(57)【要約】  ネットワーク（１００）内の局（１０２Ａ，１０２Ｂ，１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃ）間で通信する方法および対応するシステムを提供する。この方法は、複数の局間の送信を調整する調整局から反復ビーコン送信（４０２）を提供する工程、このビーコン送信のうちの１つ以上によって第１局に対し割り当てられるタイムスロット中に第１局から第２局に送信する工程、および、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部（６１０）の間、第２局が送信するための許可を与える情報を第１局から送信する工程を含む。
2009504025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークにおいて局間で通信する方法であって、
複数の局間の送信を調整する調整局から反復ビーコン送信を提供する工程と、
前記ビーコン送信のうちの１つ以上によって第１局に対し割り当てられるタイムスロット中に第１局から第２局に送信する工程と、
第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える情報を第１局から送信する工程と、からなる方法。
【請求項２】
第１局に対し割り当てられるタイムスロットは、第２局が第１局に、第１局から第２局への情報の正常な送信を確認する肯定応答情報を送信する時間を含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
第２局が送信の許可を受信した前記タイムスロットの一部は、第２局が肯定応答情報を送信する前記時間よりも長い請求項２記載の方法。
【請求項４】
第１局は、肯定応答情報に含まれる第２局からの要求を受信した後、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える請求項２記載の方法。
【請求項５】
肯定応答情報は、情報の複数のセグメントのうちのいずれが第２局によって正常に受信されたかと、情報の複数のセグメントのうちのいずれが第１局によって再送信される必要があるかとを指定する情報を含む請求項２記載の方法。
【請求項６】
前記タイムスロットの一部において第２局から送信される情報は、第１局から第２局への情報の正常な送信を確認する肯定応答情報以外の情報である請求項１記載の方法。
【請求項７】
第１局に対し割り当てられるタイムスロットは、ビーコン送信に含まれる時間基準から決定される請求項１記載の方法。
【請求項８】
時間基準は、前記ビーコン送信の所定の部分が受信される時点を含む請求項７記載の方法。
【請求項９】
時間基準からタイムスロットを決定することは、前記ビーコン送信における情報に基づき時間基準から測定されるタイムスロットの開始時点および終了時点を決定することを含む請求項７記載の方法。
【請求項１０】
第１局は第２局に、第２局が送信を許可されるタイムスロットの一部を指定する許可情報を送信する請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記タイムスロットの一部は、許可情報が第２局によって受信されたタイムスロットと同じタイムスロットの一部を含む請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記タイムスロットの一部は、許可情報が第２局によって受信されたタイムスロットの後続のタイムスロットの一部を含む請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
第１局は、第２局への送信のために連続したビーコン送信間の複数の不連続なタイムスロットを割り当てられる請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記タイムスロットの一部は、許可情報が第２局によって受信されたタイムスロットの
後続のタイムスロットの一部を含む請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
許可情報は、第１局から第２局への送信のヘッダ情報に含まれる請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
第１局は、要求される時間量を含む第２局からの送信を受信した後、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える請求項１記載の方法。
【請求項１７】
第１局は、前記要求される時間量が前記タイムスロット中に利用可能であると判断した後、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
第１局は、最初に第２局からの要求を受信することなく、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える請求項１記載の方法。
【請求項１９】
第１局は、第２局に許可される時間量を示す請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
第２局は、前記与えられた時間の未使用部分を放棄して第１局に戻す請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
第１局に対し割り当てられる前記タイムスロットの一部の間、第２局から第１局に送信される情報は、第１局から第２局へのデータ・フローを維持するために使用される情報を含む請求項１記載の方法。
【請求項２２】
第１局に対し割り当てられる前記タイムスロットの一部の間、第２局から第１局に送信される情報は、第２局に送信される信号を準備するために第１局によって使用される適応情報を含む請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
適応情報は、前記信号の複数のキャリアの各々に対し使用される変調の種類を指定するマップを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
第１局に対し割り当てられる前記タイムスロットの一部の間、第２局から第１局に送信される情報は、第１局から第２局への情報の正常な送信を確認するために使用される肯定応答情報を含む請求項２１記載の方法。
【請求項２５】
第１局に対し割り当てられるタイムスロット中に第２局が第１局から送信の許可を受信しないことに応じて、第２局によって受信される調整局からの前記ビーコン送信のうちの１つ以上にしたがって、他局との競合に基づいて割り当てられるタイムスロット中に第２局から第１局に送信する工程をさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項２６】
第１局によって受信される調整局からの前記ビーコン送信のうちの１つ以上に基づいて決定されるタイムスロット中に第１局から第２局に送信することは、第１局および第２局の一方または両方において先のビーコン送信を正常に受信しなかった後、同先のビーコン送信より前のビーコン送信に含まれる情報に基づいて決定されたタイムスロット中に第１局から第２局に送信することを含む請求項１記載の方法。
【請求項２７】
局間で通信するシステムであって、
複数の局間の送信を調整する反復ビーコン送信を提供するように構成された調整局と、
