前記複数のコードワードをインターリーブするためのインターリーブパラメータを提供するステップ；
第一の複数コードワードを第一の送信ビットレートで送信するステップ；
前記第一の送信ビットレートを第二の送信ビットレートに変更するステップ；および
第二の複数コードワードを第二の送信ビットレートで送信するステップ；を備えており、
前記第一の複数コードワードに用いられる前記特定のインターリーブパラメータ、前記特定のコードワードサイズ、およびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、送信ビットレートをとぎれ無く変更するため前記第二の複数コードワード用に使用されること、
を特徴とするもの。
【請求項２】
請求項１の方法において、前記第一送信ビットレートで送信するステップは、第一のビット割り当てテーブルによって決定されるような第一のＤＭＴシンボルに、第一のビット数を割り当てるステップを備え；また、前記第二送信ビットレートで送信するステップは、第二のビット割り当てテーブルによって決定されるような第二のＤＭＴシンボルに、第二のビット数を割り当てるステップを備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項３】
請求項２の方法において、第一および第二送信レートで送信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定であり、パリテイービット率は、ＤＭＴシンボルにおけるパリテイービットの数を、そのＤＭＴシンボルに用いられるビット割り当てテーブル内のビット総数で割ったものであること、
を特徴とするもの。
【請求項４】
マルチチャネル伝送における送信ビットレートをとぎれなく変更する方法であって、前記方法は、
おのおのがフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含み、特定のコードワードサイズを有する複数のコードワードを提供するステップ；
キャリアサブチャネルに対し、コードワードを第一送信ビットレートで送信するための第一の割り当てテーブルを用いて第一の複数コードワードのビットを割り当てるステップ；
前記第一の複数コードワードを第一送信ビットレートで送信するステップ；
キャリアサブチャネルに対し、コードワードを第二送信ビットレートで送信するための第二の割り当てテーブルを用いて第二の複数コードワードのビットを割り当てるステップ；および
前記第二複数コードワードを送ることにより、送信を前記第一送信ビットレートから前記第二送信ビットレートへと変更するステップ；を備えており、
前記第一の複数コードワードのおのおのを送信する際に用いられる前記特定のコードワードサイズおよびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、送信ビットレートをとぎれなく変更させるため、前記第二の複数コードワードのおのおのを送信する際に用いられること、
を特徴とするもの。
【請求項５】
請求項４の方法において、前記方法は、さらに、特定のインターリーブパラメータに基づいて前記第一および前記第二の複数コードワードをインターリーブするステップを備え、前記第一の複数コードワードをインターリーブするために用いられる前記特定のインターリーブパラメータは、前記第二の複数コードワードをインターリーブするために用いられる前記特定インターリーブパラメータと同じであること、
を特徴とするもの。
【請求項６】
請求項４の方法において、前記第一送信ビットレートで送信するステップは、第一のビット割り当てテーブルによって決定されるような第一のＤＭＴシンボルに第一のビット数を割り当てるステップを備え；また、前記第二送信ビットレートで送信するステップは、第二のビット割り当てテーブルによって決定されるような第二のＤＭＴシンボルに第二のビット数を割り当てるステップを備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項７】
請求項６の方法において、第一および第二送信レートで送信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定であり、パリテイービット率は、ＤＭＴシンボルにおけるパリテイービットの数を、そのＤＭＴシンボルに用いられるビット割り当てテーブル内のビット総数で割ったものであること、
を特徴とするもの。
【請求項８】
マルチチャネル伝送における送信ビットレートをとぎれなく変更する方法であって、前記方法は、
おのおのがフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含み、コードワードサイズを有する複数のコードワードを提供するステップ；
第一受信ビットレートでキャリアサブチャネルから第一の複数コードワードを受信するステップ； 
第一の割り当てテーブルを用いて、前記第一の複数コードワードのビットを復調するステップ；
受信を前記第一受信ビットレートから前記第二受信ビットレートへと変更するステップ；
第二の受信ビットレートでキャリアサブチャネルから第二の複数コードワードを受信するステップ；
第二の割り当てテーブルを用いて、第二の複数コードワードのビットを復調するステップ；を備えており、
前記第一の複数コードワードのおのおのを復調する際に用いられる前記特定のインターリーブパラメータ、前記特定のコードワードサイズ、およびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、受信ビットレートをとぎれなく変更させるため、前記第二の複数コードワードのおのおのを復調する際に用いられること、
を特徴とするもの。
【請求項９】
請求項８の方法において、前記方法は、さらに、特定のデインターリーブパラメータに基づき前記第一および前記第二の複数コードワードをデインターリーブするステップを備えており、
前記第一の複数コードワードをデインターリーブするために用いられる前記特定のデインターリーブパラメータは、前記第二の複数コードワードをデインターリーブするために用いられる前記特定デインターリーブパラメータと同じであること、
を特徴とするもの。
【請求項１０】
請求項９の方法において、第一および第二受信レートで受信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定であり、パリテイービット率は、ＤＭＴシンボルにおけるパリテイービットの数を、そのＤＭＴシンボルに用いられるビット割り当てテーブル内のビット総数で割ったものであること、
を特徴とするもの。
【請求項１１】
マルチチャネル伝送における送信ビットレートをとぎれなく変更する方法であって、前記方法は、
(i)特定のコードワードサイズを有するとともに、(ii)フォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを提供するステップ；
特定のデインターリーブパラメータを提供するステップ；
第一受信ビットレートで第一の複数コードワードを受信するステップ；
前記第一受信ビットレートを第二受信ビットレートへ変更するステップ；および
第一の複数コードワードを第二受信ビットレートで受信するステップ、を備えており、
前記第一の複数コードワードに用いられる前記特定のインターリーブパラメータ、前記特定のコードワードサイズ、およびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、受信ビットレートをとぎれ無く変更するため前記第二の複数コードワード用に使用されること、
を特徴とするもの。
【請求項１２】
請求項１１の方法において、前記第一受信ビットレートで受信するステップは、第一のビット割り当てテーブルによって決定されるような第一のＤＭＴシンボルの第一のビット数を復調するステップを備え；および前記第二受信ビットレートで受信するステップは、第二のビット割り当てテーブルによって決定されたように第二のＤＭＴシンボルの第二のビット数を復調するステップを備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項１３】
請求項１２の方法において、第一および第二受信レートで受信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定であり、パリテイービット率は、ＤＭＴシンボルにおけるパリテイービットの数を、そのＤＭＴシンボルに用いられるビット割り当てテーブル内のビット総数で割ったものであること、
を特徴とするもの。
【請求項１４】
送信ビットレートをとぎれなく変更するマルチキャリア通信システムであって、
特定のコードワードサイズを有するとともに、フォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコ−ドワードを作り出すエンコーダ；
前記エンコーダと関連するインターリーバーであって、特定のインターリーブパラメータに基づき前記複数のコ−ドワードをインターリーブするインターリーバー；および
前記インターリーバーと関連する変調器であって、第一送信ビットレートで送信を行うため、インターリーブされた各コードワードをキャリアサブチャネルに割り当てるとともに、第二送信ビットレートで送信を行うため、前記ビットの割り当てを変更する変調器、を備えており、
前記特定のインターリーブパラメータ、特定のコードワードサイズ、およびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、第二送信ビットレートで送信を行うために前記変調器がビットの割り当てを変更した後でも変化せず、これにより、送信ビットレートをとぎれなく変更することができること、
を特徴とするもの。
【請求項１５】
請求項１４のマルチキャリア通信システムにおいて、前記変調器は、第一のビット割り当てテーブルによって決定される第一のビット数を有する第一ＤＭＴシンボルを、第一の送信ビットレートで；および第二のビット割り当てテーブルによって決定される第二のビット数を有する第二ＤＭＴシンボルを、第二の送信ビットレートで送信すること、
を特徴とするもの。
【請求項１６】
請求項１５のマルチキャリア通信システムにおいて、前記変調器は、第一ＤＭＴシンボルを第一の送信ビットレートで、第二ＤＭＴシンボルを第二の送信ビットレートで送信し、前記第一および前記第二送信レートで送信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定であり、パリテイービット率は、ＤＭＴシンボルにおけるパリテイービットの数を、そのＤＭＴシンボルに用いられるビット割り当てテーブル内のビット総数で割ったものであること、
を特徴とするもの。
【請求項１７】
受信ビットレートをとぎれなく変更するマルチキャリア通信システムにおける受信機であって、
第一の複数のインターリーブ済みコードワードを作り出すために第一受信ビットレートで動作するとともに、第二の複数のインターリーブ済みコードワードを作り出すため、動作を第二受信ビットレートに変更する復調器であって、各コードワードは特定のコードワードサイズを有するとともに、エラー訂正用の特定数のパリテイービットを含むもの；
前記復調器と関連するデインターリーバであって、特定のインターリーブパラメータに基づき、前記第一および前記第二の複数インターリーブ済みコードワードをデインターリーブするデインターリーバ；
前記第一および前記第二の複数インターリーブ済みコードワードを受信しデコードするため、前記復調器と協働するデコーダ；を備えており、
前記第一の複数インターリーブ済みコードワードのデインターリーブに用いられる前記特定のインターリーブパラメータは、前記第二の複数インターリーブ済みコードワードのデインターリーブに用いられる特定のインターリーブパラメータと同じであり、前記第一の複数デインターリーブ済みコードワードをデコードするために用いられる前記特定のコードワードサイズおよび前記エラー訂正用の特定数のパリテイービットは、受信ビットレートをとぎれ無く変更するため、前記第二の複数デインターリーブ済みコードワードをデコードするために用いられる特定のコードワードサイズおよびエラー訂正用の特定数のパリテイービットと同じであること、
を特徴とするもの。
【請求項１８】
請求項１７の受信機において、前記復調器は第一のＤＭＴシンボルを前記第一受信ビットレートで受信するとともに、第二のＤＭＴシンボルを前記第二受信ビットレートで受信し、前記第一ＤＭＴシンボルは、第一のビット割り当てテーブルにより決定される第一のビット数を有しており、前記第二ＤＭＴシンボルは、第二のビット割り当てテーブルにより決定される第二のビット数を有していること、
を特徴とするもの。
【請求項１９】
請求項１８の受信機において、前記復調器により前記第一および前記第二受信レートで受信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定であり、パリテイービット率は、ＤＭＴシンボルにおけるパリテイービットの数を、そのＤＭＴシンボルに用いられるビット割り当てテーブル内のビット総数で割ったものであること、
を特徴とするもの。
【請求項２０】
マルチキャリア通信システムにおいてデータを変調する方法であって、前記方法は、
受信機に対する送信のため、おのおのが特定数のビットを有するデジタル加入者線(DSL)コードワードの流れを供給するステップ；および
前記マルチキャリア通信システムの送信レート能力により決定される多数のビットを有するデイスクリートマルチトーン(discrete multitone)記号を形成するため、コードワードの流れを変調するステップ；を備えており、
前記ＤＳＬコードワードにおけるビット数は、前記ＤＭＴシンボルにおけるビット数の非整数倍(non-integer multiple)であること、
を特徴とするもの。
【請求項２１】
マルチキャリア通信システムにおいて送信レートをとぎれなく変更する方法であって、前記方法は、
(i)特定のコードワードサイズを有するとともに、(ii)フォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを提供するステップ；
第一の複数コードワードを第一の送信ビットレートで送信するステップ；
前記第一の送信ビットレートを第二の送信ビットレートに変更するステップ；および
第二の複数コードワードを前記第二の送信ビットレートで送信するステップ；を備えており、
前記第一の複数コードワードに用いられるフォワードエラー訂正用の前記特定のコードワードサイズおよび前記特定数のパリテイービットは、送信ビットレートをとぎれ無く変更するため前記第二の複数コードワード用に使用されること、
を特徴とするもの。
【請求項２２】
マルチキャリア通信システムにおいて受信レートをとぎれなく変更する方法であって、前記方法は、
(i)特定のコードワードサイズを有するとともに、(ii)フォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを提供するステップ；
第一の割り当てテーブルを用いて、第一の複数コードワードのビットを第一受信ビットレートで受信するステップ；
第二の割り当てテーブルを用いて、前記第一受信ビットレートを第二受信ビットレートに変更するステップ；および
