(57)【要約】  【課題】標準無線モデムを配線に結合して無線ベースバンド信号を伝送する装置（６０）、ネットワークおよび方法を提供する。  【解決手段】無線ベースバンド信号は、ＯＦＤＭに基づく信号、無線ＩＦモデムによって直接生成された信号、またはモデムＲＦ信号から取り出された信号でもよい。配線は、建物内の共用配線（電話、交流電力またはＣＡＴＶ配線等）である。周波数分割多重化を用いることにより、ベースバンド信号と共用サービス信号とを、共用配線を介して同時に搬送する。上記装置は、データユニット、独立型専用筐体、アウトレットまたはプラグインアウトレットアダプタに組み込まれる。データユニットは、標準データコネクタ等の有線ポートまたは無線接続を介して、上記装置に結合される。上記装置は、局所的に、または配線を介して搬送される電力信号によって給電される。この要約は、請求項の範囲を限定または解釈するためのものではない。
2007536870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内の電話線対（６２）を介してネットワークを構成する装置（６０）であって、前記電話線対は、アナログ電話周波数帯域（４１）においてアナログ電話信号を同時に搬送し、前記ネットワークは、前記アナログ電話周波数帯域よりも高い、別個の帯域であるディジタルデータ周波数帯域（４３）においてスペクトル拡散のディジタルデータ信号を搬送し、前記装置は
前記電話線対に接続可能な第１の電話コネクタ（３６）と、
前記第１の電話コネクタに結合され、前記ディジタルデータ周波数帯域の信号のみを通過させる高域フィルタ（３２）と、
前記高域フィルタに結合され、双方向パケット式ディジタルデータ通信を行うために、前記電話線対を介して前記ディジタルデータ周波数帯域の第１のディジタルデータ信号を伝送するように構成されている多重搬送波モデム（１７、３７）と、
データユニットに接続可能なデータコネクタ（３３）と、
前記データコネクタと前記モデムとの間に結合され、前記データユニットと双方向パケット式ディジタルデータ通信を行うように構成されているトランシーバ（１２）とを含み、
前記第１のディジタルデータ信号は、ＯＦＤＭ変調された信号か、または高周波数／低周波数に変換された無線信号であり、あるいは前記モデムは、無線モデム（１４、１５）の少なくとも一部を含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記装置は、前記アナログ電話信号をアナログ電話機に結合するように構成され、
前記アナログ電話機に接続可能な第２の電話コネクタ（３５）と、
前記第１の電話コネクタと前記第２の電話コネクタとの間に結合され、前記アナログ電話信号のみを通過させる低域フィルタ（３４）とをさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記モデムは、無線ベースバンドプロセッサ、無線Ｉ／Ｑ変調器および無線ＲＦ−ＩＦ変換器のうち少なくとも１つを含む請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記モデムは、無線周波数帯域の信号を送受信するように構成されている無線モデム（１７）と、前記無線モデムに結合され、前記無線周波数帯域から前記ディジタルデータ周波数帯域に変換するように構成されているアップ／ダウン変換器（３１）とを含む請求項１または２に記載の装置。
【請求項５】
前記アップ／ダウン変換器（５０）は、ヘテロダイン式である請求項４に記載の装置。
【請求項６】
無線媒体における無線周波数帯域の信号を放射および受信するアンテナ（２２）をさらに含み、
前記アップ／ダウン変換器（３１）は、前記アンテナと前記高域フィルタとの間に結合され、前記ディジタルデータ信号を前記無線周波数帯域から前記有線ディジタルデータ周波数帯域に移すように構成されている請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の電話コネクタ、前記モデム、前記データコネクタおよび前記トランシーバを収納する１つの筐体をさらに含み、
前記筐体は、壁に取り付けられる、または電話アウトレットに組み込まれる、あるいは電話アウトレットに機械的および電気的に取り付けられ、かつ取り外せる請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記電話線対は電力信号を同時に搬送し、前記装置は、前記電力信号により電力が供給されるように、前記電話線対に接続される請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記無線信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいている請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記無線周波数帯域は、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚおよび５．８ＧＨｚのうち１つの免許不要帯域である請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
スペクトル拡散に基づくディジタルデータ信号を用いることにより、建物内の電話配線を介して第１および第２のディジタルデータユニット（６６ａ、６６ｂ）間の通信を可能にするネットワーク（７５）であって、
アナログ電話信号周波数帯域のアナログ電話信号を、前記アナログ電話信号周波数帯域よりも高い、別個の帯域であるディジタルデータ信号周波数帯域において双方向に伝送される被変調パケット式ディジタルデータ信号と周波数多重化して搬送するために接続され、少なくとも一部が建物内の壁の中に設置される電話線対（６２）と、
前記電話線対に接続されると共に、前記第１のデータユニットに接続可能であり、前記ディジタルデータ信号を前記第１のデータユニットに結合するように構成されている請求項７に記載の第１の装置（６０ａ）と、
