(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ送信器であって、
入力信号を受信し、それから各信号イメージが他の信号イメージと周波数的にずらされているような複数の信号イメージを生成するよう作られたＤ／Ａコンバータと、
該Ｄ／Ａコンバータに内在する損失を調整するために該複数の信号イメージのうちの少なくとも１つを補償するよう作られた補償フィルタとを含むことを特徴とするデータ送信器。
【請求項２】
前記複数の信号イメージの内の少なくとも１つの信号イメージを濾波して除くフィルタをさらに含む請求項１記載のデータ送信器。
【請求項３】
前記フィルタが、ハイパスフィルタであり、このフィルタが低周波数の信号イメージを濾波するものである請求項２記載のデータ送信器。
【請求項４】
前記低周波数の信号イメージは、主信号イメージを含むものである請求項３記載のデータ送信器。
【請求項５】
同相整形フィルタと、直交相整形フィルタと、加算器とをさらに含み、
をさらに含み、
前記整形フィルタは、複素データを受信し、フィルタ処理された複素データを生成し、前記加算器は、フィルタ処理された複素データを受信し、Ｄ／Ａコンバータへの入力信号を生成するようになっている請求項１記載のデータ送信器。
【請求項６】
前記Ｄ／Ａコンバータのサンプリングレートが、複素データ信号の中心周波数に関係している請求項１記載のデータ送信器。
【請求項７】
前記関係は、サンプリングレートが、中心周波数の整数倍である請求項６記載のデータ送信器。
【請求項８】
前記整数が、３である請求項７記載のデータ送信器。
【請求項９】
前記サンプリングレートが、７．５ＭＨｚであり、
中心周波数が、２．５ＭＨｚである請求項８記載のデータ送信器。
【請求項１０】
前記整数が、４である請求項７記載のデータ送信器。
【請求項１１】
前記整数が、６である請求項７記載のデータ送信器。
【請求項１２】
前記補償フィルタから補償された信号を受信し、この信号をラインに出力するラインドライバをさらに含む請求項１記載のデータ送信器。
【請求項１３】
前記ラインが、電話線である請求項１２記載のデータ送信器。
【請求項１４】
前記家庭用電話線が、ＨｏｍｅＰＮＡネットワークの一部である請求項１３記載のデータ送信器。
【請求項１５】
受信器であって、
複数の周波数ダイバース信号イメージを含むライン信号を受信し、そこから１つの信号イメージを表すサンプリングされた信号を生成するよう作られたＡ／Ｄコンバータを含むことを特徴とする受信器。
【請求項１６】
前記Ａ／Ｄコンバータのサンプリング周波数が、前記複数の信号イメージが抽出されるメイン信号に関連するものである請求項１５記載の受信器。
【請求項１７】
前記関係は、サンプリング周波数が、メイン信号イメージの中心周波数の整数倍である請求項１６記載の受信器。
【請求項１８】
前記整数が、３である請求項１７記載の受信器。
【請求項１９】
前記サンプリングレートが、７．５ＭＨｚであり、
中心周波数が、２．５ＭＨｚである請求項１８記載の受信器。
【請求項２０】
同相フィルタと、直交相フィルタと、スライサーとをさらに含み、前記フィルタは、Ａ／Ｄコンバータからサンプリングされた信号を受信し、スライサーに複素入力を与え、複素データを再生するようになっている請求項１５記載の受信器。
【請求項２１】
サンプリングされた信号を等化するディジジョンフィードバックイコライザーをさらに含む請求項１５記載の受信器。
【請求項２２】
前記ディジジョンフィードバックイコライザーが、複素フィードバックフィルタを含む請求項２１記載の受信器。
【請求項２３】
信号を送信する方法であって、
メイン信号の複数の信号イメージを生成するステップと、
前記複数の信号イメージのうちの少なくとも１つの信号イメージを補償するステップと、
前記複数の信号イメージを出力するステップとを含むことを特徴とする信号送信方法。
【請求項２４】
前記信号イメージを補償するステップが、前記信号イメージを生成するステップに内在するこのステップ固有の効果の逆のものである請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記信号イメージを出力するステップの前にメイン信号イメージをフィルタ除去するステップをさらに含む請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