前記ビーコン送信のうちの１つ以上によって第１局に対し割り当てられるタイムスロット中に第２局に送信し、かつ、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える情報を送信するように構成された第１局とを備えるシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワーク・プロトコルに関し、より詳細には、ネットワークにおける無競合時間割当の管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信局は、様々なアクセス技術のうちのいずれかを使用して通信媒体を共有することができる。幾つかのアクセス技術（たとえば、キャリア感知多重アクセス（ＣＳＭＡ）技術）は競合期間を含んでおり、競合期間では、局は、媒体がアイドル状態にある時点を感知することによって、信号を送信する媒体の使用の競合を判断する。ＣＳＭＡ技術では、複数の局からの信号が重複するとき、「衝突」が生じることがある。幾つかのＣＳＭＡ技術は、衝突を検出し、衝突の悪影響を低減するように送信を中断することを試みる（たとえば、ＣＳＭＡ／ＣＤ技術）。他のＣＳＭＡ技術は、衝突の可能性を回避または低減する機構を含んでいる（たとえば、ＣＳＭＡ／ＣＡ技術）。たとえば、様々な送信は複数の優先順位のうちの１つに割り当てられる。アクセスは、「優先順位解決期間」を使用して許可される。「優先順位解決期間」には、送信を試みる優先順位の信号を複数の局が送信し、競合処理において最高の優先順位の送信のみが続行を許可される。ランダムバックオフ機構は、局が送信を試みる時間を分散させることによって、衝突の確率を低減する。
【０００３】
他のアクセス技術（たとえば、時分割多重方式（ＴＤＭ）技術）は、或る局が媒体の使用を許可される所定の時間間隔を割り当てる。特定の局は、その局に割り当てられるタイムスロット内に送信を行う。これらの技術では、共通の時間基準に対してそれらのスロットが生じる時について複数の局が同意することを保証するために、同期機構が用いられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００４】
１つの態様では、本発明は、ネットワークにおいて局間で通信する方法および対応するシステムを特徴とする。この方法は、複数の局間の送信を調整する調整局から反復ビーコン送信を提供する工程と、このビーコン送信のうちの１つ以上によって第１局に対し割り当てられるタイムスロット中に第１局から第２局に送信する工程と、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える情報を第１局から送信する工程と、からなる。
【０００５】
本発明のこの態様の実施形態は、次の１つ以上を組み込むことが可能である。
第１局に対し割り当てられるタイムスロットは、第２局が第１局に、第１局から第２局への情報の正常な送信を確認する肯定応答情報を送信する時間を含む。
【０００６】
第２局が送信の許可を受信したタイムスロットの一部は、第２局が肯定応答情報を送信する前記時間よりも長い。
第１局は、肯定応答情報に含まれる第２局からの要求を受信した後、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える。
【０００７】
肯定応答情報は、情報の複数のセグメントのうちのいずれが第２局によって正常に受信されたかと、情報の複数のセグメントのうちのいずれが第１局によって再送信される必要があるかとを指定する情報を含む。
【０００８】
タイムスロットの一部において第２局から送信される情報は、第１局から第２局への情報の正常な送信を確認する肯定応答情報以外の情報である。
第１局に対し割り当てられるタイムスロットは、ビーコン送信に含まれる時間基準から決定される。
【０００９】
時間基準は、ビーコン送信の所定の部分が受信される時点を含む。
時間基準からタイムスロットを決定することは、ビーコン送信における情報に基づき時間基準から測定されるタイムスロットの開始時点および終了時点を決定することを含む。
【００１０】
第１局は第２局に、第２局が送信を許可されるタイムスロットの一部を指定する許可情報を送信する。
タイムスロットの一部は、許可情報が第２局によって受信されたタイムスロットと同じタイムスロットの一部を含む。
【００１１】
タイムスロットの一部は、許可情報が第２局によって受信されたタイムスロットの後続のタイムスロットの一部を含む。
第１局は、第２局への送信のために連続したビーコン送信間の複数の不連続なタイムスロットを割り当てられる。
【００１２】
タイムスロットの一部は、許可情報が第２局によって受信されたタイムスロットの後続のタイムスロットの一部を含む。
許可情報は、第１局から第２局への送信のヘッダ情報に含まれる。
【００１３】
第１局は、要求される時間量を含む第２局からの送信を受信した後、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える。
第１局は、要求される時間量が前記タイムスロット中に利用可能であると判断した後、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える。
【００１４】
第１局は、最初に第２局からの要求を受信することなく、第１局に対し割り当てられるタイムスロットの少なくとも一部の間、第２局に送信の許可を与える。
第１局は、第２局に許可される時間量を示す。
【００１５】
第２局は、与えられた時間の未使用部分を放棄して第１局に戻す。
第１局に対し割り当てられるタイムスロットの一部の間、第２局から第１局に送信される情報は、第１局から第２局へのデータ・フローを維持するために使用される情報を含む。
【００１６】
第１局に対し割り当てられるタイムスロットの一部の間、第２局から第１局に送信される情報は、第２局に送信される信号を準備するために第１局によって使用される適応情報を含む。
【００１７】
適応情報は、信号の複数のキャリアの各々に対し使用される変調の種類を指定するマップを含む。
第１局に対し割り当てられるタイムスロットの一部の間、第２局から第１局に送信される情報は、第１局から第２局への情報の正常な送信を確認するために使用される肯定応答情報を含む。
【００１８】
この方法は、第１局に対し割り当てられるタイムスロット中に第２局が第１局から送信の許可を受信しないことに応じて、第２局によって受信される調整局からの前記ビーコン送信のうちの１つ以上にしたがって、他局との競合に基づいて割り当てられるタイムスロット中に第２局から第１局に送信する工程をさらに含む。
【００１９】
第１局によって受信される調整局からのビーコン送信のうちの１つ以上に基づいて決定されるタイムスロット中に第１局から第２局に送信することは、第１局および第２局の一方または両方において先のビーコン送信を正常に受信しなかった後、この先のビーコン送信より前のビーコン送信に含まれる情報に基づいて決定されたタイムスロット中に第１局から第２局に送信することを含む。
【００２０】
本発明の多くの利点は次の通りである。それらのうちの幾つかは、その様々な態様および実施形態のうちの幾つかにおいてのみ達成され得る。
各局が様々な電力線環境下で、信頼性を有し、かつ、より高いデータレートで動作することを可能とする。電力線通信システムや周期的に変化するチャネル障害による影響を受ける他の媒体において使用可能なチャネル適応機構を提供する。高水準の保証されたサービス品質（ＱｏＳ）を提供することができる。送信局がその割り当てられる時間の幾らかを受信局に与えることを可能とすることによって、無競合時間割当のより効果的な使用を可能とする。
【００２１】
