(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムにおいて、
送信器と、
複数のユーザに関連する複数の通信チャネルを介して前記送信器に通信的に結合された受信器と、
前記送信器および前記受信器のうちの少なくとも１つに関連する犠牲チャネルに結合され、１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスであって、前記１つまたは複数のプロセッサは、
複数の搬送波に対する雑音サンプルを入手し、
前記入手した雑音サンプルを使用して、前記犠牲チャネルと前記複数の通信チャネルのうちの他のチャネルとの間の結合を判定し、
前記複数のチャネルのうちの他のチャネルにおいて使用される変調タイプを判定し、
前記搬送波を独立に処理して、前記判定された変調タイプと前記判定された結合とに基づいて、前記搬送波のうちのある１つの搬送波に対する雑音モデルを判定し、
前記雑音モデルを前記メモリデバイスに格納する
ように構成されているコンピューティングデバイスとを具備するシステム。
【請求項２】
前記変調タイプは、当該同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムのスペクトル効率を判定するのに使用される請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記１つまたは複数のプロセッサは、ビットローディング情報と搬送波ごとの信号対雑音比（ＳＮＲ）とのうちの少なくとも１つを使用して、前記スペクトル効率を判定するように構成されている請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記雑音モデルは、前記判定された結合と、前記変調タイプと、前記通信システム内に存在するガウス雑音に対する結合を示す結合対雑音比とのうちの少なくとも１つに基づいて更新される請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記１つまたは複数のプロセッサは、前記変調タイプに基づいて、前記搬送波上にロードされたビットの個数を判定するように構成され、
前記搬送波は、離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調を有する請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記１つまたは複数のプロセッサは、コンステレーション形状と、コンステレーションサイズと、前記ＤＭＴ変調を有する前記搬送波によって搬送されるデータを変調するのに使用されるエネルギとのうちの少なくとも１つを判定するようにさらに構成されている請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記１つまたは複数のプロセッサは、
前記雑音レベルに基づいて、前記搬送波上にロードされるべきビットの個数を判定するようにさらに構成されている請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記雑音モデルは、判定された雑音確率密度関数（ＰＤＦ）を含む請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記雑音ＰＤＦは、ガウス雑音ＰＤＦを含む請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のプロセッサは、前記搬送波を搬送するチャネルの自己結合を判定するようにさらに構成され、
前記１つまたは複数のプロセッサは、前記自己結合が前記自己結合に基づいて前記雑音モデルを判定するのに使用されるように構成されている請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記通信システムは、有線ディジタル加入者回線（ｘＤＳＬ）システムである請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記ｘＤＳＬシステムは、超高速ディジタル加入者リンクシステム（ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｌｉｎｋ  ｓｙｓｔｅｍ：ＶＤＳＬ）システムである請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記ｘＤＳＬシステムは、ボンデッドｘＤＳＬシステムである請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の通信チャネルは、ワイヤレス通信チャネルである請求項１記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つまたは複数のプロセッサは、
誤り確率密度関数（ＰＤＦ）に基づいてヒストグラムを導出することと、
前記導出された誤りＰＤＦに基づいて、雑音ＰＤＦの照合モデルを導出することと、
前記搬送波の妨害者の個数を判定することと、
によって前記雑音モデルを判定するように構成されている請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
前記結合は、遠端漏話（ＦＥＸＴ）結合である請求項１記載のシステム。
【請求項１７】
１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスを具備する同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムの雑音特性に基づいてスペクトル効率を最適化する方法において、
前記コンピューティングデバイス内の前記１つまたは複数のプロセッサを使用して、複数の搬送波に対する雑音サンプルを入手することと、
前記コンピューティングデバイス内の前記１つまたは複数のプロセッサを使用し、前記入手した雑音サンプルを使用して、犠牲チャネルと複数の通信チャネルのうちの他のチャネルとの間の結合を判定することと、
前記複数のチャネルのうちの他のチャネルにおいて使用される変調タイプを判定することと、
前記コンピューティングデバイス内の前記１つまたは複数のプロセッサを使用して、前記搬送波を独立に処理して、前記判定された変調タイプと前記判定された結合とに基づいて、前記搬送波のうちのある１つの搬送波に対する雑音モデルを判定することと、
前記判定された雑音モデルを前記メモリデバイスに格納することとを含む方法。
【請求項１８】
前記搬送波上にロードされたビットの個数を判定するために、前記コンピューティングデバイスから、前記コンピューティングデバイスに結合された送信器または受信器に前記判定された雑音モデルを提供することをさらに含む請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信の１つまたは複数のコンピュータ可読命令を有する有形のコンピュータ可読記憶媒体において、
前記コンピュータ可読命令は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、前記１つまたは複数のプロセッサに、
複数の搬送波に対する雑音サンプルを入手させ、
前記入手した雑音サンプルを使用して、犠牲チャネルと複数の通信チャネルのうちの他のチャネルとの間の結合を判定させ、
前記複数のチャネルのうちの他のチャネルにおいて使用される変調タイプを判定させ、
前記搬送波を独立に処理させて、前記判定された変調タイプと前記判定された結合とに基づいて、前記搬送波のうちのある１つの搬送波に対する雑音モデルを判定させ、
前記雑音モデルを前記１つまたは複数のプロセッサに結合されたメモリデバイスに格納させる有形のコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２０】
同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システム通信システム内の送信器において、
１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスであって、前記１つまたは複数のプロセッサは、
複数の搬送波に対する雑音サンプルを受信器から入手し、
前記入手した雑音サンプルを使用して、犠牲チャネルと複数の通信チャネルのうちの他のチャネルとの間の結合を判定し、
前記複数のチャネルのうちの他のチャネルにおいて使用される変調タイプを判定し、
前記搬送波を独立に処理して、前記判定された変調タイプと前記判定された結合とに基づいて、前記搬送波のうちのある１つの搬送波に対する雑音モデルを判定し、
前記送信器の出力端子で、情報を有する搬送波信号の送信のスペクトル効率を最適化するのに前記雑音モデルを使用する
ように構成されている、コンピューティングデバイスを具備する送信器。
【請求項２１】
同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システム内の受信器において、
１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスであって、前記１つまたは複数のプロセッサは、
前記受信器の入力端子で複数の搬送波に対する雑音サンプルを入手し、
前記入手した雑音サンプルを使用して、犠牲チャネルと複数の通信チャネルのうちの他のチャネルとの間の結合を判定し、
前記複数のチャネルのうちの他のチャネルにおいて使用される変調タイプを判定し、
前記搬送波を独立に処理して、前記判定された変調タイプと前記判定された結合とに基づいて、前記搬送波のうちのある１つの搬送波に対する雑音モデルを判定し、
前記受信器の前記入力端子で受信される前記搬送波内のビットの個数を計算するのに前記雑音モデルを使用する
ように構成されているコンピューティングデバイスを具備する受信器。
【請求項２２】
変調タイプは、少なくとも、ビットローディングの既知のレベルに関するビット誤り率（ＢＥＲ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージン、またはその組合せに基づいて、前記同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムのスペクトル効率を最適化するのに使用される請求項２１記載の受信器。
【請求項２３】
前記１つまたは複数のプロセッサは、
前記犠牲チャネル以外の１つまたは複数の妨害者チャネルがない、前記受信器で受信された同期化シンボル上の背景加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）レベルを判定するようにさらに構成されている請求項２１記載の受信器。
【請求項２４】
前記同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムは、同期式非Ｇ．９９３．５超高速ディジタル加入者リンク（ＶＤＳＬ）システムである請求項２１記載の受信器。
【請求項２５】
前記同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムは、同期式Ｇ．９９３．５ＶＤＳＬシステムである請求項２１記載の受信器。
【請求項２６】
前記同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムは、ワイヤレス通信システムである請求項２１記載の受信器。
【請求項２７】
前記１つまたは複数のプロセッサは、前記雑音サンプルを入手し、前記結合を判定し、前記雑音モデルを判定し、アップストリーム通信経路とダウンストリーム通信経路とに関して前記雑音モデルを使用するように構成されている請求項２１記載の受信器。
【請求項２８】
前記判定された雑音モデルは、前記搬送波上のビットローディングを最適化するために少なくとも１つの送信器に提供される請求項２１記載の受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている、２０１１年２月８日に出願した米国特許仮出願第６１／４４０，４８９号、名称「ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＩＭＰＲＯＶＩＮＧ  ＳＰＥＣＴＲＡＬ  ＥＦＦＩＣＩＥＮＣＹ  ＯＦ  ＣＲＯＳＳＴＡＬＫ  ＮＯＩＳＥ  ＩＭＰＡＩＲＥＤ  ＵＳＥＲＳ  ＩＮ  ＳＹＮＣＨＲＯＮＩＺＥＤ  ＭＵＬＴＩ  ＷＩＲＥ  ＳＹＳＴＥＭＳ」の優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示の態様は、一般に、通信システムに関し、より詳細には、同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信において、スペクトル効率を改善し、漏話雑音によって損なわれた通信チャネルの漏話雑音ソースをプロファイリングするシステムと方法とに関する。
【背景技術】
【０００３】