信号を受信する方法であって、
複数の信号イメージを受信するステップと、
前記複数の信号イメージを処理して、１つの信号イメージの破損されていない部分が別の信号イメージの破損された部分を補償するようにするステップとを含むことを特徴とする信号受信方法。
【請求項２７】
前記複数の信号イメージを処理するステップが、信号イメージを互いに折り重ねるステップを含むことを特徴とする請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記折り重ねるステップが、サンプリングする処理及びデジタル化する処理を含む請求項２７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信に関し、特にデータ通信の方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データ通信は、データ伝送に最適なネットワーク上で通常行われ、そのため干渉に対し比較的耐性を有するよう構成されている。しかし、ある種のデータ通信の仕組みは、既存のメディアに対しても影響を及ぼし、そのため既存のメディアにより支配されている物理的な制約を組み込んでいる。例えば、家庭用のコンピューティング、あるいは通信デバイス（たとえば、パソコンやその周辺機器）をインターネットで作動させる方法は、既存の家庭用の電話線システムを利用する。このシステムは、各家庭への通信網を含んでいる。この方法は、たとえば現在のバージョン１（Ｖ１．ｘ）と現在ペンディングとなっているバージョン２（Ｖ２．ｘ）の標準のＨｏｍｅ  Ｐｈｏｎｅｌｉｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｌｌｉａｎｃｅ；ＨｏｍｅＰＮＡの特別グループにより記述されている。
【０００３】
家庭内で電話線をデータネットワークとして用いることによる制約は、電話線はデータ通信を最適にするために当初は張り巡らされたものではない、と言うことである。かくして、ブリッジタップの番号と性質（電話の接続あるいは他のネットワークへの適用に関連する）は、ネットワークに複数のデバイスが接続され、各ブリッジタップの線の長さが変わるために容易には制御できない。さらに各ユーザーの家庭は別々であり、ＨｏｍｅＰＡＮシステムは、異なった環境で機能するのが好ましい。ＨｏｍｅＰＮＡシステムが機能できる環境が様々に異なるために、全てのあるいはほとんど大部分の環境で適切に機能する単一のシステムを構築することが困難である。たとえば、各ブリッジタップは、ネットワークへのデバイスの接続及び線の長さに関連する物理的状況においては、伝送スペクトラムの重要な一部分内ではスペクトルがヌル状態となってしまうことがある。通常、例えばＶ２．ｘのアプリケーションにおいては、１５から３５フィートの長さのブリッジタップラインは、４から１０ＭＨｚのバンド内でタップにより誘起されたスペクトラルのヌル状態を生成してしまう。これらのブリッジタップにより誘起されたスペクトラルのヌル状態に加えて、特定のスペクトラルヌル状態を意図的に形成して、他の通信媒体、例えば有害な無線との干渉を最小にしようとしている。
【０００４】
しかし、これらのスペクトラルヌル状態は、周波数領域でスペクトラルがヌルの送信の１つがデータ通信の重要な部分と一致した場合には、問題が生じる。従来、決定フィードバック等化（decision feedback equalized;DFE）技術を用いてデータ伝送がヌル状態に関連する信号損失を認識し修正している。しかし、このようにしてＤＦＥを用いることは、システムが複雑となり、スタートアップ（すなわちデータを再生するために収束すること）が困難となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、スペクトラルがヌルである状態が存在するときに、特にこのようなスペクトラルがヌルとなる状態の量と場所が未知の状態でデータ伝送を行うことのできる受信器の設計を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、同一信号の複数のイメージが異なる周波数で生成され、複数の周波数バンドにおいて収束を提供する。受信ノードにおいては複数のイメージがデジタル受信器のサンプリングにより組み合わせられる。その結果得られた合成ベースバンド信号は、例えば、ブリッジタップにより生成されたスペクトラルがヌル状態が存在しても頑強である。本発明によるシステムは、スタートアップが容易であり、スペクトラルのヌル状態が存在しても、また１つのトーン干渉が存在しても信頼性の高い性能を得ることができる。
