(57)【要約】      （修正有）【課題】トレーニング信号と定常状態信号の双方のディスエーブル化トーンを利用してＲＦＩを更に正しく評価するマルチキャリア方式情報送受信器を提供する。【解決手段】マルチキャリア変調方式送受信器であって、トーン管理器、および、少なくとも一つのトレーニング状態中に、受信したトーンディスエーブル化メッセージに基づいて一つ以上のトーンをディスエーブル化する通信チャンネル内の障害を判定するのを助けるマルチキャリア方式送信器を備える。【選択図】図１
2011176864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア変調方式送受信器であって：
トーン管理器；および、
少なくとも一つのトレーニング状態中に、受信したトーンディスエーブル化メッセージに基づいて一つ以上のトーンをディスエーブル化するマルチキャリア方式送信器を備えたもの。
【請求項２】
前記一つ以上のトーンをディスエーブル化して通信チャンネル内の障害を判定するのを助ける、請求項１に記載の送受信器。
【請求項３】
前記障害が無線周波数妨害および通信チャンネルノイズのうちの一つである、請求項２に記載の送受信器。
【請求項４】
前記一つ以上のトーンをデータ通信状態中にディスエーブル化することができる、請求項１に記載の送受信器。
【請求項５】
更に、無線周波数妨害を評価するために用いる一つ以上のテンプレートを備える、請求項１に記載の送受信器。
【請求項６】
一つ以上のテンプレートが無線周波数妨害をモデル化し、一つ以上のディスクリートマルチトーンシンボルに対して動的に選択される、請求項１に記載の送受信器。
【請求項７】
更に、シンボル生成器および周波数領域／時間領域変換器を備える、請求項１に記載の送受信器。
【請求項８】
前記メッセージは、一つ以上のトーンをディスエーブル化すべきこと、および一つ以上のトレーニング状態で前記トーンをディスエーブル化すべきこと、の少なくとも一つを指示する、請求項１に記載の送受信器。
【請求項９】
マルチキャリア変調方式送受信器であって：
マルチキャリア方式受信器；および、
一つ以上のトレーニング状態中にディスエーブル化すべき一つ以上のトーンを指定するメッセージを決定するコントローラを備えたもの。
【請求項１０】
前記一つ以上のトーンをディスエーブル化して通信チャンネル内の障害を判定するのを助ける、請求項９に記載の送受信器。
【請求項１１】
前記障害が無線周波数妨害および通信チャンネルノイズのうちの一つである、請求項１０に記載の送受信器。
【請求項１２】
前記一つ以上のトーンをデータ通信状態中にディスエーブル化できる、請求項９に記載の送受信器。
【請求項１３】
更に、無線周波数妨害を評価するために用いる一つ以上のテンプレートを備える、請求項９に記載の送受信器。
【請求項１４】
一つ以上のテンプレートが無線周波数妨害をモデル化し、一つ以上のディスクリートマルチトーンシンボルに対して動的に選択される、請求項９に記載の送受信器。
【請求項１５】
更に、時間領域無線周波数妨害軽減モジュールを備える、請求項９に記載の送受信器。
【請求項１６】
更に、周波数領域無線周波数妨害軽減モジュールを備える、請求項９に記載の送受信器。
【請求項１７】
前記メッセージは、一つ以上のトーンをディスエーブル化すべきこと、および一つ以上のトレーニング状態で前記トーンをディスエーブル化すべきこと、の少なくとも一つを指示する、請求項９に記載の送受信器。
【請求項１８】
マルチキャリア変調方式通信の方法であって：
少なくとも一つのトレーニング状態中に一つ以上のトーンをディスエーブル化するためにメッセージを受信すること；および、
前記受信メッセージに基づいて前記少なくとも一つのトレーニング状態中に一つ以上のトーンをディスエーブル化すること；を含むもの。
【請求項１９】
前記一つ以上のトーンをディスエーブル化して通信チャンネル内の障害を判定するのを助ける、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記障害が無線周波数妨害および通信チャンネルノイズのうちの一つである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記一つ以上のトーンをデータ通信状態中にディスエーブル化することができる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
更に、一つ以上のテンプレートに基づいて無線周波数妨害を評価することを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
一つ以上のテンプレートが無線周波数妨害をモデル化し、一つ以上のディスクリートマルチトーンシンボルに対して動的に選択される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２４】
前記メッセージは、一つ以上のトーンをディスエーブル化すべきこと、および一つ以上のトレーニング状態で前記トーンをディスエーブル化すべきこと、の少なくとも一つを指示する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