第二の複数コードワードのビットを前記第二受信ビットレートで受信するステップ；を備えており、
前記第一の複数コードワードに用いられる前記特定のコードワードサイズおよびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、前記第二の複数コードワードのために用いられ、前記第一の割り当てテーブル内のビット数は、受信レートをとぎれなく変更するため、前記第二の割り当てテーブル内のビット数と異なること、
を特徴とするもの。
【請求項２３】
送信機および受信機を含むマルチキャリア通信システムにおいて、前記送信機および前記受信機は、特定のコードワードサイズを有するとともにフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを第一送信レートで送信するために第一ビット割り当てテーブル、および前記複数のコードワードをインターリーブするため特定のインターリーブパラメータを用いており、送信ビットレートをとぎれなく変更する方法は、
送信ビットレートを第一送信ビットレートから第二送信ビットレートに変更するためにメッセージを送信するステップ；
前記第二送信ビットレートで送信を行うため、前記受信機および前記送信機において第二のビット割り当てテーブルを用いるステップ；
前記受信機および前記送信機間で同期させて前記第二のビット割り当てテーブルを使用するステップ；および
受信レートをとぎれなく変更するため、前記第一の送信ビットレートでコードワードを送信するために用いられる前記特定のインターリーブパラメータ、前記特定のコードワードおよびフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットと同じものを用いて前記第二送信ビットレートでコードワードを送信するステップ；を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項２４】
請求項２３の方法において、前記メッセージは、前記第二のビットレート割り当てテーブルを含むこと、
を特徴とするもの。
【請求項２５】
請求項２４の方法において、前記受信機は、前記メッセージを前記送信機に送信すること、
を特徴とするもの。
【請求項２６】
請求項２３の方法において、前記方法は、さらに、送信機および受信機にビット割り当てテーブルを記憶するステップを備え、前記メッセージは、記憶されたどのビット割り当てテーブルが前記第二のビットレート割り当てテーブルとして用いられるかを特定すること、
を特徴とするもの。
【請求項２７】
請求項２６の方法において、前記送信機は、前記受信機に前記メッセージを送信すること、
を特徴とするもの。
【請求項２８】
請求項２６の方法において、前記受信機は、前記送信機に前記メッセージを送信すること、
を特徴とするもの。
【請求項２９】
請求項２３の方法において、前記同期ステップは、フラグ信号を送るステップを含むこと、
を特徴とするもの。
【請求項３０】
請求項２９の方法において、前記フラグ信号は、所定信号であること、
を特徴とするもの。
【請求項３１】
請求項３０の方法において、前記所定信号は、所定の位相変位を伴う同期記号であること、
を特徴とするもの。
【請求項３２】
請求項３０の方法において、前記所定信号は、反転同期記号(inverted sync signal)であること、
を特徴とするもの。
【請求項３３】
請求項２９の方法において、前記方法は、さらに、複数のＤＭＴシンボルを前記第一送信ビットレートで送信するために前記第一のビット割り当てテーブルを用いるステップ、および前記複数のＤＭＴシンボルを前記第二送信ビットレートで送信するために前記第二のビット割り当てテーブルに切り換えるステップを備えており、
前記第二のビット割り当てテーブルは、前記フラグ信号送信後の所定のＤＭＴシンボルの一つから始まる通信用に用いられること、
を特徴とするもの。
【請求項３４】
請求項３３の方法において、前記所定のＤＭＴシンボルは、前記フラグ信号送信後の最初のフラグ信号であること、
を特徴とするもの。
【請求項３５】
請求項２９の方法において、前記送信機は、前記受信機に前記フラグ信号を送信すること、
を特徴とするもの。
【請求項３６】
請求項２９の方法において、前記受信機は、前記送信機に前記フラグ信号を送信すること、
を特徴とするもの。
【請求項３７】
請求項２３の方法において、各ビット割り当てテーブルは、各キャリアチャネルの送信パワーレベルを特定すること、
を特徴とするもの。
【請求項３８】
請求項２３の方法において、各ビット割り当てテーブルは、複数遅延パス(multiple latency path)を有するマルチキャリアシステムにおいて、各遅延パス用のキャリアサブチャネルへのビットの割り当てを特定すること、
を特徴とするもの。
【請求項３９】
送信機および受信機を含むマルチキャリア通信システムにおいて、前記送信機および前記受信機は、特定のコードワードサイズを有するとともにフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを、第一パワーモードにおいて第一送信レートで送信するために第一ビット割り当てテーブル、および前記複数のコードワードをインターリーブするため特定のインターリーブパラメータを用いており、とぎれなく第二パワーモードに入る方法は、
前記第二パワーモードにおいてコードワードを第二送信ビットレートで送信するため、第二のビット割り当てテーブルを前記受信機および前記送信機に記憶するステップ；
前記受信機および前記送信機間で同期させて前記第二のビット割り当てテーブルを使用するステップ；および
コードワードを送信するため、前記第二のビット割り当てテーブルを用いて前記第二パワーモードに入るステップ、を備えており、
前記第一パワーモードにおいてコードワードを送信するために用いられる前記特定のインターリーブパラメータ、前記特定のコードワード、およびフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットは、パワーモードをとぎれなく変更するため前記第二パワーモードにおいてコードワードを送信するためにも用いられること、
を特徴とするもの。
【請求項４０】
請求項３９の方法において、前記同期ステップは、フラグ信号を送るステップを含むこと、
を特徴とするもの。
【請求項４１】
請求項４０の方法において、前記フラグ信号は、所定信号であること、
を特徴とするもの。
【請求項４２】
請求項４１の方法において、前記所定信号は、所定の位相変位を伴う同期記号であること、
を特徴とするもの。
【請求項４３】
請求項４１の方法において、前記所定信号は、反転同期記号であること、
を特徴とするもの。
【請求項４４】
請求項４０の方法において、前記送信機は、前記受信機に前記フラグ信号を送信すること、
を特徴とするもの。
【請求項４５】
請求４０の方法において、前記受信機は、前記送信機に前記フラグ信号を送信すること、
を特徴とするもの。
【請求項４６】
請求３９の方法において、前記第二パワーモードは低パワーモードであること、
を特徴とするもの。
【請求項４７】
請求４６の方法において、前記方法は、さらに、前記低パワーモードにおいて送信ビットレートが毎秒約ゼロキロビットとなるよう、キャリア信号に対してゼロビットを割り当てるステップを備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項４８】
請求４６の方法において、さらに、前記低パワーモードで動作している時、タイミングを回復するためパイロット・トーン(pilot tone)を送信するステップを備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項４９】
請求項４６の方法において、前記方法は、さらに、前記低パワーモードで動作している時、同期信号を周期的に送信するステップを備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項５０】
請求項２９の方法において、前記方法は、さらに、複数のＤＭＴシンボルを前記第一パワーモードにおいて送信するために前記第一のビット割り当てテーブルを用いるステップ、および前記複数のＤＭＴシンボルを前記第二パワーモードにおいて送信するために前記第二のビット割り当てテーブルに切り換えるステップを備え、前記第二のビット割り当てテーブルは、前記フラグ信号送信後の所定のＤＭＴシンボルの一つから始まる通信用に用いられること、
を特徴とするもの。
【請求項５１】
請求項５０の方法において、前記所定のＤＭＴシンボルは、前記フラグ信号送信後の最初のフラグ信号であること、
を特徴とするもの。
【請求項５２】
請求項３９の方法において、前記第二パワーモードは、フルパワーモードであること、
を特徴とするもの。
【請求項５３】
請求項３９の方法において、前記第一パワーモードは、フルパワーモードであり、前記第二パワーモードは低パワーモードであること、
を特徴とするもの。
【請求項５４】
請求項３９の方法において、前記第一パワーモードは、低パワーモードであり、前記第二パワーモードは、フルパワーモードであること、
を特徴とするもの。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の表示】
【０００１】
本明細書は、同時係属の仮出願であってその全体が参照のために取り込まれる１９９９年３月１２日出願の米国仮特許出願番号６０／１２４，２２２、発明の名称”レートをとぎれなく適合させる(SRA)ADSLシステム”、１９９９年１０月２２日出願の米国仮特許出願番号６０／１６１／１１５、発明の名称”アプリケーション履歴を記憶したマルチキャリアシステム”、および２０００年１月１９日出願の米国仮特許出願番号 ６０／１７１，０８１、発明の名称”レートをとぎれなく適合させる(SRA)マルチキャリア変調システムおよびプロトコル”からの優先権を主張する。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、マルチキャリア変調を用いる通信システム及び方法に関し、特に、レートアダプテイブマルチキャリア変調を用いる通信マルチキャリアシステムおよび方法に関する。
【発明の背景】
【０００３】
マルチキャリア変調（又はディスクリートマルチトーン変調）は、通信が困難な媒体を介して通信を行うのに広く用いられている通信方法である。マルチキャリア変調は、通信周波数帯域を、各キャリアが独立してビット又はビットの集合を変調する複数のサブチャネル（キャリア）に分割する。送信機は、一以上のキャリアを伴う情報ビットを含む入力データ列を変調し、変調後の情報を送信する。受信機は、送信された情報ビットを出力データストリームとして復元するために全てのキャリアを復調する。
【０００４】
マルチキャリア変調には、単一キャリアを越える多くの利点がある。これらの利点には、例えば、インパルス雑音に対する耐性が高いこと、マルチパスが存在しても複雑にならないこと、狭帯域干渉に対する耐性が高いこと、データレートおよび帯域柔軟性が高いこと、が含まれる。マルチキャリア変調は、これらの利点を得るためだけでなく、他の理由から多くの用途に用いられている。かかる用途には、非対称デジタル加入者回線(ADSL)システム、ワイヤレスLANシステム、電力線通信システム(power line communications system)、および他の用途も含まれる。ＩＴＵ規格Ｇ９９２．２およびＡＮＳＩ規格Ｔ１．４１３は、マルチキャリア変調を用いるＡＤＳＬトランシバーの標準的な実施要項を規定している。
【０００５】
図１に、従来から知られている規格に適合したＡＤＳＬ  ＤＭＴ送信機１００を示すブロック図を示す。図１は、以下に説明する、変調レイヤ１１０、フレーマ／ＦＥＣレイヤ１２０、およびＡＴＭ  ＴＣレイヤ１４０：の３つのレイヤを示している。
【０００６】
変調レイヤ１１０は、ＤＭＴ変調に関連する機能を提供する。ＤＭＴ変調は、反転ディスクリートフーリエ変換(Inverse Discrete Fourier Transform)（ＩＤＦＴ）１１２を用いて実行される。ＩＤＦＴ  １１２は、直交振幅変調(QAM)エンコーダ１１４からのビットを変調しマルチキャリアサブチャネルに送り出す。ＡＤＳＬマルチキャリアトランシーバーは、各サブチャネル上の多数のビットを変調し、ビットの数は、そのサブチャネルのＳＮ比およびリンクのビットエラー(BER)要求によって決まる。例えば、要求されたBERが１X１０−７(すなわち、平均して１０００万分の１のエラーしか検出されず）であり、特定のサブチャネルのＳＮ比が２１．５ｄＢであれば、かかるサブチャネルは４ビットの変調を行うことができる、なぜなら、２１．５ｄＢは、４ＱＡＭビットを１X１０−７ＢＥＲの状態で送信するために必要るＳＮ比だからである。他のサブチャネルは、異なるＳＮ比であってもよいので、同じＢＥＲで異なったビット数がそれらに割り当てられる。ＩＴＵおよびＡＮＳＩのＡＤＳＬ規格は、一のキャリア上で最高１５ビットまでの変調を可能としている。
【０００７】
一つのＤＭＴシンボルにおいて変調を行うため、各サブチャネルにいくつのビットが割り当てられているのかを規定するテーブルは、ビット割り当てテーブル(BAT)と呼ばれる。ＤＭＴシンボルは、ＢＡＴに基づいてキャリアをビットで変調することによってＩＤＦＴの出力側において生成されたアナログサンプル信号の集まりである。ＢＡＴは、図１の変調レイヤ１１０においても用いられる主要なパラメータである。ＢＡＴは、ＱＡＭ１１４およびＩＤＦＴ１１２のブロックによってエンコーデイングおよび変調のために用いられる。テーブル１は、１６のサブチャネルを有するＤＭＴシステム用のＢＡＴの一例を示す。
【０００８】
【表１】
2010154537.tif 000003
【０００９】
ＡＤＳＬシステムにおいて、ＤＭＴシンボルレートは約４ｋＨＺである。これは、変調ＢＡＴを用いて新たなビットのセットを変調するＤＭＴシンボルが２５０マイクロ秒毎に送信されていることを意味する。８０ビットが一つのＤＭＴシンボルにおいて変調されるよう規定されているテーブル１のＢＡＴが、４ｋＨＺのＤＭＴシンボルレートで用いられる場合、システムのビットレートは、４０００x８０の結果である毎秒３２０キロバイト(kbps)となる。ＢＡＴは、システムのデータレートを決定し、それは、送信チャネル特性、すなわち、マルチキャリアシステムの各サブチャネルのＳＮ比による。チャネルが低ノイズ（各サブチャネルのＳＮ比が高い）であると、各ＤＭＴキャリア上で多くのビットが変調されるので、ビットレートが高くなる。チャネルの状態がよくない場合、ＳＮ比が低くなり、各ＤＭＴキャリア上で変調されるビット数が少なくなるので、システムのビットレートが低くなる。テーブル１に見られるように、いくつかのサブチャネルでは変調ビットはゼロである。一つの例としては、サブチャネルの周波数に狭帯域干渉信号（ＡＭ放送電波等の）が存在し、かかるサブチャネルにおいてＳＮ比が余りにも低いために情報ビットを送れなくなってしまうといった場合である。
【００１０】
ＡＴＭ  ＴＣレイヤ１４０は、セル内のビットおよびバイトをフレームに変換する非対象転送モード送信収束(Asynchronoous Transfer Mode Trasnmission Convergence)(ATM TC)ブロック１４２を備えている。