割り当てられるタイムスロットから与えられる時間は、受信局が肯定応答情報以外の情報を送信することを可能とする。たとえば、第１局に対し割り当てられるタイムスロットは、第１局から第２局への情報の正常な送信を確認する肯定応答情報を第２の受信局が第１局へ送信することが可能である時間を含むことが可能である。逆許可手順によって、特定の許可を得ずに受信局がそのような肯定応答情報を送信する能力が維持され、受信局がさらなる情報を送信するための許可を得る方法が提供される。
【００２２】
［システム概要］
図１に示すように、ネットワーク構成１００は、複数の通信局（たとえば、コンピュータ装置または音声映像装置）が互いに通信する共有通信媒体１１０を備えている。通信媒体１１０は、たとえば、同軸ケーブル、非シールド・ツイスト・ペア、または電力線などの１つ以上の種類の物理的通信媒体を含むことができる。さらに、ネットワーク構成１００は、ブリッジまたはリピータのような装置を含むことができる。通信局は、所定の物理（ＰＨＹ）層および媒体アクセス制御（ＭＡＣ）層通信プロトコルを使用して互いに通信する。ＭＡＣ層は、データ・リンク層の副層であり、開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）ネットワーク・アーキテクチャ標準に従ってＰＨＹ層とのインタフェースを提供する。ネットワーク構成１００は、様々なネットワークトポロジー（たとえば、バス型、ツリー型、スター型、メッシュ型）のうちのいずれかを有することができる。通信局は、それぞれの局のハードウェアで動作するソフトウェア・アプリケーションからの要求に基づいて互いに通信する。
【００２３】
局は、使用する特定の通信プロトコルに相違があってもよく、プロトコルに互換性があれば、互いに通信が可能である。たとえば、ネットワーク構成１００は、第１ＭＡＣ層プロトコル「ＭＡＣ−Ａ」を使用する局１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃを含んだ第１種類の通信局と、第２ＭＡＣ層プロトコル「ＭＡＣ−Ｂ」を使用する局１０４Ａおよび１０４Ｂを含んだ第２種類の通信局とを含んでいる。ＭＡＣ−ＡおよびＭＡＣ−Ｂプロトコルには互いに互換性があり、同一のＰＨＹプロトコルまたは少なくとも互換性があるＰＨＹプロトコルを使用する（たとえば、１つの局はＭＡＣ−ＡプロトコルおよびＰＨＹ−Ａプロトコルを使用し、別の局はＭＡＣ−ＢプロトコルおよびＰＨＹ−Ｂプロトコルを使用する。ここで、ＰＨＹ−ＡおよびＰＨＹ−Ｂは互換性のある信号変調フォーマットを実装している）。
【００２４】
たとえば、ＭＡＣ層の能力、性能またはその両方の改善を可能とする一方で、新たなＭＡＣ層プロトコルを使用する装置が、ネットワーク構成１００に存在し得る旧来のＭＡＣ
層プロトコルを使用する古い装置と互換性を有することを可能とするために、複数のＭＡＣ層プロトコルの共存を使用することができる。幾つかの実施形態では、デュアル・モード（ＤＭ）装置は、第１プロトコルを使用する古いシングル・モード（ＳＭ）装置と通信することが可能であり、第１プロトコルまたは第２プロトコルのいずれかを使用する他のＤＭ装置と通信することが可能である。使用されるプロトコルは、ネットワークの設定時に、または、装置がネットワークに参加したときに決定される通信モードによって設定される。たとえば、局１０４Ａ，１０４Ｂは、ＭＡＣ−Ａを使用するネットワーク・インタフェース・モジュール１０８を含んでいる。局１０２Ａ、１０２Ｂ、および１０２Ｃは、決定された通信モードに応じて、ＭＡＣ−ＡまたはＭＡＣ−Ｂのいずれかを使用可能なネットワーク・インタフェース・モジュール１０６を含んでいる。
【００２５】
異なる種類の装置（たとえば、ＤＭ装置およびＳＭ装置）によって使用されるプロトコル層（または「プロトコル・スタック」）間の相違の例として、「中央調整」（ＣＣｏ）局の使用がある。ＣＣｏは、ネットワーク構成１００において、少なくとも一部の他局に対して一定の調整機能を提供するように選択される通信局である。単一のＣＣｏの調整下で動作する局の集合は、「基本サービス・セット（ＢＳＳ）」と呼ばれる。ＣＣｏによって実行される機能には、ＢＳＳに参加する局の認証と、各局の識別子の提供と、媒体アクセスのスケジューリングおよびタイミングとが含まれている。たとえば、ＣＣｏは反復ビーコン送信をブロードキャストし、これからＢＳＳの局はスケジューリング情報およびタイミング情報を決定することができる。このビーコン送信には、通信を調整するように局によって使用される情報を運ぶフィールドを含んでいる。各々の反復ビーコン送信のフォーマットは同様であるが、一般に内容は各々の送信時に変化する。ビーコン送信は、ほぼ周期的に反復され、幾つかの実施形態においては、通信媒体１１０の特性に同期する。場合によっては、ＣＣｏから「隠された」局（たとえば、ＣＣｏから確実には信号を受信しない局）を管理するようにプロキシ調整器（ＰＣｏ）を使用することができる。
【００２６】
ＭＡＣ−ＡおよびＭＡＣ−Ｂプロトコルによって実装されるアクセス技術は、異なるものであってよい。たとえば、１つのシナリオでは、ＭＡＣ−Ａプロトコルは、第１アクセス技術を使用し、ＭＡＣ−Ｂプロトコルは、第１アクセス技術と互換性がある第２アクセス技術を提供する。ＭＡＣ−Ａプロトコルは、衝突回避機能付きキャリア検出多重アクセス（ＣＳＭＡ／ＣＡ）技術を使用して、ネットワーク構成１００にアクセスする。ＭＡＣ−Ｂプロトコルは、ハイブリッド手法を使用する。ハイブリッド手法は、時間分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）技術を使用する無競合期間（ＣＦＰ）を含み、さらに、随意でＣＳＭＳ／ＣＡ技術を使用する競合期間（ＣＰ）を含んでいる。無競合期間は、ＣＣｏによってスケジューリングおよび管理され、装置上で実行される一定のアプリケーション（たとえば、音声、映像またはその両方のアプリケーション）に対して改良されたサービス品質（ＱｏＳ）を提供する。他のＭＡＣプロトコルは、これらのまたは他のアクセス技術のいずれか１つまたは組合せを使用することができる。
【００２７】
幾つかの実施形態では、ネットワーク・インタフェース・モジュールは、ネットワーク構成１００が送信特性の変化を示す通信媒体１１０を含むときに性能を改善するための特徴を含むプロトコルを使用する。たとえば、通信媒体１１０が屋内のＡＣ電力線を含み、随意で別の媒体（たとえば、同軸ケーブル線）と結合されているとき、通信媒体１１０によって提供される任意の２つの局間の通信チャネルは、ノイズ特性および周波数応答の周期的な変化を示すことがある。
【００２８】
電力線ノイズのような変動するチャネル特性の存在時に性能およびＱｏＳの安定性を改善するために、ＣＣｏは、ＡＣ線の周波数（たとえば、５０または６０Ｈｚ）を有するビーコン送信に同期する。一般には、発電所からのＡＣ線サイクルの位相および周波数の変化、ならびに局所的なノイズおよび負荷の変化が存在する。この同期によって、ビーコン
送信時の時間基準に関連する様々な局に割り当てられるタイムスロットにおいて、ＡＣ線サイクルの特定の位相領域に対して最適化された一貫したチャネル適応が使用されることが可能となる。さらに、ＣＣｏは、局が使用可能なタイム・スタンプを含んだ情報をビーコン送信時に提供し、ＣＣｏに位置するマスター・ネットワーク・クロックに対してローカルのクロックを同期させる。
【００２９】
