【手続補正書】
【提出日】平成16年11月8日(2004.11.8)
【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】
電力線ネットワークを介した双方向通信に適用可能な、ヘッドエンド装置とともに複数のユーザ装置とを含むＯＦＤＭ変調によるアップストリームチャンネルでの通信の同期化方法であって、上記通信の同期化方法は、シンボル間干渉（ＩＳＩ）を防止するためにＯＦＤＭシンボル（７）に巡回的なプレフィクス（１０）を付加しかつ抽出する手段を含み、上記通信の同期化方法において、周波数及び時間における同期化は、複数のユーザ装置（２）に対するヘッドエンド装置（１）からの通信として決まるダウンストリームチャンネルにおいて同期シーケンス（３）を送信することにより実行され、
上記通信の同期化方法は、
−上記ダウンストリームチャンネルでの周波数同期化において実行される推定計算から、上記複数のユーザ装置（２）におけるサンプリング周波数を補正することによる周波数同期化を含み、
上記通信の同期化方法はさらに、
−上記ヘッドエンド装置（１）による上記アップストリームチャンネルでの受信に際しての補正を回避するように、上記ダウンストリームチャンネルにおける複数の搬送波によって被る位相回転数の推定計算から、上記アップストリームチャンネルにおいて送信される際に様々な搬送波が被る位相回転を上記ユーザ装置（２）において予め補償することと、
−予め決められた瞬間において上記ヘッドエンド装置に複数のＯＦＤＭシンボル（７）を受信させるための、上記複数のユーザ装置（２）と上記ヘッドエンド装置（１）とによって実行される推定計算による、上記複数のＯＦＤＭシンボル（７）が上記ヘッドエンド装置へ送信される瞬間の時間同期化と、
−時間区間と周波数区間とそれらの組み合わせとから選択される、複数のフラグメント（２７）に分割された上記アップストリームチャンネルにおける複数の区間（スロット（１９））を、上記複数のユーザ装置（２）に対する問い合わせのために上記ヘッドエンド装置によって割り当てることによる複数のユーザ装置（２）への問い合わせとを含み、ここで、上記ユーザ装置（２）は、上記アップストリームチャンネルへアクセスすることを希望する場合かつその場合に限って上記ヘッドエンド装置（１）に対して応答し、これにより、上記ヘッドエンド装置（１）は、受信された複数の要求の間で上記アップストリームチャンネルを分配し、かつ上記複数のユーザ装置（２）に衝突することなく送信させるために上記分配の情報を上記ユーザ装置（２）へ送信することを特徴とする、ＯＦＤＭ変調によるアップストリームチャンネルでの通信の同期化方法。
【請求項２】
上記通信の同期化方法は、上記アップストリームチャンネルの周波数誤差を上記ダウンストリームチャンネルの周波数誤差に比例させかつ上記アップストリームチャンネルにおける周波数同期化を上記ダウンストリームチャンネルにおける周波数同期化と同時に実行するために、同じ発振器を使用して上記ヘッドエンド装置及び上記ユーザ装置の両方で送信及び受信のサンプリング周波数を発生することを含むことを特徴とする請求項１記載の通信の同期化方法。
【請求項３】
上記ユーザ装置で実行される位相回転の前置補償は、上記ユーザ装置において、送信機に含まれる位相回転器によって達成され、上記ダウンストリームチャンネルで受信された信号の搬送波のそれぞれにおいて実行された推定計算から推定され、そのため、上記ヘッドエンド装置において上記複数のユーザ装置から受信される信号の位相回転の補正を回避することを特徴とする請求項２記載の通信の同期化方法。
【請求項４】
上記時間同期化は、上記ヘッドエンド装置による要求時に少なくとも１つの同期シーケンスを生成してこれを上記ユーザ装置（２）から上記ヘッドエンド装置（１）へ送信することを含み、
上記同期シーケンスは２つの等しい同期シンボルを備え、上記同期シーケンスは上記ヘッドエンド装置において最尤規範を最大化することによって検出され、そのため、上記時間同期化は、様々なユーザによって送信されるシーケンスサンプルの相関値の最大値を計算することによって実行され、上記最大値は、相関値のピーク部分における平坦な領域の中点として決定され、サンプル数で表された上記平坦な領域のサイズは、シンボル間干渉が存在しないときの巡回的なプレフィクス（１０）のサンプル数に等しいことを特徴とする請求項１記載の通信の同期化方法。
【請求項５】