マルチキャリア変調方式通信のための方法であって：
一つ以上のトレーニング状態中にディスエーブル化すべき一つ以上のトーンを指定するメッセージを判定すること；および、
前記メッセージを送信器へ転送すること；を含むもの。
【請求項２６】
前記一つ以上のトーンをディスエーブル化して通信チャンネル内の障害を判定するのを助ける、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記障害が無線周波数妨害および通信チャンネルノイズのうちの一つである、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記一つ以上のトーンをデータ通信状態中にディスエーブル化することができる、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
更に、無線周波数妨害を評価するために用いる一つ以上のテンプレートを備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項３０】
一つ以上のテンプレートが無線周波数妨害をモデル化し、一つ以上のディスクリートマルチトーンシンボルに対して動的に選択される、請求項２５に記載の方法。
【請求項３１】
更に、時間領域無線周波数妨害軽減モジュールを備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項３２】
更に、周波数領域無線周波数妨害軽減モジュールを備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項３３】
前記メッセージは、一つ以上のトーンをディスエーブル化すべきこと、および一つ以上のトレーニング状態で前記トーンをディスエーブル化すべきこと、の少なくとも一つを指示する、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０００年６月９日に出願された米国仮特許出願第６０／２１０，５５６号、名称「ＲＦＩ存在下でのＤＳＬ性能を改良するための方法」に基づく優先権を請求し、その全文を引用して本明細書に組み込む。
【発明の背景】
【０００２】
発明の分野
本発明は情報送受信器に関し、特に、無線周波数妨害低減を伴うマルチキャリア方式情報送受信器に関する。
【０００３】
関連技術の説明
マルチキャリア方式通信送受信器は、個人加入者と電話中央局とを接続するツイストペア電話線を用いて高速情報送信を可能にする。銅線の各ペアは、周波数の増大に伴って周波数応答が減衰する通信チャンネルを提供する。また、銅線には、各種発生源が生成した異なる性質のノイズも含まれている。これらのノイズ群には、電気装置が発生する熱雑音と、例えば、別の加入者が同一の中央局へ接続し、同一束線のツイストペアを共有することによって生じるクロストークノイズとがある。
【０００４】
ツイストペアの撚りは、互いに隣接するペア線間の電磁結合を制限することにより、クロストークノイズの減少に役立つ。しかし、動作周波数が高くなると撚りの効果は限られて、クロストークノイズは周波数に比例して増大する。
【０００５】
限られた帯域幅と周波数依存性ノイズを伴うチャンネル全体の高信頼性通信を提供するために、マルチキャリア方式送受信器は「分断攻略」戦略を利用している。この戦略では、通信チャンネルの全帯域幅を多数の周波数サブバンドに分割する。各サブバンドは、情報信号が送信されるサブチャンネルである。周波数サブバンドの幅は十分狭くなるように選択して、サブチャンネルによって持ち込まれる歪みが、受信信号の減衰と位相推移を表す単純な複素数によりモデル化されるようにする。様々な情報信号が、様々なサブチャンネルを用いて同時に送信される。受信器は、様々なサブバンド群のうちのひとつに各周波数が同調されている一連の帯域通過フィルタを用いて、異なる周波数のサブバンドにある情報信号を分離できる。これらのフィルタを適切に選択すると、各周波数帯域のノイズは、サブバンドに存在するノイズのレベルだけでモデル化でき、一バンド中のノイズは隣接サブバンドにほとんど、ないしは全く影響を与えない。
【０００６】
マルチキャリア方式送受信器の主な利点は、様々なチャンネル状況に対して最高性能が得られるよう送受信器パラメータを最適化できることにある。最適化プロセスは次のように要約できる：第一に所望のビット誤り率を定める。第二にサブチャンネル毎に利用できる信号対雑音比を測定する。次いで、ビット誤り率と信号対雑音比を用いて、サブチャンネルが扱える最大ビット送信速度を決定する。最後に、この最大ビット送信速度を送信できる情報信号の最適設定を見つける。各サブバンドを最適化することにより、マルチキャリア方式送受信器の全送信能力は、所定の誤り率に対して最大化される。
【０００７】