【００１１】
ＡＤＳＬシステムの次のレイヤは、図１に示した変調用のビットストリームを準備するステップと機能的に関連するフレーム／ＦＥＣレイヤ１２０である。このレイヤは、インターリービング(INT)ブロック１２２、フォワードエラー訂正(FEC)ブロック１２４、スクランブラー(SCR)ブロック１２６、サイクリック・リダンダンシー・チェック(CRC)ブロック１２８およびＡＤＳＬフレーマーブロック１３０を備えている。インターリービングおよびＦＥＣコーデイングを行うことにより、インパルス雑音に対する耐性が高くなり、コーデイングゲインを得ることができる。標準的なＡＤＳＬシステム中のＦＥＣ１２４は、リード-ソロモン(R-S)コードである。スクランブラー１２６は、データビットをランダム化するために用いられる。ＣＲＣ１２８は、受信機でのエラー検出を提供するために用いられる。ＡＤＳＬフレーマー１３０は、ＡＴＭフレーマー１４２から受信したビットをフレームする。また、ＡＤＳＬフレーマー１３０は、モデム同士のオーバーヘッド通信チャネル（ＡＳＤＳＬ規格においてＥＯＣおよびＡＯＣチャネルとして知られている）用のモジュール１３２からオーバーヘッドビットを挿入し、抽出する。 
【００１２】
フレーム／ＦＥＣレイヤ１２０における主なパラメータには、Ｒ−Ｓコードワードのサイズ、インターリーバーのサイズ（深さ）（Ｒ−Ｓコードワードの数で測定する）およびＡＤＳＬフレームのサイズがある。例として、Ｒ−Ｓコードワードの典型的なサイズは２１６バイトであり、インターリーバーの典型的なサイズ（深さ）は６４コードワードであり、ＡＤＳＬフレームの典型的なサイズは、２００バイトである。インターリービング深さを、インターリーブがなされてないのと同じ、１とすることもできる。上述のように、本来、送信機を用いた通信のために用意されたデジタル信号を復元するためには、前記のインターリーバーと逆の動作を行うデインターリーバーを用い、同じ深さのパラメータを使用して前記コードワードをデインターリーブする必要がある。現在のＡＤＳＬ規格においては、ＤＭＴシステムの全てのパラメータ間に一定の関係がある。特に、ＢＡＴのサイズ、ＮＢＡＴ（ＤＭＴに記号におけるビットの総数）は,Ｒ−Ｓコードワードサイズを整数で割った値に定められ、ＮＦＥＣ が式（１）に示すようになる：
【００１３】
ＮＦＥＣ＝ＳｘＮＢＡＴ（式１）；ここで、Ｓは正の整数であり０より大きい。
【００１４】
かかる制限は、一のＲ−ＳコードワードがＤＭＴシンボルの整数値を含んでいると表現することもできる。Ｒ−Ｓコードワードは、データバイトおよびパリテイー（チェックバイト）を含んでいる。チェックバイトは、Ｒ−Ｓエンコーダーによって加えられたオーバーヘッドバイトであり、ビットエラーの検出および訂正のためＲ−Ｓデコーダーに用いられる。Ｒ−Ｓコードワードには、Ｒ個のチェックバイトがある。通常、チャックバイトの数は、コードワードサイズ全体のわずかな割合、例えば、８％を占めるにすぎない。ほとんどのチャネルコーデイング方法は、コード化されていないシステムと比べ、コードによって与えられるシステムの性能の改良（ｄＢで示される）として定義されるそのコーデイングゲインを特徴としている。Ｒ−Ｓコードワードのコーデイングゲインは、チェックバイト数およびＲ−Ｓコードワードのサイズによって決まる。１６のチェックバイト（２００バイトの８％）を伴う大きなＲ−Ｓコードワード（ＤＭＴ  ＡＤＳＬシステムにおいて、２００バイトを超える）は、最大のコーデイングゲインに近い４ｄＢをもたらす。コードワードサイズが、小さく、および／又はチェックバイトのオーバヘッドの割合が大きければ（例えば、３０％を越えれば）、コーデイングゲインは非常に小さいか、マイナスになってしまう。通常、ＡＤＳＬシステムは、Ｒ−Ｓコードワードを可能な限り大きく（可能な最大値は、２５５バイト）し、リダンダンシーを約８％で動作させるのが最もよい。
【００１５】
また、ＡＤＳＬフレームであるＮＦＲＡＭＥとＲ−ＳコードワードのサイズであるＮＦＥＣとの間に、式（２）に示す特定の関係がある：
【００１６】
ＮＦＥＣ＝ＳＸＮＦＲＡＭＥ＋Ｒ（式２）； ここで、Ｒはコードワードにおけるチェックバイトの数であり、Ｓは、式（１）と同じ正の整数である。
【００１７】
式（１）および式（２）の右辺をイコールで結ぶと、式（３）が導かれるのは明らかである；
【００１８】
ＮＢＡＴ＝ＮＦＲＡＭＥ＋Ｒ／Ｓ（式３）。
【００１９】
ＡＤＳＬ規格は、整数値の率（Ｒ／Ｓ）を要求する、すなわち、ＤＭＴーシンボル（ＮＢＡＴ）ごとに整数値のＲ−Ｓチェックバイトを要求する。上述のように、ＡＤＳＬフレームは、モデム同士の通信に用いられるオーバーヘッドバイト（ペイロードの一部としてではなく）を含んでいる。オーバーヘッドチャネルに用いられるＡＤＳＬフレームにおけるバイトは、ユーザによる実際の通信に用いることはできないので、ユーザデータレートは、それに従って減少する。情報の内容およびこれらのチャネルのフォーマットは、ＩＴＵおよびＡＮＳＩ規格に説明されている。ＡＤＳＬ規格にはいくつかのフレーミングモードが規定されている。フレーミングモードによって、一つのＡＤＳＬフレーム内のオーバヘッドバイトは、多くも少なくもなる。例えば、標準フレーミングモード３は、ＡＤＳＬフレーム毎に一つのオ−バーヘッドを有する。
【００２０】
式（１）（２）および（３）は、規格により課されたパラメータの制限によって以下の条件が必要となるということを示している。
【００２１】
１．  全てのＤＭＴシンボルは、ＡＤＳＬフレーマーにおいて加えられた固定数のオーバーヘッドフレーミングバイトを有する。例えば、フレーミングモード＃３において、ＤＭＴシンボル毎に一つのオーバヘッドフレーミングバイトがある。
【００２２】
２．  ＤＭＴシンボル毎に、最低一つのＲ−Ｓチェックバイトがある。
【００２３】
３．  ＩＴＵ規格Ｇ．９９２．２（８）ならびにＩＴＵ規格Ｇ．９９２．２およびＴ１４１３（１６）によると、チェックバイトの最大数は、コードワードのサイズの最大値に、Ｇ．９９２．２用には８ｘＮＢＡＴに、Ｇ．９９２．１用には１６ｘＮＢＡＴに制限される。
【００２４】
４．  ＡＤＳＬモデムは、Ｒ−Ｓコードワード（ＮＦＥＣ）およびＡＤＳＬフレーム（ＮＦＲＡＭＥ）におけるバイト数を適切に変化させることなくＤＭＴシンボル（ＮＢＡＴ）内のビット数を変更することができない。
【００２５】
上述の４つの制限により、既存のＡＤＳＬは性能面での制限をうける。
【００２６】
特に、条件＃１により、ＤＭＴシンボルは、それぞれ固定数のオーバーヘッドフレーミングバイトを有する。かかる条件は、データレートが低く、オーバーヘッドフレーミングバイトが利用可能なスループットの多くの割合を占める場合に問題となり、ペイロードが小さくなってしまう。例えば、ラインによって得られるデータレートが、６．１４４Ｍｂｐｓの場合、これが、ＤＭＴシンボルではシンボル毎に約１９２バイト（１９２ｘ８ｘ４０００＝６１４４００ｂｐｓ）となる。この場合、一つのオーバーヘッドフレーミングバイトは、利用可能なスループットの１９２分の１又は約０．５％を占める。しかし、データレートがシンボル当たり１２８ｋｂｐｓ又は４ｋｂｐｓである場合、オーバーヘッドフレーミングバイトは、利用可能なスループットの４分の１又は２５％を占めることになる。これは、明らかに好ましくない。
【００２７】
条件＃２は、条件＃１と同じ問題を引き起こす。この場合、Ｒ−Ｓチェックバイトがオーバーヘッドフレーミングバイトと交換される。
【００２８】
条件＃３により、データレートが低い場合、大きなコードワード構成を採ることができない。ＡＤＳＬにおけるＲ−Ｓコードワードは、最大２５５ビットを有することが可能となる。コードゲインは、最大の２５５ビット付近になった場合にの最大値が得られる。データレートが低い場合、すなわち、１２８ｋｂｐｓ又は４バイトである場合、コードワードサイズの最大値は、Ｇ．９９２．２のシステム用には８ｘ４＝３２バイト、Ｇ．９９２．１およびＴ１．４１３のシステム用には１６ｘ４＝６４となる。この場合、コードゲインは、コードワードが２５５バイトに近づくものよりも実質的に低い。
【００２９】
通常、データレートが低い場合、例えば、１２８ｋｂｐｓ又はシンボル毎に４バイトである場合、上述の条件によってオーバーヘッドフレーミング用に１バイトが用いられるとともに、１バイトがＲ−Ｓチェックバイトによって占められる。したがって、利用可能なスループットの５０％がペイロード用に用いられず、Ｒ−Ｓコードワードのサイズが最大６４バイトとなる、これにより、コードゲインがほとんどなくなる。
【００３０】
条件＃４は、モデムの、その通信パラメーターをオンラインで動的方法で適合させる能力に影響を与える。
【００３１】
Ｇ．９９２．１およびＴ１．４１３は、ダイナミックレート適合(DRA)と呼ばれるオンラインレートでの適合メカニズムを規定しているが、これらの規格は、データレートの変更がとぎれなく行われないことを明示している。通常、既存のＡＤＳＬ  ＤＭＴモデムは、チャネル変更へのオンライン適合の方法としてビットスワッピング(bit swapping)およびダイナミックレート適合(DRA)を用いる。ビットスワッピングは、特定の対象(specific)に割り当てられたビットの数を修正する方法としてＩＴＵおよびＡＮＳＩ規格に規定されている。ビットスワッピングは、とぎれがなく、すなわち、この方法はデータの送受信を中断させない。しかし、ビットスワッピングはによっては、データレートの変更を行うことができない。ビットスワッピングは、データレートを同じに維持するとともに、キャリアに割り当てられるビット数を変更することしかできない。このことは、ＢＡＴ内のビットの総数（ＮＢＡＴ）を増減させることなしにＢＡＴテーブルの入力項目を変更することと同じことである。
【００３２】
ＤＲＡは、データレートの変更を可能にするが、とぎれなく行われなわれるものではない。また、ＤＲＡは、データレートに関する最終的な決定を行うため、電話局（Central Ofice、ＣＯ)内にモデムを設置する必要があるので非常に遅い。（ＣＯがマスタとなる）この方法は、電話会社によりサービスが提供され、管理がなされるよう構成されるＡＤＳＬモデムにおいて一般的である。
【００３３】
ビットスワッピングおよびＤＲＡの双方は、ＡＮＳＩ  Ｔ１．４１３ならびにＧ９９２．１およびＧ．９９２．２で規定された変更を処理する特定のプロトコルを用いる。このプロトコルは、組み込みチャネルである(embeded channel)ＡＯＣチャネルを通じて送られたメッセージを用いて前記パラメーターを処理する。このプロトコルは、パルスおよひ高ノイズレベルに弱い。メッセージが壊れた場合、送信機および受信機は、異なったパラメーター（すなわち、ＢＡＴ、データレート、Ｒ−Ｓコードワード長さ、インタリーバー深さ等）を用いる状況になる。二つの通信モデムが、通信パラメーターの不一致を生じさせる状況になった場合、データはエラー信号を受け取り、復元エラーのない通信に戻すためにモデムには、結局、（完全に再初期化する等の）抜本策を講じることが要求される。完全に再初期化する等の抜本策を講じると、サービスが、規格に準拠したＡＤＳＬモデムが再初期化に必要とされる時間である１０秒程度中断されてしまう。
【００３４】
トランシーバーは、送信機および受信機の両方を有している。受信機は、図１に示す送信機と同じブロックを有している。この受信機は、デコーダー、デインターリーバーおよび復調器を含むモジュールを有している。動作時、受信機は、送信機から送信されたアナログ形式のデータを受け、必要に応じてかかる信号を増幅器で増幅し、ノイズ成分を除去し、分離させるために信号をフィルタリングし、アナログ／デジタル変換器を用いてそのアナログ信号をデジタル信号に変換し、復調器を用いることにより、キャリアサブチャネルから受信ビットストリームを取り出すために当該信号を復調し、デインターリーバーを用いて前記ビットストリームをデインターリーブし、エラーを訂正するためにＦＥＣデコーダを用いてＦＥＣデコーデイングを実行し、デスクランブラを用いて前記ビットストリームのスクランブルを解き、ＣＲＣも用いて前記ビットストリームのビットエラーを検出する。様々な半導体チップメーカーが、送信機又は受信機、又は、その両方の機能を実行するハードウエアおよびソフトウエアを供給している。
【００３５】
したがって、ＤＭＴ通信システムを改良するニーズがあることは、明らかである。従って、本発明の主な目的は、上述の問題点を克服する、改良されたＤＭＴ通信システムを提供することにある。
【発明の概要】
【００３６】
本発明の原理は、動作中に送信ビットレートをとぎれなく変更するＡＤＳＬ  ＤＭＴシステムおよび方法を提供する。このＡＤＳＬ  ＤＭＴシステムおよび方法は、送信機又は受信のいずれかによって開始された動作の間、送信ビットレートをとぎなく変更することを可能とするプロトコルによって動作する。また、本ＡＤＳＬ  ＤＭＴシステムおよび方法は、運転中にフルパワーから低パワーまでパワーレベルが変化するのに合わせて送信ビットレートを連続的に変化させることができる。
【００３７】
本発明の一つの側面は、マルチキャリア通信システムにおいて送信ビットレートをとぎれなく変更させる方法に関する。この方法は、特定のコードワードサイズを有するとともに、フォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを提供するステップを有している。また、この方法は、前記複数のコードワードをインターリーブするためのインターリーブパラメータを提供するステップを含んでいる。さらに、この方法は、第一の複数コードワードを第一の送信ビットレートで送信するステップと、前記第一の送信ビットレートを第二の送信ビットレートに変更するステップ、および  第二の複数コードワードを第二の送信ビットレートで送信するステップ；を備えており、前記第一の複数コードワードに用いられる前記特定のインターリーブパラメータ、前記特定のコードワードサイズ、およびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、送信ビットレートをとぎれ無く変更するため前記第二の複数コードワード用に使用されることを特徴としている。
【００３８】
ある実施形態において、第一の送信ビットレートで送信するということは、第一のビット割り当てテーブルによって決定されるような第一のＤＭＴシンボルに、第一のビット数を割り当てることを含む。第二の送信ビットレートで送信するということは、第二のビット割り当てテーブルによって決定されるような第二のＤＭＴシンボルに、第二のビット数を割り当てることを含む。他の実施形態において、第一および第二送信レートで送信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定である。パリテイービット率は、ＤＭＴシンボルにおけるパリテイービットの数を、そのＤＭＴシンボルに用いられるビット割り当てテーブル内のビット総数で割ったものである。
【００３９】