変動するチャネル特性に起因する潜在的な欠陥を軽減する別の態様には、離散マルチトーン（ＤＭＴ）としても知られている直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）などのロバストな信号変調フォーマットの使用が含まれる。ＯＦＤＭは、利用可能な帯域が複数の狭周波数帯の低データレートチャネル、すなわち、「キャリア」へ分割されるスペクトル拡散信号変調技術である。高いスペクトル効率を得るために、キャリアのスペクトルは重なり合っており、互いに直交している。データは、所定の期間を有し幾つかのキャリアを含む、シンボルの形態で送信される。これらのキャリア上で送信されるデータは、二位相偏移変調（ＢＰＳＫ）、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）またはｍビット直交振幅変調（ｍ−ＱＡＭ）などの変調手法を用いて、振幅、位相またはその両方において変調可能である。
【００３０】
［ＰＨＹ層通信システム・アーキテクチャ］
データと通信媒体を通じて送信される信号波形との間の変換を行うネットワークインタフェースモジュールの部分を実装するために、様々な通信システム・アーキテクチャのうちのいずれかを用いることが可能である。局上で動作するアプリケーションは、このネットワーク・インタフェース・モジュールとの間でセグメントによるデータの提供および受信を行う。「ＭＡＣプロトコル・データ・ユニット」（ＭＰＤＵ）は、輸送するようＭＡＣ層がＰＨＹ層に求めたオーバヘッドおよびペイロードのフィールドを含む情報のセグメントである。ＭＰＤＵは、送信されているデータの種類に基づき、様々なフォーマットのうちのいずれかを有することが可能である。「ＰＨＹプロトコル・データ・ユニット（ＰＰＤＵ）」は、電力線を介して送信されるＭＰＤＵを表わす、変調された信号波形のことである。
【００３１】
ＯＦＤＭ変調では、データは、ＯＦＤＭ「シンボル」の形態で送信される。各シンボルは、所定の期間、すなわち、シンボル時間Ｔｓを有する。各シンボルは、互いに直交するＮ個の正弦キャリア波形の重ね合わせから生成され、ＯＦＤＭキャリアを形成する。各キャリアは、ピーク周波数ｆｉと、シンボルの開始から測定される位相φｉとを有する。これら互いに直交するキャリアの各々について正弦波形の全周期数はシンボル時間Ｔｓ以内に収まっている。すなわち、各キャリア周波数は、周波数間隔Δｆ＝１／Ｔｓの整数倍である。キャリア波形の位相φｉおよび振幅Ａｉは、得られる変調された波形の直交性に影響を与えずに、（適切な変調手法に従って）独立に選択することができる。これらのキャリアは、ＯＦＤＭ帯域と呼ばれる周波数ｆ１〜ｆＮの周波数範囲を占める。
【００３２】
ＰＨＹ−ＡプロトコルまたはＰＨＹ−Ｂプロトコルのいずれが使用されるかに応じて、２種類のＰＰＤＵ構造が存在し得る。たとえば、ＰＨＹ−Ｂ信号は、より高密度のＯＦＤＭキャリア周波数間隔を使用することができ、これに対応してより長いシンボルを使用することができる。
【００３３】
図２を参照すると、通信システム３００は、通信媒体３０４を介して受信機３０６に信号（たとえば、ＯＦＤＭシンボル列）を送信する送信機３０２を備える。送信機３０２および受信機３０６は、いずれも各局においてネットワーク・インタフェース・モジュール中に組み込まれることが可能である。通信媒体３０４は、電力線ネットワークを通じた１つの装置から別の装置への経路を表すことができる。
【００３４】
送信機３０２側で、ＰＨＹ層を実装するモジュールはＭＡＣ層からＭＰＤＵを受信する
。ＭＰＤＵは、スクランブル化、エラー訂正符号化、およびインタリーブ化などの処理を実行するために、符号化モジュール３２０へ送られる。
【００３５】
符号化されたデータはマッピング・モジュール３２２へ供給される。マッピング・モジュール３２２は、現在のシンボルに使用されるコンスタレーション（たとえば、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、８−ＱＡＭ、１６−ＱＡＭのコンスタレーション）に応じてデータ・ビット群（たとえば、１、２、３、４、６、８、または１０ビット）を取得し、これらのビットによって表されるデータ値を現在のシンボルのキャリア波形の同相（Ｉ）成分および直角位相（Ｑ）成分の対応する振幅にマッピングする。この結果、その実数部がピーク周波数ｆｉのキャリアのＩ成分に対応し、その虚数部がＱ成分に対応する、対応する複素数Ｃｉ＝Ａｉｅｘｐ（ｊφｉ）に関連した各データ値が生じる。これに代えて、変調されたキャリア波形にデータ値を関連付ける任意の変調手法を使用することが可能である。
【００３６】
マッピング・モジュール３２２は、システム３００がＯＦＤＭ帯域内のどのキャリア周波数ｆ１〜ｆＮを使用して情報を送信するかの決定も行う。たとえば、弱まりつつある幾つかのキャリアを回避することが可能であり、そのようなキャリアで情報が送信されることはなくなる。代わりに、マッピング・モジュール３２２は、そのキャリアに対する擬似ノイズ（ＰＮ）列から２進値で変調されるコヒーレントＢＰＳＫを使用する。電力を放出する可能性のある媒体３０４の制限された帯域（たとえば、アマチュア無線帯域）に対応する幾つかのキャリア（たとえば、ｉ＝１０のキャリア）に対して、これらのキャリアでエネルギが送信されることはない（たとえば、Ａ１０＝０）。さらに、マッピング・モジュール３２２は、「トーン・マップ」に従う各キャリア（すなわち、「トーン」）で使用される変調の種類も決定する。このトーン・マップは、デフォルトのトーン・マップ、または下にさらに詳細に記述するような受信局によって決定されるカスタマイズされたトーン・マップであることが可能である。
【００３７】
逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）モジュール３２４は、マッピング・モジュール３２２によって決定されたＮ個の複素数（それらのうちの一部は未使用キャリアについて０であってよい）の集合を、ピーク周波数ｆ１〜ｆＮを有するＮ個の直交するキャリア波形に関して変調する。変調されたキャリアは、（サンプリングレートｆＲにおける）離散時間型シンボル波形Ｓ（ｎ）を形成するように、ＩＤＦＴモジュール３２４によって組み合わされる。これは、次のように書くことができる。
【００３８】
【数１】
2009504025.tif 000003
ここで、時間のインデックスｎは１からＮへ進み、Ａｉは振幅であり、φｉはピーク周波数ｆｉ＝（ｉ／Ｎ）ｆＲであるキャリアの位相であり、ｊ＝√（−１）である。一部の実施形態では、離散フーリエ変換は、Ｎが２の累乗である高速フーリエ変換（ＦＦＴ）に相当する。
【００３９】
後処理モジュール３２６は、連続した（重なる可能性がある）シンボル列を結合し、通信媒体３０４を介して連続ブロックとして送信可能な「シンボル集合」に変える。後処理モジュール３２６は、自動利得制御（ＡＧＣ）およびシンボル・タイミング同期を行うために使用可能なシンボル集合の前にプリアンブルを追加する。シンボル間およびキャリア
間の干渉（たとえば、システム３００、通信媒体３０４またはその両方の不完全性に起因する）を緩和するため、後処理モジュール３２６は、シンボルの最後の部分のコピーであるサイクリック・プレフィックスを使用して各シンボルを拡張することができる。また、後処理モジュール３２６は、シンボル集合内のシンボルの部分集合にパルス整形窓を適用し（たとえば、２乗余弦窓または他の種類のパルス整形窓を使用して）、シンボルの部分集合を重ね合わせることなど、他の機能を実行することもできる。
【００４０】
アナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）モジュール３２８は、シンボル集合の（ローパス・フィルタ処理などを施した）連続時間バージョンを含んだアナログ信号を通信媒体３０４に接続する。通信媒体３０４を介して連続時間バージョンの波形Ｓ（ｔ）を送信することによって生じる影響は、通信媒体を介する送信のインパルス応答を表す関数ｇ（τ；ｔ）で畳み込みを行うことによって表現できる。通信媒体３０４にノイズｎ（ｔ）を付加してもよく、このノイズｎ（ｔ）は妨害器によって発せられるランダム・ノイズ、狭周波数帯ノイズまたはその両方であることが可能である。
