(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
統合ＤＳＬサーバ回線カードへの組み込みに適した低電力ＤＳＬモデム送信機であって、
前記送信機が送信データを供給された場合に制御チャネル信号成分とデータ・チャネル信号成分とを含む全電力物理フレームを生成する第１の手段と、
前記送信機が送信データを有さない場合に、制御チャネル信号成分および低電力同期信号を有する低電力物理フレームを生成する第２の手段と、
前記第２の手段に応答して、前記第１および第２の手段によって生成されたフレームを選択する第３の手段と、
を含む低電力ＤＳＬモデム送信機。
【請求項２】
前記低電力同期信号はアイドル・パターンである、請求項１記載の低電力ＤＳＬモデム送信機。
【請求項３】
統合ＤＳＬサーバ回線カードへの組み込みに適した低電力ＤＳＬモデム送信機を動作するための方法であって、
送信データがある場合に制御チャネルとデータ・フィールドとを含む第１の全電力物理フレームを生成するステップと、
送信データがない場合に、制御チャネルおよび低電力同期フィールドを有する第２の低電力物理フレームを生成するステップと、
前記第１の全電力物理フレームおよび前記第２の低電力物理フレームを選択的に送信するステップと、
を含む方法。
【請求項４】
前記低電力同期フィールドは、低電力アイドル・パターンを含む、請求項３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、一般に通信システムに関し、さらに詳細に記せば、ディジタル加入者回線（ＤＳＬ）送信機の回線ドライバ電力条件を制御するシステムおよび方法と、ＤＳＬサーバ・カード上に統合された複数個のＤＳＬモデム送信機の回線ドライバによって消費される全電力を制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非対称ディジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）モデムは、現在、リモート・アクセス接続のためのアナログ・モデム技術に代わる高速技術（最大８Ｍｂｐｓ、回線条件に順ず）を提供する。典型的な従来の技術であるＤＳＬ送信機を図１に図示する。従来のＤＳＬ送信機の回線ドライバ中で消費される電力は、ディジタル加入者回線アクセス・マルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）サーバ回線カード上での高いレベルでの統合を実現する上での制限要素となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、クライアントが現在の物理フレームでのデータ受信を意図している（アイドルでない）場合を除き、関連クライアント・モデムに送信される信号の帯域幅を制限することによって（したがって信号中の電力も制限することによって）ＤＳＬサーバ・モデムの回線ドライバの電力要求を低減することである。なお、クライアント・モデムは、各フレーム間隔時に制御チャネルを受信しなければならず、それによって特定の物理フレーム中の残りのデータを受信するか、または破棄するかを決定する。そのようにしてデータがクライアント・モデムによって破棄されようとする場合、サーバ・モデムは、信号のその部分を大幅に低減することによって送信された信号を変更する場合があり、それが発生する限り、データが制御チャネルのコンテンツを変更しないことを意味する。
【０００４】
本発明のさらなる目的は、サブシステム制御装置またはネットワーク処理装置が共通の物理パッケージ（すなわちチップまたはカード）を共有するＤＳＬサーバ・モデム送信機群へのデータ・フローの集約を制限することによって、そのようなＤＳＬモデム群内での回線ドライバ電力をさらに制限可能となることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、低電力ＤＳＬモデム送信機を意図するものであり、統合ＤＳＬＡＭサーバ回線カード中への導入に最適である。その低電力ＤＳＬモデム送信機において、制御チャネル信号成分とデータ信号成分とを含む全電力物理フレームには、制御チャネル信号成分、または制御チャネル信号成分および低電力同期信号成分のみを有する物理フレームが点在する。
【０００６】
なお、本発明の特徴および利点は、ＤＳＬ接続の中央局ＤＳＬＡＭからリモートＣＰＥ（顧客構内機器）に向かうダウンストリーム・データ・パスに焦点を絞っており、したがって、本発明は、（リモートＣＰＥからＤＳＬＡＭに向かう）アップストリーム機能からある程度独立して実施され得る。中央局／ＤＳＬＡＭ送信機は、本発明を実現するために必要とされる独特の機能を含む。ただし、リモートＣＰＥ  ＤＳＬモデム受信機は、制御データのみを含む物理層フレームを認識し、それに応じてその時間間隔中に処理を変更する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１において、標準ＤＳＬモデム送信機１０は、ＤＳＬ接続を介するクライアント・モデムへの伝送に適した物理フレームを準備する。送信機１０は、ケーブル１２を介して不図示の送信元からの信号を受信するブロック１１を含む。