通常、電話線のノイズは、例えば、マルチキャリア方式送受信器と同じ無線周波数帯域で動作する無線放送送受信器から到来する無線周波数信号の電磁結合により生じる無線周波数妨害（ＲＦＩ）も含む。このＲＦＩが存在すると、マルチキャリア方式送受信器の性能は著しく低下するので、マルチキャリア方式送受信器は、その最適性能を大きく下回って動作することになる。ＲＦＩの性質は、熱雑音やクロストークノイズに関連する問題とは異なる。すべてのノイズの存在下で動作するよう送受信器を最適化することは、送受信器を非常に複雑にすることになる。例えば、１９９５年にサンドバーグ他により開示された「高速銅線通信のための重複ディスクリートマルチトーン変調」と題する送受信器等である。実際には、性能低下を最小に留めるＲＦＩ軽減技法が好ましい。
【発明の概要】
【０００８】
説明を簡単にするために、以下の用語を用いて、例示のマルチキャリア方式送受信器の動作を検討する。詳細には、アイドルチャンネルとは、スペクトラムの何れの部分にもノイズ、クロストークおよびＲＦ信号を含んでもよいが、アップストリームまたはダウンストリームのマルチキャリア信号を含まない通信チャンネルである。マルチキャリア方式送受信器のキャリアはトーンとして表す。トーンは、特定のトーンにエネルギー送信がない場合はディスエーブル化する。トレーニング信号または初期化信号は、トレーニング状態の間に送られるのが普通であり、情報送信の開始前に送受信器をトレーニングするために用いられる、マルチキャリア方式送受信器の初期化トレーニング信号である。ＡＤＳＬとして知られるマルチキャリア方式送受信器については、これらのトレーニング信号は、ＩＴＵ規格のＧ．９９２．１（Ｇ．ｄｍｔ）、Ｇ．９９２．２（Ｇ．ｌｉｔｅ）およびＧ．９９４．１（Ｇ．ｈｓ）のＩＮＩＴＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮセクションで定義されている。その全文を引用して本明細書に組み込む。
【０００９】
定常状態信号または情報信号は、情報データビットを通信する場合に、マルチキャリア方式送受信器により送られる信号である。定常状態送信はトレーニング状態送信の後に続くのが普通である。ＡＤＳＬとして知られるマルチキャリア方式送受信器については、定常状態信号は、ＩＴＵ規格のＧ．９９２．１（Ｇ．ｄｍｔ）およびＧ．９９２．２（Ｇ．ｌｉｔｅ）のＳＨＯＷＴＩＭＥセクションで定義されている。その全文を引用して本明細書に組み込む。
【００１０】
ＲＦＩ帯域は、単一のＲＦＩの存在が認められるひとつ以上のトーンのグループである。一般的には、送信の全帯域幅におけるこれらの帯域の配置は、マルチキャリア方式送受信器の動作を開始するまでは未知であり、ＲＦＩ帯域のトーンは送受信器の動作中、ディスエーブル化してもそうでなくてもよい。しかし、ＲＦＩ存在の可能性が非常に高い特定の限定ＲＦＩ帯域がある。これらの限定ＲＦＩ帯域の配置は、マルチキャリア方式送受信器の動作を開始するのに先立って特定でき、例えば、限定ＲＦＩ帯域のトーンは送受信器の動作中恒久的にディスエーブル化できる。
【００１１】
ＲＦＩは、例えば、マルチキャリア方式送受信器をフィールドで展開する場合、多数の性能制限因子の一つとなることがある。ＡＤＳＬとして知られるマルチキャリア方式送受信器については、ＲＦＩの存在下におけるＡＤＳＬの性能測定を含む試験が、Ｎｏｒｔｅｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ?による「Ｇ．ｔｅｓｔ．ｂｉｓ：ＤＳＬ送受信器試験にＲＦＩ侵入を含める試験室設定と手順」で定義されつつある。その全文を引用して本明細書に組み込む。これらの試験は他の産業標準規格試験と同様に、ＲＦＩ軽減技法の性能を測定できる良い基準モデルを提供してくれる。
【００１２】
本発明の例示の実施の形態では、通信チャンネルに存在する無線周波数妨害（ＲＦＩ）信号に対してロバストなマルチキャリア方式情報送受信器を説明する。本マルチキャリア方式送受信器は、例えば、送受信器の定常状態動作の間だけでなく送受信器のトレーニング状態の間でも動作する無線周波数妨害軽減技法を備える。
【００１３】
本送受信器は、ＲＦＩが検出されるとトレーニング信号を動的に修正することができる。例えば、ＲＦＩが検出されたスペクトラムの範囲にあるトーンを動的にディスエーブル化することにより、トレーニング信号を修正できる。例えば、この検出は初期化中に起きる。この例示の実施の形態では、送受信器は、トレーニングおよび／または定常状態動作の特定の段階中に、マルチキャリア信号のトーンをディスエーブル化するよう命令するメッセージを送信器に送る。このメッセージは、例えば、どのトーン番号をディスエーブル化すべきか、そしてトレーニングおよび／または定常状態動作のどの段階の間でそれらをディスエーブル化すべきかを指定するフィールドを含む。また、送受信器はこのメッセージを受信することもでき、そして例えば、トレーニングおよび／または定常状態の特定段階の間に、例えば、信号対雑音比の測定とこれに関連する計算の間、イコライザのトレーニングの間、または他の種類のトレーニングもしくは測定の間に特定トーンをディエーブル化することができる。トレーニングおよび／または定常状態のその他残りの段階の間は、命令がメッセージ中で必ずしも特定しない場合には、送受信器は特定トーンをディスエーブル化せずに、これらのトーンで標準信号を送ることができる。