【００４１】
ＰＨＹ層を実装したモジュールは、受信機３０６側で通信媒体３０４から信号を受信し、ＭＡＣ層のためにＭＰＤＵを生成する。ＡＦＥモジュール３３０は、自動利得制御（ＡＧＣ）モジュール３３２および時間同期モジュール３３４と共に動作して、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）モジュール３３６にサンプル信号データおよびタイミング情報を提供する。
【００４２】
サイクリック・プレフィックスを除去した後で、受信機３０６は、サンプルされた離散時間シンボルをＤＦＴモジュール３３６に送り込んで、（Ｎ点ＤＦＴを実行することによって）符号化されたデータ値を表すＮ個の複素数列を抽出する。復調器／復号化器モジュール３３８は、対応するビット列上へ上記複素数をマッピングし、（脱インタリーブ処理およびスクランブル解除を含む）ビット列の適切な復号化を実行する。
【００４３】
送信機３０２または受信機３０６のモジュールを含んだ通信システム３００の任意のモジュールは、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた形態で実装することができる。
【００４４】
［ビーコン送信］
ネットワーク内の様々な局は、様々な目的で定期的なビーコン送信を生成することができる。ＣＣｏからＢＳＳの各局への反復ビーコン送信は、中央ビーコン（ＣＢ）送信と呼ばれる。任意の２つの通信中の局間の電力線チャネル特性が許せば、各局は、ＣＢ送信間の期間、互いに通信することができる。
【００４５】
ＣＢ送信の主要機能の１つとして、媒体割当（すなわち、スケジューリング）情報の伝達がある。このスケジューリング情報では、ＣＢ送信間の時間の一部が競合期間として割り当てられる。競合期間中には、複数の局が競合して電力線媒体にアクセスする。このスケジューリング情報では、無競合期間も割り当てられる。無競合期間中には、電力線媒体へのアクセスのために特定の局に対しタイムスロットが割り当てられる。
【００４６】
より詳細に以下に記載するように、ＣＢ送信は、ＣＢ送信間の時間（すなわち、「ビーコン間隔」）が、基調をなすＡＣ線サイクル周波数に基づくように、ＡＣ線サイクルに対して同期を行う。ＣＢ送信は、ゼロ交差など電力線波形の検出可能な特徴による固定の時間間隔でＣＢを送信することによって、ＡＣ線サイクルと同期することができる。ビーコン間隔は、たとえば所定数のゼロ交差を待機することによって、ＡＣ線サイクルの半周期の任意の倍数に設定可能である。
【００４７】
場合によっては、ＣＢ送信の「オーバヘッド」情報を送信するように割かれる時間の割合を減らすことによって、ビーコン間隔を増加させて、媒体をより効率的に使用することが望ましい。局からの送信に関連するオーバヘッド情報も存在する。また、ビーコン間隔を十分に短く保持して、所定の長さの時間内に所望の回数の送信機会を提供できるようにすることが望ましい場合もある。したがって、オーバヘッドを低く保持することと、送信機会の間の待ち時間を短く保持することとの間のトレード・オフに従って、ビーコン間隔を選択することが可能である。たとえば、幾つかの実施形態では、ビーコン間隔がＡＣ線サイクル期間の２倍となるように選択される。この場合、ＡＣ線サイクル周波数が６０Ｈｚである電力線環境で動作するとき、ビーコン間隔は約３３．３３ｍｓｅｃである。ＡＣ線サイクル周波数が５０Ｈｚである電力線環境で動作するとき、ビーコン間隔は約４０ｍｓｅｃになる。ビーコン間隔の変化は、ＡＣ線サイクル周波数のドリフトによって生じる可能性がある。
【００４８】
図３には、例示的なビーコン間隔４００の構造を示す。ビーコン間隔４００は、ビーコン領域４０２の後に続く競合領域４０４および予約領域４０６から構成される。随意で、ビーコン領域４０２には、任意の数の競合領域および予約領域が、任意の順序で続いてよい。競合領域４０４は、ＣＳＭＡ／ＣＡなどの共有媒体アクセスプロトコルを使用して送信するための許可を求めて複数の局が競合可能な時間である。
【００４９】
予約領域４０６は無競合期間（ＣＦＰ）４０８を含み、無競合期間４０８には、（例えば、ＴＤＭＡプロトコルを使用する）所定の局による使用に割り当てられるタイムスロットが含まれる。ＣＦＰ４０８は、参加している局の各々に対する連続したタイムスロットに分割可能である。これに代えて、ＣＦＰ４０８を複数のセッションに分割し、各セッションを参加している局の各々に対するタイムスロットに分割することも可能である。したがって、ＣＦＰ４０８中に複数のタイムスロットを局に割り当てることが可能である。
【００５０】
競合領域４０４と、予約領域４０６内のＣＦＰ４０８とは、複数のビーコン間隔に亘って一般に有効性を保持するという点で「持続性」である。下により詳細に記述するように、この持続性にスケジュールされた時間によって、何らかの理由でビーコン間隔を受信し損ねた局が、以前に保存されたスケジュール情報を使用することが可能となる。予約領域４０６には、複数のビーコン間隔に対する有効性が保証されていない「非持続性」期間４１０も含まれている。この非持続性にスケジュールされた時間によって、緊急のタイムスロットの割当要求に対する迅速な応答と、ネットワーク保守活動のための時間とが可能となる。たとえば、非持続性期間４１０には、ネットワークの設定および保守を行うために使用される発見ビーコンを局が送信するタイムスロットを含むことが可能である。非持続性期間４１０は、必要に応じて競合アクセスおよび無競合アクセスのうちの一方または両方を使用することができる。この例において、非持続性期間４１０は、非持続性競合領域４１０Ａと、非持続性無競合「余分な割当」セッション４１０Ｂとを含んでいる。
【００５１】
ビーコン領域４０２は、ＢＳＳにおける局にＣＢ送信をブロードキャストするようにＣＣｏに割り当てられる時間である。ＣＢ送信は、プリアンブル、フレーム制御フィールド、およびビーコン・ペイロードを含む、ＯＦＤＭ波形を使用して送信される。この例において、ＣＢ送信の開始４２０（したがって、ビーコン領域４０２の開始）は、ゼロ交差からの所定のオフセット値ΔでＡＣ線サイクルに同期される。ビーコン・ペイロードは、局が使用する情報を搬送して、予約領域および競合領域のタイミングを決定する。この例において、或る競合領域４０４がビーコン領域４０２に直接後続している。１つ以上の予約領域が存在する場合、さらなる競合領域がビーコン間隔４００に存在してもよい。
【００５２】
ビーコン間隔内のタイムスロットの割当について記述する情報は、１つ以上のビーコン・エントリ（ＢＥＮＴＲＹ）内のビーコン・ペイロードによりブロードキャストされる。
この情報は、帯域の共有を調整するようにネットワーク内の各局によって使用される。ビーコン・ペイロードは、次の３種類のスケジューリング情報を搬送する。
・ビーコン領域情報
・持続性スケジューリング情報
・非持続性スケジューリング情報。
【００５３】
ビーコン領域情報は、領域ＢＥＮＴＲＹにより搬送される。このＢＥＮＴＲＹは、予約領域４０６および競合領域４０４の継続期間を含んでいる。送信局が無競合アクセスを行うためのタイムスロットの割当は、予約領域４０４の持続性ＣＦＰ４０８中または非持続性４１０中に行うことができる。
【００５４】