ブロック１１は、送信元によって供給される信号が必要とすれば多重化機能を提供する。さらに、ブロック１１は、ＣＲＣ生成、スクランブリング、リード・ソロモン符号化、およびインターリービングを提供する。ブロック１１の出力は、トーン配列、配置符号化、ゲイン・スケーリングを提供するブロック１３に印加される。逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）回路１４は、その出力を、時間領域サンプルのフレーム、直列−並列変換、およびサイクリック・プレフィックス生成を提供するブロック１５に供給する。ブロック１５の出力は送信フィルタ１６、ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１７、およびその出力がＤＳＬにつながる回線ドライバ１８へと順に印加される。
【０００８】
送信されるデータは、一連のブロックに区分され、各データ・ブロックは特定の物理フレームで送信される全データを含む。物理フレームは、回線上で送信される信号の時間領域サンプルのシーケンスにおいて、ＤＳＬ送信機中のＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）動作の結果として生じた部分として定義される。各ブロックに割り当てられるビット数は、リンクに対して交渉されるビット・レートの関数である（たとえば、トーン周波数帯域の数、各周波数帯域の変調の複雑さなど）。各ブロックは、本発明の動作にしたがった制御データを含む制御フィールドと、ユーザ・データを含む１以上のフィールドと、標準オーバーヘッドおよび保守機能のために使用される１以上のフィールドにさらに区分される。各フィールドからのビットは、物理フレームの対応信号成分を生成するために変調される。物理フレームは、制御フィールドからの制御データを運ぶ制御チャネル信号成分、およびユーザ・データ・フィールドからのユーザ・データを運ぶ１以上のデータ・チャネル信号成分を含み、場合によっては他のさまざまなオーバーヘッドおよび保守機能をサポートするためのデータを運ぶ１以上のオーバーヘッド・チャネル信号成分も含む。なお、実際のインプリメンテーションにおいて、さまざまなオーバーヘッドおよび保守フィールドがユーザ・データ・フィールドに加えて送信されるが、本発明に関する限り、それらは追加のデータ・フィールドと同等と考えられる。
【０００９】
本発明の機能上の特徴は、図１（従来技術）を図２と比較することによって理解することができる。なお、各データ・フレームを生成するために必要な機能ブロックは、図１と図２の両方において同様である。ただし、フレーム時間毎に同じタイプの信号を用いてクライアント回線を駆動するかわりに、本発明は、フル・データ・フレームのために使用されるトーンのサブセットを含む第２のフレーム・タイプの時間領域サンプルを生成する。これは、クライアント・データによって変調された全トーン周波数サンプルを削除し、第２の逆ＦＦＴ（ＩＦＦＴ）への入力として、少数のトーン（たとえばパイロット・トーンなど、各リモート・クライアント装置内でタイミングを維持するために必要なトーンに加えて、制御チャネルに対して割り当てられるトーン）のみを残すことによって実現される。なお、特定のデータ・フレームがクライアントに対して伝送されるものであるか否かを決定するのは、クライアントによって使用される、それらの制御トーンからの信号成分である。クライアント・モデムは、制御チャネルを認識できデータを含まないフレームを廃棄することができる程度のみの修正を必要とする。
【００１０】
これは、以下の追加コンポーネントを用いて達成される。制御チャネル生成回路２０は、ブロック１１からの信号（クライアントに対して伝送されるデータがないことを示す）に応答して、クライアントに対して伝送されるデータを有する場合にブロック１１において生成される制御チャネルとフォーマットが同一である制御チャネルを少なくとも含む第２の物理フレームの生成を開始する。制御チャネルに加えて、大部分の情況において、制御チャネル生成回路２０で生成された物理フレーム中に低電力同期信号を含むことが望ましい。制御チャネル生成回路２０で生成された第２の物理フレームは、ブロック１３と構造が同一であるブロック１３’に印加される。ブロック１４および１４’の出力は、導体２２を介して制御チャネル生成回路２０から供給される制御信号によって制御されるフレーム・セレクタ２１によって伝送のために選択される。送信機の残りの部分は、図１に図示する送信機と同一である。
【００１１】
実際のインプリメンテーションにおいて、物理層フレーム間隔毎に２つのＩＦＦＴ計算のうちの１つのみが必要であり、どちらの計算を実行するかは、モデムが送信データを有するか否かに基づいて決定される。換言すれば、フレーム選択機能は、どのＩＦＦＴを計算するかを決定するのであって、どのＩＦＦＴ出力を次段に渡すかを選択するのではない。特定の物理フレーム間隔で必要とされるのは制御フレームか、データ・フレームかに関係なく、同一の時間領域機能が必要とされる（たとえば並列−直列変換、サイクリック・プレフィックスなど）。最後に、送信フィルタは、あるフレームから次のフレームへの円滑な遷移のために使用される。あるいは、この分野では一般的に実行されているように、送信フィルタは、ディジタル−アナログ変換後に、アナログ領域において実現されることが可能である。