上記時間同期化は、予め確立された瞬間に上記ＯＦＤＭシンボル（７）を上記ヘッドエンド装置により受信させるように実行される推定計算から、上記異なる複数のユーザ装置（２）において上記ＯＦＤＭシンボル（７）の送信の瞬間が変更される捕捉ステージ及び追跡ステージを含むことを特徴とする請求項４記載の通信の同期化方法。
【請求項６】
上記時間同期化の捕捉ステージは、上記ユーザ装置（２）が、上記ダウンストリームチャンネルで達成される上記時間同期化から開始して各ＯＦＤＭシンボル（７）の送信の開始時刻（８）を推定計算する（１２）開ループによって決定され、
上記ユーザ装置は、上記ダウンストリームチャンネルで受信される上記ＯＦＤＭシンボル（７）の到着の瞬間（９）を推定計算することによって、その受信機及び送信機内のフィルタによって導入される遅延とともに、上記巡回的なプレフィクス（１０）に起因して確立される平均誤差とを補償し、上記補償に続いて、上記推定計算された瞬間（９）に上記ＯＦＤＭシンボル（７）を送信することを特徴とする請求項５記載の通信の同期化方法。
【請求項７】
上記時間同期化の追跡ステージは閉ループによって決定され、上記閉ループにおいて、上記ヘッドエンド装置は、上記時間同期化の捕捉ステージにおいて１つのユーザ装置（２）によって送信されて受信された信号（１３）により、予測された瞬間において正確に上記ＯＦＤＭシンボル（７）を受信するように上記ユーザ装置によって上記ＯＦＤＭシンボル（７）の送信が進められるかもしくは遅延される必要のあるサンプル数を推定計算し（１４）、そのため、上記ヘッドエンド装置は、伝統的に上記ヘッドエンド装置が上記ユーザ装置に送信するＳＡＭメッセージ（２６）のパラメータとして、上記サンプル数を上記ダウンストリームチャンネルで上記ユーザ装置へ送信し（１５）、これに基づいて、上記ユーザ装置は、上記ＯＦＤＭシンボルを送信する際に上記進み又は遅れをもたらすことを実行し（１６）、上記閉ループによって実行される推定計算がチャンネルによって導入される遅延を補償するように上記時間同期化の開ループを継続的に実行することを特徴とする請求項５及び６記載の通信の同期化方法。
【請求項８】
上記ヘッドエンド装置は、上記複数のユーザ装置に関して適正な同期化を実行するように、同期シーケンス（３）をいつ送信するかということについて上記様々なユーザ装置に通知し、上記ダウンストリームチャンネルで送信されるＳＡＭメッセージによって複数のスロットを付与し、そのため、１つのユーザに対する上記アップストリームチャンネルでの同期シーケンス（３）の検出は、そのユーザが上記同期シーケンス（３）を送信するように命令された場合にのみ実行されることを特徴とする請求項４記載の通信の同期化方法。
【請求項９】
上記ヘッドエンド装置は、ＳＡＭメッセージ（２６）を上記様々なユーザ装置（２）へ送信することにより、複数のフラグメント（２７）に分割された問い合わせスロット（１９）を割り当て、上記ユーザ装置は、送信を必要としている場合には、上記割り当てられたフラグメント（２７）においてポーリングシンボル（２０）を送信し、そのため、上記ヘッドエンド装置に、どのユーザ装置が情報の送信を希望しているかということについて決定させ、上記複数のユーザ装置間での上記アップストリームチャンネルの分配アルゴリズムを最適化させることを特徴とする請求項１記載の通信の同期化方法。
【請求項１０】
上記問い合わせスロット（１９）は、複数のユーザ装置に同時に問い合わせを行うようにポーリングシンボル（２０）に等しいか又はこれより大きいサイズを有する小さな複数のフラグメントに分割され、従って、上記ヘッドエンド装置は、ＳＡＭメッセージにより、問い合わせを行うことを希望する少なくとも１つのユーザ装置に１つのフラグメントを割り当て、送信することを希望するユーザは、上記割り当てられたフラグメントにおいて、ポーリングシンボル（２０）によって上記問い合わせに応答することを特徴とする請求項９記載の通信の同期化方法。
【請求項１１】
各フラグメントにおいて、上記ユーザはただ１つのポーリングシンボル（２０）を送信し、上記フラグメントが１つよりも多くのシンボルを占有している場合は上記フラグメントの残りを無音状態（２１）のままにし、そのため、上記複数のユーザ装置が正確に時間同期化されていないときに２つの別個のフラグメントで応答する場合に、上記複数のユーザの問い合わせに応答するポーリングシンボル（２０）の重複を回避することを特徴とする請求項１０記載の通信の同期化方法。
【請求項１２】