同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信技術（たとえば、高速ワイヤレスまたはディジタル加入者回線（ｘＤＳＬ））は、近年、高速インターネットアクセスの需要に応じて開発されてきた。たとえば、有線通信システムでは、ｘＤＬＳ技術は、先在する電話システムの通信媒体を利用する。したがって、旧来の電話システム（ｐｌａｉｎ  ｏｌｄ  ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  ｓｙｓｔｅｍ：ＰＯＴＳ）とｘＤＬＳシステムの両方が、ｘＤＳＬ互換顧客構内について共通の回線を共有する。ｘＤＳＬシステム（たとえば、Ｖｅｒｙ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  ＤＳＬシステムすなわちＶＤＳＬシステム）は、複数の銅線対によって形成されるケーブルバンドルを介するマルチキャリア伝送を用い、各対は、通常、異なる顧客にサービスする。
【０００４】
同様に、ワイヤレス通信システムは、情報を有する複数の搬送波がそれを介して送信される複数の通信チャネルを含む。ワイヤレスチャネルでは（有線チャネルのケーブルバンドルと同様に）、電磁現象が、通常、ユーザ間の干渉を生じ、その中で、遠端漏話（ＦＥＸＴ）は、システム性能を大きく損なう可能性がある。対象のユーザ（犠牲者ユーザと称する）によって見られるＦＥＸＴ雑音は、他のユーザ（妨害者と称する）のそれぞれのために送信された信号ならびに犠牲者ユーザのデータと妨害者のデータとを搬送する隣接するチャネルおよび／またはケーブル対の間の電磁結合に依存する。
【０００５】
伝統的に、高速のワイヤレスシステムと有線システム（たとえば、ｘＤＳＬ）とは、ＦＥＸＴ雑音結合と妨害者変調との情報を考慮に入れていない。というのは、通信システムのスペクトル効率を判定する際に考慮される唯一の情報が、雑音が正規分布であるという仮定の下で集計雑音（ａｇｇｒｅｇａｔｅ  ｎｏｉｓｅ）の分散の測定から導出される信号対雑音比（ＳＮＲ）であるからである。具体的に言うと、従来のワイヤレスシステムと有線システム（たとえば、ｘＤＳＬ）とは、測定されたＳＮＲの逆数に比例する分散を有する加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ：Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ）モデルに基づいてビットローディング（ｂｉｔ  ｌｏａｄｉｎｇ）メトリックスを計算する。しかし、ＡＷＧＮモデルへのそのような過度の依存は、ビットローディングおよび／またはＳＮＲマージンの不正確な計算につながる可能性がある。この準最適計算は、複数のユーザが同期化される有線ｘＤＳＬシステムで観察されるだけではなく、有線通信システムであれワイヤレス通信システムであれ、同期化された妨害者からの自己ＦＥＸＴ雑音に悩むすべての同期化されたマルチユーザマルチキャリアシステムで観察される。
【０００６】
したがって、求められていることは、ＡＷＧＮモデルだけに頼るのではなく、ＦＥＸＴ雑音と妨害者変調との影響を考慮に入れた、通信システムの特性を表す、より正確な雑音モデルである。
【発明の概要】
【０００７】
同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信のシステムと、方法と、その命令を有するコンピュータ可読媒体とを提供する。たとえば、同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムは、送信器と、複数のユーザに関連する複数の通信チャネルを介して送信器に通信的に結合された受信器と、送信器および受信器のうちの少なくとも１つに結合され、１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスとを含む。１つまたは複数のプロセッサは、複数の通信チャネルの雑音サンプルを入手し、複数の通信チャネル上の搬送波間の結合を判定し、雑音サンプルおよび判定された結合に基づいて搬送波の雑音モデルを判定し、雑音モデルをメモリデバイスに格納するように構成されている。
【０００８】
たとえば、１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスを備える同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムの雑音特性に基づいてスペクトル効率を最適化する方法が提供される。この方法は、コンピューティングデバイス内の１つまたは複数のプロセッサを使用して、複数の通信チャネルの雑音サンプルを入手することと、コンピューティングデバイス内の１つまたは複数のプロセッサを使用して、複数の通信チャネル上の搬送波間の結合を判定することと、コンピューティングデバイス内の１つまたは複数のプロセッサを使用して、雑音サンプルおよび判定された結合に基づいて搬送波の雑音モデルを判定することと、判定された雑音モデルをメモリデバイスに格納することとを含む。
【０００９】
たとえば、同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信の１つまたは複数のコンピュータ可読命令を有する有形のコンピュータ可読記憶媒体が提供される。命令は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、１つまたは複数のプロセッサに、複数の通信チャネルの雑音サンプルを入手させ、複数の通信チャネル上の搬送波間の結合を判定させ、雑音サンプルおよび判定された結合に基づいて搬送波の雑音モデルを判定させ、雑音モデルを１つまたは複数のプロセッサに結合されたメモリデバイスに格納させる。
【００１０】
たとえば、同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システム通信システム内の送信器が提供される。この送信器は、１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを有するコンピューティングデバイスであって、１つまたは複数のプロセッサは、複数の通信チャネルの雑音サンプルを受信器から入手し、複数の通信チャネル上の搬送波間の結合を判定し、雑音サンプルおよび判定された結合に基づいて搬送波の雑音モデルを判定し、送信器の出力端子で情報を有する搬送波信号の送信のスペクトル効率を最適化するのに雑音モデルを使用するように構成されている、コンピューティングデバイスを含む。
【００１１】
たとえば、同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システム内の受信器は、１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスを含む。１つまたは複数のプロセッサは、受信器の入力端子で複数の通信チャネルの雑音サンプルを入手し、複数の通信チャネル上の搬送波間の結合を判定し、雑音サンプルおよび判定された結合に基づいて搬送波の雑音モデルを判定し、受信器の入力端子で受信される搬送波内のビットの個数を計算するのに雑音モデルを使用するように構成されている。
【００１２】
一実施形態によれば、用語「ＦＥＸＴ雑音」は、送信器端から離れた端の受信器によって見られる遠端漏話雑音を包含することが意図されているものとすることができる。
【００１３】
一実施形態によれば、用語「犠牲者」は、１つまたは複数の他のチャネルまたは有線によって影響される任意の単一のチャネルまたは有線を包含することが意図されているものとすることができる。
【００１４】
一実施形態によれば、用語「妨害者」は、少なくとも別のチャネルまたはケーブルバンドル内の有線ケーブルの通信メトリックスに影響する任意の通信経路または有線を包含することが意図されているものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１Ａ】一実施形態が実施される環境またはシステムを示す図。
【図１Ｂ】一実施形態による例示的なシステムモデルを示す図。
【図２】一実施形態による、搬送波トーンまたは搬送波周波数における例示的な二（２）点二位相シフトキーイング変調（ｂｉｎａｒｙ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＢＰＳＫ）に関する、ガウス雑音の確率密度関数（ＰＤＦ）、単一の妨害者に関するＦＥＸＴ雑音、およびガウス雑音ＰＤＦとＦＥＸＴ雑音ＰＤＦとの集計を示す例示的なグラフ。
【図３Ａ】一実施形態による、搬送波トーンにおける例示的な無限の複数レベル位相シフトキーイング変調（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｌｅｖｅｌ  ｐｈａｓｅ  ｓｈｉｆｔ  ｋｅｙｉｎｇ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＭＰＳＫ）に関する、ガウス雑音の確率密度関数（ＰＤＦ）、単一の妨害者に関するＦＥＸＴ雑音、およびガウス雑音ＰＤＦとＦＥＸＴ雑音ＰＤＦとの集計を示す例示的なグラフ。
【図３Ｂ】一実施形態による、搬送波トーンにおける４−ＱＡＭ（直角位相振幅変調）を用いる２妨害者の例に関する、ガウス雑音ＰＤＦとＦＥＸＴ雑音ＰＤＦとの集計の確率密度関数（ＰＤＦ）を示す例示的なグラフ。
【図３Ｃ】一実施形態による、搬送波トーンにおける二点ＱＰＳＫを用いる２妨害者の例に関する、ガウス雑音ＰＤＦとＦＥＸＴ雑音ＰＤＦとの集計の確率密度関数（ＰＤＦ）を示す例示的なグラフ。
【図３Ｄ】一実施形態による、搬送波トーンにおける一点ＱＰＳＫを用いる２妨害者の例に関する、ガウス雑音ＰＤＦとＦＥＸＴ雑音ＰＤＦとの集計の確率密度関数（ＰＤＦ）を示す例示的なグラフ。
【図４】一実施形態による、ＳＮＲとさまざまなＦＥＸＴ対ＡＧＷＮ雑音比（ＦＡＲ）との関数としての誤り確率を示す例示的なグラフ。
【図５】一実施形態による、異なるＦＥＸＴコンステレーションの下の１０-7のＢＥＲでの二位相シフトキーイング（ＢＰＳＫ）ビットをロードする訂正利得を示す例示的なグラフ。
【図６】一実施形態による、スライサ誤りを入手するための高速フーリエ変換（ＦＦＴ）出力でのトーンごとの受信器方式を示す図。
【図７】一実施形態による、ＦＥＸＴ雑音と妨害者変調との影響を分析するプロセスを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面のインデックス「ｎ」が、対応する要素の整数を指し、ｎが、当業者によって企図される１から任意の整数値まで変化し得ることに留意されたい。
【００１７】
図１Ａに、同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システム１００の高水準の非限定的な例を示す。例のみとして、システム１００は、イーサネット（登録商標）、ｘＤＳＬ、ボンデッドｘＤＳＬ（ｂｏｎｄｅｄ  ｘＤＳＬ）、同軸、銅線、光、または他のタイプの有線通信システムを含むことができる。代替案では、システム１００は、ワイヤレスチャネルを含むことができ、したがって、ワイヤレス通信システムとすることができる。システム１００は、一端で複数のソースＳ（１）〜Ｓ（ｎ）に、他端でたとえば通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）を介して通信媒体またはチャネル１０２に電磁的に、電気的に、および／または光学的に結合される中央局ＣＯ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｏｆｆｉｃｅ）をも含むことができる。たとえば、通信経路を、ワイヤレス経路（たとえば、空気）または有線経路（たとえば、ケーブルワイヤ）とすることができるが、通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）は、当業者に既知の他の通信経路（たとえば、光学経路）を含むことができ、漏話と妨害者変調との影響は、通信媒体１０２またはチャネル内の経路ごとに存在する。受信された通信信号は、処理され、中央局ＣＯ送信器Ｔ（１）〜Ｔ（Ｎ）からエンドユーザまたは受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）に送信され、このエンドユーザまたは受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）のうちの１つのユーザが、雑音特性がさまざまな実施形態に従って分析される犠牲者ユーザとして選択される。
【００１８】