【０００７】
本発明の一実施例によれば、本発明は請求項１に記載した特徴を有する。すなわち、入力信号を受信し、そこから複数のイメージを生成するＤ／Ａコンバータと、前記各イメージは、他のイメージとは周波数が異なり、前記Ｄ／Ａコンバータに内在する損失を調整するために複数のイメージのうちの少なくとも１つを補償する補償フィルタとを有することを特徴とするデータ送信器である。また本発明の他の実施例によれば、本発明は請求項１５に記載した特徴を有する。すなわち、複数の周波数ダイバース信号を含むライン信号を受信し、そこから１つのイメージを表すサンプリングされた信号を生成するＡ／Ｄコンバータを有することを特徴とする受信器である。さらに本発明の他の実施例によれば、本発明は請求項２３に記載した特徴を有する。すなわち、メイン信号の複数のイメージを生成するステップと、前記イメージのうちの少なくとも１つのイメージを補償するステップと、前記イメージを出力するステップとを有することを特徴とする信号送信方法である。さらにまた本発明の他の実施例によれば、本発明は請求項２６に記載した特徴を有する。すなわち、複数のイメージを受信するステップと、前記複数のイメージを処理するステップとからなり、１つのイメージの破損されていない部分が別のイメージの破損されたイメージを補償することを特徴とする信号受信方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１において、送信器は、家庭用の電話線を介して他のデバイスと通信するコンピュータ、あるいは電子機器のようなＨｏｍｅＰＮＡネットワーク内で用いられる。データシンボル１０５，データシンボル１０７は、他のデバイスに送信される情報を表し、それぞれ同相整形フィルタ１０９と直交相１１１に与えられ、その後加算器１１３で結合される。同相整形フィルタ１０９，直交相１１１は、例えば１００％の過剰バンド幅整形フィルタであるが、これ以上のよりタイトな過剰バンド幅をアプリケーションによっては採用することができる。データシンボル１０５とデータシンボル１０７のシンボルレートは２．５ＭＢａｕｄであるが、このデータレートは単なる実施例でこれに限られるものではない。実際、如何なるデータレートも本発明では用いることができるが、将来はこれよりも速いデータレートが用いられるであろう。
【０００９】
図１の送信器のフロント−エンド部分（１０９−１１３）は、キャリヤレス振幅と位相（carrier-less amplitude and phase;CAP）の複素伝送系を表す。別法として、本発明は、直交振幅変調（quadrature amplitude modulation;QAM）伝送系にも用いることができ、この場合、サイン変調器とコサイン変調器がそれぞれ同相整形フィルタ１０９と直交相１１１の後に組み込まれる。ＣＡＰとＱＡＭの特徴と利点は、当業者には、公知であるが、このような変調系の決定は、設計的選択事項の１つであり、本発明の概念は他の変調系にも用いることができる。
【００１０】
図２は、加算器１１３の出力点における複素信号の実部部分のプロットを表す。この複素信号は、Ｄ／Ａコンバータ１１５にあたえられ、そして７．５ＭＨｚのサンプリングレートを有する。すなわち、１シンボルあたり３回のサンプルを行う。Ｄ／Ａコンバータ１１５の出力を図３に示す。２．５ＭＨｚに中心があるメイン信号３０１は、５ＭＨｚに中心がある第１イメージ３０３と対となっている。３番目のイメージ３０５と４番目のイメージ３０７の対は、それぞれ１０ＭＨｚと１２．５ＭＨｚに中心を有するが、５番目のイメージ３０９と６番目のイメージ３１１の別の対は、それぞれ１７．５ＭＨｚと２０ＭＨｚに中心を有する。これら３つの対は、単なる一実施例で、さらに別のイメージもより高い周波数で変局ができる。イメージ３０１−３１１の相対的パワーは、Ｄ／Ａコンバータ１１５のサンプリング機能により成形され、これらのイメージの掃引スペクトラムプロットを図４に示す。
【００１１】