本発明の他の側面は、マルチキャリア通信システムにおいて送信ビットレートをとぎれなく変更させる他の方法に関する。この方法は、各コードワードにフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含み、特定のコードワードサイズを有する複数のコードワードを提供するステップを含んでいる。また、この方法は、キャリアサブチャネルに対し、コードワードを第一送信ビットレートで送信するための第一の割り当てテーブルを用いて第一の複数コードワードのビットを割り当てるステップと、前記第一の複数コードワードを第一送信ビットレートで送信するステップを備えている。さらに、この方法は、キャリアサブチャネルに対し、コードワードを第二送信ビットレートで送信するための第二の割り当てテーブルを用いて第二の複数コードワードのビットを割り当てるステップと、前記第二複数コードワードを送ることにより、送信を前記第一送信ビットレートから前記第二送信ビットレートへと変更するステップとを有している。前記第一の複数コードワードのおのおのを送信する際に用いられる前記特定のコードワードサイズおよびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、送信ビットレートをとぎれなく変更させるため、前記第二の複数コードワードのおのおのを送信する際に用いられる。
【００４０】
他の実施形態において、この方法は、特定のインターリーブパラメータに基づき前記第一および前記第二の複数コードワードをインターリーブするステップを備えている。前記第一の複数コードワードをインターリーブするために用いられる前記特定のインターリーブパラメータは、前記第二の複数コードワードをインターリーブするために用いられる前記特定インターリーブパラメータと同じである。また、他の実施形態において、この方法は、特定のインターリーブパラメータに基づいて前記第一および前記第二の複数コードワードをインターリーブするステップを備えている。前記第一の複数コードワードをインターリーブするために用いられる前記特定のインターリーブパラメータは、前記第二の複数コードワードをインターリーブするために用いられる前記特定インターリーブパラメータと同じである。他の実施形態において、前記第一送信ビットレートで送信するステップは、第一のビット割り当てテーブルによって決定されるような第一のＤＭＴシンボルに第一のビット数を割り当てるステップを備えている。前記第二送信ビットレートで送信するステップは、第二のビット割り当てテーブルによって決定されるような第二のＤＭＴシンボルに第二のビット数を割り当てるステップを含む。また、他の実施形態において、第一および第二送信レートで送信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定である。
【００４１】
本発明の別の側面は、マルチキャリア通信システムにおいて受信ビットレートをとぎれなく変更させる他の方法に関する。この方法は、おのおのがフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含み、コードワードサイズを有する複数のコードワードを提供するステップを有している。また、この方法は、第一受信ビットレートでキャリアサブチャネルから第一の複数コードワードを受信するステップと、第一の割り当てテーブルを用いて、前記第一の複数コードワードのビットを復調するステップを含んでいる。さらに、この方法は、受信を前記第一受信ビットレートから前記第二受信ビットレートへと変更するステップと、第二の受信ビットレートでキャリアサブチャネルから第二の複数コードワードを受信するステップと、第二の割り当てテーブルを用いて、第二の複数コードワードのビットを復調するステップを含んでいる。前記第一の複数コードワードのおのおのを復調する際に用いられる前記特定のインターリーブパラメータ、前記特定のコードワードサイズ、およびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、受信ビットレートをとぎれなく変更させるため、前記第二の複数コードワードのおのおのを復調する際に用いられる。ある実施形態において、第一および第二受信レートで受信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定である。
【００４２】
本発明のさらに別の側面において、本発明は、マルチキャリアシステムにおいて送信ビットレートをとぎれなく変更させる別の方法に関する。この方法は、特定のコードワードサイズを有するとともに、フォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを提供するステップを有している。また、この方法は、特定のデインターリーブパラメータを提供するステップを含んでいる。さらに、この方法は、第一受信ビットレートで第一の複数コードワードを受信するステップと、前記第一受信ビットレートを第二受信ビットレートへ変更するステップと、第一の複数コードワードを第二受信ビットレートで受信するステップを備えている。前記第一の複数コードワードに用いられる前記特定のインターリーブパラメータ、前記特定のコードワードサイズ、およびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、受信ビットレートをとぎれ無く変更するため前記第二の複数コードワード用に使用される。
【００４３】
ある実施形態において、前記第一受信ビットレートで受信するステップは、第一のビット割り当てテーブルによって決定されるような第一のＤＭＴシンボルの第一のビット数を復調するステップを含んでいる。また、前記第二受信ビットレートで受信するステップは、第二のビット割り当てテーブルによって決定されたように第二のＤＭＴシンボルの第二のビット数を復調するステップを含む。さらに、他の実施形態において、第一および第二受信レートで受信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定である。
【００４４】
また、さらに別の側面において、本発明は、送信ビットレートをとぎれなく変更させるマルチキャリアシステムに関する。かかるマルチキャリアシステムは、特定のコードワードサイズを有するとともに、フォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコ−ドワードを作り出すエンコーダを含んでいる。また、このマルチキャリアシステムは、前記エンコーダと関連するインターリーバーであって、特定のインターリーブパラメータに基づき前記複数のコ−ドワードをインターリーブするインターリーバーを含んでいる。さらに、このマルチキャリアシステムは、前記インターリーバーと関連する変調器を備えている。当該変調器は、第一送信ビットレートで送信を行うため、インターリーブされた各コードワードをキャリアサブチャネルに割り当てるとともに、第二送信ビットレートで送信を行うため、前記ビットの割り当てを変更する。前記特定のインターリーブパラメータ、特定のコードワードサイズ、およびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、第二送信ビットレートで送信を行うために前記変調器がビットの割り当てを変更した後でも変化せず、これにより、送信ビットレートをとぎれなく変更することができる。
【００４５】
ある実施形態において、前記変調器は、第一のビット割り当てテーブルによって決定される第一のビット数を有する第一ＤＭＴシンボルを、第一の送信ビットレートで送信するとともに、第二のビット割り当てテーブルによって決定される第二のビット数を有する第二ＤＭＴシンボルを、第二の送信ビットレートで送信する。また、別の実施形態において、前記変調器は、第一ＤＭＴシンボルを第一の送信ビットレートで、第二ＤＭＴシンボルを第二の送信ビットレートで送信する。この実施形態において、前記第一および前記第二送信レートで送信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定である。
【００４６】
また、別の側面において、本発明は、受信ビットレートをとぎれなく変更するマルチキャリア通信システムにおける受信機に関する。この受信機は、第一の複数のインターリーブ済みコードワードを作り出すために第一受信ビットレートで動作するとともに、第二の複数のインターリーブ済みコードワードを作り出すため、動作を第二受信ビットレートに変更する復調器を備えている。各コードワードは、特定のコードワードサイズを有するとともに、エラー訂正用の特定数のパリテイービットを含んでいる。また、この受信機は、前記復調器と関連するデインターリーバであって、特定のインターリーブパラメータに基づき、前記第一および前記第二の複数インターリーブ済みコードワードをデインターリーブするデインターリーバを含んでいる。さらに、かかる受信機は、前記第一および前記第二の複数インターリーブ済みコードワードを受信しデコードするため、前記復調器と協働するデコーダを備えている。受信ビットレートをとぎれ無く変更するため、前記第一の複数インターリーブ済みコードワードのデインターリーブに用いられる前記特定のインターリーブパラメータは、前記第二の複数インターリーブ済みコードワードのデインターリーブに用いられる特定のインターリーブパラメータと同じであり、前記第一の複数デインターリーブ済みコードワードをデコードするために用いられる前記特定のコードワードサイズおよび前記エラー訂正用の特定数のパリテイービットは、前記第二の複数デインターリーブ済みコードワードをデコードするために用いられる特定のコードワードサイズおよびエラー訂正用の特定数のパリテイービットと同じである。
【００４７】
ある実施形態において、前記復調器は第一のＤＭＴシンボルを前記第一受信ビットレートで受信するとともに、第二のＤＭＴシンボルを前記第二受信ビットレートで受信し、前記第一ＤＭＴシンボルは、第一のビット割り当てテーブルにより決定される第一のビット数を有しており、前記第二ＤＭＴシンボルは、第二のビット割り当てテーブルにより決定される第二のビット数を有している。他の実施形態において、前記復調器により前記第一および前記第二受信レートで受信されたＤＭＴシンボル用のパリテイービット率の平均値はほぼ一定である。
【００４８】
他の側面において、本発明は、マルチキャリア通信システムにおいてデータを変調する方法に関する。この方法は、受信機に対する送信のため、おのおのが特定数のビットを有するデジタル加入者線(DSL)コードワードの流れを供給するステップを有している。また、この方法は、前記マルチキャリア通信システムの送信レート能力により決定される多数のビットを有するデイスクリートマルチトーン(discrete multitone)記号を形成するため、コードワードの流れを変調するステップを備えている。この方法においては、前記ＤＳＬコードワードにおけるビット数は、前記ＤＭＴシンボルにおけるビット数の非整数倍(non-integer multiple)である。
【００４９】
また、他の側面において、本発明は、マルチキャリア通信システムにおいて送信レートをとぎれなく変更する方法に関する。前記方法は、特定のコードワードサイズを有するとともに、フォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを提供するステップを有している。この方法は、第一の複数コードワードを第一の送信ビットレートで送信するステップ、前記第一の送信ビットレートを第二の送信ビットレートに変更するステップ、および第二の複数コードワードを前記第二の送信ビットレートで送信するステップを備えている。送信ビットレートをとぎれ無く変更するため、前記第一の複数コードワードに用いられるフォワードエラー訂正用の前記特定のコードワードサイズおよび前記特定数のパリテイービットは、前記第二の複数コードワード用に使用される。
【００５０】
また、さらに別の側面において、本発明は、マルチキャリア通信システムにおいて受信レートをとぎれなく変更する方法に関する。この方法は、特定のコードワードサイズを有するとともに、フォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを提供するステップを有する。また、この方法は、第一の割り当てテーブルを用いて、第一の複数コードワードのビットを第一受信ビットレートで受信するステップ、第二の割り当てテーブルを用いて、前記第一受信ビットレートを第二受信ビットレートに変更するステップ、および  第二の複数コードワードのビットを前記第二受信ビットレートで受信するステップを備えている。受信レートをとぎれなく変更するため、前記第一の複数コードワードに用いられる前記特定のコードワードサイズおよびフォワードエラー訂正用の前記特定数のパリテイービットは、前記第二の複数コードワードのために用いられ、前記第一の割り当てテーブル内のビット数は、前記第二の割り当てテーブル内のビット数と異なる。
【００５１】
ある側面において、本発明は、送信ビットレートをとぎれなく変更する方法に関する。この方法は、送信機および受信機を含むマルチキャリア通信システムを用いる。前記送信機および前記受信機は、特定のコードワードサイズを有するとともにフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを第一送信レートで送信するために第一ビット割り当てテーブル、および前記複数のコードワードをインターリーブするため特定のインターリーブパラメータを用いる。この方法は、送信ビットレートを第一送信ビットレートから第二送信ビットレートに変更するためにメッセージを送信するステップを有している。また、この方法は、前記第二送信ビットレートで送信を行うため、前記受信機および前記送信機において第二のビット割り当てテーブルを用いるステップを有している。さらに、この方法は、前記受信機および前記送信機間で同期させて前記第二のビット割り当てテーブルを使用するステップを含んでいる。また、方法は、受信レートをとぎれなく変更するため、前記第一の送信ビットレートでコードワードを送信するために用いられる前記特定のインターリーブパラメータ、前記特定のコードワードおよびフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットと同じものを用いて前記第二送信ビットレートでコードワードを送信するステップを備えている。
【００５２】
ある実施形態においては、前記メッセージは、前記第二のビットレート割り当てテーブルを含んでいる。別の実施形態では、前記受信機は、前記メッセージを前記送信機に送信する。また、別の実施形態において、前記方法は、さらに、送信機および受信機にビット割り当てテーブルを記憶するステップを備え、前記メッセージは、記憶されたどのビット割り当てテーブルが前記第二のビットレート割り当てテーブルとして用いられるかを特定する。また、さらに別の実施形態において、前記送信機は、前記受信機に前記メッセージを送信する。別の実施形態では、前記同期ステップは、フラグ信号を送るステップを含む。また、別の実施形態では、前記フラグ信号は、所定信号である。さらに、別の実施形態では、前記所定信号は、所定の位相変位を伴う同期記号である。別の実施形態では、前記所定信号は、反転同期記号(inverted sync signal)である。
【００５３】