【００１４】
従って、本発明の例示の実施の形態によれば、本発明の第１の局側面は、改良されたマルチキャリア方式送受信器を提供することに関する。
【００１５】
本発明の側面はまた、例えば、トレーニング段階に先立ち、通信チャンネルにおけるＲＦＩの存在または非存在を明確にすることができるマルチキャリア情報送受信器を提供することにも関する。例えば、ＲＦＩが検出された場合、受信器は、モデムトレーニングの様々な段階の間に、ひとつ以上のトレーニング信号のトーンをディスエーブル化するよう送信器に命令できる。受信器はまた、送信器に定常状態の段階にある情報信号のトーンをディスエーブル化するよう命令することもできる。ＲＦＩが検出されない場合には、例えば、トレーニングと定常状態信号の双方の送信ともに何れのトーンもディスエーブル化せずに行うことができる。
【００１６】
本発明の側面はまた、ＲＦＩ軽減技法がトレーニング信号と定常状態信号の双方のディスエーブル化トーンを利用してＲＦＩを更に正しく評価するマルチキャリア方式情報送受信器を提供することに関する。
【００１７】
本発明のこれらの、そして他の特長と利点は、以下の実施の形態の詳細な説明に記載し、その記載から明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明による例示のマルチキャリア方式送受信器を示すブロック図であり；
【図２】図２は、本発明による周波数領域ＲＦＩ軽減装置の例示の動作を示すフロー図であり；
【図３】図３は、本発明によるテンプレート生成の例示の方法を示すフロー図であり；
【図４】図４は、本発明による一組のテンプレートの実施例を示し；
【図５】図５は、本発明によるＲＦＩ初期化を実行する例示の方法を示すフロー図であり；
【図６】図６は、本発明による送受信器トレーニング中のＲＦＩ軽減の方法を示すフロー図であり；
【図７】図７は、本発明による、ノイズを含むアイドルチャンネルと、多数のＲＦＩ帯域に対する例示のＲＦＩ検出／評価を示し；
【図８】図８は、本発明による例示の方法を用いて判定された例示の複合ＲＦＩ評価を示し；
【図９】図９は、本発明による時間領域のウィンドウ処理の例示の方法を示すフロー図であり；そして、
【図１０】図１０は、本発明による例示の時間領域のウィンドウ処理の動作を示す。
【詳細な説明】
【００１９】
図１は例示のマルチキャリア方式送受信器１００を示す。特に、第一送受信器の送信器部と、第二送受信器の受信器部を図１に示す。マルチキャリア方式送受信器１００は、通信チャンネル１２０とリンク５により相互接続された送信器部２００および受信器部３００を備える。送信器２００は、クロック２１０、コントローラ２２０、シンボル生成器２３０、トーン管理器２４０、メモリ２５０、周波数領域／時間領域変換器２６０、メモリ２７０、デジタル／アナログ変換器２８０、およびリンク５により相互接続されるフィルタ２９０を備える。受信器３００は、フィルタ３１０、アナログ／デジタル変換器３２０、メモリ３３０、時間領域ＲＦＩ軽減モジュール３４０、時間領域／周波数領域変換器３５０、周波数領域ＲＦＩ軽減モジュール３６０、メモリ３７０、イコライザ３８０、メモリ３９０、シンボルデコーダ４００、クロック４１０、およびリンク５と相互接続されるコントローラ４２０を備える。
【００２０】
図１に示す例示の実施の形態は、送受信器１００と、関連する同一場所配置のコンポーネントを示すが、送受信器１００の各種のコンポーネントを通信ネットワークの離れた部分に配置できることは言うまでもない。従って、送受信器１００のコンポーネントを一つの装置に結合できるし、もしくは複数の装置に分離できることは言うまでもない。さらに、送受信器１００の各種機能コンポーネントは、説明を簡単にするために図１に示すように分割されているのは言うまでもない。しかし、図１に示す何れの機能コンポーネントも結合できるし、さらにシステム動作に影響を与えずに分割することができる。以下の説明から明らかなように、また計算効率の点から、本明細書におけるコンポーネントは、システム動作に影響を与えずに通信ネットワーク内の何れの場所にも編成できる。さらに、本明細書で用いる用語モジュールは、本明細書で検討したような機能性を提供する何れのハードウエアおよび／またはソフトウェアも含むことは言うまでもない。また、リンク５は、接続された要素へデータを供給し、またそれからデータを通信することができる有線式リンクもしくは無線式リンクでも、または他の既知の要素もしくは今後開発される要素でもよい。
【００２１】