２．５Ｍｂａｕｄのシンボルレートにおいては、７．５ＭＨｚのサンプリングレート（Ｔ／３）は、単なる一実施例でこれに限定されるものではない。例えば、図５に示す１０ＭＨｚ（Ｔ／４）、あるいは図６に示す１５ＭＨｚ（Ｔ／６）も用いることができる。より高いサンプリングレートは、低い周波数イメージについては性能を向上させるが、より高い周波数イメージの一部は、周波数スペクトラムの好ましくない領域に存在し、これは連邦の規制を受けることになる。
【００１２】
Ｄ／Ａコンバータ１１５の出力は、ハイパスフィルタ１１７に入力される。このハイパスフィルタ１１７は、ＨｏｍｅＰＮＡ環境で用いられ、あるレベル、例えば７ＭＨｚ以下のほとんど全てのエネルギーを除去して、一般電話サービス（Ｐｌａｉｎ  ｏｌｄ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ；ＰＯＴＳ）とＩＳＤＮと非同期デジタル加入者ライン（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｌｉｎｅ；ＡＤＳＬ）サービスのようなネットワークを共有する低周波数通信との干渉を阻止している。そのためハイパスフィルタ１１７の使用及びこのハイパスフィルタ１１７の特性は、本発明が採用されるアプリケーション及び環境により得られる。ある種のアプリケーションにおいては、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタを採用することもできるが、あるいはフィルタを全く採用しなくてもよい。
【００１３】
本発明の一実施例によれば、ハイパスフィルタ１１７はメイン信号３０１と第１イメージ３０３を除去する。残りのイメージ（３０５−３１１）は、その後補償フィルタ１１９に入力され、そしてこの実施例では、この補償フィルタ１１９はサイン（ｘ）／ｘの補償フィルタでＤ／Ａコンバータ１１５に固有のサイン（ｘ）／ｘの損失を補償する。補償フィルタ１１９を用いてより高次のローブにより見られる損失を補償する。本発明の一実施例においては、補償フィルタ１１９は７ＭＨｚから２２ＭＨｚで正の傾斜の７ｄＢを有し、これが第３のイメージ３０５から第６のイメージ３１１に加えられる。そのためこの実施例によれば、メインイメージ３０１と第１イメージ３０３は、フィルタで除去され、低周波数伝送との干渉がなくなり、そして第３イメージ３０５から第６イメージ３１１は、サンプルの周波数分散の組を与え、スペクトラルヌル状態および単一のトーン干渉のようなエラーソースに対し、態勢を向上させる。その後この信号は、ラインドライバ１２１に与えられ、その後伝送媒体、例えば、電話線１２３に出力される。
【００１４】
本発明の受信器は、受信用デバイスと家庭用電話線ネットワーク（図７）に接続される。ライン７０１は７．５ＭＨｚのサンプリングレートでサンプル／ホールド回路７０３に入力され、さらにＤ／Ａコンバータ７０５に入力されてサンプリングされた信号を生成する。代表的なライン信号を図８に示し、この信号は７．５から２２．５ＭＨｚの間の４個の高周波イメージを含み、そして一般的なサンプリングされたライン信号を図１９に示す。このサンプリングされた信号は、同相フィルタ７０７と直交相フィルタ７０９に与えられ、そしてこのフィルタ処理された信号をスライサー７１１に与えて、ライン７１３、ライン７１５上にデータを生成する。
【００１５】
図１０，１１に示すように本発明は、スペクトラルヌルの存在下においてデータを再生できる単純で頑強なスキームを提供する。図１０は、ライン７０１からのライン信号を示し、これは約１６．６７フィートの長さを有するブリッジタップにより、引き起こされた約９ＭＨｚでスペクトラルヌルを有する。しかし図１１のサンプリングされたライン信号は、図９のサンプリングされたライン信号と同一である。かくしてタップによって引き起こされたスペクトラルヌルは、受信したデータ信号に影響を及ぼさない。この実施例においては、４個の高周波イメージがサンプリングプロセスで互いに重ね合わされており、他の３個のイメージのうちの少なくとも１つのイメージ（この場合他の３個の全てのイメージ）は、ヌルが第１イメージを壊す部分（７．５−１２．５イメージ）において適正な信号を含み、そしてこのサンプリングされたイメージが正確に再生される。
【００１６】