限定ではなく例としてのみ、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）は、当業者に既知のように、アンテナを介する衛星通信、データソースからの同軸ケーブル、光ケーブルを介する光送信器、ケーブルバンドル内のＤＳＬ送信器と他の有線送信器と、マルチユーザマルチパスチャネルを介するワイヤレス送信器を含むことができる。エンドユーザまたは受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）は、標準電話機ユーザ、携帯電話機ユーザ、ケーブルモデム、ＤＳＬモデム、受動光ネットワーク（ＰＯＮ）受信器、または当業者に既知の他のタイプの受信器を含むことができる。一実施形態では、システム１００は、同期化されたマルチキャリアマルチユーザシステムである。たとえば、通信媒体１０２の一部は、ワイヤレス媒体、光媒体、有線媒体、および類似物など、異なる媒体を表すことができる。
【００１９】
中央局ＣＯは、外部ソースＳ（１）〜Ｓ（ｎ）からの受信された信号を送信のために処理するように構成されたハードウェアデバイスを含む。そのようなハードウェアデバイスは、プロセッサと、前置増幅器と、フィルタと、クロックと、他の電子回路網とを含むことができる。一実施形態では、ソースＳ（１）〜Ｓ（ｎ）は、オプションであり、中央局ＣＯ自体を、情報またはデータのソースとすることができる。たとえば、中央局ＣＯは、１つまたは複数のクロックＣによって刻時され、有線またはケーブルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）を介してデータ信号を送信するように構成された送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）と、雑音特性を分析し、その結果をその中の１つまたは複数のメモリデバイスに格納するように構成された１つまたは複数のプロセッサを有するコンピューティングシステム１０６とを含む。一実施形態では、同様に、図１Ａに示されているように、コンピューティングシステム１０６内のコンポーネントに似ているが受信された信号とデータとを処理するコンポーネントを有するコンピューティングシステム１０８を、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）と同一の位置に配置し、またはこれに個別に接続することができる。一実施形態では、コンピューティングシステム１０８を、１つまたは複数の受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）に接続することができる。限定ではなく例としてのみ、有線Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）を、当業者に既知の、それぞれが対にされたケーブルとして形成される標準電話ケーブルとすることができる。
【００２０】
一実施形態では、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）を、顧客構内側（「ＣＰＥ」と称する）に配置することができ、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）を、中央局ＣＯ側で同一位置に配置することができることに留意されたい。また、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）と受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）との両方を、両方向伝送のために両側に配置することができ、ここで、中央局ＣＯからＣＰＥに向かう方向を、概してダウンストリーム方向と称し、ＣＰＥからＣＯに向かう方向を、概してアップストリーム方向と称することに留意されたい。
【００２１】
たとえば、ＤＳＬ展開では、サービス要求に従う電話ケーブル内のワイヤ対の割当は、通常、実際の構成の少数の正確な記録を用いる対利用のランダム分布をもたらす。通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）の物理的近接（たとえば、バンドルされたケーブルまたは近くのワイヤレス経路内、ケーブル内の対撚りの存在下、ならびにケーブル分岐、ケーブルスプライシング、および類似物のゆえに）に起因して、隣接する回線またはチャネルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）間の電磁干渉によって引き起こされる漏話は、しばしば、システム１００の伝送環境内の重大な雑音ソースである。さらに、漏話は、対撚りにもかかわらず、ケーブル分岐またはケーブルスプライシングが行われ得るケーブル内で発生する可能性があり、ワイヤ対（たとえば、ケーブルＬ（１））が、対の長さに沿った異なる部分にまたがって多数の異なる対に非常に近接する場合がある。たとえば、中央局ＣＯなどの電話中央局では、非常に近接する対が、特にかなり異なる長さの対に関して信号レベルと受信器感度とのかなりの差を有する、さまざまな変調方式を使用する多様なタイプのサービスを搬送する可能性がある。
【００２２】
システム１００では、概して、特徴を表される２タイプの漏話機構があり、その一方はＦＥＸＴであり、他方は近端漏話（ＮＥＸＴ）である。ＦＥＸＴは、妨害される対（たとえば、Ｌ（１））の受信器（たとえば、Ｒ（１））が、通信回線の、妨害する対の送信器から遠い端に配置されるときに発生する電磁結合を指す。自己誘導された遠端漏話（自己ＦＥＸＴ）は、概して、影響される回線すなわち「犠牲者回線」と同一タイプのサービスのために提供される隣接する回線によって引き起こされる干渉を指す。
【００２３】
対照的に、ＮＥＸＴは、ワイヤ対（たとえば、Ｌ（１））の一端に接続された、妨害する送信器と同一の端でメッセージチャネル内の干渉を引き起こす妨害するソースから生じる。中央局ＣＯでＶＤＳＬシステムを同期化することによって、周波数複信変調システムでのＮＥＸＴ妨害を除去することができ、その結果、自己ＦＥＸＴが、主要な漏話雑音として残る。犠牲者ユーザ（たとえば、受信器Ｒ（１）のユーザ）によって見られるＦＥＸＴ雑音は、他のユーザ（妨害者と称する）のそれぞれのために送信された信号ならびに犠牲者のデータと妨害者のデータとを搬送するチャネルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）の対間の電磁結合に依存する。
【００２４】
一実施形態では、同期化されたマルチキャリアマルチユーザ通信システムであるｘＤＳＬシステムは、ＶＤＳＬシステムとして構成されるとき、情報が周波数領域で独立のトーンにまたがって変調されるように、離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調を使用する。各トーン「ｑ」は、たとえば、４ｋＨｚまたは８ｋＨｚシンボルレートで直角位相振幅（ＱＡＭ）で変調され、１トーンあたり１から１５個のビットコンステレーション上で符号化された独立の情報を搬送するが、当業者によって企図され得るように、他のタイプの変調と、ビットコンステレーション形状と、コンステレーションサイズと、コンステレーションエネルギとを、他のｘＤＳＬシステムについて使用することができる。
【００２５】
一実施形態では、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）を使用する送信のスペクトル効率は、アップストリーム方向とダウンストリーム方向との両方に沿った送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）と受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）とのトレーニングフェーズ中に導出されるビットローディングアルゴリズムを介して最大化される。送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）からの実際の送信中にリアルタイムでまたは他のときにＦＥＸＴ雑音特性を分折することによって、スペクトル効率を最大化することもできることを了解されたい。用語「アップストリーム」は、信号が受信端から（たとえば、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）から）送信端へ（たとえば、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）へ）伝播する方向と定義される。そのようなアップストリーム信号は、フィードバック信号またはビットローディングアルゴリズムを調整する他の信号を搬送することができる。同様に、用語「ダウンストリーム」は、信号が送信端から（たとえば、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）から）受信端へ（たとえば、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）へ）伝播する方向と定義される。
【００２６】
送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）と受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）との間のトレーニングフェーズ中に、従来の通信システムは、通常、トーンまたは搬送波周波数のそれぞれで実数方向と虚数方向とに等しく分布するＡＷＧＮとして雑音を仮定する。対照的に、本開示の一実施形態では、雑音の真の雑音特性（たとえば、確率密度関数すなわちＰＤＦ）が計算される。搬送波トーンｑごとの計算された雑音特性判定から、最適化された容量が、たとえば１０-7のビット誤り率（ＢＥＲ）を達成するために、アップストリーム方向でコンピューティングシステム１０６および／またはダウンストリーム方向でコンピューティングシステム１０８を使用して導出されまたは計算されるが、他の値のＢＥＲを、システム１００が使用され得る特定の応用に応じて選択することができる。各トーンｑは、独立に処理され、次の説明では１つのトーンだけが説明されるが、本プロセスを、アップストリームであれダウンストリームであれ、通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）上でそれぞれの搬送波トーンによってサービスされるユーザのそれぞれについて個別に、ケーブルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）上の所与のデータストリームの各トーンに一般化することができる。
【００２７】
雑音のプロパティと分析
たとえば一実施形態ではｘＤＳＬ通信システムなどの例示的な同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムでは、中央局ＣＯで同一位置に配置される送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）は、概して、周波数において同期化され、すべてが、時間において整列され、１つまたは複数のクロックＣによって提供される４ｋＨｚまたは８ｋＨｚで動作するシンボルクロックを有する。独立だが同期式の送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）が、そのシンボルクロックを時間において整列されるとき、マルチユーザマルチキャリアＤＭＴ変調方式は、すべての独立の送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）のすべてのトーンが、隣接する周波数上で変調されるときに、そのようなトーンのエネルギが周波数において効果的に部分的にオーバーラップする可能性がある場合であっても、直交のままになることを保証する。同一の周波数で変調される、独立だが同期式の送信器のトーンだけが、制限された形でお互いに干渉する可能性がある。
【００２８】
図１Ｂを参照すると、システム１００の雑音特性を分析するトーンごとのシステムモデル１５０が示されている。モデル１５０では、犠牲者送信器（たとえば、犠牲者受信器Ｒ（１）に関連する送信器Ｔ（１））は、所与の周波数で、トーンｑ上で情報ｘを変調し、これによって、チャネルＨ（たとえば、通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）を備える）を介する大きさと位相との変化を経験する。チャネルＨの出力では、同期式で位相整列された妨害者ｘfのＦＥＸＴ成分と一緒にＡＷＧＮ雑音ｗが追加され、この妨害者ｘfは、ＦＥＸＴ結合チャネルパラメータｃを介する大きさと位相との変化を経験する。周波数領域では、妨害者ごとに単一のトーンだけが、同期化された送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）によって送信された搬送波の直交プロパティに起因して、任意の犠牲者回線の対応するトーンと干渉する。この直交プロパティは、犠牲者回線によって知覚される自己ＦＥＸＴ雑音の特定の構造につながる。その結果、システム１００の複数の通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）（たとえば、ケーブルバンドル内のケーブル対）内の特定の通信形路上の出力ｙを、行列方程式（１）を使用して、