動作としては、送信器２００は、通信リンク１２０上に送信するために入力データ１０５を符号化する。受信器３００は送信器２００から受信したデータを復号化し、その復号化データを出力データ１１０として出力する。詳細には、シンボル生成器２３０は、データストリーム等の入力データ１０５の一部分を受信する。トーン管理器２４０はコントローラ２２０を利用して、例えば、チャンネル状況、ノイズ、干渉等に基づいてどのトーンをイネーブル化またはディスエーブル化するかを決定する。シンボルが取りうる様々な値の数は、例えば、通信チャンネル１２０の特性や情報送信の所望のロバスト性等に依存する。詳細には、シンボルが取りうる様々な値の数は、特定のサブチャンネルにおいて利用できる信号対雑音比と、所望のビット誤り確率とに依存する。シンボル生成器２３０がＮビットを受信しているとコントローラ２２０が判定すると、コントローラ２２０は、シンボル生成器２３０に一連の受信データビットをＭシンボルのＳ1，Ｓ2，．．，ＳMへ変換するよう命令し、それらをレジスタ２５０等のメモリに格納する。レジスタ２５０内のシンボルはマルチキャリア方式送受信器のトーンに割り当てる。しかし、トーンがディスエーブル化している場合は、トーン管理器２４０はシンボルを割り当てない。
【００２２】
説明を簡単にするために、送受信器１００は、狭い周波数帯域内の信号の振幅であるかのようにシンボルＳiを扱う。各信号の位相変動は、信号が通信リンク１２０に入る時にゼロであると仮定する。こうして、周波数領域／時間領域変換器２６０は、コントローラ２２０とクロック２１０を利用して、マルチキャリアシンボルと呼ばれる時間領域信号が値Ｘiを持っていると判定する。Ｘi信号は、ＭサンプルのＸiで表される時間にわたって個別シンボルＳiにより重み付けされた周波数コンポーネントを持つ。Ｘi信号値は次いでメモリ２７０に格納される。メモリ２７０の内容は、通信リンク１２０を越えて実際に送信されるべき信号の次のセグメントをデジタル形式で表す。ＡＤＳＬとして知られるマルチキャリア方式送受信器では、巡回プレフィックス（ＣＰ）と呼ばれるＸiの最後の部分のセグメントが、Ｄ／Ａ変換する前にマルチキャリアシンボルＸiそれ自体へプレフィックスされる。デジタル信号の実際の送信は、Ｄ／Ａ変換器２８０を用いて値をアナログ電圧へ変換した後、デジタル値を通信リンク１２０上にクロックすることにより達成される。クロック２１０はその動作のための時間パルスを提供する。Ｄ／Ａ変換器２８０の出力は、通信リンク１２０に載せる前に、フィルタ２９０で低域通過フィルタリングを施す。
【００２３】
通信リンク１２０では、一般に、Ｘiで表される信号が減衰と位相推移の両方を受ける。通信リンク１２０ではまた、熱雑音、クロストークおよびＲＦＩ等のノイズも送信器２００の出力信号へ加えられる。通信リンク１２０の受信端で、基本的に送信器２００によって成される変調プロセスを逆にして、通信リンク１２０の損失を補正することにより各Ｓiを復元させる試みが成される。
【００２４】
通信リンク１２０を経由した送信器２００からの信号を受信器３００で受信すると、フィルタ３１０は信号を低域通過フィルタリングして帯域外ノイズの影響を減らす。次いで、コントローラ４２０と協働して、信号をＡ／Ｄ変換器３２０によりデジタル化し、Ｘ'iとしてレジスタ等のメモリ３３０へ移す。これは、クロック２１０と同期できるクロック４１０を利用して達成されることが好ましい。Ｍ値がレジスタ３３０へ移されている場合、その内容は時間領域ＲＦＩ軽減モジュール３４０により処理され、ＲＦＩのサイドローブを減らすためにＣＰとＸ'iで構成された受信信号にウィンドウを掛ける。時間領域ＲＦＩ軽減モジュール３４０の出力は、時間領域／周波数領域変換器３５０を介して、一組の周波数領域サンプルへ変換される。この変換は、周波数領域／時間領域変換器２６０により生成される変換の逆である。周波数領域サンプルは、変換器３５０の出力で周波数領域ＲＦＩ軽減モジュール３６０により処理されて、ＲＦＩコンポーネントが軽減された一組の周波数領域シンボルＹiを生成する。次いで、イコライザ３８０は通信リンク１２０上の通信により生じたかもしれない減衰と位相推移について各Ｙiを更新し、元のシンボルのノイズ版Ｓ'iを復元する。これらのシンボルは次いでバッファ３９０等のメモリに格納される。最後にメモリ３９０の内容はシンボルデコーダ４００により復号され、出力データストリーム１１０として出力される。
【００２５】
ＲＦＩ軽減モジュール３４０と３６０は、通信チャンネル１２０のＲＦＩの影響を低減するが、一方、トーン管理器２４０は、周波数領域ＲＦＩ軽減モジュール３６０の動作を助ける。トーン管理器２４０、時間領域ＲＦＩ軽減モジュール３４０、および周波数領域ＲＦＩ軽減モジュールの例示の実施の形態は、図２から図１０を参照して以下説明する。しかし、当該技術に精通する者にはすでに明らかなように、これら例示の図に関する説明は、図解を目的としているだけある。
【００２６】
この検討を目的として、周波数領域ＲＦＩ軽減モジュール３６０およびトーン管理器２４０については、周波数領域信号の値は高速フーリエ変換（ＦＦＴ）のバイナリにより表される。各バイナリはトーンの振幅と位相を表す複素数である。
【００２７】
図２は、本発明の実施の形態による周波数領域ＲＦＩ軽減モジュール３６０の動作の方法を例示するフロー図である。詳細には、制御はステップＳ２００で開始され、ステップＳ２１０へ続く。ステップＳ２１０の初期化ステップではテンプレートが生成される。次に、ステップＳ２２０ではＲＦＩ初期化が実行される。次いでステップＳ２３０では、ＲＦＩが送受信器トレーニング動作の間で軽減される。制御は次いでステップＳ２４０へ続く。
【００２８】