上記ポーリングシンボル（２０）の検出は、検出を実行するためのマッチドフィルタを用いて、受信された信号と、上記ヘッドエンド装置に予め記憶されたポーリングシンボルとの相関によって実行されることを特徴とする請求項１１記載の通信の同期化方法。
【請求項１３】
上記ポーリングシンボル（２０）はＸ個の等しい部分を有し、そのため、Ｎ／Ｘ個の乗算器（２３）及び遅延器（２２）を有する有限応答のマッチドフィルタが使用され、ここで、Ｎは、上記アップストリームチャンネルにおいて送信することを必要とする場合に上記問い合わせスロット（１９）によって割り当てられたフラグメントにおいて上記ユーザにより送信されるポーリングシンボル（２０）内のサンプル数であることを特徴とする請求項１２記載の通信の同期化方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】ＯＦＤＭ変調によるアップストリームチャンネルでの通信の同期化方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
さらに、後述のように、アップストリームチャンネルにおける周波数同期化は、スペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８８３７０−Ａ１号公報で指摘されているように、ダウンストリームチャンネルにおける周波数同期化から開始することによって実行され、また、アナログ変換周波数の誤差を補正するための相関値の逆正接（アークタンジェント）による周波数同期化は、背景技術において、例えば米国特許第５，７３２，１１３号の明細書又はムースによる論文において知られているが、本発明の場合においては、周波数同期化は、ユーザ受信機の各々におけるアナログ／ディジタル変換器でのサンプリング周波数の誤差を推定計算することによって実行され、これは、実質上、背景技術において知られたものとは異なっている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明において説明されているようなアップストリームチャンネルにおける同期化は、ダウンストリームチャンネルで実行される同期化を基礎とするので、ここに予見されるようなアップストリームにおける同期化は、好適には、スペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８８３７０−Ａ１号公報に記載されているようなダウンストリームのための同期化方法を基礎とする点は注意される必要がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
ユーザ装置において実行される位相回転の前置補償は、ユーザ装置においてダウンストリームチャンネルを介して受信される信号における搬送波の各々での位相回転数の推定計算によって開始することで位相回転器（ロータ）により実行され、このために、各ユーザ装置は、送信機における位相回転装置であるとともに受信機において用いられる位相回転装置を有し、これらは共に同様の機能を有する。従って、ユーザ装置における送信機内の位相回転器は、スペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８８３７０−Ａ１号公報に記載されたものと同様に機能する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
先に述べたように、本発明は、ヘッドエンド装置１と複数のユーザ装置２との間での電力線ネットワークを介した双方向通信に適用可能であり、本発明はまた、スペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８４５８７−Ａ１号公報に記載された処理のような、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）変調を用いたポイント・ツー・マルチポイント・システムにおいて、アップストリームチャンネルでの同期化を可能にする方法の提供をその目的とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
従って、ユーザの送信機における周波数同期化は、スペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８８３７０−Ａ１号公報に記載されているように、ユーザの受信機を同期化させるためにダウンストリームチャンネルによって送信される基準から実行される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
スペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８８３７０−Ａ１号公報に記載されているように、ダウンストリームチャンネルにおいてＶＣＸＯ（電圧制御型水晶発振器）により周波数誤差の補正が実行されれば、ダウンストリームチャンネルで複数のユーザに係る受信において周波数補正が実行される際に同時に、アップストリームチャンネルで複数のユーザに係る送信においてもまた周波数補正が実行され、そのため、両方のチャンネルにおける周波数補正が同時に実行される。これに対して、スペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８８３７０−Ａ１号公報に記載されているように、ダウンストリームチャンネルにおける周波数誤差の補正がリサンプラ（再サンプリング装置）により実行される場合には、ユーザ装置の受信機の側では、当該ユーザ装置での送信におけるものと同様のリサンプラを使用することにより、送信におけるこの誤差を予め補償し、ヘッドエンド装置によって受信される信号が周波数誤差を持たないことを保証する必要がある。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
この困難さを埋め合わせるために、本発明は、本発明の方法が、複数のユーザの個々による送信における位相回転の前置補償を実行することと、スペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８８３７０−Ａ１号公報に記載されているように、各ユーザ装置が、送信機内の位相回転器であるとともに、その受信機でも使用される位相回転器を含むこととを見越している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
ユーザ装置における送信機内の位相回転器の動作は、上述のスペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８８３７０−Ａ１号公報に記載されたように、ダウンストリームチャンネルにおける同期化に使用される、受信において位相回転器を動作させるために使用されるものと同じ概念を使用する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
個々のユーザ装置は、送信されるＯＦＤＭシンボルを、ダウンストリームチャンネルにおいてシンボルの開始時刻であると推定されている瞬間から、アップストリームチャンネルに挿入する。このために、ユーザ装置内の受信機は、例えば上述のスペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８８３７０−Ａ１号公報において実行されるように、ダウンストリームチャンネルに対するシンボルの到着の瞬間を推定計算し、かつ、ダウンストリームチャンネルにおける受信フィルタと、アップストリームチャンネルにおける送信フィルタと、上述のように巡回的なプレフィクスの長さの半分である関連の平均誤差とに起因する遅延を補償する。この手段により、ユーザ装置の観点からは、ダウンストリームチャンネルにおけるシンボルとアップストリームチャンネルにおけるシンボルとは、チャンネルにおいて同じ瞬間に開始する。アップストリームチャンネル及びダウンストリームチャンネルにおけるシンボル間の他の任意の時間的な関係は、本発明に説明された方法を限定することなく選択され得ることは明らかである。ヘッドエンド装置の観点からは、ダウンストリームチャンネルで送信されるシンボルとアップストリームによって受信されるシンボルとの間の時間的な差分は、ダウンストリームチャンネル及びアップストリームチャンネルによって導入される往復遅延に対応する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
１つ又は複数のユーザが送信を希望していることがいったん検出されると、ヘッドエンド装置は、使用可能なアップストリームチャンネル及びスロット（時間及び／又は周波数区間）へのアクセスをどの１つ又は複数のユーザが持ちうるかということについて、ＳＡＭメッセージ２６によって伝達し、これらのＳＡＭメッセージは、例えばスペイン国特許出願公開第ＥＳ−２１８６５３１−Ａ２号公報に記載された方法において使用されているようにダウンストリームチャンネルで周期的に送信され、かつ必要な場合は、すでに説明したように、ブラインド捕捉１２に続く同期シーケンスの送信が要求されてもよい。