【数１】
0005989008.tif 000002
【００２９】
と表すことができる。ここで、
【数２】
0005989008.tif 000003
【００３０】
は、副搬送波ｑのそれぞれ送信信号と受信信号とを含むＭ次元列ベクトルであり、Ｍは、通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）の個数以下の整数であり、
【数３】
0005989008.tif 000004
【００３１】
は、Ｍ次元ＡＷＧＮであり、各要素
【数４】
0005989008.tif 000005
【００３２】
は、標準偏差
【数５】
0005989008.tif 000006
【００３３】
を有し、Ｈ[q]は、副搬送波ｑのＭｘＭチャネル行列である。ＤＳＬ媒体の特性を利用すると、Ｈ[q]は、通常、行列方程式（２）〜（４）に分解される。
【数６】
0005989008.tif 000007
【００３４】
ここで、ＩMは、ＭｘＭ単位行列であり、Λ[q]は、Ｈ[q]の、
【数７】
0005989008.tif 000008
【００３５】
と表される対角要素を含む対角行列である。回線ｊでの回線ｉ（ｊ≠ｉ）の寄与は、非対角行列Ｃ[q]に含まれる。Ｃ[q]の各要素
【数８】
0005989008.tif 000009
【００３６】
は、第ｑ副搬送波帯での回線ｉと回線ｊとの間の結合の特徴を表す。単一の犠牲者回線ｉについて、式（１）の行列の形を、式（３）に還元することができる。
【数９】
0005989008.tif 000010
【００３７】
ここで、
【数１０】
0005989008.tif 000011
【００３８】
は、第ｉ回線と第ｊ回線との間の結合を示す。式（３）の合計は、ＦＥＸＴ雑音寄与を定量化する。以下では、表記を単純にするために、副搬送波インデックスｑが、式内で使用されない。それでも、本開示のすべての導出が、副搬送波ごとの基礎で行われることに留意されたい。さらに、チャネル行列Ｈ[q]の要素（または、同様に、
【数１１】
0005989008.tif 000012
【００３９】
および
【数１２】
0005989008.tif 000013
【００４０】
と）が既知である、すなわち、システム１００によって正確に推定され得ると仮定することができる。
【００４１】
図２に、上で展開された式による、所与のトーンにおける例示的な二（２）点二位相シフトキーイング変調（ＢＰＳＫ）に関する、ガウス雑音の確率密度関数（ＰＤＦ）、単一の妨害者に関するＦＥＸＴ雑音、およびガウス雑音ＰＤＦとＦＥＸＴ雑音ＰＤＦとの集計との例示的なプロットを示す。図２は、単一の支配的妨害者ＦＥＸＴ雑音と背景ＡＷＧＮとによって形成される加法性雑音を有する副搬送波チャネルを介する送信の１次元モデルとしてモデル１５０を示すが、モデル１５０を、一方ではｘＤＳＬシステム（たとえば、システム１００）内の副搬送波が２次元（ＱＡＭ）信号を搬送でき、他方ではＦＥＸＴ雑音が複数の妨害者によって引き起こされ得るという点で、システム１００の実際の雑音条件の単純化された例示とすることができる。それでも、本開示に鑑みて、当業者は、より複雑で現実的なシステムの研究を単純化するための対応する結果をもたらすためにモデル１００を拡張することができる。
【００４２】
単一の支配的な妨害者ＦＥＸＴ雑音の仮定を考慮して、（３）を
【数１３】
0005989008.tif 000014
【００４３】
と書き直すことができ、ここで、ｉは、犠牲者回線のインデックスであり、ｊは、回線ｉに関する最も支配的な妨害者のインデックスである。表記をさらに単純化するために、λiとμijとを、それぞれλとμとに改名する。成分μｘjを、支配的ＦＥＸＴ雑音と称する。複数ＦＥＸＴ妨害者環境（すなわち、Ｍ＞２）では、本開示の範囲から逸脱せずに、非支配的妨害者の寄与が背景雑音ｗiに含まれると仮定することができる。
【００４４】
上で注記したように、システム１００が、無ＦＥＸＴ雑音ではないとき、同期化されたｘＤＳＬ犠牲者（たとえば、受信器Ｒ（１））への１つのｘＤＳＬ妨害者（たとえば、通信経路Ｌ（１）上）によって誘導される雑音の確率密度関数（ＰＤＦ）は、正規分布ではない。そうではなく、ＰＤＦは、妨害者回線の変調が制限されたサポートのコンステレーションサイズ（たとえば、ＱＡＭ−４コンステレーション）を有するＱＡＭなので、離散的な性質を有するが、誘導される雑音のそのような離散的性質は、他のタイプの変調方式を用いるシステム（たとえば、振幅シフトキーイングすなわちＡＳＫおよび類似物）に存在する。この例では、妨害者トーンのコンステレーションサポートは、通常、妨害者の変調の性質に固有に起因して、有限の振幅を有する方形形状またはクロス形状である可能性がある。その特定の周波数での妨害者信号の離散レベルは、送信コンステレーションのさまざまな点に対応し、この送信コンステレーションは、例としてのみ、サイズにおいて１ビットから１５ビットまでの範囲にわたる可能性がある。さらに、本開示では、１次元ＰＤＦに言及するが、本開示を読む当業者は、１次元ＰＤＦをより高次元のＰＤＦ（たとえば、２次元ＰＤＦ）に拡張することができる。
【００４５】
図２を参照すると、１つの方向に沿った、所与の犠牲者トーンにおける周波数領域で現れるときの、ＡＷＧＮ成分２０２の見積の例と、ＡＳＫ変調されたトーンの１つの妨害者ＦＥＸＴ雑音成分２０４の見積の例とが示されている。さらに、図２は、ＡＷＧＮ成分２０２と同等のＡＧＷＮから作られる集計された雑音成分２０６の確率密度関数（ＰＤＦ）の見積と、ＦＥＸＴ成分２０４と同等のＦＥＸＴ成分のＰＤＦの見積とが示されている。図から分かるように、集計された雑音成分２０６のＰＤＦは、もはや性質において正規分布であるのではなく、ＡＳＫ妨害者の２つの離散点の１方向での見積をそれぞれ中心とする２つの正規分布曲線に見える。集計された雑音成分２０６の結果のＰＤＦは、ＡＷＧＮ成分２０２のＰＤＦとＦＥＸＴ成分２０４のＰＤＦとを一方向で一緒に畳み込むことによって得ることができる。
【００４６】
図３Ａを参照すると、一方向に沿った複数レベルＡＳＫ変調されたトーンの、ＡＷＧＮ成分３０２のＰＤＦの例と、１つの妨害者のＦＥＸＴ妨害者雑音成分３０４のＰＤＦの例とが示されている。妨害者コンステレーション内の点の個数が、コンステレーションのサイズに伴って増加するので、ＦＥＸＴ妨害者雑音成分３０４の見積は、性質において事実上連続的に見え、変調のレベルの数が増えるとき、妨害者のコンステレーションの制限されたサポートにわたって均一に分布する。
【００４７】
さらに、図３Ａは、ＡＷＧＮ成分とＦＥＸＴ妨害者雑音成分との両方からなる、集計雑音成分３０６のＰＤＦを示す。集計雑音成分３０６の結果のＰＤＦは、やはり、ＡＷＧＮ成分３０２とＦＥＸＴ妨害者雑音成分３０４との２つの雑音のＰＤＦを畳み込むことによって入手することができる。ＦＥＸＴ雑音成分３０４のＰＤＦは、均一であり、ＡＷＧＮ成分３０２のＰＤＦは正規分布なので、得られる集計雑音成分３０６の結果のＰＤＦは、もはや性質において正規分布ではない。
【００４８】
図２および図３を、妨害者のコンステレーションが２次元ＱＡＭコンステレーションである場合であっても、犠牲者のトーンの複素平面の２つの次元の１つ（ＸまたはＹ）に沿った妨害者雑音とＡＷＧＮ雑音とのＰＤＦと解釈することもできることに留意されたい。具体的には、犠牲者トーンへの妨害者の結合が０度、９０度、１８０度、または２７０度であるとき、必ず、ＰＤＦのそのようなパターンを観察することができる。その場合に、図２のＰＤＦ２０４は、犠牲者トーンのＸ次元またはＹ次元のいずれかでの４‐ＱＡＭ妨害者コンステレーションの見積を表す。同様に、図３ＡのＰＤＦ３０４は、０度、９０度、１８０度、または２７０度の可能な回転を伴って犠牲者トーンに結合する、多数ビット／ビン（たとえば、１５）妨害者のコンステレーションの見積を表してもよい。実際に、任意の所与のトーン上で犠牲者回線によって知覚されるＦＥＸＴ雑音成分２０４と３０４との実際のＰＤＦは、妨害者の２次元変調方式のＰＤＦプロパティだけではなく、位相と大きさとの両方での特定の周波数でのＦＥＸＴ結合にも依存する。結果のＰＤＦは、この３つのパラメータに基づいて変化する。したがって、図２〜３Ａは、ＡＳＫに関連するＰＤＦを示すが、当業者が、本開示に鑑みて、この分析を他の形の変調に拡張することを企図できることに留意されたい。限定ではなく例としてのみ、他のタイプの変調方式、たとえばＢＰＳＫおよびＡＳＫ、ＱＡＭに関する雑音分析が、その全体が参照によって本明細書に組み込まれている米国特許仮出願第６１／４４０，４８９号で実行され、単に繰返しを避けるために、他のタイプの変調方式に関するそのような分析は、本明細書では説明しない。
【００４９】
自己ＦＥＸＴシナリオすなわち、通信経路または単一の有線内での自己結合について、妨害者変調のＰＤＦプロパティを、妨害者自体がそのビットローディングと先験的な既知のコンステレーション形状とに基づいて、１ビットから１５ビットまでを有するＱＡＭシンボルをトーンごとに送信するｘＤＳＬ回線であると期待されるとき、犠牲者によって知ることができるが、上で注記したように、代替案では、妨害者は、本開示を読んだ後に当業者が企図し得るように、他の変調特性を有することができる。犠牲者受信器（たとえば、Ｒ（１））が、各妨害者のビットローディングの知識を有し、コンステレーションの形状を仮定できる場合には、犠牲者受信器は、犠牲者への各妨害者のＦＥＸＴ結合が位相と大きさとの両方で既知であるならば、どの周波数においても妨害者変調のＰＤＦを正確に判定することができる。犠牲者受信器（たとえば、Ｒ（１））が、各妨害者のビットローディングの知識を有しない場合には、妨害者のデータに関する連続変調または方形コンステレーションを介するＱＡＭ−１５ビットの考慮を、ワーストケースＰＤＦを導出するためのよい近似とすることができるが、そのような変調方式は、限定ではなく例としてのみ説明されるものである。同期化されるｘＤＳＬシステム、たとえばシステム１００では、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）は、そのデータストリーム内の明確に定義されたタイムスロットに、同期化シンボルまたは「ｓｙｎｃ」シンボルと称する既知のＱＰＳＫシンボルパターンを周期的に同時に挿入もする。これらのタイムスロット中に、コンステレーション形状は、犠牲者受信器によって知られる。したがって、犠牲者トーンによって同期シンボル中に見られる妨害者雑音の実際のＰＤＦは、位相と大きさとの両方でのＦＥＸＴ結合の知識を有する場合にのみ構成することができる。しかし、データシンボルにおいて、妨害者の変調プロパティの導出または知識は、それでも、これらのシンボル中に妨害者の雑音の実際のＰＤＦを導出するのに必要である。
【００５０】
ＦＥＸＴチャネル結合は、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）の側では、性質において決定的かつ静止と考えることができ、異なる技法を使用して十分にまたは部分的に推定され得る。例としてのみ、完全な結合（振幅と位相とにおける）または部分的結合（大きさのみにおける）をどのように推定できるのかを、下で異なる例を使用して説明する。これらの例が、排他的ではないことに留意されたい。
【００５１】
一例では、送信通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）（たとえば有線）間の直交シーケンスの使用は、ケーブルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）内の妨害者ごとのＦＥＸＴ結合の推定を可能にする。この技法は、たとえば、Ｇ．９９３．５ＶＤＳＬベクトリングシステムで使用されている。Ｇ．９９３．５ＶＤＳＬベクトリングシステムは、当業者に既知なので、本明細書では説明しない。同期式ベクトリングシステム（たとえば、システム１００）の各同期送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）の基準同期化シンボルを変調する特定の直交シーケンスを割り当てることによって、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）での同期化シンボルの受信中の仮定されたまたは既知の送信直交シーケンスを用いる受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）の１つでの犠牲者回線の受信信号の相関を介する各妨害者／犠牲者対に関連するＦＥＸＴ結合係数の正確な識別を実行することが可能になる。複数の送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）にまたがる直交シーケンスの使用は、通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）（たとえば、ケーブル）上での複数の妨害者について独立のＦＥＸＴ結合の推定を実行することを可能にし、単一のＦＥＸＴ妨害者の場合の拡張を形成し、ここで、１つの単一の同期ＦＥＸＴ妨害者のＦＥＸＴ結合を、システム１００などのｘＤＳＬシステム内の「同期化シンボル」としても知られるデータモードでの妨害者の既知の送信パイロットシーケンスとの犠牲者回線（たとえば、この例ではケーブルとすることができる通信経路Ｌ（１））における受信信号の相関を実行することによって判定することができる。