持続性ＣＦＰスケジュール情報は、持続性スケジュールＢＥＮＴＲＹにより搬送される。保証されたＱｏＳを要求する送信局が使用可能であるように持続性ＣＦＰスケジュールが提供される。これらの送信局が、各ビーコン間隔の期間中に十分な時間を得て自身のデータを配信し、損失率および待ち時間要件を満たすようにすることが重要である。たとえば、局に十分な時間を割り当てて、損失データを再送信し、さらに正常な送信間の最短の待ち時間を満たすか、またはこの待ち時間を上回るようにする。局がＣＢ送信を受信し損なう可能性があるため、このスケジュールは持続性となる。
【００５５】
持続性スケジュールＢＥＮＴＲＹは、スケジュール情報の持続性を解釈するように使用される、次の２つのフィールドを有する。
・現行スケジュールのカウントダウン（ＣＳＣＤ）
・予約スケジュールのカウントダウン（ＰＳＣＤ）。
【００５６】
スケジュールが変化しなければ、スケジュール情報は、現行スケジュールを反映し、予約スケジュールのカウントダウン値はゼロとなる。この場合、現行スケジュールのカウントダウン値は、現行スケジュールが有効であると想定できるビーコン間隔の最小数を示す。現行スケジュールのカウントダウン値は、前回の現行スケジュール・カウントダウン値から１を引いたものより小さくするべきではない。このようにして、ビーコンを受信し損ねた局は、自身が有する現行スケジュール情報をどれぐらい長く使用可能であるかを知る。
【００５７】
スケジュールが変化した場合、予約スケジュールのカウントダウン値は、非ゼロ値に設定される。この値は、スケジュール情報が新スケジュールである（現行スケジュールではない）ことと、新スケジュールが有効となる時とを示す値である。この場合、現行スケジュールのカウントダウン値は、新スケジュールが有効となる第１ビーコン間隔の期間中に現行スケジュールのカウントダウンに対して新スケジュールが有する値を予告するものとなる。この場合の現行スケジュールのカウントダウン値は、予告値であり、その初期値から変更してはならない。このようにして、ＣＢ送信を受信し損ねた局は、自身が有する新スケジュール情報を使用可能な時と、新スケジュール情報が有効である期間とを知る。新スケジュールが有効となるビーコン間隔中に幾つかの局がＣＢ送信を受信し損ねた場合にも、この手法によって、新スケジュールが複数回繰り返され、全ての局が確実に関連情報を得ることが可能となる。
【００５８】
図４には、スケジュール変更の例を示す。スケジュール情報を示す図５００は、ＣＣｏによって送信されるＣＢ送信のＢＥＮＴＲＹにおけるＰＳＣＤおよびＣＳＤＣの値を示している。現行スケジュール図５０２は、所定のビーコン間隔中に、２つのスケジュール、すなわち、スケジュールＡまたはスケジュールＢのうちのいずれが有効であるかを示している。最初は、スケジュールＡが有効である。ビーコン間隔２では、ＣＣｏは、このスケジュールをスケジュールＢに変えることを決定する。そのため、ビーコン間隔３の開始時
に、ＣＣｏは、このスケジュールに示すＰＳＣＤおよびＣＳＣＤの値を有するスケジュールＢを含むＢＥＮＴＲＹを含む（予告されたスケジュールは図４で影付きの部分である）。ＣＣｏは、別々のＢＥＮＴＲＹによりスケジュールＡおよびスケジュールＢの両方を送信する選択肢を有するが、スケジュールＡの送信はもはや不要である。
【００５９】
ＣＣｏがビーコン間隔３でスケジュールＢを通知すると、新たなスケジュールＣによってスケジュールＢが置き換えられるのは、最も早くてビーコン間隔１１である。これは、スケジュールＢのＰＳＣＤ値がゼロでない間、ＣＳＣＤ値は、スケジュールＢが現行スケジュールとなる最初のビーコン間隔（ビーコン間隔６）においてＣＳＣＤが取る値の予告であるためである。ＣＣｏが予告値４を選択したため、スケジュールＢは、５つのビーコン間隔の間、現行スケジュールのままである必要がある。
【００６０】
ＣＣｏは、局からの要求に応答して、または局から明示的な要求を受けることなく、局に割り当てられるタイムスロットのサイズを含むスケジュールを更新することができる。たとえば、ＣＣｏは、共有の通信媒体を介する局間の送信の監視から得られる情報に基づいてスケジュールを更新することができる。ＣＣｏは、通信媒体の変化に起因するチャネル容量の変化またはチャネル使用の変化を考慮に入れてタイムスロットの調整を行うことができる。
【００６１】
ＣＣｏが様々な送信特性の変化を判断できる１つの方法は、送信のヘッダ・フィールド情報を読み取ることによる。たとえば、ヘッダ・フィールドは、送信待ちの保留中のデータの量、または、所定時間（たとえば、１マイクロ秒）に送信されるユーザ・データのビット数（例えば、一定のオーバーヘッド・データを除く）を表す「ビットローディング推定値」を示すことができる。ＣＣｏは、これらのフィールドを使用して持続性スケジュール、非持続性スケジュールまたはその両方の増減を決定する。
【００６２】
さらに、ＣＣｏは、局間のリンクにおいて増加したエラーレートなどの検出された変化に応答することもできる。たとえば、局は、データレートの増大によって相殺されるエラーレートよりも高いエラーレートを伴う変調を使用することによって、データレートを増大することができる。ＣＣｏは、スケジュールを変更して、より高いデータレートが必要であると思われる局に、より多くの時間を与えるようにするか、または、全ネットワークスループットなど、全体的な特性の最適化を行うことができる。
【００６３】
スケジュール情報の持続性は信頼性を向上させるものではあるが、緊急の必要性に対する応答性を低下させる。ＣＦＰ４０８中に送信するための追加時間を要求する局は、新スケジュール（Ｂ）が通知されるのと同じビーコン間隔（３）においてＣＣｏに対する要求を通信してもよい。これによって、送信局は、改訂済みのスケジュール（Ｃ）がブロードキャスト可能となる前に、通知済みのスケジュール（Ｂ）が有効となるのを待機することが必要となる。改訂済みのスケジュール（Ｃ）は、このスケジュールが有効となるまでカウントダウンを行う必要があるので、送信局は、必要な追加のＣＦＰタイムスロットの割当を得ることができるまで、数ビーコン間隔の待機が必要となる場合がある。
【００６４】
非持続性スケジュール情報は、さらに多くの送信時間を求める緊急の要求を満たすために、余分な割当セッション４１０Ｂ中、いずれの局にタイムスロットを割り当てるかを示す情報である。送信局は、ＣＢ送信を受信し、ビーコン間隔において与えられる任意の余分な割当タイムスロットを使用する必要があるので、余分な割当タイムスロットは持続性ＣＦＰ４０８のタイムスロットよりも信頼性が低くなる。
【００６５】
通常のＣＦＰ４０８のタイムスロット割当を有する送信局は、スケジュールに定められた通り、送信開始時点にその送信の開始が許可されており、スケジュールに定められた通
り、終了時点までにその送信を終了する必要がある。送信局は、ＣＢ送信を受信していないものの、現在有効なスケジュール情報（スケジュール持続性による）を有する場合、割り当てられたタイムスロット中に送信を開始することができる。
【００６６】
送信局に割り当てられるＣＦＰ４０８のタイムスロットには、受信局が選択的反復自動再送信要求（ＳＲ−ＡＲＱ）手法による選択的肯定応答（ＳＡＣＫ）を送信可能である、ＭＰＤＵの送信後の時間が含まれる。ＭＰＤＵを表す各ＰＰＤＵ波形には、プレアンブル、フレーム制御フィールド、および独立に暗号化される多重セグメントまたは物理ブロック（ＰＢ）から構成されるペイロードが含まれる。このプレアンブルおよびフレーム制御フィールドを纏めたものをフレーム開始（ＳＯＦ）デリミタと呼ぶ。各ＰＢは、自身のＦＥＣブロックに含まれる。ＭＰＤＵは、データレートおよびペイロード期間に応じて、異なる数のＦＥＣブロックを含むことができる。単一のＭＰＤＵに応答してＳＡＣＫを送信することが可能であり、応答して、単一のＳＡＣＫにより、複数のＭＰＤＵ（たとえば、４つ）のバーストを送信することが可能である。