ステップＳ２４０ではＲＦＩ軽減が送受信器定常状態動作の間に実行される。制御はその後ステップＳ２５０へと続き、そこで制御シーケンスは終了する。
【００２９】
テンプレート生成ステップＳ２１０は、例えば、システムを最初に実行する前に発生することがある。従ってテンプレートは予め生成し、例えば、メモリに格納しなければならない。代替として、テンプレートはオフラインで生成し、予めメモリに格納しておくことができる。
【００３０】
図３は、本発明の実施の形態によるテンプレート生成処理の方法を例示するフロー図である。詳細には、制御はステップＳ３００で開始され、ステップＳ３１０へと続く。ステップＳ３１０では、テンプレートを構成するために用いる時間領域ウィンドウの形状を決定する。次にステップＳ３２０では、ウィンドウを構成するために用いる周波数を決定する。次に、ステップＳ３３０では、時間領域通過帯域ウィンドウをＡ（ｔ）ＣＯＳ（ｆＴ）により決定する。制御はその後ステップＳ３４０へと続く。
【００３１】
ステップＳ３４０では、通過帯域ウィンドウの周波数領域表示を決定する。次に、ステップＳ３５０で、通過帯域ウィンドウの振幅を正規化して所望のテンプレートを得る。その後ステップＳ３６０でテンプレートを格納する。制御はステップＳ３７０へと続き、そこで制御シーケンスは終了する。
【００３２】
次いで、格納されたテンプレートを用いて軽減処理の間のＲＦＩを評価する。詳細には、図４で、本発明の実施の形態に従って生成された、大きさが３１の１０個のテンプレートの例示の１組を示す。しかし一般的には、任意の数のテンプレートを、例えば、ＲＦＩに対する所望の評価精度に基づいて格納できる。
【００３３】
図５は、ＲＦＩ初期化ステップＳ２２０を更に詳細に示すフロー図である。特に、制御はステップＳ５００で開始し、ステップＳ５１０へ続く。ステップＳ５１０でアイドルチャンネルを検出する。詳細には、受信器は、ノイズ、クロストークおよびＲＦＩ信号をスペクトラムの任意の部分に含んでもよいが、アップストリームやダウンストリームのマルチキャリア信号は含まないアイドルチャンネルを測定する。しかし、チャンネルは必ずしもアイドルである必要はないということは言うまでもない。チャンネルは、例えば、異なる性質のノイズ並びにマルチキャリアトレーニング信号を含むことができる。次にステップＳ５２０でＲＦＩ帯域が検出される。特に、ステップＳ５１０から得られるデータを用いて、受信器はＲＦＩ帯域の存在とそれらの配置を確立する。しかし、一般的には、ＲＦＩ帯域の検出は、ピーク値対平均値の比等の各種基準を用いて達成できるのは言うまでもない。同様に、より精確な検出は、より複雑な基準を用いるという犠牲を払えば達成可能である。制御は次いでステップＳ５３０へと続く。
【００３４】
ステップＳ５３０では、ＲＦＩマスクを判定する。詳細には、ゼロになる各ＲＦＩバイナリ上に中心値を置く３つのマスク値を除いて、すべての値が１であるマスクを構成する。しかし一般的には、値の数は、キャリアの数を減らすという犠牲を払えば、更に良好なテンプレート評価を提供する更に高い値となる、というトレードオフ関係に従って変更できる。次いでステップＳ５４０では、テンプレートの大きさを決定する。ＲＦＩ帯域はＦＦＴ開始の近くに、またはＦＦＴ終了の近くに配置できるので、これらのＲＦＩ帯域のために用いるテンプレートは短くしてＦＦＴの大きさと一致させる必要があるかもしれない。次いでステップＳ５５０では、注入セグメントを決定する。ＲＦＩバイナリの位置およびテンプレートの長さに基づいて、ゼロを含む注入セグメントを構成する。その後、これらのセグメントを利用してテンプレートを特定のＲＦＩ位置へ移動する。制御は次いでステップＳ５６０へと続く。
【００３５】
ステップＳ５６０では、ＲＦＩ帯域に配置するトーンはディスエーブル化する。詳細には、受信器は、検出されたＲＦＩ帯域に配置されたトーンをディスエーブル化するよう送信器に命令できる。更に詳細には、受信器はＲＦＩマスクをトーン管理器へ送ることができる。本発明の例示の実施の形態では、受信器は、トレーニングおよび／または定常状態の特定の位相の間の信号中のトーンをディスエーブル化するよう送信器に命令するメッセージを送ることができる。メッセージは、ディスエーブル化すべきトレーニングおよび／または定常状態の、例えば、トーン番号７７、７８および７９のどのトーン番号がディスエーブル化であるべきか、および、例えば、ＭＥＤＬＥＹ、ＲＥＶＥＲＢ１等のどの位相の間かを指定するフィールドを含むことができる。トーン管理器は次いでこのメッセージを受信して、トレーニングおよび／または定常状態の特定位相の間、例えば、信号対雑音比の測定とこれに関連する計算の間、イコライザのトレーニングの間、またはその他の種類のトレーニングおよび／または測定の間の特定トーンをディスエーブル化するであろう。トレーニングおよび／または定常状態の不特定の位相の間、送信器は特定のトーンをディスエーブル化せず、これらのトーンに標準信号を送るであろう。
【００３６】