【００５２】
中央局ＣＯから送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）によって別々に送信される個々の対の受信されたまたは推定された送信信号へのアクセスをすべてが有する同一位置に配置された受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）を有する複数の対を使用するボンデッドｘＤＳＬシステムの場合に、漏話チャネル識別を、送信パイロットシーケンスの使用を伴ってまたは伴わずに実行することができる。というのは、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）が、ケーブルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）内のある対から別の対へとＦＥＸＴ結合を推定するのに、この共通情報（すなわち、すべての対の受信されたまたは推定された送信信号）を使用できるからである。通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）のすべての他の対の受信された送信信号または推定された送信信号のいずれかとの犠牲者対で受信された信号の相互相関を実行することによって、ＦＥＸＴチャネル結合を、位相と大きさとの両方において推定することができる。ＦＥＸＴ結合が通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）内の妨害者ごとに推定され、すべての妨害者送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）の変調信号のＰＤＦプロパティが知られたか近似された後に、犠牲者回線上の背景雑音と一緒のすべての妨害者の集計ＦＥＸＴ雑音ＰＤＦ（たとえば、ＰＤＦ２０６および／またはＰＤＦ３０６）を、たとえば受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）の同一位置に配置されたコンピューティングシステム１０８を使用して、解析的に判定することができる。
【００５３】
図２および図３Ａに示されているように、それぞれ集計された雑音２０６と３０６との結果のＰＤＦを、すべての雑音ソースと、背景雑音と、各妨害者からの雑音との実際のＰＤＦを畳み込むことによって計算することができる。たとえば、実際のＰＤＦは、漏話係数の推定と、すべての妨害者の変調パラメータの識別との後に計算される。上の議論が、有線ｘＤＳＬシステムに関して実行されるが、同一の論理を、本明細書の式を使用してマルチユーザマルチキャリアワイヤレスシステムに適用できることに留意されたい。
【００５４】
代替案では、独立の漏話係数および／または犠牲者回線上のすべての妨害者の変調パラメータの知識がない場合に、その情報を、図６に関して下で議論するように、すべての周波数で犠牲者回線の１つまたは複数のスライサ６０６の出力で入手される観察された集計雑音ＰＤＦ２０６および／または３０６から試験的に導出することができる。
【００５５】
図６に、１つまたは複数の受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）で実施される、スライサ誤りを判定するためのトーンごとの受信器方式を示す。この方式は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）モジュール６０２と、周波数等化器モジュール６０４と、スライサ６０６とを使用する。例としてのみ、ＦＦＴモジュール６０２を、コンピューティングシステム１０６に類似するプロセッサとメモリとを有するが受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）と同一位置に配置されるコンピューティングシステム１０８を使用して実施することができる。ＦＦＴモジュール６０２の出力は、トーンごとの周波数等化器（ＦＥＱ）モジュール６０４に結合可能に供給される。ＦＥＱモジュール６０４は、位相と振幅との両方で犠牲者のチャネル減衰を補償するように構成されている。ＦＥＱモジュール６０４の出力は、１つまたは複数のスライサ６０６に供給される。１つまたは複数のスライサ６０６は、データモード中に指示された判断またはｓｙｎｃシンボル中に監督された判断に基づいて、トーンごとの誤りを入手するのに使用される。この例では、実際の誤りサンプルデータ収集（雑音サンプルを含む）に基づいて、スライサ出力の１つでの誤りのヒストグラムを、シンボルの大きいセットにわたって構成することができ、図２と図３Ａとに表されたものに似た雑音ＰＤＦを、１つまたは２つの方向で見積もることができる。
【００５６】
代替案では、たとえば送信器Ｔ（１）によって、犠牲者回線上で送信されたシンボルが全くない場合に、クワイエットモード（ｑｕｉｅｔ  ｍｏｄｅ）で、ヒストグラムと雑音ＰＤＦとを、スライサ出力６０６ではなく、トーンごとの基礎でＦＥＱ出力データ６０４またはＦＦＴ出力データ６０２に基づいて生成することができる。犠牲者送信データを復調することを全く試みずに、犠牲者回線送信器、たとえば送信器Ｔ（１）が、クワイエットモードであり、犠牲者回線受信器、たとえばＲ（１）が、リスニングモードであるときに必ず、そのような方式は可能である。
【００５７】
このモードでは、受信器Ｒ（１）は、犠牲者回線上で妨害者の雑音を感知し、トーンごとの基礎でＦＥＱ出力データ６０４またはＦＦＴ出力データ６０２のいずれかに基づいてその統計を導出することを、同期式に試みる。この受信器構成を、追加の受信器（たとえば、受信器Ｒ（２））によって採用することもでき、この追加の受信器は、「スニッファ」モードで回線の使用される対またはユーザ通信経路（たとえば、通信経路Ｌ（１））に接続されるはずである。このスニッファモードでは、追加の受信器は、送信器Ｔ（１）と受信器Ｒ（１）とが結合される犠牲者回線または犠牲者通信経路（たとえば、通信経路Ｌ（１））上で妨害者の雑音を同期式に復調し、Ｒ（１）受信器のデータではなく、それ自体のＦＥＱ出力データ６０４またはＦＦＴ出力データ６０２のいずれかに基づいて、トーンごとの基礎で統計を導出することを試みるはずである。
【００５８】
クワイエット回線モードまたはデータモード状況での雑音サンプルの収集手段にかかわりなく、本開示を読んだ後に当業者が企図し得るように、この実際の測定されたＰＤＦを、異なる既知の技法を介して、モデル化されたＰＤＦと照合することができる。また、この実際の測定されたＰＤＦまたはモデル化されたＰＤＦから、次で説明するように、集計雑音の実際の構成の導出を入手することができる。たとえば、通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）において制限された個数の妨害者を有する自己ＦＥＸＴ環境では、背景雑音レベルと一緒に、妨害者の個数と、それぞれの妨害者のＦＥＸＴ結合値とを判定するのに使用することができる。
【００５９】
ここで図３Ｂを参照して、提案される妨害者識別技法の例を説明する。図３Ｂに、一方向に沿った特定のトーンのスライサ６０６の出力で収集される誤りの実際に測定されたＰＤＦを示す。データの振幅（Ｘ軸）は、この例では−１と１とにスライスされる、犠牲者受信信号をスライスするためにスライサによって使用される判断グリッドに関連する。両方とも４ＱＡＭコンステレーションを有する２つの自己ＦＥＸＴ妨害者が、２つの異なるＦＥＸＴ結合チャネル係数を用いて結合し、背景ＡＷＧＮ雑音レベルと一緒に見積もられる。別個のピークの個数は、自己ＦＥＸＴ妨害者の個数ならびに犠牲者回線への妨害者のそれぞれの結合の位相を示す。
【００６０】
この例では、図示された８つのピークＰ１〜Ｐ８（４つのピークの２つのパケット）は、受信器が２つの妨害者に直面することを示す。ＱＡＭ−４妨害者の場合に、見積ごとの妨害者ごとの４つのピークが、通常は期待される。しかし、結合の位相が０度（ｍｏｄｕｌｏ９０度）であり、妨害者変調が方形ＱＡＭ−４であるとき、確率密度関数は、入手される２倍の確率を有するので以前の４つのピークＰ１〜Ｐ４より２倍大きい、２つのピークだけからなる。その結果、２つの４ＱＡＭ妨害者が存在する間に４つのピークのうちの２つのパケットだけ（すなわち、ピークＰ１〜Ｐ４を有する第１のパケットとピークＰ５〜Ｐ８を有する第２のパケットと）が観察されるという事実は、第１の妨害者の一方の結合する位相が、０ｍｏｄｕｌｏ９０度であるが、第２の妨害者の他方の位相結合が、判定されたままになることを示す。各ピーク中心またはピークＰ１〜Ｐ４とＰ５〜Ｐ８との各グループの中心の相対位置は、犠牲者回線への各妨害者の結合係数の大きさと位相とを示す。最後に、ピークＰ１〜Ｐ８のそれぞれの幅は、背景ＡＷＧＮ雑音レベルの分散を表す。
【００６１】
この例では、収集されたＰＤＦの分析に基づいて、実際の背景雑音レベルσ2を、ピークＰ１〜Ｐ８のそれぞれに関連する分布の標準偏差を測定することによって導出することができる。図３Ｂに表された第１の妨害者ＦＥＸＴ結合の位相および振幅に関して、ピークＰ１とＰ２またはＰ３とＰ４との間の差（デルタ１またはデルタ２）ならびに中点の間の差または２つのピーク間の分離（デルタ３）を計算することができる。第１の妨害者（「妨害者１」）ＦＥＸＴ結合の位相ｍｏｄｕｌｏ９０度のコサインは、デルタ１とデルタ３との間の差に直接に関係する。その一方で、妨害者回線上の送信信号の電力が未知なので、ＦＥＸＴ結合の大きさをＰＤＦから直接に判定することはできない。それでも、図３Ｂから、受信器によって見られる、妨害者１のＦＥＸＴの電力と犠牲者回線上の送信信号の電力との比を導出することができる。これをρ2と表し、ρは、デルタ３の半分にすぎない。量デルタ１とデルタ２とデルタ３とのすべてを、収集された生のＰＤＦを処理することによって、簡単に直接に測定し、計算し、または推定することができる。
【００６２】
この例の第２の妨害者（「妨害者２」）に関して、妨害者２は、結合する位相が０度ｍｏｄｕｌｏ９０度であるピークの個数から既に知られているものとすることができる。犠牲者送信信号の電力に対する相対的なＦＥＸＴ妨害者２の振幅を、図３Ｂのデルタ４というラベルを付けられた量から計算することができる。振幅は、デルタ４の半分であり、デルタ４は、４つのピークＰ１〜Ｐ４とＰ５〜Ｐ８との２つのパケットの平均点の間の差である。最も支配的な妨害者と最も非支配的な妨害者とを、２つの近似された振幅を比較することよって単純に判定することができる。犠牲者への妨害者の結合係数の位相と大きさとに基づくＰＤＦ形状の実際の依存は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている米国特許仮出願第６１／４４０，４８９号に詳細に説明されているように実際に導出される。３つ以上の妨害者の振幅と位相との導出は、ピーク（たとえば、ピークＰ１〜Ｐ８）のグループまたはクラスタの識別と、再帰的な形で適用される、図３Ｂの例について上で説明したものと同一のルールまたは類似するルールの適用との後に、再帰的に入手することができる。最後に、本開示を読んだ後に当業者が企図し得るように、ピークがオーバーラップするとき、２つの妨害者のうちの１つについて図３Ｂで検討されたものとは異なって両方の位相が０とは異なるとき、または２つの妨害者の剰余が振幅において近く、これによって、検出でき区別でき、したがって解において考慮に入れることのできる複数のピークの完全なまたは部分的なオーバーラップにつながる場合に、他の技法を使用して、それぞれの結合の大きさと位相とを判定できることに留意されたい。
【００６３】
図３Ｃに、さらに、誤りサンプルのＰＤＦが、同期化されたマルチユーザマルチキャリアベクトル化されたＶＤＳＬシステム、たとえばシステム１００内の、変調されたｓｙｎｃシンボルの送信中に収集される実用的な事例を示す。この事例では、２つの相対的な妨害者の振幅および結合の導出を、次の形で実行することができる。図３Ｃは、１方向（たとえば、ダウンストリーム）に沿った特定のトーンのスライサ６０６の出力で収集される誤りの実際のＰＤＦを示す。両方のＱＰＳＫコンステレーションを有する２つの自己ＦＥＸＴ妨害者は、２つの異なるＦＥＸＴ結合チャネル係数を用いて結合し、背景ＡＷＧＮ雑音レベルと一緒に見積もられる。
【００６４】