また、別の実施形態において、前記方法は、さらに、複数のＤＭＴシンボルを前記第一送信ビットレートで送信するために前記第一のビット割り当てテーブルを用いるステップ、および前記複数のＤＭＴシンボルを前記第二送信ビットレートで送信するために前記第二のビット割り当てテーブルに切り換えるステップを備えている。この実施形態において、前記第二のビット割り当てテーブルは、前記フラグ信号送信後の所定のＤＭＴシンボルの一つから始まる通信用に用いられる。また、他の実施形態において、前記所定のＤＭＴシンボルは、前記フラグ信号送信後の最初のフラグ信号である。さらに、他の実施形態において、前記送信機は、前記受信機に前記フラグ信号を送信する。また、さらに他の実施形態において、前記受信機は、前記送信機に前記フラグ信号を送信する。さらに、別の実施形態において、各ビット割り当てテーブルは、各キャリアチャネルの送信パワーレベルを特定する。また、さらに別の実施形態において、各ビット割り当てテーブルは、複数遅延パス(multiple latency path)を有するマルチキャリアシステムにおいて、各遅延パス用のキャリアサブチャネルへのビットの割り当てを特定する。
【００５４】
ある側面において、本発明は、第一パワーモードから第二パワーモードにとぎれなく入る方法に関する。この方法は、送信機および受信機を含むマルチキャリア通信システムを用いる。前記送信機および前記受信機は、特定のコードワードサイズを有するとともにフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを、第一パワーモードにおいて第一送信レートで送信するために第一ビット割り当てテーブルを用いる。前記複数のコードワードは、特定のコードワードサイズを有するとともにフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットを含む複数のコードワードを、第一パワーモードにおいて第一送信レートで送信するために第一ビット割り当てテーブル、および前記複数のコードワードをインターリーブするため特定のインターリーブパラメータを有している。かかる方法は、前記第二パワーモードにおいてコードワードを第二送信ビットレートで送信するため、第二のビット割り当てテーブルを前記受信機および前記送信機に記憶するステップを有する。また、この方法は、前記受信機および前記送信機間で同期させて前記第二のビット割り当てテーブルを使用するステップ、およびコードワードを送信するため、前記第二のビット割り当てテーブルを用いて前記第二パワーモードに入るステップを備えている。パワーモードをとぎれなく変更するため、前記第一パワーモードにおいてコードワードを送信するために用いられる前記特定のインターリーブパラメータ、前記特定のコードワード、およびフォワードエラー訂正用の特定数のパリテイービットは、前記第二パワーモードにおいてコードワードを送信するためにも用いられる。
【００５５】
ある実施形態において、前記同期ステップは、フラグ信号を送るステップを含む。また、別の実施形態において、前記フラグ信号は、所定信号である。さらに、別の実施形態において、前記所定信号は、所定の位相変位を伴う同期記号である。また、さらに別の実施形態において、前記所定信号は、反転同期記号である。また、他の実施形態において、前記送信機は、前記受信機に前記フラグ信号を送信する。さらに、他の実施形態において、前記受信機は、前記送信機に前記フラグ信号を送信する。さらに、また他の実施形態において、前記第二パワーモードは低パワーモードである。
【００５６】
他の実施形態において、前記方法は、さらに、前記低パワーモードにおいて送信ビットレートが毎秒約ゼロキロビットとなるよう、キャリア信号に対してゼロビットを割り当てるステップを備える。また、他の実施形態において、前記方法は、さらに、前記低パワーモードで動作している時、タイミングを回復するためパイロット・トーン(pilot tone)を送信するステップを備えている。
【００５７】
さらに、他の実施形態において、前記方法は、さらに、複数のＤＭＴシンボルを前記第一パワーモードにおいて送信するために前記第一のビット割り当てテーブルを用いるステップ、および前記複数のＤＭＴシンボルを前記第二パワーモードにおいて送信するために前記第二のビット割り当てテーブルに切り換えるステップを備えている。前記第二のビット割り当てテーブルは、前記フラグ信号送信後の所定のＤＭＴシンボルの一つから始まる通信用に用いられる。また、他の実施形態において、前記所定のＤＭＴシンボルは、前記フラグ信号送信後の最初のフラグ信号である。
【００５８】
また、別の実施形態において、前記第二パワーモードは、フルパワーモードである。さらに、別の実施形態において、前記第一パワーモードは、フルパワーモードであり、前記第二パワーモードは低パワーモードである。さらに、また別の実施形態において、前記第一パワーモードは、低パワーモードであり、前記第二パワーモードは、フルパワーモードである。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
本発明の目的及び特徴は、以下に説明する図面を参照すれば、より明確に理解することができる。図面は、本発明の原理を表すために、その縮尺を変えたり、強調したりする必要はない。
【図１】図１は、基準に準拠している既知のADSL DMT 送信機のブロック図である。
【図２】図２は、ADSL フレームおよびR-Sコードワードの代表的な実施形態である。
【図３】図３は、二重遅延ADSL DMT 送信機のブロック図である
【図４】図４は、本発明の原理に基づき、ノーマルシームレスレート適合(NSRA)通信ビットレート変更を受信機が開始する場合の処理プロセスの一実施形態を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の原理に基づき、ノーマルシームレスレート適合(NSRA)通信ビットレート変更を送信機が開始する場合の処理プロセスの一実施形態を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本発明の原理に基づき、高速シームレスレート適合(FSRA)通信ビットレート変更を受信機が開始する場合の処理プロセスの一実施形態を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の原理に基づき、高速シームレスレート適合(FSRA)通信ビットレート変更を送信機が開始する場合の処理プロセスの一実施形態を示すフローチャートである。
【詳細な説明】
【００６０】
本発明の原理によれば、上述の図１に示すような送信機、および受信機を含むトランシーバーを用いるようにしてもよい。通常、ＡＤＳＬシステムは、特定方向における各通信用に送信機および受信機の両方を備えている。以下の説明では、ＡＤＳＬ  ＤＭＴ送信機がデジタル入力を受信して、ツイストペア(twisted wire pair)等の通信線を介してアナログ信号を送信する。かかる送信は、他の種類の線、光ファイバーケーブル、および／または  ワイヤレス接続を含む媒体を介して行うことができる。送信された信号を用いるため、通信線の遠隔側にある第二トランシーバーは、コンピュータ又はデジタルテレビ等の装置に用いるため、受信したアナログ信号をデジタル信号のストリームに変換する受信機を含んでいる。一対のトランシーバーを用いる双方向通信では、各トランシーバーは、送信機と受信機を備えており、その通信機は相手の受信機に情報を送信し、その受信機は相手の送信機から情報を受信する。
【００６１】
本発明は、そのシステムのビットレートをオンラインでとぎれなく適合させる能力を有するＤＭＴシステムについて説明する。かかるＤＭＴシステムは、前述のとぎれのない適合を実行するための、丈夫で、しかも高速なプロトコルをも提供する。さらに、このＤＭＴシステムは、従来のＤＭＴと比べてオーバーヘッドを減少させるフレーミングおよびエンコーデイング方法を提供する。この新しいフレーミングおよびエンコーデイング方法は、とぎれなくレート適合を行う能力を有するシステムを可能にする。
【００６２】
チャネル特性が変化し、又はＡＤＳＬ上で作動するアプリケーションが変わってしまうので、モデムのデータレートは、処理後に変更するのが好ましい。チャネル特性の変化の例には、ラインのノイズの変化、同じ線又は束(bundle)における他のサービスとの混信の程度の変化、レベルおよび無線周波数干渉信号の侵入に関する変化、温度変化による線のインピーダンスの変化、線に接続された機器の状態変化（電話がオンフックからオフフックになる、又はその逆）等が含まれる。アプリケーションの変更の例には、ＰＣの停電モード(power down mode)への変更、ユーザがインターネットのブラウジングから双方向のビデオ会議に変更したこと、ユーザがインターネットのブラウジングからインターネットブラウジングを伴う又はそれを伴わないＤＳＬを介した音声通信(Voice)に変更したこと等が含まれる。かかる場合のデータレートの変更が、とぎれのない方法、すなわち、データビットエラーなしで又はサービスの中断なしで行われることが非常に好ましい。しかし、従来技術の規格によって特定されたＤＭＴ  ＡＤＳＬモデムでは、データレートの適合をとぎれなく行うことができない。
【００６３】
前述の条件＃４は、Ｒ−Ｓコーデイング、インターリービングおよびフレーミングパラメーターを修正することなくＢＡＴのサイズを変更することはできない。ＢＡＴ、およびＮＢＡＴが動作中に変更できる、すなわち、ＤＭＴシンボルにおけるキャリアにより多く又は少ないビットが割り当てられるのであれば、データレートを変更することができる。条件＃４は、ＢＡＴにおけるビット数ＮＢＡＴ が変更されると、Ｒ−Ｓコードワードのサイズ（これによりインターリービングパラメーター）も変更しなければならない。オンラインでインターリービングおよびコーデイングパラメーターを変更するには、インターリーバーの再初期化を行うことが必要となる。インターリーバーを再初期化すると、インターリービングメモリを常に”消去”してしまうことになる。かかるメモリの消去がなされると、データエラーを生じさせてしまうとともに、伝送がとぎれのないものでなくなってしまう。
【００６４】
ＤＭＴ  ＡＤＳＬシステムに、データレート変更をとぎれなく行わせるため、本発明は、以下に関する：
１．  ＤＭＴシンボル毎により小さいオーバーヘッドデータを割り当てる、より効率の高いデータのフレーミングおよびエンコーデイング方法であって、これにより、ユーザのビットレートを早くすること；
２．  オンラインで（すなわち、動作中に）データレートをとぎれのない方法で動的に適合させる能力を有する新しいＡＤＳＬシステムを提供すること；および
３．  このようなとぎれのない適合を実行するための、丈夫で、しかも高速な新しいプロトコルを提供し、これにより、高いレベルのノイズが存在する場合であってもデータレートをうまく変更することのできること。
【００６５】
一定の割合のオーバーヘッドによるフレーミング
一つの実施形態においては、ＤＭＴ  ＡＤＳＬシステムにおけるオーバーヘッド（ペイロードではない）データを減少させるフレーミング方法を説明する。図２は、少なくとも一のフレーミングオーバーヘッドバイト２１２、一以上のペイロードバイト２０４およびを含むＡＤＳＬフレームおよび一以上のチェックバイト２０６を含むＲ−Ｓコードワードを表すダイアグラム２００を示す。このフレーミング方法は、とぎれのないデータレート適合をも可能にする。上述のように、既存のＡＤＳＬシステムは、ＡＤＳＬフレーム、Ｒ−ＳコードワードおよびＤＭＴシンボルに対して、制限および要求事項を課している。本発明の原理に基づいて構成されたシステムは、ＡＤＳＬフレームおよびＲ−ＳコードワードをＤＭＴシンボルから分離させる。かかる分離によって、システムは、ＤＭＴシンボル毎に小さいオーバーヘッドデータを有し、オンラインでレートの変更をとぎれなく実行できるようになる。本発明の原理によれば、ＡＤＳＬフレームおよＲ−Ｓコードワードは、同じ長さを有するとともに、位置を合わせる(aligned)よう構成される（図２参照）。かかるＲ−Ｓコードワードは、コーデイングゲインを最大化させるため十分な大きさに作られている。Ｒ−Ｓコードワード（したがって、ＡＤＳＬフレーム）のサイズは、開始時又はあらかじめ設定することができる。ＡＤＳＬフレーム中には、固定値のＲ−Ｓチェックバイトおよびオーバーヘッドフレミングバイトが含まれている。これらのパラメーターも、開始時に又はあらかじめ設定することができる。
【００６６】
従来のＤＭＴシンボルと違い、本発明の原理に基づいて生成されたＤＭＴシンボルは、ＡＤＳＬフレームおよびＲ−Ｓコードワードコードワードとは位置が揃っていない。また、ＤＭＴシンボル内のビット数もデータレート要求および構成のみによって決まり、Ｒ−Ｓコードワードのサイズ、インターリーバー深さ、およびＡＤＳＬフレームのサイズとは無関係である。ＤＭＴシンボル内のビット数が、他のフレーミング、コーデイング又はインターリービング制限に関係なくモデムのデータレートを決定する。オーバーヘッドバイトは、ＡＤＳＬフレームレイヤにおいて加えられるので、ＤＭＴシンブルは、固定数のオーバーヘッドバイトを含む必要がない。例えば、１２８ｋｂｐｓのようにデータレートが低くなると、オーバーヘッドバイトも低いままである。特に、このフレーミング方法は、決まった数のオーバーヘッドバイトではなく、決まった割合のオーバーヘッドデータをデータストリームに割り当てる。かかる割合は、モデムのデータレートが変化してもこの割合は変化しない（既存のＡＤＳＬモデムと同様に）。従来の規格に準拠したフレーミング方法の例を以下で考慮してみる。
【００６７】
従来技術の例＃１
ライン容量は、ＤＭＴシンボル当たり１９２バイト（６．１４４Ｍｂｐｓ）である。１６のチェックバイトと１のオーバヘッドフレーミングバイト（ＡＮＳＩＴ１．４１３のフレーミングモード＃３と仮定すると）を含むコードワードサイズは、１９２である。ＤＭＴシンボル当たりのフレーミングオーバーヘッド（すなわち、チェックバイト＋オーバーヘッドフレーミングバイト）の総数は、１６＋１＝１７であり、したがって、フレーミングオーバーヘッドは、１７／１９２の結果である利用可能なスループットの８．８％となる。
【００６８】
従来技術の例＃２
ライン容量は、４バイト（１２８ｋｂｐｓ）である。コードワードは、１６個のＤＭＴシンボル、すなわち、１６ｘ４＝６４バイトから構成されている。また、１６個のＲ−Ｓチェックバイト（ＤＭＴ毎に１チェックバイト）および１個のオーバーヘッドフレーミングバイト（ＡＮＳＩＴ１．４１３のフレーミングモード＃３と仮定すると）がある。ＤＭＴシンボル当たりのフレーミングオーバーヘッド（チェックバイト＋オーバーヘッドフレーミングバイト）の総数は、１＋１＝２であり、したがって、フレーミングオーバーヘッドは、２／４の結果である利用可能なスループットの５０％となる。これは、非常に効率が悪い。
【００６９】
本発明のフレーミング方法の実施形態の例は、コンスタントパーセンテージオーバーヘッド法(Constant Percentage Overhead Method)と呼ばれる次のような結果をもたらす：
例＃１
これは、規格に準拠した処理の例(従来技術の例＃１）とまったく同じである。コードワードサイズ、ＤＭＴシンボルサイズおよびオーバーヘッドは、同じである。したがって、フレーミングオーバーヘッドも、１７／１９２の結果である利用可能なスループットの８．８％である。
【００７０】
例＃２