本発明の他の実施例においては、４個の全てのイメージがオーバーラップ部分でヌル状態に曝されており、そして複雑なＤＦＥが必要である。例えば図１２のライン信号に存在するスペクトラルヌルは、サンプリングプロセスにより互いに重ね合わされると図１３に示すような崩壊した信号を生成する。この例は、イメージは互いに重ね合わされて互いの上にスライドしていないことを示している。かくして７．５−１２．５イメージの下部部分のスペクトラルヌル（例えば、９ＭＨｚにおいて）は、１０−１５イメージの上部部分のスペクトラルヌル（１３．５ＭＨｚ）とオーバーラップし、これは残りの２個のイメージに対して１６．５ＭＨｚと２１ＭＨｚのスペクトラルヌルと整合する。かくしてこのようなまずい実施例においては、特定なスペクトラルヌルは、特定のユーザーの家庭内のタップにより引き起こされて、本発明の最も単純な実施例を採用した場合にデータは完全には再生されないような状況を作り出す。
【００１７】
しかし本発明は、大部分の状況において価値があり、かつ利点があり特定の環境の特徴と適合できる。例えば図１４に示すように他の受信器は、図７の同相フィルタ７０７と直交相フィルタ７０９を含む等化リニアイコライザの代わりにディジョンフィードバックイコライザを有する。この他の実施例においては、ＤＦＥはフィルタ１４０１とフィルタ１４０３，加算器１４０５と加算器１４０７，スライサー１４０９とコンプレックスフィードバックフィルタ１４１１を含む。このイコライザは、第１実施例により修正することのできないスペクトラルヌルにより引き起こされたノッチを有する信号を等化することができる。しかしこの実施例はスタートアップが困難で、かつ安定化させることがより困難である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の送信器のブロック図。
【図２】図１の送信器内に配置された加算器の出力点の複素信号の実部部分を表す図。
【図３】図１の送信器内にあるＤ／Ａコンバータの出力のプロットを表す図。
【図４】図３のデータに対応する複数のイメージの代表的な掃引（ｓｗｅｐｔ）スペクトラムのプロットを表す図。
【図５】図１の送信器内のＤ／Ａコンバータの別の出力のプロット図。
【図６】図１の送信器内のＤ／Ａコンバータのさらに別の出力のプロットを表す図。
【図７】本発明の受信器のブロック図。
【図８】図７の受信器が受信した信号のプロットを表す図。
【図９】図８の受信信号から生成されたサンプリングされた信号のプロットを表す図。
【図１０】図７の受信器が受信した別の信号のプロットを表す図。
【図１１】図１０の受信信号から生成したサンプリングされたプロットを表す図。
【図１２】図７の受信器が受信したさらに別の信号のプロットを表す図。
【図１３】図１２の受信信号から生成されたサンプリングされた信号のプロットを表す図。
【図１４】本発明の他の受信器のブロック図。
【符号の説明】
１０５，１０７  データシンボル
１０９  同相成形フィルタ
１１１  直交相
１１３  加算器
１１５  Ｄ／Ａコンバータ
１１７  ハイパスフィルタ
１１９  補償フィルタ
１２１  ラインドライバ
１２３  電話線
３０１  メイン信号
３０３  第１イメージ
３０５−３１１  残りのイメージ
７０１，７１３，７１５  ライン
７０３  サンプル／ホールド回路
７０５  Ｄ／Ａコンバータ
７０７  同相フィルタ
７０９  直交相フィルタ
７１１  スライサー
１４０１，１４０３  フィルタ
１４０５，１４０７  加算器
１４０９  スライサー
１４１１  コンプレックスフィードバックフィルタ
【図１】
0003614762.tif 000002
【図２】
0003614762.tif 000003
【図３】
0003614762.tif 000004
【図４】
0003614762.tif 000005
【図５】
0003614762.tif 000006
【図６】
0003614762.tif 000007
【図７】
0003614762.tif 000008
【図８】
0003614762.tif 000009
【図９】
0003614762.tif 000010
【図１０】
0003614762.tif 000011
【図１１】
0003614762.tif 000012
【図１２】
0003614762.tif 000013
【図１３】
0003614762.tif 000014
【図１４】
0003614762.tif 000015