まず、ピークのそれぞれの幅は、背景ＡＷＧＮ雑音レベルの分散を表す。この例では、軸の１つで収集されたＰＤＦの分析に基づいて、実際の背景雑音レベルσ2を、ピークのそれぞれに関連するＰＤＦの標準偏差を測定することによって導出することができる。図３Ｂに関して前に議論したように、別個のピークの個数は、自己ＦＥＸＴ妨害者の個数ならびに犠牲者回線への各妨害者の結合の位相を示す。この例では、４つのピークＰ９〜Ｐ１２（すなわち、それぞれ２つのピークＰ９とＰ１０ならびにＰ１１とＰ１２の２つのパケット）を有することは、２つの妨害者に直面していることを示す。第１の妨害者の振幅と位相とのモジュラスを判定するために、Ｘ軸とＹ軸との両方での見積を測定して、曖昧さを活用することができる。両方の軸のピークＰ９とＰ１０との間の差（デルタ１）ならびにＰ１１とＰ１２との間の差（デルタ２）を測定することができる。受信器によって見られる、ＦＥＸＴ妨害者１の電力と犠牲者回線上の送信信号の電力との比は、
【数１４】
0005989008.tif 000015
【００６５】
であり、ここで、位相（θ）は、ｍｏｄｕｌｏ１８０度であり、
【数１５】
0005989008.tif 000016
【００６６】
である。第２の妨害者について、結合の振幅と位相とを、図３Ｃに関して定義されるように、値デルタ１およびデルタ２をデルタ３およびデルタ４に置換することによって、式５および式６で合同で計算することができる。この例では、第２の妨害者のＦＥＸＴ結合の位相は、ここでは０度または１８０度と等しい。最も支配的な妨害者と最も非支配的な妨害者とを、２つの近似された振幅を比較することよって単純に判定することができる。犠牲者への妨害者の結合係数の位相と大きさとに基づくＰＤＦ形状の実際の依存は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている米国特許仮出願第６１／４４０，４８９号に詳細に説明されているように実際に導出される。３つ以上の妨害者の振幅と位相との導出は、１つまたは２つのピークのグループまたはクラスタの識別と、再帰的な形で適用される、図３Ｃの例に関して議論されるものと同一のルールまたは類似するルールの適用との後に、再帰的に入手することができる。最後に、たとえば、ピークがオーバーラップするとき、２つの妨害者のうちの１つについて図３Ｃで検討されたものとは異なって両方の位相が０とは異なるとき、または２つの妨害者の剰余が振幅において近く、これによって、複数のピークの完全なまたは部分的なオーバーラップにつながる場合に、他の技法を使用して、それぞれの結合のモジュールと位相とを判定できることに留意されたい。
【００６７】
誤りサンプルが、変調されないｓｙｎｃシンボル（たとえば、同期化されたマルチユーザのベクトル化されないＶＤＳＬシステムでの）の送信中に収集されるとき、本開示を読んだ後に当業者が企図し得るように、妨害者ＦＥＸＴ結合の振幅と位相とを導出するために、他の技法を適用する必要がある場合がある。
【００６８】
図３Ｄに、２つのＸ方向とＹ方向とに沿った特定の搬送波トーンのスライサ６０６の出力で収集された誤りの実際のＰＤＦを示す。１つの一定のＱＰＳＫ基準点コンステレーションを有する１つの自己ＦＥＸＴ妨害者が、結合し、背景ＡＷＧＮ雑音レベルと一緒に見積もられる。結合の振幅と位相とを、図３Ｃに提示された前のＱＰＳＫの例ならびに式（５）および式（６）のように判定することができる。図３Ｃに関して前に議論したように、ピークのそれぞれの幅は、チャネルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）内のチャネル（たとえば、ケーブルバンドル内のケーブル）内に妨害者が存在しない場合の雑音のレベルを表す背景ＡＷＧＮ雑音レベルの分散を表す。複数の妨害者が結合するとき、方向あたり１つのピークだけが存在するので、問題は、退化する。２つの妨害者の２つの変調されないｓｙｎｃシンボルの建設的影響または破壊的影響が、２つの異なる結合係数の少なくとも２セット以上に関して、同一のＰＤＦにつながる可能性があるので、個々の妨害者の大きさと位相とを、観察されたＰＤＦから別々に判定することはできない。したがって、犠牲者回線に影響する妨害者の個数を判定することはできない。しかし、妨害者がない場合に犠牲者ユーザに影響する背景雑音の分散を、ＰＤＦ内で入手される単一のピークの分散を導出することによって計算することができる。
【００６９】
各周波数で受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）の中の犠牲者受信器に影響する雑音ＰＤＦの特性の正確な判定を、実際の測定を介して実行し、かつ／または回線Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）上の妨害者の漏話結合および変調パラメータの知識を基礎とするモデル化を介して近似することができる。この情報を、暗黙のうちに入手することができ、あるいは、実際のＰＤＦに適用される照合技法プロセスによって測定しまたは推論することができる。
【００７０】
上のＰＤＦ照合プロセスを介して得られる知識を適用して、下で詳細に説明するように、通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）内の犠牲者経路上で使用される伝送方式の効率、性能、または頑健さを高めることができる。
【００７１】
スペクトル効率の最大化
上で注記したように、現在のマルチキャリア受信器は、概して、１つまたは複数の受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）によって経験される加法性雑音のガウシアン性質を仮定する。その結果、すべての他のモーメントが、雑音が正規分布であるという仮定の下で０と等しいと仮定されるので、雑音の分散（二次モーメント）だけが、伝送の効率を判定する際に使用される。しかし、２つのＰＤＦの標準偏差が同一である場合であっても、測定されたＰＤＦが制限されたサポートを有するように見えるので、集計雑音成分３０６の測定されたＰＤＦの標準偏差と一致する近似された真の正規分布ＰＤＦが、悲観的モデルになるはずであることを理解されたい。効果的に、集計雑音に関する正規分布ＰＤＦの仮定が、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）内の受信器アルゴリズムによって使用される場合には、これが、通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）を介する送信のスペクトル効率の非最適推定につながるはずである。
【００７２】
変調プロパティの識別とＦＥＸＴ結合の完全なまたは部分的な推定とを介する雑音ＰＤＦの完全なまたは部分的な知識は、送信方式のスペクトル効率ならびに受信器判断の正確さを最大にすることを目指す、たとえば受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）のコンピューティングデバイスを使用して実施される受信器アルゴリズムを改善する。例としてのみ、通信経路Ｌ（１）〜Ｌ（ｎ）上の犠牲者トーンのそれぞれについて、ＢＥＲを最小にし、ＳＮＲと、マージンと、ビットローディングとを最大にすることによって、スペクトル効率を最大にすることができる。例としてのみ、単一の支配的ＦＥＸＴ雑音環境内で受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）の中のＢＰＳＫ（１ビットＱＡＭ）受信器に適用されるアルゴリズムを説明するが、下の分析を、他の形のコヒーレント検出方式または非コヒーレント検出方式（たとえば、ＡＳＫ、Ｍ−ａｒｙ  ＱＡＭ、および類似物）に適用することができる。妨害者のＦＥＸＴ結合および変調が、トーンごとの基礎で１つまたは複数の受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）によって知られるとき、雑音ＰＤＦを導出することができ、したがって、スペクトル効率を最大化し、所与の雑音マージンと共にあるビット誤り率（ＢＥＲ）を達成するために、雑音ＰＤＦを使用して、ビットローディングアルゴリズムを調整することができる。代替案では、固定されたビットローディングについて、真の雑音マージンを、あるＢＥＲについて導出することができる。
【００７３】
受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）の中のＢＰＳＫ受信器について、対ごとの誤り確率は、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）からの２進送信に関する送信信号の誤った判断の確率と定義され、概して、符号化されない送信と符号化された送信とに関する、語誤り確率、シンボル誤り確率、ビット誤り確率などのより複雑な誤り確率を導出するのに使用される。判断しきい値αを与えられて、離散ｎ  ＱＰＳＫコンステレーションの対ごとの誤り確率を、
【数１６】
0005989008.tif 000017
【００７４】
と表すことができる。
【００７５】
式（５）の導出は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている米国特許仮出願第６１／４４０，４８９号で説明され、したがって、繰返しを避けるために、本明細書では詳細には説明しない。
【００７６】
式（７）は、ｐn（α）が、判断しきい値αだけではなく、結合値ｃと、妨害者変調Ａnと、ＡＷＧＮ雑音標準偏差σとにも依存することを示す。システムには未知であるが、σを、すべてが測定可能と仮定される、結合μ（たとえば、式（３）および（４）に示された）と、チャネル減衰Ｈと、副搬送波ごとの信号対雑音比（ＳＮＲ）γ（すなわち、総雑音電力に対する信号電力の比）とを知ることによって、計算することができる。ＡＷＧＮ分散の例示的な式は、
【数１７】
0005989008.tif 000018
【００７７】
によって与えられる。
【００７８】
例としてのみ、対ごとの誤り確率を、ＦＥＸＴ対ＡＷＧＮ電力比（ＦＡＲ）との関係を分析することによって理解することができる。図４を参照すると、ＳＮＲと−１０ｄＢから４０ｄＢまで変化するさまざまなＦＡＲとの関数としてのα＝１を有する対ごとの誤り確率の例が示されている。図４では、誤り確率は、ＦＡＲが増えるときに減る。非常に小さいＦＡＲでは、ＦＥＸＴ雑音は、ＡＷＧＮと比較して無視できるようになる。逆に、大きいＦＡＲでは、ＡＷＧＮの寄与が、無視できるようになる。漸近的に、Ｃ＞＞σのとき、雑音ＰＤＦは、有限のサポートを有し、したがって、送信は、ｈnサポートを超える判断しきい値について誤りなしになる可能性がある。さらに、図４は、ｐnと妨害者変調サイズｎ（図１の要素に関して使用されるインデックス（ｎ）とは異なる）との間の強い依存を示す。固定されたＦＡＲと誤り確率とに対応するＳＮＲは、ｎに伴って増加し、純ガウス雑音仮定（Ｑ（σ-1）によって示される１点鎖線）に対する相対的な潜在的により小さいＳＮＲギャップが残される。より小さいサイズｎ＝１（ＢＰＳＫ）とより大きいサイズｎ＝∞（連続ＡＳＫ）との間のギャップは、ＦＡＲに伴って増加し、この特定の例では、大きいＦＡＲで４．７７ｄＢを達成することができる。これは、従来のＡＷＧＮのみの雑音モデルと比較したときの、妨害者によって使用される変調方式の知識がもたらす差を示す。一実施形態では、妨害者変調が未知である可能性があるとき、保守的な仮定は、妨害者に関する連続変調（ｎ＝∞）を仮定することである。それでも、そのような仮定は、目標誤り確率を達成するのに必要なＳＮＲローディングしきい値を４．７７ｄＢまで過大に推定することにつながる可能性がある。
【００７９】
当業者が企図し得るように、本明細書で提示される説明を考慮すると、実数部と虚数部とが独立に考慮されるので、上で展開されたＢＰＳＫ分析の結果を、ＱＡＭ変調に拡張することができる。すべてのそのような定性的観察を、任意の犠牲者／妨害者変調組合せに一般化することもでき、コンピューティングシステム１０６および／または１０８を使用してそれぞれ送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）および／または受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）で計算することができる。マルチキャリアシステムのケーブルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）上の副搬送波あたりのローディング容量は、セットされた目標未満の誤り確率を保証しながらケーブルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）上の第ｑ副搬送波に使用できる最大のコンステレーションサイズ（ビット単位）に対応する。たとえば、ＶＤＳＬシステムでは、セットされた目標は、１０-7のビット誤り率（ＢＥＲ）である。副搬送波あたりのローディング容量を判定する例示的な正確な形は、可能なコンステレーションごとに、適当な（目標値に従って対ごと、語、またはビット）誤り確率対ＳＮＲ性能を計算し、目標誤り確率に対応するＳＮＲ値を判定することである。後者の判定されるＳＮＲ値は、それ未満のローディングが目標誤り確率制約に違反しなければ不可能であるローディングしきい値を構成する。