ライン容量は、４バイト（１２８ｋｂｐｓ）である。コードワードは、ＤＭＴシンボルと関係なく構成されており、したがって、１９２バイト（一例として）に設定することもできる。これは、ＡＤＳＬフレームのサイズでもある。我々は、コードワードまたはＡＤＳＬフレーム毎に１６個のＲ−Ｓバイトおよび１のオーバーヘッドフレーミングバイトを用いている。１個のコードワード内に１９２／４＝４８個のＤＭＴシンボルがある。４８個のＤＭＴシンボル当たりのオーバーヘッドの総数（チェックバイト＋オーバーヘッドフレーミングバイト）は、１＋１６＝１７バイト、すなわち、１個のＤＭＴシンボル当たり１７／４８＝０．３５バイトである。フレーミングオーバーヘッドは、０．３５／４の結果である利用可能なスループットの８．８％である。
【００７１】
例＃１および例＃２から、本発明の原理が、データレート又はライン能力に拘わらず、利用可能なスループットの一定割合のフレーミングオーバーヘッドを達成する方法を提供することは明らかである。これらの例において、フレーミングオーバーヘッドは、６Ｍｂｐｓおよび１２８ｋｂｐｓの両方の８．８％であった。
【００７２】
シームレスレート適合（ＳＲＡ）を行うシステム
本発明で説明するフレーミング方法の他の利点としては、とぎれのないオンラインレート適合を可能にすることが挙げられる。シームレスレート適合（ＳＲＡ）は、ＤＭＴシンボルのＢＡＴ、すなわち、マルチキャリアシステム内の各サブチャネル毎に割り当てられるビット数を変更することにより、達成される。上述のように、ＢＡＴを変更することにより、ＤＭＴシンボル当たりのビット数が変化し、これによりシステムのデータビットレートが変化する。ある実施形態において、ＤＭＴシンボルのサイズは、ＲＳコーデイング、インターリービングおよびフレーミングのパラメーターを変更させることなく変化する。上述のコンスタントパーセンテージオーバーヘッドフレーミング法は、ＤＭＴシンボルとＲーＳコードワード又はＡＤＳＬフレームとの間の関係に関して従来技術によって課されていた制限を除去するので、このことが可能となる。Ｒ−Ｓコーデイングおよびインターリービングパラメーターは変わらないので、これらの機能と関連するパラメーターの変更に関連するインターリーバーの消去および他の問題は、生じない。トランシーバーは、エラー又はサービスの中断なしにデータレートを適合させることができる。変更する必要のあるパラメーターは、ＢＡＴだけである。
【００７３】
このＢＡＴは、送信機および受信機の両方において、まったく同時に、すなわち、まったく同じＤＭＴシンボルに関して、変更しなければならない。受信機がそうする前に送信機が送信用に新しいＢＡＴの使用を開始すると、データは正確に復調されず、ビットエラーが生じる。また、送信機がそうする前に受信機が新しいＢＡＴの使用を開始すると、同じエラーが生じる。このような理由から、送受信用の新しいＢＡＴを用いた通信は、送信機および受信機において同期の必要がある。ある実施形態において、本発明の原理は、新たなＢＡＴを用いることにより同期がとられた通信(synchronized transmission)を可能にするプロトコルを提供する。
【００７４】
また、このプロトコルは、チャネルノイズが存在しても、とても丈夫であるということは、非常に重要なことである。例えば、かかるプロトコルが破損(fails)し、受信機が送信機と同時に新しいＢＡＴに切り換えることができない場合、ビットエラーが生じ、通信がとぎれてしまう。さらに、送信機および受信機が異なるＢＡＴを使用している場合、最大１０秒ものサービスの中断を引き起こす接続の再初期化を実行することなくエラーのないリンクを再構築するのは非常に困難である。
【００７５】
新しいデータレートでの動作は、瞬間的に行われるので、ＢＡＴ間の伝送を高速で行うことも非常に重要である。一例として、一定のデータレートにおいて、チャネルのＳＮ比が突然低下すると、エラーになるビット数が増加する。多くのビットがエラー状態で受信されるので、データレートの変更が必要となる。このような状況においては、ビットがエラー状態で受信される状況から脱するため、できるだけ早くデータレートを変更することが望ましい。他の例としては、ＡＤＳＬリンク上を伝送されているアプリケーションを変更することにより、データレートを変更させることができる。例えば、あるユーザがインターネットをブラウジングし、次に、別のユーザが、ＡＤＳＬ接続のボイスオーバーＤＳＬ能力(Voice over DSL capability)を用いてデータビットの流れにのせてボイスコールをしたい場合、既存のトラフィックとは別の通話に適応するためにシステムのデータレートを瞬時に変更する必要がある。
【００７６】
このような要求事項から、ＳＲＡプロトコルが以下のことを提供する必要があるのは明らかである：
a.   新しいＢＡＴに対する送信機と受信機の通信を同期させる方法；
b.   新しいデータレートに対して丈夫な伝送(robust transition)を行えること；
c.   新しいデータレートへの迅速な移行を行えること。
【００７７】
本発明の原理は、シームレスレート適合に関するこれらの要求を満たす二つのプロトコルを提供する。このプロトコルは、ノーマルＳＲＡおよびファーストＳＲＡプロトコルと呼ばれる。
【００７８】
ノーマルＳＲＡ（ＮＡＳＡＲ）プロトコル
送信機又は受信機のいずれかが、ノーマルＳＲＡ（ＮＡＳＡＲ）プロトコルを開始することができる。
【００７９】
受信機が開始したＮＡＳＡＲプロトコル
受信機が開始したＮＳＲＡは、以下のステップを含んでいる：
１．  初期化の間、送信機と受信機は、その最大および最小のデータレート能力を示す情報を交換する。これは、ＤＭＴシンボル毎のビット数の最小値及び最大値と対応する。
【００８０】
２．  動作中、受信機は、データレートを早くするべきか、それとも遅くするべきかを決定する。
【００８１】
３．  新しいデータレートが、送信機のレート能力の範囲内である場合、受信機はステップ４に進む。
【００８２】
４．  受信機は、ＡＯＣ又はＥＯＣチャネルを用いて新しいＢＡＴおよび新しいデータレートを送信機に送る。これは、受信機による”ＮＳＡＲ要求”に対応する。
【００８３】
５．  送信機は、”ＮＳＡＲ要求”を受けとる。
【００８４】
６．  送信機は、受信機に対して新しいＢＡＴが用いられることを知らせるフラグとして反転同期シンボル(inverted synchronization symbol)を用いる。新しいＢＡＴは、反転同期シンボルの一定フレーム数後に、最初のフレーム上で送信用に使用される。この反転同期シンボルは、送信機によって送られたレート適合メッセージ”ＳＲＡ  Ｇｏ”として動作する。
【００８５】
７．  受信機は、反転同期シンボル（”ＳＲＡ  Ｇｏ”）を検出し、新しいＢＡＴは、反転同期シンボルの一定フレーム数後に、最初のフレーム上で受信用に使用される。
【００８６】
図４は、本発明の原理に基づいて、受信機が開始したノーマルＳＲＡ（ＮＡＳＡＲ）通信によるビットレート変更の処理の実施形態を表すフローチャート４００を示している。図４において、実行ボックス４１０から４７０中に説明されているステップは、前述の説明に対応している。
【００８７】
送信機が開始したＮＡＳＡＲプロトコル
送信機が開始したＮＳＲＡは、以下のステップを含んでいる：
１．  初期化の間、送信機と受信機は、データレートに関する最大および最小能力を示す情報を交換する。これは、ＤＭＴシンボル毎のビット数の最小値及び最大値と対応する。
【００８８】
２．  送信機は、データレートを早くするべきか、それとも遅くするべきかを決定する。
【００８９】
３．  所望のデータレートが受信機のレート能力の範囲内である場合、送信機はステップ４に進む。
【００９０】
４．  送信機は、ＥＯＣ又はＥＯＣチャネルを用いて新しい所望のデータレートを受信機に送る。これが”ＮＳＡＲ  Ｒｅｑｕｅｓｔ(NSAR要求）”メッセージである。
【００９１】
５．  受信機は、そのＮＳＡＲ要求メッセージを受信する。チャネルが新しいデータレートを支えることができるのであれば、受信機はステップ６に進む。チャネルが新しいデータレートを支えることができるないのであれば、受信機は、ＥＯＣ又はＥＯＣチャネルを用いて”ＳＲＡ  Ｄｅｎｙ  (SRA を拒絶)”メッセージを送信機に返送する。
【００９２】
６．  受信機は、新たなビットレートに基づき、ＥＯＣ又はＥＯＣチャネルを用いて新しいＢＡＴを送信機に送る。これは、受信機による”ＮＳＲＡ  Ｇｒａｎｔ(NSRA   許可）”要求に対応する。
【００９３】
７．  送信機は、”ＮＳＲＡ  Ｇｒａｎｔ”要求を受信する。
【００９４】
８．  送信機は、受信機に対して新しいＢＡＴが用いられることを知らせるフラグとして反転同期シンボルを用いる。新しいテーブルは、反転同期シンボルの一定フレーム数後に、最初のフレーム上で送信用に用いられる。この反転同期シンボルは、送信機によって送られたレート適合メッセージ”ＳＲＡ  Ｇｏ”として動作する。
【００９５】
９．  受信機は、反転同期シンボル（”ＳＲＡ  Ｇｏ”）を検出し、新しいテーブルは、反転同期シンボルの一定フレーム数後に、最初のフレーム上で受信用に使用される。
【００９６】
図５は、本発明の原理に基づいて、送信機が開始したノーマルＳＲＡ（ＮＡＳＡＲ）通信によるビットレート変更の処理の実施形態を表すフローチャート５００を示している。図５において、実行ボックス５１０から５９０中に説明されているステップは、前述の説明に対応している。
【００９７】
レート適合は、ＢＡＴを変更することにより、ＤＭＴシンボル内のビット数を変更するだけでよく、Ｒ−Ｓコードワードサイズ、インターリーバー深さ、又はＡＤＳＬフレームサイズを変更する必要はない。かかる変更は、データフローの中断又はデータエラーを引き起こすことなく、実行することができる。
【００９８】
本発明のこのプロトコルは、送信機と受信機との間で、新しい通信パラメーター及びレートの承認をするための長時間のハンドシェイクが必要ないので、従来のレート適合方法よりも高速である。データレート能力があらかじめ知られ、設定中に処理されるので、長時間のハンドシェイクは不要である。また、他のパラメーター（Ｒ−Ｓコードワード長さ、インターリーバー深さ等の）は、新しいフレーミング法を用いたデータレートの変更の間、変化しない。
【００９９】
本発明のこのプロトコルは、新しいデータレートへの移行を同期させるため”ＳＲＡ  Ｇｏ”のメッセージを送るのにＥＯＣ又はＡＯＣチャネルを用いないので、従来のレート適合技術よりも丈夫である。従来のレート適合技術において、ＥＯＣ又はＡＯＣチャネルを介して送られたメッセージは、ラインのノイズによって簡単に破壊されてしまう。これらのオーバーヘッドチャネルは、フレーマーにおいてデータストリームに多重化され、直交振幅変調(quadrature amplitude modulation)によって定められた数のＤＭＴサブチャネル上に送信される。ラインで生じるパルスノイズ又は他のノイズは、ＡＯＣチャネルメッセージで容易にビットエラーを引き起し、かかるメッセージが失われるおそれがある。”ＳＲＡ  Ｇｏ”メッセージが破壊され、受信機で受信されない場合、受信機はＳＲＡ要求が許可されたかどうかが判らない。他方、送信機は、”ＳＲＡ  Ｇｏ”メッセージが受信されたと推測し、新たなデータレートおよび送信パラメーターへの切り換えをおこなう。許可メッセージを受信していない受信機は、いつ新しいレートに切り換えたらよいのか判らない。こうして、モデムは同期せず、データエラーが生じる。
【０１００】
本発明のプロトコルは、従来のレート適合技術と違い、破壊されやすいＥＯＣ又はＡＯＣメッセージを介して”ＳＲＡ  Ｇｏ”メッセージを送らないので、丈夫である。
【０１０１】
そうではなく、レート適合要求を反転同期シンボルを介してやりとりされる。同期信号は、６９シンボル毎に送信される固定のデータを搬送しない(non-data carrying)ＤＭＴシンボルとしてＡＮＳＩおよびＩＴＵ規格で規定されている。
【０１０２】
この同期信号は、基本的なＡＱＰＳＫ（２ビットのＱＡＭ）変調を用いて所定のＰＮシーケンスを有する全てのＤＭＴキャリアを変調することにより構成されている。モデムの初期化プロセスを通じて用いられているこの信号は、非常にノイズの多い環境下であっても同期信号および反転同期信号の検出を可能にする特殊な自己相関特性(special autocorrection properties)を有する。反転同期信号は、ＱＡＭ信号の位相情報が１８０度変位された同期信号である。ＳＲＡに進むメッセージ用には、他の位相変位（１８０度以外）の同期信号も用いることができる。かかる同期信号を”ＳＲＡ  Ｇｏ”メッセージ用に用いることで、ノイズの激しい環境においてもレート適合プロトコルを耐性のあるものにする。
【０１０３】
記憶したＢＡＴｓを用いる高速ＳＲＡ（ＦＳＲＡ）プロトコル
高速ＳＲＡ（ＦＳＲＡ）プロトコルは、ＮＳＲＡプロトコルよりも高速にライン上のデータレートをとぎれなく変更する。このことは、起動・停止が瞬間的に行われたり、突然チャネルの変更が行われる特定のアプリケーションにとって重要なことである。ＦＳＲＡプロトコルにおいて、”Ｓｔｏｒｅｄ  ＢＡＴｓ（記憶したＢＡＴｓ)”は、ＳＲＡハンドシェイク高速化のため、およびデータレートの迅速な切り換えを可能にするため用いられる。Ｇ９９２．２で用いられたプロファイルとは違い、記憶されたＢＡＴは、Ｒ−Ｓコーデイングおよびインタリービングパラメーターを含んでいない。これは、一定割合のオーバーヘッドフレーミングを用いるレートの変更が行われた場合にこれらのパラメーターが有効でなくなってしまうからである。
【０１０４】
ＢＡＴｓは、前のセクションで説明したＮＳＲＡを用いて交換される。ワンタイム(one time)ＮＳＲＡが終了し、その特定のチャネル条件又はアプリーション条件に基づくＢＡＴがトランシーバーの両側に記憶されると、ＦＳＲＡプロトコルは、オンラインで高速にレート適合を実行するため、記憶されたＢＡＴを用いることができる。記憶されたＢＡＴｓは、送信機および受信機の双方が、実際に情報を再度送ることなしに、相手に対してどのテーブルが用いられるかを知らせるためだけにラベル付けされる。例えば、記憶されたＢＡＴｓに番号を付してもよい。送信機又は受信機は、トランシーバーの相手側に対し、次の通信にどのＢＡＴテーブル番号が用いられるのかを知らせる必要がある。送信機又は受信機のいずれでもＦＳＲＡを開始することができる。
【０１０５】
受信機が開始したＦＳＡＲ
受信機が開始したＦＳＡＲは、以下のステップを含んでいる：
１．  受信機は、データレートを早くするべきか、それとも遅くするべきかを決定する。
【０１０６】
２．  記憶されたＢＡＴが新しいチャネルおよび／又はアプリケーション条件に合致していれば、受信機は、ステップ３に進む。条件に合致する記憶ＢＡＴがない場合、ＮＳＲＡが開始される（上述のように）。
【０１０７】
３．受信機は、送信機に対し、新しいチャネルおよび／又はアプリケーション条件に基づき、通信用にどの記憶ＢＡＴが用いられるのか特定するためのメッセージを送る。これは、受信機による”ＦＳＲＡ  Ｒｅｑｕｅｓｔ（ＦＳＲＡ  要求）”に対応する。
【０１０８】
４．  送信機は、”ＦＳＲＡ  要求”を受けとる。
【０１０９】