【００１２】
代替のインプリメンテーション・オプションは、データ・トーンの振幅をゼロに設定するかわりに、制御フレームにデータ・トーンの低電力アイドル・パターンを定義することである。各トーンの変調において、それぞれの配置点（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ  ｐｏｉｎｔ）は、原点からの距離が等しくないので、同一のトーンがその信号を全配置点全体に均一に分散した場合より、平均するとかなり少ない電力となる配置点のサブセットが通常選択される。このオプションは、クライアント受信機が、データ・フレームと制御フレームとの間の動的遷移に関連する問題を回避する上で役立ち、タイミングおよびゲイン調整の継続的な追跡を容易化することができる。また、送信機制御機能は、データ・フレームと制御フレームとの間で各リンクが経験する遷移の数を最小限におさえるために、後続の制御フレームを送信する前にクライアント装置への複数のデータ・フレームをグループ化するように実行されることが可能である。さらに、送信機制御機能は、クライアント装置中でタイミング回復およびゲイン調整を維持するために、送信するデータがない場合でもクライアント装置に１以上のデータ・フレームを定期的に送信することを要求される場合がある。これを実現するために、送信機は、クライアント受信機が、要求されたパラメータを追跡できるような信号を供給するアイドル・パターン（たとえばスクランブル・パターン）で、１以上のデータ・フレームを埋める。インプリメンテーション・オプションに関係なく、クライアント受信機は、データ・フレームの受信時の信号電力に基づいて信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を計算する。さもなくば、誤ったＳＮＲ計算が実行され、その結果、受信機内で望ましくない影響が発生するおそれがある。また、受信信号のある種のウィンドウ操作は、データ・フレームと制御フレームとの間の境界の遷移による影響を最小限におさえる上で有効な場合がある。
【００１３】
図３において、ＤＳＬＡＭは、コンピュータまたはシステム・コントローラのバス（不図示）への接続のための複数個の接点３１を有する回路カード３０を備える。接点３１は、（不図示のクライアント・モデムに接続された複数個のＤＳＬに対する）データを受信する。サブシステム・コントローラまたはネットワーク・プロセッサ３２は、それぞれコネクタ３４−１〜３４−ｎを介して個別のＤＳＬに接続される適切なＤＳＬモデム３３−１〜３３−ｎへの受信データのフローを管理する。
【００１４】
これらの技術が、最悪の場合の電力要求を制御する上で効果的となるために、サブシステム・コントローラまたはネットワーク・プロセッサ３２は、共通の物理パッケージ（すなわちチップまたはカード）３０を共有する一群のＤＳＬサーバ・モデム送信機３３へのデータの全フローを制限することによって、そのようなＤＳＬモデム群内での回線ドライバ電力をさらに制御することができる。これは、この共通物理パッケージに電力を供給するために電源から要求される総電力を保証するような方法で、またはこの共通物理パッケージ中の総電力消費が所定の目標電力レベルより下に維持されるような方法で、実行され得る。この目標電力レベルは、シャーシ電源、ボードおよびチップを電源に接続する電力分配バス、空気の流れ、シャーシの冷却能力、許容される周辺温度、物理パッケージの放熱特性、またはこれらおよび他の関連特性の組み合わせの物理的制限に基づいて設定される。特定の時間間隔において、グループ内の１以上のＤＳＬ送信機に対して送信すために使用可能なデータ・パッケージが多すぎると、過剰なパケットが後の送信のために待ち行列に入れられることになる。そのような状況が長い時間間隔にわたって継続的に発生する場合、バッファおよび待ち行列は一杯となり、さまざまなフロー制御機構の起動が必要となり、その結果、パケットが廃棄されるか、またはパケットのソースに対する逆圧が発生する。
【００１５】
上記は、本発明を例示しており、本発明を限定するように構成されたものではない。本発明のいくつかの実施形態を詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規の教示および利点から実質的に逸脱することなく多くの修正が可能であることを、容易に理解するであろう。したがって、そのような修正のすべては、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術のＤＳＬモデムの送信機部のブロック図である。
【図２】本発明にしたがって構成されＤＳＬサーバ回線カード中での統合に適したＤＳＬモデムの送信機部のブロック図である。
【図３】取付けられた一群のＤＳＬモデムを有するＤＳＬＡＭ回路カードの概略図である。
【図１】
0003583110.tif 000002
【図２】
0003583110.tif 000003
【図３】
0003583110.tif 000004