【００８０】
コンステレーションサイズｎ（ビット単位）ごとのＳＮＲローディングしきい値を、たとえば、コンピューティングシステム１０８のメモリデバイス内の離散ローディングテーブルに格納することができる。副搬送波ごとの測定されたＳＮＲ  γ［ｑ］を与えられて、トーンごとの容量を最大にする例示的なプロセスは、容量より小さい最大のローディングしきい値につながるコンステレーションサイズｎを選択することを含む。伝統的なｘＤＳＬまたは有線システムは、ＦＥＸＴ結合および妨害者変調の知識を持たず、使用可能な唯一の情報は、ＡＷＧＮモデルの下のＳＮＲである。伝統的なシステムから使用可能なそのような制限された情報を考慮すると、ローディングしきい値は、雑音が測定されたＳＮＲの逆数に比例する分散を有する正規分布であると仮定して計算される。そのような仮定の下では、対ごとの誤り確率は、
【数１８】
0005989008.tif 000019
【００８１】
によって与えられる。
【００８２】
しかし、ＦＥＸＴとＡＷＧＮとの組合せ環境（たとえば、システム１００の環境）での対ごとの誤り確率は、ＳＮＲだけではなく、ＦＥＸＴ結合値ならびに妨害者変調にも依存する。そのような情報を考慮して、ローディングしきい値の計算を、式（７）を式（５）に変更することによって洗練することができる。
【００８３】
図５を参照すると、類似する定量化プロセスを他の変調方式について対応して実行することができるので、限定ではなく例のみとして、１０-7のＢＥＲに関するＦＡＲと単一のＦＥＸＴ妨害者との関数としての式（９）を使用するＱＰＳＫローディングしきい値間の差が定量化されている。この例では、強力な単一の支配的ＦＥＸＴ環境で、伝統的なＡＷＧＮ仮定を介して推定されたローディングしきい値は、１４．３ｄＢまで過大に推定される可能性がある。ＡＷＧＮほどに強力になるＦＥＸＴ雑音（たとえば、０ｄＢ  ＦＡＲ）について、０．９ｄＢから１．７ｄＢまでのローディング利益を達成することができ、これは、システム１００などのｘＤＳＬシステムにとって重大である。妨害者変調の知識が、貴重である可能性があるが、標準ｘＤＳＬシステムまたはＥＦＸＴ結合問題と妨害者変調問題とが存在する他の有線システムまたはワイヤレスシステム（たとえば、イーサネットシステムまたはマルチユーザマルチキャリアワイヤレスシステム）で必須ではないことを了解されたい。上で注記したように、使用可能ではない場合に、保守的な仮定は、妨害者に関して連続変調を考慮することを含む。しかし、これは、特に小さいコンステレーションを変調する妨害者について、最適容量の達成を妨げる可能性がある。同様の結論を、本開示を読んだ後に当業者が企図し得るように、他の犠牲者コンステレーションおよび／またはより支配的なＦＥＸＴ雑音について引き出すことができる。
【００８４】
図７を参照して、スペクトル効率と他の伝送特性とを最大にするためにＦＥＸＴ結合および妨害者変調を分析するプロセス７００を、一実施形態に従って説明する。プロセス７００は、ブロック７０２で開始され、ここで、ケーブルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）を介して送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）によって送信された信号が、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）で受信される。上で議論したように、ケーブルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）内の対応するケーブル対に結合された受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）のうちの１つまたは複数を、隣接するケーブルからのＦＥＸＴ雑音と妨害者変調とによって影響される犠牲者受信器とすることができる。一実施形態では、受信信号を、基準シンボルまたは基準ビットを備えるテスト信号とすることができる。たとえば、送信パイロット信号（ＶＤＳＬシステムでの古典的な変調されない同期化シンボルまたはベクトリングＶＤＳＬシステムでの変調される同期化シンボル）を使用することができる。その代わりにまたはそれに加えて、受信信号を、データシンボル、データ語、もしくはデータビット上で変調された実際のユーザデータ、または、ボンディングシステム受信器、マルチトランシーバが２つのより対線を介する３つの異なる伝送を確立することができる銅線対上のｘＤＳＬ受信器の１タイプであるファントム受信器、もしくは多入力多出力（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｉｎｐｕｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｕｔｐｕｔ：ＭＩＭＯ）受信器システムなどの複数回線受信器の場合に実際に送信されたデータおよび／もしくは受信されたデータを有する、リモート送信器、たとえば中央局ＣＯまたはＣＰＥによって送信された実際のリアルタイムデータ信号とすることができる。
【００８５】
ブロック７０４では、コンピューティングシステム１０８を使用して、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）の中の犠牲者受信器（１つまたは複数）が、上の式を使用してＦＥＸＴ結合雑音を判定する。そのような判定の結果を、後の使用のため、たとえば雑音についてシステムモデル１５０を更新するために、コンピューティングシステム１０８内のメモリ（図示せず）に格納することができる。
【００８６】
ブロック７０６では、コンピューティングシステム１０８を使用して、妨害者変調を、上の式を使用して、および／または提供される明示的な妨害者情報を使用して、受信信号のＰＤＦから判定する。代替案では、妨害者変調特性を、使用可能でないとき、使用される通信システムのタイプに基づいて仮定することができる。そのような判定の結果は、コンピューティングシステム１０８のメモリに格納される。一実施形態では、妨害者変調の先験的知識が使用可能であるとき、コンピューティングシステム１０８は、妨害者変調を判定するのに先験的知識を使用することができる。代替案では、妨害者変調の知識が受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）で使用可能ではないとき、コンピューティングシステム１０８は、妨害者変調方式を仮定し、プロセス７００を実行するのに仮定された方式を使用することができる。たとえば、上で議論したように、ケーブルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）内の妨害者に関する連続変調方式を仮定することができる。ブロック７０４と７０６とが、逆の順序でまたは合同で同時に発生する場合があることに留意されたい。
【００８７】
ブロック７０８では、コンピューティングシステム１０８を使用して、ＳＮＲマージンのしきい値を、ブロック７０４と７０６とで実行された計算に基づいて調整する。たとえば、伝統的なｘＤＳＬシステムで使用される、ガウス雑音モデルの初期仮定は、式（１）〜（７）に関して上で議論し、図１Ｂのシステムモデル１５０によって表されるように、ＦＥＸＴ結合および妨害者変調の知識を組み込むように変更される。
【００８８】
ブロック７１０では、コンピューティングシステム１０８を使用して、更新されたＳＮＲマージンと雑音モデルとを、最適送信判断特性または最適受信判断特性の判定と称するさまざまな目的に使用することができる。たとえば、受信判断特性の最適化に基づく、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）からの送信のスペクトル効率を最適化する適当なビットローディングアルゴリズムの選択である。更新された雑音モデルを使用して、より多数のビットをロードすることができるので、従来のｘＤＳＬまたは他の同期化されたマルチユーザマルチキャリアの有線またはワイヤレスのシステム（たとえば、イーサネットシステム）で使用される伝統的な有線ガウス雑音モデルと比較して、より多くの情報を送信することができる。
【００８９】
プロセス７００が、受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）の展望から説明されているが、ＦＥＸＴ結合および妨害者変調を判定する類似する計算を、中央局ＣＯで送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）と同一位置に配置されたコンピューティングシステム１０６を使用して送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）の展望から実行することができることに留意されたい。たとえば、ＦＥＸＴ結合および妨害者変調の識別を、コンピューティングシステム１０６を使用して、式（１）〜（９）に関連するさまざまなパラメータを実行することによって判定することができる。
【００９０】
計算されたＦＥＸＴ結合および／または妨害者変調に基づいて、コンピューティングシステム１０６は、雑音モデル（たとえば、システムモデル１５０）を更新し、または新しい雑音モデルを作成することができる。更新された雑音モデルまたは新しい雑音モデルを使用して、搬送波ごとの基礎での最適化された送信とビットローディングとのＳＮＲマージンを、コンピューティングシステム１０６を使用して送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）によって計算することができる。計算されたパラメータは、その後、より正確な更新されたＳＮＲマージンと雑音モデルとを使用して各搬送波上にビットをロードすることによってスペクトル効率を高めるのに使用される。
【００９１】
一実施形態では、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）と受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）とは、それぞれコンピューティングシステム１０６と１０８とを使用して、有効なビットローディングアルゴリズムを独立に判定することができる。送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）と受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）とは、その後、それぞれの端で実行される計算をさらに洗練するために、お互いと通信することができる。当業者は、本明細書で開示されるさまざまな実施形態が、コンピューティングシステム１０６と１０８との物理位置または有線システムでのＦＥＸＴ結合および妨害者変調を考慮するための式（１）〜（９）に対応する計算がどこで実行されるのかによって制限されないことを了解するであろう。そうではなく、当業者によって了解されるように、そのような計算を、雑音に関してシステムモデル１５０を更新するために、ＡＷＧＮに加えてＦＥＸＴ結合および／または妨害者変調を判定することが可能である、システム１００内の任意の点で実行することができる。たとえば、ＦＥＸＴ結合および妨害者変調を、ケーブルＬ（１）〜Ｌ（ｎ）においてプローブを挿入することによって送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）と受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）との間で実行し、その後、プロセス７００に似たプロセスを使用して計算を実行することができる。これを、たとえば、コンピューティングデバイス１０６と１０８とに構造と機能とにおいて類似する、プローブに接続されまたはこれの内部のコンピューティングデバイスを使用して、雑音モデルを更新するために、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）と受信器Ｒ（１）〜Ｒ（ｎ）との間のプローブを使用し、結合と妨害者変調のタイプの識別とを判定するために雑音サンプルを収集することによって、実行することができる。
【００９２】