図６は、本発明の例示の実施の形態による送信器トレーニング手順中のＲＦＩ軽減を示すフロー図である。特に図６は、ステップＳ２３０のより詳細な概要である。制御はステップＳ６００で開始されてステップＳ６１０へ続く。ステップＳ６１０では、ＦＦＴ出力ベクトルが決定される。このＦＦＴベクトルは、トレーニング信号を含むマルチキャリアシンボルの周波数領域シンボルである。次に、ステップＳ６２０において、個々のＲＦＩ評価が決定される。しかし一般的には、個々のＲＦＩ評価は種々の方法を用いて決定できる。本発明では、ＲＦＩ評価は受信信号と基準信号間で測定された距離に基づいている。受信信号はＦＦＴ出力ベクトル内の個々のＲＦＩ帯域であり、ＲＦＩ帯域の中心でのバイナリ値によりスケール変換された予め格納されたテンプレートの一つである。距離は、個々のＲＦＩ帯域の３つの中心バイナリと、各テンプレートの３つの中心バイナリとの間で測定される。最小距離を生じるスケール変換されたテンプレートが次いで選択される。しかし、一般的には、基準信号の別の形が可能である。例えば、予め定義された解析関数を用いて基準信号を決定することが可能である。更に、予め格納してあるマッピング関数または幾つかの他の選択メカニズムを用いてテンプレートを選択することが可能である。更にまた、複雑さという代償を払った幾つかの他のものは更に良好である、というトレードオフ関係を持つ多くの距離定義が可能である。
【００３７】
次にステップＳ６３０では、更に多くのＲＦＩ帯域がＦＦＴ出力ベクトル内に存在するかどうかの判定が成される。更に多くのＲＦＩ帯域が存在する場合、制御はステップＳ６２０へジャンプして戻る。そうでなければ、制御はステップＳ６４０へと続く。
【００３８】
ステップＳ６４０では、複合ＲＦＩ評価が判定される。次いで、すべての個々のＲＦＩ評価を用いて、複合の合計が決定される。複合の合計は、ステップＳ６１０で決定されたＦＦＴ出力ベクトル内の総ＲＦＩのＲＦＩ評価である。次に、ステップＳ６５０で、受信されたＦＦＴ出力信号から複合ＲＦＩ評価を減算することによりＲＦＩ軽減操作が実行され、従ってトレーニング信号中のＲＦＩ影響を軽減する。制御は次いでステップＳ６６０へと続き、そこで制御シーケンスは終了する。
【００３９】
図７と図８は、ＲＦＩ検出／評価処理の実施例である。特に、図７は、ノイズと多数のＲＦＩ帯域を伴うアイドルチャンネルを示す。詳細には、周波数領域ＲＦＩ軽減の出力における１フレームのノイズのＦＦＴである。このフレームのノイズを用いて、ＲＦＩの検出とＲＦＩ帯域の数が確立できる。ＲＦＩを軽減するためにＲＦＩを評価する。特に、図８は、本発明の例示の方法を用いて決定される複合ＲＦＩ評価を示す。ＲＦＩ評価は、最も強度の高い個別ＲＦＩ成分を用いて形成され、そしてそれを元の受信信号から減算してＲＦＩの影響を軽減する。
【００４０】
図６の方法も、本発明の例示の実施の形態による送受信器の定常状態手順中のＲＦＩ軽減に適用できる。特に、これは詳細にわたってステップＳ２４０と一致する。詳細には、ステップＳ６１０で、時間領域／周波数領域変換器の出力において判定されたＦＦＴ出力ベクトルが受信される。このＦＦＴベクトルは、定常状態信号を含むマルチキャリアシンボルの周波数領域表示である。次いでステップＳ６２０で、個別のＲＦＩ評価が決定される。次いで、ステップＳ６３０で、ＦＦＴ出力ベクトル内のＲＦＩ帯域毎のＲＦＩ評価が決定されているかどうかの判定がなされる。更に評価が必要であれば、制御はステップＳ６２０へジャンプして戻る。そうでなければ制御はステップＳ６４０へ続く。
【００４１】
ステップＳ６４０では、複合ＲＦＩ評価を判定する。すべての個別ＲＦＩ評価を用いて複合合計を形成する。複合合計はステップＳ６１０に戻って決定されたＦＦＴ出力ベクトル内の総ＲＦＩのＲＦＩ評価である。次いでステップＳ６５０で、受信されたＦＦＴ出力信号から複合ＲＦＩ評価を減算することによりＲＦＩ軽減操作が実行され、従って定常状態信号におけるＲＦＩ効果が軽減される。制御は次いでステップＳ６６０へ続き、そこで制御シーケンスは終了する。
【００４２】
上記の説明から分かることは、本発明ではＲＦＩ軽減は送受信器の定常状態動作だけでなく、送受信器のトレーニング状態の間でも操作できるということである。これは、ＲＦＩの存在が検出される場合、トレーニング信号の動的な修正を要求する。
【００４３】
図９は、本発明の実施の形態による時間領域ＲＦＩ軽減モジュールの動作を示すフロー図である。詳細には、制御はステップＳ９００で開始し、ステップＳ９１０へ続く。ステップＳ９１０では、マルチキャリアシンボルと巡回プレフィックスＣＰ［ｋ］の双方を含む信号が受信される。次にステップＳ９２０で、ＣＰ［ｋ］はウィンドウ処理操作に用いるために保持される。次いでステップＳ９３０でウィンドウ処理が実行され、制御はステップＳ９４０へ続く。
【００４４】
ステップＳ９４０では、ウィンドウ処理済信号のＦＦＴが決定される。制御は次いでステップＳ９５０へ続き、そこで制御シーケンスは終了する。
【００４５】