【００６７】
たとえば、送信局に対し割り当てられるタイムスロット内で、送信局は、所定のチャネル適応のために受信局によって指定された間隔に各々広がる複数のＰＰＤＵを送信することが可能である。各々のＰＰＤＵは、そのコヒーレント復調用の適応間隔内の位相および振幅の歪みを推定するために受信機が使用可能なＳＯＦデリミタを含む。タイムスロット内の単一の長いＰＰＤＵは、より低いオーバヘッドを有することがあるが、複数のＰＰＤＵを送信することによって、個々のＰＰＤＵが異なる適応を使用することが可能となり、個々の適応間隔において変化する傾向がある位相および振幅の歪みがより正確に推定される。しかしながら、タイムスロット内の全てのＭＰＤＵに対して肯定応答を行うために単一のＳＡＣＫを使用することもできる。
【００６８】
ＳＡＣＫフォーマットは、４つのＳＡＣＫの種類（ＳＡＣＫＴ）フィールド（４つのＭＰＤＵからなるバーストにおけるＭＰＤＵ毎に１つ）に対するサポートを提供する。このＳＡＣＫＴは次のいずれかを示す。
・対応するＭＰＤＵにおいて全ＰＢが正しく受信されたこと（ＳＡＣＫＴ＝０ｂ００）。・対応するＭＰＤＵにおいて全ＰＢがエラーを伴って受信されたこと、または、対応するＭＰＤＵが検出されないこと（ＳＡＣＫＴ＝０ｂ０１）。
・対応するＭＰＤＵにおいて、良好なＢＰと不良なＢＰとの混在が見られること（ＳＡＣＫＴ＝０ｂ１１）。この場合、ＳＡＣＫ情報フィールド（ＳＡＣＫＩ）が存在する。このフィールドには、ＭＰＤＵ内の各ＰＢの受信状態を示すビットマップが含まれる。
【００６９】
［線サイクル同期］
上述のように、様々な技術を使用して共有の通信媒体の変動するチャネル特性を考慮に入れることができる。ＭＡＣ−Ａプロトコルのような、ＣＣｏを含まない通信プロトコルを使用して通信する局の場合、１つの局のチャネル適応機能が他局のチャネル適応機能と対話を行うことによって、周期的に変動するチャネルの複数の位相領域の各々に対し異なるチャネル適応を割り当てることができる。これについては、２００４年２月２６日に出願の「周期的に変動するチャネルに同期されたチャネル適応（Ｃｈａｎｎｎｅｌ  Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄ  ｔｏ  Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ  Ｖａｒｙｉｎｇ  Ｃｈａｎｎｅｌ）」と題する米国特許出願第１０／７８７，５４４号に記載されている。これを引用によって本明細書に援用する。ＭＡＣ−Ｂプロトコルのような、ＣＣｏを含む通信プロトコルを使用して通信する局の場合、周期的に変動するチャネルに対するビーコン送信の同期に基づいてチャネル適応を行うことができる。この場合、周期的に変動するチャネルの位相を個々の局が直接検出する必要はなく、局は受信したビーコン送信に従ってチャネル適応を行う。
【００７０】
線サイクル同期は、デジタル位相ロック・ループ（ＤＰＬＬ）または均等物を使用して、ＡＣ線サイクルの特定の地点をＣＣｏにトラッキングさせることによって達成することができる。ＣＣｏ側でのフィルタまたはデジタル・ロック・ループの使用は、ＡＣ線サイクル位相の測定時にノイズ・イベントまたはジッタを除去するのに有用である。ＣＣｏは、そのローカルなトラッキングの履歴を、ビーコン送信の将来の位置を予測するためにも使用し、ビーコン・スケジュール内の全ての局にこの位置を通知する。ＣＢ送信が検出されないときでも、ＣＣｏは、持続性の割当を有する局が送信可能であることを保証するために、ビーコン・ペイロード内の将来のＣＢ送信の位置に関する情報を提供する。
【００７１】
［クロック同期］
ＣＣｏは、ＢＳＳの局に分散型の時間基準を提供するために用いられる、ネットワーク・クロックを含む。ＣＣｏは、ＣＢ送信時にネットワーク・クロックから生成されるタイム・スタンプを送信する。たとえば、このタイム・スタンプは、ＣＣｏの２５ＭＨｚのネットワーク・クロックのエッジ（たとえば、立ち上がりエッジ）により増分するカウンタ値による３２ビット値であることが可能である。ビーコン間隔およびスケジュールを含むネットワークのタイミングは、全て、このネットワーク・クロックから導き出される。各局はローカルな時間基準（たとえば、デジタル位相ロック・ループ）をネットワーク・クロックと同期させる。ＣＢ送信の送信の開始（たとえば、プレアンブルの開始）は、タイム・スタンプ値の近くで（たとえば、１マイクロ秒未満）発生する。
【００７２】
ネットワーク・クロックは、局間で信号を伝達しているＰＨＹ層を同期し、高精度のクロックを必要とせずにキャリア間干渉を除去するために使用される。たとえば、局側のローカル・クロックは、２００ｋＨｚのキャリア間隔を有するＰＨＹ−Ａ信号のサンプリングに正確なサンプル時間を提供するのに十分に正確である一方で、２５ｋＨｚのキャリア間隔しか有しないＰＨＹ−Ｂ信号のサンプリングに使用されるときにはキャリア間干渉を引き起こす場合がある。より高密度のキャリア間隔は、より長いシンボルと、送信局クロックと受信局クロックとの間の周波数エラーがサンプリング・エラーを導く、より長い時間に対応する。他の信号特性もまた、サンプリング・エラーに対する信号感度に寄与する。たとえば、より高次の変調（たとえば、１６−ＱＡＭ対４−ＱＡＭ）は、一般に、より緊密なタイミングの許容範囲を有する。サンプリング・エラーの結果、もはやキャリアが厳密に直交していない場合がある。このサンプリング・エラーは、低周波のキャリアよりも高周波のキャリアの方に影響を与える可能性がある。
【００７３】
サンプリング時間を決定するように使用されるＰＨＹ層クロックは、タイム・スタンプに基づいてネットワーク・クロックに同期されるローカル・クロックより高速であることが可能である。一部の実施形態では、ＰＨＹ層クロックは７５ＭＨｚであり、ローカルな２５ＭＨｚのクロックに基づいて調整される。たとえば、ネットワーク・クロックをトラッキングするローカル・クロックが（２５ＭＨｚに対して）１０ｐｐｍ（１００万分の１）だけ調整されると、ＰＨＹ層クロックもまた（７５ＭＨｚに対して）１０ｐｐｍだけ調整される。
【００７４】
［チャネル推定］
チャネル推定は、ＰＨＹ層の動作を適合させて最適な性能を提供するように電力線チャネルの特性を測定する手順である。
【００７５】
チャネル推定は次を含むことができる。
・各キャリアで使用される１つ以上の変調方法を指定するトーン・マップの選択。任意の所定のキャリアはビーコン間隔内で異なる時に異なる変調を使用することができる。
・ＦＥＣ率の選択
・ガード間隔長の選択
・特定のトーン・マップ、ＦＥＣ率およびガード間隔設定が適用されるビーコン間隔内での間隔の選択。
【００７６】
ＦＥＣ率およびガード間隔長は、ＡＣ線サイクル周期を通じて変化可能であるが、ＦＥＣ率およびガード間隔長は、任意の所定の時において全てのキャリアに対し同一である。
チャネル推定の結果は、ＣＣｏに報告され、ＣＦＰのタイムスロット割当に使用される。ＣＣｏは、送信局と受信局との間の通信のための時間を割り当て、チャネル推定を実行することができる。次に、ＣＣｏは、ＣＦＰの局に割り当てられるタイムスロットのスケジュールを決定または更新する際に、このチャネル推定情報を使用する。
【００７７】
チャネル推定手順は、ＣＰとＣＦＰとの間で若干異なる場合がある。ＣＰでは、ＣＰのどこかにある送信局によって使用され得るデフォルトのトーン・マップを受信局が指定することが可能である。受信局は、随意で、ビーコン間隔の特定の期間中にＣＰにおいて使用可能な追加のトーン・マップを定義することができる。この手法によって、送信局は、トーン・マップ変調されたデータを使用して迅速に通信を開始し、ＣＰに対するＣＳＭＡアクセス手順とチャネル推定手順との間の複雑な相互作用を回避することが可能となる。この手法は、ベストエフォート型のデータ転送に好適である。これに代えて、受信局は、送信がＣＰ内またはＣＦＰ内のいずれにおいて行われたものであるかを考慮に入れることなく、特定のチャネル適応の適用するビーコン間隔内の間隔を指定することができる。