５．  送信機は、受信機に対し、送信用に要求された記憶ＢＡＴが用いられることを知らせるフラグとして反転同期シンボルを用いる。当該記憶ＢＡＴは、反転同期シンボルの一定フレーム数後に、最初のフレーム上で送信用に使用される。この反転同期シンボルは、送信機によって送られたレート適合メッセージ”ＳＲＡ  Ｇｏ”に相当する。
【０１１０】
６．  受信機は、反転同期シンボル（”ＳＲＡ  Ｇｏ”）を検出し、新たなＢＡＴは、反転同期シンボルの一定フレーム数後に、最初のフレーム上で受信用に使用される。
【０１１１】
図６は、本発明の原理に基づいて、送信機が開始した高速ＳＲＡ（ＦＡＳＡＲ）通信によるビットレート変更の処理の実施形態を表すフローチャート6００を示している。図６において、実行ボックス６１０から６６０中に説明されているステップは、前述の説明に対応している。
【０１１２】
送信機が開始したＦＳＡＲ
送信機が開始したＦＳＡＲは、以下のステップを含んでいる：
１．  送信機は、データレートを早くするべきか、それとも遅くするべきかを決定する。
【０１１３】
２．  記憶されたＢＡＴが新しいチャネルおよび／又はアプリケーション条件に合致していれば、送信機は、ステップ３に進む。条件に合致する記憶ＢＡＴがない場合、ＮＳＲＡが開始される（上述のように）。
【０１１４】
３．  送信機は、受信機に対し、新しい新しいチャネルおよび／又はアプリケーション条件に基づき、通信用にどの記憶ＢＡＴが用いられるのか特定するためのメッセージを送る。これは、送信機による”ＦＳＲＡ  要求”に対応する。
【０１１５】
４．  受信機は、”ＦＳＲＡ  要求”を受けとる。
【０１１６】
５．  受信機は、”ＦＳＲＡ  要求”に許可を与えるため、送信機に対して”ＦＳＲＡ  Ｇｒａｎｔ”メッセージを返送する
６．  送信機は、”ＦＳＲＡ  Ｇｒａｎｔ”を受けとる。
【０１１７】
７．  送信機は、受信機に対し、送信用に要求された記憶ＢＡＴが用いられることを知らせるフラグとして反転同期シンボルを用いる。特定されたＢＡＴは、反転同期シンボルの一定フレーム数後に、最初のフレーム上で送信用に使用される。この反転同期シンボルは、送信機によって送られたレート適合メッセージ”ＳＲＡ  Ｇｏ”に相当する。
【０１１８】
８．  受信機は、反転同期シンボル（”ＳＲＡ  Ｇｏ”）を検出し、新たなＢＡＴは、反転同期シンボルの一定フレーム数後に、最初のフレーム上で受信用に使用される。
【０１１９】
図７は、本発明の原理に基づいて、送信機が開始した高速ＳＲＡ（ＦＡＳＡＲ）通信によるビットレート変更の処理の実施形態を表すフローチャート７００を示している。図７において、実行ボックス７１０から７８０中に説明されているステップは、前述の説明に対応している。
【０１２０】
ＦＡＳＡＲプロトコルは、非常に高速で実行することができる。かかるプロトコルは、二つのメッセージ（ＦＳＲＡ許可およびＦＳＲＡ要求）と反転同期シンボルの交換だけを必要とする。ＢＡＴが記憶されており、交換する必要がないので、ＦＳＲＡは、ＮＳＲＡよりも高速である。ＦＳＲＡプロトコルは、ＮＳＲＡプロトコルのように、”ＳＲＡ  Ｇｏ”用に反転同期信号を用いているので、雑音の多い環境においても丈夫である。
【０１２１】
ＳＲＡプロトコルをパワーの管理（低パワーモードへの出入り）に使用する
フルパワーモードは、トランシーバーの通常の動作中に用いられる。低パワー通信モードは、ライン上にデータを送信する必要がない場合に、トランシーバーの電力を節約するために用いられる。多くのモデムが、通信の要求が少ない場合にトランシーバーを非常に低いパワーレベルで動作させるための低パワーモード又は”スリープモード”を有している。また、多くのモデムは、それらが高速で低パワーモードに出入りすることを可能にするプロトコルを有しているので、モデムが低パワーモードへ移行することでユーザーに不便をかけることはない。本発明により提供されるＳＲＡプロトコルは、高速、かつ、とぎれなく低パワーモードに出入りするために用いられる。
【０１２２】
低パワーモード(LPM)には、二つの基本的なタイプがある：
低データレートＬＰＭ
これは、非常に低いデータレートを有する低パワーモードである（例えば、３２ｋｂｐｓ）。サブチャネルのいくつかが使用されているにすぎない。ループのタイミングを維持するために、パイロット・トーンを発信してもよい。
【０１２３】
ゼロデータレートＬＰＭ
この低パワーモードは、実質的に０ｋｂｐｓのデータレートを有する、すなわち、どのサブチャネルもデータを変調していない。データ接続も維持されていない。この場合にも、ループのタイミングを維持するために、パイロット・トーンを発信してもよい。
【０１２４】
低データレートＬＰＭおよびゼロデータレートＬＰＭの双方において、通常のフルパワーモードにおいて６９シンボル毎に送られる同期シンボルは、オン又はオフでもよい。低パワーモード中にも同期シンボルが送られている場合、受信機は、その同期シンボルを、チャネル変更およびライン上の他の変動を監視するために用いることができる。しかし、同期シンボルを６９シンボル毎に送ると、非定常的な混信(non-stationary crosstalk)を起こし、同じ電話線上又は同じワイヤ束中の他の信号に有害となり得る。低パワーモード中に同期シンボルが送られていなければ、電話線上又はワイヤ束に定常的な混信は発生しない。しかし、この場合、同期シグナルによってチャネルを監視することができなくなる。
【０１２５】
ＦＲＳＡを用いて低パワーモードに入る
１．  受信機が開始した低パワーモードへの移行
受信機は、受信機が開始したＦＳＲＡプロトコルを用いて低パワーモ−ドへの移行を開始する。低パワーモ−ドへの移行を開始した受信機は、当該低パワーモ−ドに対応する記憶ＢＡＴを用いる。当該低パワーモ−ド用の記憶ＢＡＴテーブルは、低データレートＬＰＭ又はゼロデータレートＬＰＭのいずれかをイネーブルにする。この低パワーモ−ド用ＢＡＴは、システムによってあらかじめ定義することもでき、または、ＮＳＲＡプロセスを用いて置換し、記憶させるようにしてもよい。いずれの場合でも、受信機は、低パワーモードＢＡＴを指定し、通信用の当該ＢＡＴの使用に同期的に切り換えるため、受信機が開始したＦＳＲＡプロトコルを用いる。
【０１２６】
２．  送信機が開始した低パワーモードへの移行
送信機が開始したＦＳＲＡプロトコルを用いて低パワーモ−ドへ移行するには、二つの方法がある。一つの実施形態としては、送信機が送信機が開始したＦＳＲＡプロセス全体を用いるとともに、移行を要求する。受信機が開始した低パワーモードへの移行の場合のように、低パワーモードへ移行する送信機は、当該低パワーモード用の記憶ＢＡＴを用いる。当該低パワーモード用の記憶ＢＡＴテーブルは、低データレートＬＰＭ又はゼロデータレートＬＰＭのいずれでもイネーブルすることができる。この低パワーモ−ド用ＢＡＴは、システムによってあらかじめ定義することもでき、または、ＮＳＲＡプロセスを用いて交換し、記憶させるようにもできる。いずれの場合でも、送信機は、低パワーモードＢＡＴを指定し、通信用として同時に当該ＢＡＴへ切り換えるため、送信機が開始したＦＳＲＡプロトコルを用いる。
【０１２７】
第二の実施形態としては、送信機が、上述の送信機が開始したＦＳＲＡプロトコルのステップ７に直接移行し、低パワーモードへの移行を示す反転同期シンボルを送信する方法がある。受信機は、反転同期を検出し、低パワーモードへ移行する。この場合、ＦＲＳＡ要求が送信機によって送信されていないので、受信機は、ＦＳＲＡ要求なしで受信した同期シンボルが、送信機が低パワーモードに移行しつつあることを示すものとして認識する。送信機および受信機の双方がＢＡＴを用いるよう、低パワーモードＢＡＴが（システムにより予め定義され）、又は識別されて、予め記憶される。第二の実施形態において、ステップ７では、送信機は、送信機と受信機によってＦＳＲＡなしに低パワーモ−ドへ移行するために使用される信号であると予め定義されている信号とは別の信号を送信する。例えば、送信機は、反転（１８０度）した同期シンボルでなく、位相が４５度回転した同期シンボルを送信してもよい。位相を４５度回転させた同期シンボルは、送信機が、反転シンボルの４５度回転後一定フレーム数後に、最初のフレーム上で当該低パワーモードに対応する記憶ＢＡＴを用いて低パワーモードに移行しつつあることを示す。  
【０１２８】
第二の実施形態において説した送信機が開始した低パワーモードへの移行は、移行のために反転チャネルを作る必要がないという利点を有する。反転チャネルは、反対方向の通信チャネルとして定義される、すなわち、ここでは、受信機から送信機にＦＲＳＡメッセージを送るのに用いられる通信チャネルがこれにあたる。反転チャネルは、データ接続なしでも既に低パワーモードなので好都合である。送信データの準備が整っていない場合、送信機は、単に低パワーモ−ドに移行すればよい。ラインを介して信号を送信するのに必要となるために送信機が電力の大部分を消費するので、このことは重要なパワー節約技術である。送信機が開始した低パワーモードへの移行は、”ソフトモデム(soft modem)”（ＰＣホストベース）を実行する場合にも、有用である。ソフトモデムを実行する場合、ホストプロセッサーは、モデムトランシーバー機能および他の多くのＰＣアプリケーションを同時に実行する。ホストプロセッサーが、ＡＤＳＬ送信機の動作を許容しない他のタスクを実行しなければならない場合、当該プロセサーは、反転同期シンボル又は４５度回転させた同期シンボルを送信することにより送信機を速やかに低パワーレートに移行させる。この後、前記他のタスクによりホストプロセッサー資源が使用可能となる。ＡＤＳＬ送信機は、信号をラインに送り出さない（０ｋｂｐｓ）。
【０１２９】
上記で説明した送信機および受信機が開始したプロトコルは、通信システムが各方向（上流方向および下流方向）別々に又は両方向一緒に、低パワーモードに入ることを可能とする。上述の場合は、一方向の場合について説明していた。このプトロコルは、両方向への移行を同時に達成できるよう組み合わせることもできる。例えば、顧客構内トランシーバー(customer premise transceiver)（ＣＰＴ）は、ＰＣが低パワーモードになるとＣＰＴもそうなるように設計されている。このＣＰＴは、下流方向（電話局（ＣＯ）からＣＰＴへの方向）を低パワーモードにするため、最初に受信機が開始した低パワーモードへの移行を用いる。次に、ＣＰＴは、上流方向（ＣＰＴから電話局（ＣＯ）への方向）を低パワーモードにするため、送信機が開始した低パワーモードへの移行を用いる。
【０１３０】
低パワーモードからの脱出
１．  受信機が開始した低パワーモードからの脱出
ＳＲＡプロトコルによれば、低パワーモ−ドから脱するために受信機が用いることのできるものには、二つの実施形態がある。一つめの実施形態において、低パワーモードが逆方向において少なくともゆっくりしたデータ接続を未だに有している（低データレートのＬＰＭの）場合、受信機が開始した低パワーモードからの脱出は、受信機が開始したＮＳＲＡ又はＦＳＲＡプロトコルを用いて実行することができる。受信機は、用いられるＢＡＴとともにＳＲＡ要求を送信機に返送可能でなければならないので、このことが必要となる。送信機が低パワーモードにおいて同期シンボルをオフにしなかった場合、上述のように、ＮＳＲＡ又はＦＳＲＡプロトコルが用いられる。送信機が低パワーモード中に同期シンボルをオフにすると、同期シンボルをオンに戻すことにより送信機によって”ＳＲＡ  Ｇｏ”が送信される。受信機は、データレートの変更を同期させるためのフラグとして同期シンボルの存在（反転を伴うか、伴わないか）を検出する。
【０１３１】
第二の実施形態において、逆方向ではデータ接続がない（ゼロデータレート  ＬＰＭ）。受信機は、最初に、逆方向において”送信機が開始した低パワーモ−ドからの脱出”（以下で説明するを実行することにより脱出）をはじめる。これにより、逆方向でのデータ接続が可能となる。受信機は、低パワーモードから自身の方向へと脱するために、受信機が開始したＮＳＰＡ又はＦＳＲＡプロトコルを用いる。上述のように、送信機が低パワーモード中に同期シンボルをオフにすると、同期シンボルをオンに戻すことにより送信機によって”ＳＲＡ  Ｇｏ”が送信される。受信機は、データレートの変更を同期させるためのフラグとして同期シンボルの存在（反転を伴うか、伴わないか）を検出する。
【０１３２】
２．送信機が開始した低パワーモードからの脱出
ＳＲＡプロトコルによれば、低パワーモ−ドから脱するために送信機が用いることのできるものには、二つの実施形態がある。一つめの実施形態において、送信機は、送信機が開始したＦＳＲＡ又はＮＳＲＡプロセス全体を用いるとともに、移行を要求する。これにより、両方向においてデータ接続（低データレートのＬＰＭ）が必要となり、プロトコルメッセージが交換可能となる。受信機が開始した低パワーモードからの脱出のように、送信機が低パワーモードにおいて同期シンボルをオフにしなかった場合、上述のように、ＮＳＲＡ又はＦＳＲＡプロトコルが用いられる。送信機が低パワーモード中に同期シンボルをオフにすると、同期シンボルをオンに戻すことにより、送信機によって”ＳＲＡ  Ｇｏ”が送信される。受信機は、データレートの変更を同期させるためのフラグとして同期シンボルの存在（反転を伴うか、伴わないか）を検出する。
【０１３３】
第二の実施形態において、送信機は、送信機が開始したＦＳＲＡプロトコルのステップ７に直接移行することにより、低パワーモ−ドから脱することができる。送信機は、低パワーモ−ドから脱したことを示すために反転同期シンボルを送る。これには、低パワーモ−ド中に同期シンボルを送ることが必要となる。このプロトコルは、低データレートＬＰＭを必要としない。受信機は、反転同期シンボルを検出して、低パワーモードを脱する。受信機は、ＦＳＲＡ要求なしで受信した反転同期シンボルが、送信機が低パワーモ−ドから脱したことを示すことを認識するよう構成されている。フルパワーモードのＢＡＴは、接続内で送信機と受信機のいずれもがＢＡＴをもつように、前もって識別され、記憶されている。例えば、低パワーモードからの脱出時に使用されるＢＡＴは、最後フルパワー接続(last full power connection)ＢＡＴに初期設定されるようシステムによって定義される。これに代えて、送信機は、送信機と受信機によってＦＳＲＡなしに低パワーモ−ドへ移行するために使用される信号であると予め定義されている信号とは別の信号を送信する。送信機は、反転（１８０度）した同期シンボルでなく、位相が４５度回転した同期シンボルを送信してもよい。受信機が、同期シンボルの位相が４５度回転していることを検出すると、受信機は、反転シンボルの４５度回転後一定フレーム数後に、最初のフレーム上でフルパワーモードに対応する記憶ＢＡＴを用いて送信機が低パワーモードから移行しつつあることを検出する。送信機が低パワーモード中に同期シンボルをオフにすると、同期シンボルをオンに戻すことにより送信機によって”ＳＲＡ  Ｇｏ”が送信される。受信機は、データレートの変更を同期させるためのフラグとして同期シンボルの存在（反転を伴うか、伴わないか）を検出する。
【０１３４】
ＢＡＴは、本説明を通じて、各サブチャネルに割り当てられたビットの数を特定するためのテーブルとして定義されているが、ＢＡＴは、マルチキャリアシステムのサブチャネルにビット割り当てに関連する他のパラメーターを含んでいてもよい。追加パラメーターの例としては、ＡＮＳＩおよびＩＴＵ規格に定義されているサブチャネル毎のファインゲイン(Fine Gain)がある。この場合、ＢＡＴがＮＳＲＡプロトコル中で交換されるか、ＦＳＲＡプロトコル中に保存される場合、ＢＡＴは、また、各サブチャネル毎にファインゲイン値を有する。