図１０は、ステップＳ９３０のウィンドウ処理操作を実現するために用いる例示の手順を示す。詳細には、ウィンドウ処理操作は、受信されたマルチキャリアシンボルＸ［ｋ］１０２０、および完全な巡回プレフィックスＣＰ［ｋ］１０３０の双方から成る受信信号Ｚ［ｋ］１０００へ適用される。操作は、ＣＰ［ｋ］の最初の部分を破棄することにより、Ｘ［ｋ］と、ＣＰ［ｋ］の一部にも適用できる。図１０に示す実施例は、ウィンドウＷ［ｋ］１０４０が完全なＣＰ［ｋ］を用いて適用される場合の実施の形態を示す。例えば、Ｘ［ｋ］が５１２値、ＣＰ［ｋ］が３２値、Ｚ［ｋ］が５１２＋３２＝５４４値、そしてＷ［ｋ］も５４４値を持つと仮定する。ウィンドウ処理操作は、Ｚ［ｋ］にＷ［ｋ］を乗じて、次いでセクション１−Ａをセクション１−Ｂに折り返し、そしてセクション２−Ｂをセクション２−Ａに折り返すことから成る。
【００４６】
ウィンドウ処理操作の結果を５１２値を持つＵ［ｋ］と表す。Ｗ［ｋ］とＺ［ｋ］で表したＵ［ｋ］の式は：
【００４７】
【数１】
2011176864.tif 000003
【００４８】
Ｗ［ｋ］＝Ｗ［５４５−ｋ］であるから、定義によりｋ＝１、２、．．．、３２である。更に、
【００４９】
【数２】
2011176864.tif 000004
【００５０】
Ｗ［ｋ］＋Ｗ［３３−ｋ］＝１であるから、定義によりｋ＝１、２、．．．、１６である。乗算操作を減らすために、以下となる：
【００５１】
【数３】
2011176864.tif 000005
【００５２】
ノイズが存在しないときは、Ｕ［ｋ］＝Ｘ［（（ｋ−１６））］、すなわちＵ［ｋ］は、Ｘ［ｋ］を循環シフトしたものと等しくなることに注意されたい。
【００５３】
図１に示したように、マルチキャリア方式情報送受信器とそれに関連するコンポーネントは、ＡＤＳＬモデム等のＤＳＬモデムや、通信装置を有する個別プログラム化された汎用コンピュータで実装できる。しかし、マルチキャリア方式情報送受信器は、特殊用コンピュータ；プログラム化されたマイクロプロセッサやマイクロコントローラおよび周辺集積回路素子；ＡＳＩＣや他の集積回路；デジタル信号プロセッサ；ディスクリート素子回路等の配線式や電子式の論理回路；ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ、ＰＡＬ等のプログラム可能論理装置；および、関連する通信装置にも実装できる。一般に、有限状態機械を実装でき、次いで、図２、図３、図５、図６および図９に示すフロー図を実行できる任意の装置を用いて本発明によるマルチキャリア方式情報送受信器を実装できる。
【００５４】
更に、開示した方法は、種々のコンピュータ、ワークステーション、またはモデムハードウエアおよび／またはソフトウエアプラットフォームで使用できるポータブルソースコードを提供する、オブジェクトを用いたソフトウエアまたはオブジェクト指向ソフトウエア開発環境で容易に実装できる。代替として、開示したマルチキャリア方式情報送受信器は、標準論理回路またはＶＬＳＩ設計を用いるハードウエアで、部分的または全体的に実装できる。本システムの速度および／または効率、特定機能、および利用される特定のソフトウエアおよび／またはハードウエアシステムまたはマイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータシステムに依存しつつ、その他のソフトウエアやハードウエアを用いて本発明によるシステムを実装できる。しかし、本明細書中に示すマルチキャリア方式情報送受信器は、本明細書中で提供された機能的な説明から、適用可能な当該技術に普通に精通する者、およびコンピュータと通信技術の一般的かつ基本的な知識を有する者によって、任意の既知または今後開発されるシステムや構造、装置、および／またはソフトウエアを用いて、ハードウエアおよび／またはソフトウエアで容易に実装できる。
【００５５】
更に、開示した方法は、プログラム化された汎用コンピュータ、特殊用コンピュータ、マイクロプロセッサおよび関連する通信装置、ＤＳＬモデム等のモデム、またはその他で実行されるソフトウエアとして容易に実装できる。これらの例において、本発明の方法とシステムは、ＤＳＬモデム等のモデムなどに組み込まれたプログラムとして実装できる。また、マルチキャリア方式情報送受信器は、システムと方法を、ＡＤＳＬモデム、ＶＤＳＬモデム、ネットワークインターフェースカード等のマルチキャリア方式情報送受信器のハードウエアとソフトウエアシステム等のソフトウエアおよび／またはハードウエアシステムへ物理的に組み込むことにより実装できる。
【００５６】
従って、マルチキャリア方式情報送受信器のためのシステムと方法が本発明によって提供されているのは明らかである。本発明を多数の実施の形態と併せて説明してきたが、多くの代替、改変および変更は、適用可能な当該技術に通常に精通している者にとっては明らかであろう。従って、出願人は、本発明の精神と範囲内にある代替、改変、等価および変更等のすべてを包含することを意図している。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2011176864.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月13日(2011.4.13)
【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】
無線周波数妨害低減を伴うマルチキャリア受信器。