【００７８】
ＣＦＰ内でデータ通信が行われる前に、受信局は、送信のスケジュールリングが行われるビーコン間隔の間隔内で有効なトーン・マップを定義する。有効なトーン・マップが間隔内で定義されない場合、受信局がその間隔においてトーン・マップを定義するまで、送信局はその間隔に「ＳＯＵＮＤ  ＭＰＤＵ」を送信する。この「ＳＯＵＮＤ  ＭＰＤＵ」は、受信局がチャネルの特性を推定可能である、受信局が認知している信号を含む。受信局は、キャリアに対する変調をそのキャリア周波数におけるチャネル特性に合わせた、トーン・マップを定義する。チャネル特性に加えて、受信局は、送信されるデータの種類に基づいてトーン・マップを定義することもできる（たとえば、データ損失による影響を受け易い用途では、よりロバストな変調）。トーン・マップは、チャネル推定応答（ＣＥＲ）メッセージにより送信局へ送信される。
【００７９】
代わりに、或る間隔において、有効なトーン・マップが定義されていない場合、送信局は、最悪の場合のチャネル特性を仮定した場合に正常な送信に十分な冗長性を有する、デフォルトのトーン・マップを使用することができる。このデフォルトのトーン・マップは、送信局が比較的少量の送信データしか有しない場合には、さらに適したものとなる。
【００８０】
さらに、チャネル推定手順は、各トーン・マップを使用することが可能なビーコン間隔内の間隔の一覧を保持するための機構を含んでいる。トーン・マップ間隔は、特定のトーン・マップを使用することが可能なビーコン間隔内の時間として定義される。ＣＣｏはＡＣ線サイクルに対してビーコン間隔をロックするので、間隔はＡＣ線サイクルに同期される。
【００８１】
電力線を介するチャネル特性およびノイズ特性は基調をなすＡＣ線サイクルと一体に周期的になる傾向がある。場合によっては、これらの障害は、図５に示すようにＡＣ線サイクルの２倍の周波数（つまり、１００または１２０Ｈｚ）で生じるが、これらの障害がＡＣ線サイクルと同一の周波数（たとえば、ＡＣ線波形の極性に応答するノイズ源）で生じる場合もある。様々なアクセス機構およびＱｏＳ要件のため、ＣＰおよびＣＰＦで生じる間隔が異なるように処理されてもよい。
【００８２】
受信局は、特定のガイドラインに従って、様々なトーン・マップの用いられる間隔を指
定する。このガイドラインは次のいずれを含んでもよい。
・ＣＰのデフォルトのトーン・マップは、競合期間のいずれにおいて使用されてもよい。・デフォルトのトーン・マップを除き、間隔は繋がっていない（重複していない）。
・送信機は、様々なトーン・マップを使用して複数の間隔の間の境界に跨るＰＰＤＵペイロードを有するＰＰＤＵを送信することはできない。
・受信機は、指示したトーン・マップに基づいて完全なＰＰＤＵの搬送に十分な長さの間隔を指定する。
・現在の間隔の定義は、ＣＥＲメッセージにより搬送される。
・現在の間隔の定義は、受信局から最後のＣＥＲメッセージが受信されて３０秒間経過すると失効する。
【００８３】
［無競合逆許可］
幾つかの実施形態では、局は「逆許可」手順をサポートする。この手順によって、送信局が自身の無競合割当時間の一部を受信局に割り当てることが可能となるので、受信局は送信局にデータを送信することができる（つまり、逆チャネルを介して）。この手順は、たとえば、受信局によって決定されるようなチャネル特性の変化に応答して、更新済みのトーン・マップを送信局に送信するために使用され得る。
【００８４】
受信局は、ＳＡＣＫメッセージを送信するための受信局の割当時間間隔中に送信されるメッセージの「リクエスト逆許可（ＲＲＧ）」フィールドを使用して、逆許可手順を開始する。ＲＲＧフィールドは、要求の存在と、受信局が送信を望むブロックの数とを指示する。さらに、受信局は、リクエスト逆許可データ型フィールドにより、逆許可を介して送信されるデータの種類を指示する。
【００８５】
要求を受信すると、送信局は、この要求が尊重すべきものであるか否かを判定し、その継続時間を決定する。送信局は、許可情報を送信することによって逆許可が認められたことを信号で送信する。たとえば、送信局は、次のＰＰＤＵ送信のＳＯＦデリミタによりＲＧＬＥＮフィールドを設定する。ＲＧＬＥＮフィールドは、逆許可の時間割当で送信されるＰＰＤＵの最大フレーム長（ＦＬ＿ＡＶ）を指定するものである。この逆許可の時間割当は、許可情報が送信されたビーコン間隔と同一のビーコン間隔において、または後続するビーコン間隔において行うことができる。後続するビーコン間隔で逆許可が行われた場合、送信局または受信局のいずれかが対応するＣＢ送信を逃したとしても、持続性スケジュール情報によって、逆許可の割当が使用されることが可能となる。
【００８６】
図６には、逆許可手順の例を示す。この例においては、局ＡがＣＦＰ中に局Ｂにデータを送信している。局Ｂは、ＲＲＧフィールドをＳＡＣＫメッセージ６００で要求されたデータ量（例えば、ＲＲＧ＝１０は１つのＰＢを示す）を示す値に設定することによって、逆許可を開始する。局Ａの応答時間は、要求を含むＳＡＣＫの直後の後に続くＳＯＦデリミタ・フレーム制御フィールドにより、必ずしも要求が許可されな訳ではないことを示すものである。この場合、局Ｂは、次のＳＡＣＫメッセージ６０２で要求を繰り返し、局Ａは、後続するＳＯＦデリミタ６０４で要求を許可する。局Ａは、ＳＯＦデリミタ６０４のＲＧＬＥＮフィールドに最大の許容フレーム長「ｌｅｎ」を設けることによって、許可を信号送信する。
【００８７】
逆許可が認められたことを示すデータを受信すると、局Ｂは、データを受信した旨の肯定応答を行うためにＳＡＣＫ６０６を送信する。次いで、局Ｂは、逆許可期間６１０において、ＲＧＬＥＮ＝００のＳＯＦを送信し、これに続いて、長さ「ｌｅｎ」まで送信される所望のデータを送信する。局Ａは、このＳＯＦに応答してＳＡＣＫ６１２を送信し、逆許可期間６１０を終了させる。局Ａは、ＳＯＦデリミタと、それに続くペイロード・データとの通常の送信を再開し、局Ｂは応答してＳＡＣＫ  ＰＰＤＵを送信する。これに代え
て、ＳＡＣＫ応答６１０または６１２により送信される情報を後続のＳＯＦに含め、個別のＳＡＣＫ応答の必要性を回避することも可能である。
【００８８】
この逆許可手順に対する変形が可能である。送信局は、要求されない逆許可を行なうことが可能である。たとえば、送信局は、受信局からの逆許可を要求する非ゼロ値のＲＲＧを最初に受信することなく、ＲＧＬＥＮを非ゼロ値に設定することもできる。受信局は、要求されない逆許可により許可された時間全体を使用する必要がない場合、この時間を放棄して送信局に戻すことができる。たとえば、受信局は送信局にメッセージを送信し、許可された時間の残部は送信局が使用可能であると示すこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】ネットワーク構成の概略図。
【図２】通信システムのブロック図。
【図３】ビーコン間隔のタイミング図。
【図４】スケジュールの図。
【図５】ＡＣ線サイクルの波形周期と共にノイズの変動の例を示す図。
【図６】逆許可手順に対するタイミング図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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