限定ではなく例としてのみ、上で説明したスペクトル効率の最大化は、雑音ＰＤＦの判定が行われた後に、システム１００内の犠牲者伝送方式の性能と頑健さとを高めるために追求することのできる複数の利点の１つである。他の関連する目的は、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）と同一位置に配置されたコンピューティングシステム１０６を使用する、送信器Ｔ（１）〜Ｔ（ｎ）で適用されるビットローディングに関するより正確なＳＮＲマージンの計算、または実際のビットローディングとコンピューティングシステム１０６および／もしくは１０８のいずれかを使用して推定される真のＳＮＲとを用いるより正確なＢＥＲ測定とすることができる。
【００９３】
上の詳細な説明は、開示される技術の実施形態を例示する添付図面に言及する。本開示の趣旨と範囲とから逸脱せずに、他の実施形態が可能であり、実施形態に対する変更を行うことができる。したがって、この詳細な説明は、本開示を限定することを意図されたものではない。そうではなく、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。
【００９４】
当業者には、下で説明される実施形態を、ソフトウェアとファームウェアとハードウェアとの多数の異なる実施形態で、図面に示されたエンティティ内で実施できることが、明白であろう。開示される技術のプロセスと方法とを実施するのに使用される実際のソフトウェアコードまたは特殊化された制御ハードウェアは、限定的ではない。したがって、諸実施形態の動作と挙動とは、実際のソフトウェアコードまたは特殊化されたハードウェアコンポーネントへの特定の言及を伴わずに説明される。そのような特定の言及の不在は、当業者が本明細書の説明に基づいて本開示の実施形態を実施するためにソフトウェアと制御ハードウェアとを設計できるはずであることが明瞭に理解されるので、実現可能である。
【００９５】
さらに、提示される実施形態に関連するプロセスを、たとえばコンピュータシステム（不揮発性）メモリ、光ディスク、磁気テープ、磁気ディスク、または、１つもしくは複数のプロセッサによって実行されたとき上で開示されたさまざまな実施形態で説明された特徴と機能性とを実行する命令が常駐する他の固定の有形のコンピュータ可読媒体などの任意のストレージデバイスに格納することができる。さらに、プロセスを、コンピュータシステムが製造されるとき、またはコンピュータ可読媒体を介して後日に、プログラムすることができる。そのような媒体は、ストレージデバイスに関して上でリストされた例示的な形態のいずれをも含むことができ、さらに、たとえば、図１Ａに示されたコンピューティングシステム１０６および１０８などのコンピュータ内のハードウェアおよび／またはソフトウェアによって読み取られ、復調／復号され、実行されることが可能な命令を伝えるために変調されまたは他の形で操作された搬送波を含むことができる。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムであって、
送信器と、
複数のユーザに関連する複数の通信チャネルを介して前記送信器に通信的に結合された受信器と、
前記送信器および前記受信器のうちの少なくとも１つに結合され、１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスであって、前記１つまたは複数のプロセッサは、
前記複数の通信チャネルの雑音サンプルを入手し、
前記複数の通信チャネル上の搬送波間の結合を判定し、
前記雑音サンプルおよび前記判定された結合に基づいて搬送波の雑音モデルを判定し、
前記雑音モデルを前記メモリデバイスに格納する
ように構成されている、コンピューティングデバイスと、
を備える、システム。
［２］  前記１つまたは複数のプロセッサは、前記搬送波以外の１つまたは複数の搬送波が前記搬送波に対する妨害者として識別されるように、前記複数の搬送波に存在する変調タイプを判定するようにさらに構成され、
前記雑音モデルは、前記判定された変調タイプに基づいて判定される、［１］に記載のシステム。
［３］  前記変調タイプは、当該同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムのスペクトル効率を判定するのに使用される、［２］に記載のシステム。
［４］  前記１つまたは複数のプロセッサは、ビットローディング情報と搬送波ごとの信号対雑音（ＳＮＲ）比とのうちの少なくとも１つを使用して前記スペクトル効率を判定するように構成されている、［３］に記載のシステム。
［５］  前記雑音モデルは、前記判定された結合と、前記変調タイプと、前記通信システム内に存在するガウス雑音に対する結合を示す結合対雑音比とのうちの少なくとも１つに基づいて更新される、［２］に記載のシステム。
［６］  前記１つまたは複数のプロセッサは、前記変調タイプに基づいて前記搬送波上にロードされたビットの個数を判定するように構成され、
前記搬送波は、離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調を有する、［２］に記載のシステム。
［７］  前記１つまたは複数のプロセッサは、コンステレーション形状と、コンステレーションサイズと、前記ＤＭＴ変調を有する前記搬送波によって搬送されるデータを変調するのに使用されるエネルギとのうちの少なくとも１つを判定するようにさらに構成されている、［６］に記載のシステム。
［８］  前記１つまたは複数のプロセッサは、
前記雑音レベルに基づいて前記搬送波上にロードされるべきビットの個数を判定するようにさらに構成されている、［１］に記載のシステム。
［９］  前記雑音モデルは、判定された雑音確率密度関数（ＰＤＦ）を含む、［１］に記載のシステム。
［１０］  前記雑音ＰＤＦは、ガウス雑音ＰＤＦを含む、［９］に記載のシステム。
［１１］  前記１つまたは複数のプロセッサは、前記搬送波を搬送するチャネルの自己結合を判定するようにさらに構成され、
前記１つまたは複数のプロセッサは、前記自己結合が前記自己結合に基づいて前記雑音モデルを判定するのに使用されるように構成されている、［１］に記載のシステム。
［１２］  有線ディジタル加入者回線（ｘＤＳＬ）システムである、［１］に記載のシステム。
［１３］  前記ｘＤＳＬシステムは、超高速ディジタル加入者リンクシステム（ｖｅｒｙ  ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｌｉｎｋ  ｓｙｓｔｅｍ：ＶＤＳＬ）システムである、［１２］に記載のシステム。
［１４］  前記ｘＤＳＬシステムは、ボンデッドｘＤＳＬシステムである、［１２］に記載のシステム。
［１５］  前記複数の通信チャネルは、ワイヤレス通信チャネルである、［１］に記載のシステム。
［１６］  前記１つまたは複数のプロセッサは、
誤り確率密度関数（ＰＤＦ）に基づいてヒストグラムを導出することと、
前記導出された誤りＰＤＦに基づいて雑音ＰＤＦの照合モデルを導出することと、
前記搬送波の妨害者の個数を判定することと、
によって前記雑音モデルを判定するように構成されている、［１］に記載のシステム。
［１７］  前記結合は、遠端漏話（ＦＥＸＴ）結合である、［１］に記載のシステム。
［１８］  １つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスを備える同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムの雑音特性に基づいてスペクトル効率を最適化する方法であって、
前記コンピューティングデバイス内の前記１つまたは複数のプロセッサを使用して、複数の通信チャネルの雑音サンプルを入手することと、
前記コンピューティングデバイス内の前記１つまたは複数のプロセッサを使用して、前記複数の通信チャネル上の搬送波間の結合を判定することと、
前記コンピューティングデバイス内の前記１つまたは複数のプロセッサを使用して、前記雑音サンプルおよび前記判定された結合に基づいて搬送波の雑音モデルを判定することと、
前記判定された雑音モデルを前記メモリデバイスに格納することと、
を含む方法。
［１９］  前記搬送波上にロードされたビットの個数を判定するために、前記コンピューティングデバイスから、前記コンピューティングデバイスに結合された送信器または受信器に前記判定された雑音モデルを提供すること
をさらに含む、［１８］に記載の方法。
［２０］  同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信の１つまたは複数のコンピュータ可読命令を有する有形のコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータ可読命令は、１つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、前記１つまたは複数のプロセッサに、
複数の通信チャネルの雑音サンプルを入手させ、
前記複数の通信チャネル上の搬送波間の結合を判定させ、
前記雑音サンプルおよび前記判定された結合に基づいて搬送波の雑音モデルを判定させ、
前記雑音モデルを前記１つまたは複数のプロセッサに結合されたメモリデバイスに格納させる
有形のコンピュータ可読記憶媒体。
［２１］  同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システム通信システム内の送信器であって、
１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスであって、前記１つまたは複数のプロセッサは、
複数の通信チャネルの雑音サンプルを受信器から入手し、
前記複数の通信チャネル上の搬送波間の結合を判定し、
前記雑音サンプルおよび前記判定された結合に基づいて搬送波の雑音モデルを判定し、
前記送信器の出力端子で、情報を有する搬送波信号の送信のスペクトル効率を最適化するのに前記雑音モデルを使用する
ように構成されている、コンピューティングデバイス
を備える送信器。
［２２］  同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システム内の受信器であって、
１つまたは複数のプロセッサと通信するメモリデバイスを備えるコンピューティングデバイスであって、前記１つまたは複数のプロセッサは、
前記受信器の入力端子で複数の通信チャネルの雑音サンプルを入手し、
前記複数の通信チャネル上の搬送波間の結合を判定し、
前記雑音サンプルおよび前記判定された結合に基づいて搬送波の雑音モデルを判定し、
前記受信器の前記入力端子で受信される前記搬送波内のビットの個数を計算するのに前記雑音モデルを使用する
ように構成されている、コンピューティングデバイス
を備える受信器。
［２３］  前記１つまたは複数のプロセッサは、
前記搬送波以外の１つまたは複数の搬送波が前記搬送波に対する妨害者として識別されるように、前記複数の搬送波に存在する変調タイプを判定するようにさらに構成され、前記雑音モデルは、前記判定された変調タイプに基づいて判定される、［２２］に記載の受信器。
［２４］  変調タイプは、少なくとも、ビットローディングの既知のレベルに関するビット誤り率（ＢＥＲ）、信号対雑音比（ＳＮＲ）マージン、またはその組合せに基づいて、前記同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムのスペクトル効率を最適化するのに使用される、［２３］に記載の受信器。
［２５］  前記１つまたは複数のプロセッサは、
前記搬送波以外の１つまたは複数の妨害者搬送波がない、前記受信器で受信された同期化シンボル上の背景加法性白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ）レベルを判定するようにさらに構成されている、［２２］に記載の受信器。
［２６］  前記同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムは、同期式非Ｇ．９９３．５超高速ディジタル加入者リンク（ＶＤＳＬ）システムである、［２２］に記載の受信器。
［２７］  前記同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムは、同期式Ｇ．９９３．５ＶＤＳＬシステムである、［２２］に記載の受信器。
［２８］  前記同期化されたマルチユーザマルチキャリア通信システムは、ワイヤレス通信システムである、［２２］に記載の受信器。
［２９］  前記１つまたは複数のプロセッサは、前記雑音サンプルを入手し、前記結合を判定し、前記雑音モデルを判定し、アップストリーム通信経路とダウンストリーム通信経路とに関して前記雑音モデルを使用するように構成されている、［２２］に記載の受信器。
［３０］  前記判定された雑音モデルは、前記搬送波上のビットローディングを最適化するために少なくとも１つの送信器に提供される、［２２］に記載の受信器。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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