【０１３５】
シームレスレート適合システムおよび関連するプロトコルが、二重（又は複数）遅延パスを実現するＤＭＴシステムに適用される。二重遅延システムは、ＩＴＵおよびＡＮＳＩ規格に、フレーマー／ＦＥＣブロックにおいて異なる仕様を有する二つのデータストリームを指示するＤＭＴシステムとして規定されている。図３は、複数の遅延を有するシステムの一例として二重遅延パスを実現する標準的なＡＤＳＬ  ＤＭＴシステム３００を示している。システム３００は上述の図１で説明されている三つのレイヤと似てはいるが、同じでない、変調レイヤ３１０，フレーマーＦＥＣレイヤ３２０、およびＡＴＭ  ＴＣレイヤ３４０の：３つのレイヤを含んでいる。
【０１３６】
変調レイヤ３１０は、ＤＭＴ変調に関連する機能を提供する。このＤＭＴ変調は、反転デイスクリートフリエ変換器(Inverse Dsicrete Fourier Transform)(IDFT)１１２を用いて実行される。このＩＤＦＴ１１２は、直交振幅変調(Quadrature Amplitude Modulation)エンコーダ３１４からのビットをマルチキャリアサブチャネル内に変調する。変調レイヤ３１０の機能は、図１の変調レイヤ１１０と似ているが、変調レイヤ３１０が複数入力を有するのに対し、単一の入力しかないという点で相違している。
【０１３７】
図３に示すフレーマー／ＦＥＣレイヤ３２０は、二つのパスを有している。このレイヤは、図１のフレーマー／ＦＥＣレイヤ１２０に示すものと同じブロック、すなわち、インターリービング（ＩＮＴ）ブロック１２２，フォワードエラー訂正（ＦＥＣ）ブロック１２４、スクランバー（ＳＣＲ）ブロック１２６、サイクリック・リダンダンシー・チェック（ＣＲＣ）ブロック１２８およびＡＤＳＬフレーマーブロック１３０を含んでいる。さらに、このレイヤは、第二のフォワードエラー訂正（ＦＥＣ）ブロック１２４’、スクランバー（ＳＣＲ）ブロック１２６’、サイクリック・リダンダンシー・チェック（ＣＲＣ）ブロック１２８’およびＡＤＳＬフレーマーブロック１３０’のそれぞれを含む第二パスを備えている。フレーマー／ＦＥＣレイヤ３２０は、変調用のビットストリームの準備と関連する機能を提供する。
【０１３８】
下方のパスは、データストリームのインターリービングを行わないので、レーマー／ＦＥＣレイヤ３２０を通過する新しい下方のパスは、図１のそれに相当する元々ある上方のパスとは違った遅延値を有する。異なる遅延要件を有する異なるアプリケーションビットストリームをＡＤＳＬ  ＤＭＴモデムを介して送るために二重遅延が用いられる。例えば、遅延が大きくてもよいアプリケーション（例えば、ビデオオンデマンド）の場合、上方の遅延の大きいパスを介してインターリービングを伴う送信をしてもよいが、遅延が小さくことが要求されるアプリケーション（例えば、音声）の場合、下方の遅延の小さいパスを介しインターリービングを行わないで送信すべきである。
【０１３９】
ＡＴＭ  ＴＣレイヤ３４０は、セル内のビットおよびバイトをそれぞれのパス用にフレームに変換する複数の入出力端を有するＡＴＭ  ＴＣブロック３４２を備えている。
【０１４０】
本発明のシームレスレート適合システムおよび方法は、二重遅延、又は、複数遅延を有するシステムであっても適用される。二重遅延の場合、両方のパスのためのＦＥＣおよびインターリービングパラメーターは、ＤＭＴシンボルサイズとは関係がない。ＢＡＴは、各サブチャネルに割り当てられるビット数とは別に各遅延パス用のデータレートを含んでいる。ＦＳＲＡおよびＮＳＲＡプロトコルを用いてシームレスレート適合がなされた場合、ＢＡＴは、各遅延パス用のデータレートをも示す。例えば、二重遅延システムが、インターリーブパス（遅延の大きい上方のパス）上で１．５３６Ｍｂｐｓで、インターリーブがなされないパス（遅延の小さい下方のパス）上で２５６ｋｂｐｓで作動しており、ＳＲＡが開始されている場合、ＳＲＡプロトコルは、サブチャネル毎のビット数および各遅延パス毎の新しいデータレートを含む新たなＢＡＴを特定する。ＤＭＴシンボルレートが４ｋＨＺの場合、システムは１．５３６Ｍｂｐｓ＋２５６ｋｂｐｓ＝１．７９２Ｍｐｓで動作し、シンボル毎の総ビット数は、１７９２０００／４０００＝４４８個となる。ＢＡＴは、シンボルごとに１５３６０００／４０００＝３８６ビットが、インターリーブパスに割り当てられ、２５６０００／４０００＝６４ビットが、非インターリーブパスに割り当てられるということを示す。例えば、ＳＲＡが実行されると、インターリーブパスの新たなデータレートを、１．０４８Ｍｂｐｓ（１０４８０００／４０００＝シンボル毎に２６２ビット）、非インターリーブパスの新しいデータレートを、１２８ｋｂｐｓ（１２８０００／４０００＝ＤＭＴシンボル毎に３２ビット）とすることができる、これにより、総スループットレートを１．１７６ｋｂｐｓ（又はＤＭＴシンボルごとの総ビット数を２９４個）にすることが可能となる。本明細書内で説明したフレーミング方法と組み合わされたＮＳＲＡおよびＦＳＲＡプロトコルは、このようなデータレート変更を両方の遅延パスでとぎれなく行うことができる。また、両方のパスのデータレートを変更しないようにすることもできる。例えば、２５６ｋｂｐｓの遅延の小さいパスは、低いレートでは動作できない音声データ（複数の通話）を搬送しているで、データレートを一定に維持しておくことが好ましいが、１．５３６Ｍｂｐｓのパスは、低いデータレートでも動作することのできるインターネットアクセスデータを搬送することができる。
【０１４１】
この例では、ＳＲＡ中、遅延の小さいパスのデータレートが２５６ｋｂｐｓに維持されるが、遅延の大きいパスのデータレートは変更される。
【０１４２】
ＡＤＳＬシステムと関連させて本発明を開示したが、マルチキャリア変調を用いるシステムであれば、どのようなものにも適用できる。
【０１４３】
特定の好ましい実施形態を参照しながら本発明を開示し、説明したが、当業者であれば、添付クレームによって定められた本発明の精神および範囲から外れることなく、形態および細部に関して様々な変更をなす事ができるということを理解すべきである。
【図１】
2010154537.tif 000004
【図２】
2010154537.tif 000005
【図３】
2010154537.tif 000006
【図４】
2010154537.tif 000007
【図５】
2010154537.tif 000008
【図６】
2010154537.tif 000009
【図７】
2010154537.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月22日(2010.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア変調システム
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
条件＃３により、データレートが低い場合、大きなコードワード構成を採ることができない。ＡＤＳＬにおけるＲ−Ｓコードワードは、最大２５５ビットを有することが可能となる。コードゲインは、最大の２５５ビット付近になった場合の最大値が得られる。データレートが低い場合、すなわち、１２８ｋｂｐｓ又は４バイトである場合、コードワードサイズの最大値は、Ｇ．９９２．２のシステム用には８ｘ４＝３２バイト、Ｇ．９９２．１およびＴ１．４１３のシステム用には１６ｘ４＝６４となる。この場合、コードゲインは、コードワードが２５５バイトに近づくものよりも実質的に低い。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
Ｇ．９９２．１およびＴ１．４１３は、ダイナミックレート適合(DRA)と呼ばれるオンラインレートでの適合メカニズムを規定しているが、これらの規格は、データレートの変更がとぎれなく行われないことを明示している。通常、既存のＡＤＳＬ  ＤＭＴモデムは、チャネル変更へのオンライン適合の方法としてビットスワッピング(bit swapping)およびダイナミックレート適合(DRA)を用いる。ビットスワッピングは、特定の対象(specific)に割り当てられたビットの数を修正する方法としてＩＴＵおよびＡＮＳＩ規格に規定されている。ビットスワッピングは、とぎれがなく、すなわち、この方法はデータの送受信を中断させない。しかし、ビットスワッピングによっては、データレートの変更を行うことができない。ビットスワッピングは、データレートを同じに維持するとともに、キャリアに割り当てられるビット数を変更することしかできない。このことは、ＢＡＴ内のビットの総数（ＮＢＡＴ）を増減させることなしにＢＡＴテーブルの入力項目を変更することと同じことである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
一定の割合のオーバーヘッドによるフレーミング
一つの実施形態においては、ＤＭＴ  ＡＤＳＬシステムにおけるオーバーヘッド（ペイロードではない）データを減少させるフレーミング方法を説明する。図２は、少なくとも一のフレーミングオーバーヘッドバイト２０２、一以上のペイロードバイト２０４および一以上のチェックバイト２０６を含むＡＤＳＬフレームおよびＲ−Ｓコードワードを表すダイアグラム２００を示す。このフレーミング方法は、とぎれのないデータレート適合をも可能にする。上述のように、既存のＡＤＳＬシステムは、ＡＤＳＬフレーム、Ｒ−ＳコードワードおよびＤＭＴシンボルに対して、制限および要求事項を課している。本発明の原理に基づいて構成されたシステムは、ＡＤＳＬフレームおよびＲ−ＳコードワードをＤＭＴシンボルから分離させる。かかる分離によって、システムは、ＤＭＴシンボル毎に小さいオーバーヘッドデータを有し、オンラインでレートの変更をとぎれなく実行できるようになる。本発明の原理によれば、ＡＤＳＬフレームおよびＲ−Ｓコードワードは、同じ長さを有するとともに、位置を合わせる(aligned)よう構成される（図２参照）。かかるＲ−Ｓコードワードは、コーデイングゲインを最大化させるため十分な大きさに作られている。Ｒ−Ｓコードワード（したがって、ＡＤＳＬフレーム）のサイズは、開始時又はあらかじめ設定することができる。ＡＤＳＬフレーム中には、固定値のＲ−Ｓチェックバイトおよびオーバーヘッドフレミングバイトが含まれている。これらのパラメーターも、開始時に又はあらかじめ設定することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
従来のＤＭＴシンボルと違い、本発明の原理に基づいて生成されたＤＭＴシンボルは、ＡＤＳＬフレームおよびＲ−Ｓコードワードとは位置が揃っていない。また、ＤＭＴシンボル内のビット数もデータレート要求および構成のみによって決まり、Ｒ−Ｓコードワードのサイズ、インターリーバー深さ、およびＡＤＳＬフレームのサイズとは無関係である。ＤＭＴシンボル内のビット数が、他のフレーミング、コーデイング又はインターリービング制限に関係なくモデムのデータレートを決定する。オーバーヘッドバイトは、ＡＤＳＬフレームレイヤにおいて加えられるので、ＤＭＴシンボルは、固定数のオーバーヘッドバイトを含む必要がない。例えば、１２８ｋｂｐｓのようにデータレートが低くなると、オーバーヘッドバイトも低いままである。特に、このフレーミング方法は、決まった数のオーバーヘッドバイトではなく、決まった割合のオーバーヘッドデータをデータストリームに割り当てる。かかる割合は、モデムのデータレートが変化してもこの割合は変化しない（既存のＡＤＳＬモデムと同様に）。従来の規格に準拠したフレーミング方法の例を以下で考慮してみる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２８】
第二の実施形態において説明した送信機が開始した低パワーモードへの移行は、移行のために反転チャネルを作る必要がないという利点を有する。反転チャネルは、反対方向の通信チャネルとして定義される、すなわち、ここでは、受信機から送信機にＦＲＳＡメッセージを送るのに用いられる通信チャネルがこれにあたる。反転チャネルは、データ接続なしでも既に低パワーモードなので好都合である。送信データの準備が整っていない場合、送信機は、単に低パワーモ−ドに移行すればよい。ラインを介して信号を送信するのに必要となるために送信機が電力の大部分を消費するので、このことは重要なパワー節約技術である。送信機が開始した低パワーモードへの移行は、”ソフトモデム(soft modem)”（ＰＣホストベース）を実行する場合にも、有用である。ソフトモデムを実行する場合、ホストプロセッサーは、モデムトランシーバー機能および他の多くのＰＣアプリケーションを同時に実行する。ホストプロセッサーが、ＡＤＳＬ送信機の動作を許容しない他のタスクを実行しなければならない場合、当該プロセサーは、反転同期シンボル又は４５度回転させた同期シンボルを送信することにより送信機を速やかに低パワーレートに移行させる。この後、前記他のタスクによりホストプロセッサー資源が使用可能となる。ＡＤＳＬ送信機は、信号をラインに送り出さない（０ｋｂｐｓ）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
低パワーモードからの脱出
１．  受信機が開始した低パワーモードからの脱出
ＳＲＡプロトコルによれば、低パワーモ−ドから脱するために受信機が用いることのできるものには、二つの実施形態がある。一つ目の実施形態において、低パワーモードが逆方向において少なくともゆっくりしたデータ接続を未だに有している（低データレートのＬＰＭの）場合、受信機が開始した低パワーモードからの脱出は、受信機が開始したＮＳＲＡ又はＦＳＲＡプロトコルを用いて実行することができる。受信機は、用いられるＢＡＴとともにＳＲＡ要求を送信機に返送可能でなければならないので、このことが必要となる。送信機が低パワーモードにおいて同期シンボルをオフにしなかった場合、上述のように、ＮＳＲＡ又はＦＳＲＡプロトコルが用いられる。送信機が低パワーモード中に同期シンボルをオフにすると、同期シンボルをオンに戻すことにより送信機によって”ＳＲＡ  Ｇｏ”が送信される。受信機は、データレートの変更を同期させるためのフラグとして同期シンボルの存在（反転を伴うか、伴わないか）を検出する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３８】
下方のパスは、データストリームのインターリービングを行わないので、レーマー／ＦＥＣレイヤ３２０を通過する新しい下方のパスは、図１のそれに相当する元々ある上方のパスとは違った遅延値を有する。異なる遅延要件を有する異なるアプリケーションビットストリームをＡＤＳＬ  ＤＭＴモデムを介して送るために二重遅延が用いられる。例えば、遅延が大きくてもよいアプリケーション（例えば、ビデオオンデマンド）の場合、上方の遅延の大きいパスを介してインターリービングを伴う送信をしてもよいが、遅延が小さいことが要求されるアプリケーション（例えば、音声）の場合、下方の遅延の小さいパスを介しインターリービングを行わないで送信すべきである。