前記電話線対に接続されると共に、前記第２のデータユニットとの双方向パケット通信のために接続可能であり、前記ディジタルデータ信号を前記第２のデータユニットに結合するように構成されている請求項７に記載の第２の装置（６０ｂ）とを含むネットワーク。
【請求項１２】
前記ネットワークは、アナログ電話通信を行うために構成され、前記第１の装置および前記第２の装置のうち少なくとも一方がアナログ電話機（６５ａ、６５ｂ）に接続可能であり、前記アナログ電話信号を前記アナログ電話機に結合するように構成されている請求項１１に記載のネットワーク。
【請求項１３】
前記電話線対は電力信号を同時に搬送し、前記装置のうち少なくとも一方の少なくとも一部が、前記電力信号により電力が供給されるように構成されている請求項１１または１２に記載のネットワーク。
【請求項１４】
前記ディジタルデータ信号は、前記無線媒体において、ＯＦＤＭ、ＤＭＴおよびＣＤＭＡのうち１つの方式で変調される請求項１１〜１３のいずれかに記載のネットワーク。
【請求項１５】
前記無線周波数帯域は、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚおよび５．８ＧＨｚのうち１つの免許不要帯域であり、前記ディジタルデータ信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいている請求項１４に記載のネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有線通信の分野に関し、より具体的には、有線媒体を介して無線用信号を用いることに関する。
【背景技術】
【０００２】
有線ホームネットワーキング
ほとんどの既存のオフィスと一部の新築ビルは、専用配線に基づくデータネットワーク構造を容易にする。しかし、このようなネットワークを既存の建物に構築する場合、一般に、新しい配線基盤の設置が必要となる。新しい配線の設置は、非実用的で、費用がかかり、問題となる可能性がある。その結果、新しい配線を追加せずに、建物内のＬＡＮを促進するために、「ノーニューワイヤ（no new wires）」技術と呼ばれる多くの技術が提案されている。こうした技術の中には、主として電話、電気およびケーブルテレビ（ＣＡＴＶ）等の他の目的で設置された既存の共用配線を用いるものがある。このような方法によれば、建物内に別の配線を敷設する際の大きな追加コストを伴わずに、上記システムおよびネットワークを導入できるという利点がある。
【０００３】
配線を介して、サービス（電話通信、電気およびＣＡＴＶ等）だけでなく、データ通信信号も搬送させる技術的側面は、通常、ＦＤＭ（周波数分割多重化）方式を用いることである。このような構成では、サービス信号およびデータ通信信号は、それぞれ異なる周波数スペクトル帯域を用いた共用配線を介して搬送される。ＦＤＭの概念は当該技術において公知であり、配線等の媒体によって搬送される帯域幅を分割する手段を提供する。電話信号およびデータ通信信号の両方を搬送する電話配線の場合、周波数スペクトルを、アナログ電話信号を搬送可能な低周波帯域と、データ通信信号またはその他の信号を搬送可能な高周波帯域とに分割する。
【０００４】
電力線に基づくホームネットワークを用いる屋内のネットワークも当該技術において公知である。ネットワーキング媒体は、交流電力およびデータ通信信号の両方を搬送するのに用いられる屋内電力線である。ＰＬＣ（電力線搬送）モデムは、データ通信信号（イーサネットＩＥＥＥ８０２．３等）を、電力線で使用可能な電力信号と互いに干渉することなく、当該電力線を介して搬送できる信号に変換する。米国カリフォルニア州サンラモン（San Ramon）のホームプラグ・パワーライン・アライアンス社（HomePlug Powerline Alliance, Inc.）と呼ばれる共同企業体は、電力線技術の標準化に積極的である。電力線通信システムは、ブロック（Bullock）らの米国特許第６，２４３，５７１号に記載されている。この特許は、電力線技術とその応用に関する先行技術文献の包括的一覧も提供している。スナップ式モジュールとして収納されるＰＬＣモデムの一例として、米国カリフォルニア州アーヴィン（Irvine）のディーリンクシステムズ社（D-Link（登録商標）Systems, Inc.）によるホームプラグ１．０に基づくイーサネット／電力線ブリッジモデルＤＨＰ−１００が挙げられる。電力線によるデータと電力との組合せに用いられるＰＬＣモデム内蔵アウトレットは、シェッファー（Schaeffer）らの米国特許出願公開２００３／００６２９９０「電力線ブリッジ装置」に記載されている。このような電力アウトレットは、米国カリフォルニア州サンカルロス（San Carlos）のアソカＵＳＡ社（Asoka USA Corporation）による「ＰｌｕｇＬＡＮ」（登録商標）の一部として使用可能である。
【０００５】
同様に、既存の宅内ＣＡＴＶ同軸ケーブルによるデータ搬送も、当該技術、例えば、グランツ（Gurantz）らの米国特許出願公開２００２／０１６６１２４により公知である。アウトレットを用いるＣＡＴＶ同軸ケーブルを介したホームネットワーキングの一例は、コーエン（Cohen）ら米国特許出願公開２００２／０１９４３８３に記載されている。このようなアウトレットは、イスラエル国エルサレムのティーエムティー社（TMT Ltd.）による「ＨｏｍｅＲＡＮ」（登録商標）システムの一部として使用可能である
電話通信の定義と背景
本明細書において、「電話通信」という用語は、一般に、統合サービスディジタル網（ＩＳＤＮ）等の、アナログおよびディジタルサービスを含む、あらゆる種類の電話サービスを意味する。
【０００６】
「従来の普通の電話サービス」（ＰＯＴＳ）という通称で知られているアナログ電話通信は、１００年以上前から存在し、音声スペクトルの３００〜３４００Ｈｚ帯（または「音声帯域」あるいは「電話帯域」）における音声信号の伝送および交換のために、うまく設計製作されている。通常のＰＯＴＳネットワークは、リアルタイム、低待ち時間、高信頼性および適度な忠実性を備えた音声電話通信をサポートし、それぞれがアナログ電話機を用いる２つの終端間にセッションを確立することができる。
【０００７】
本明細書において、「電話」、「電話機」および「電話装置」という用語は、限定されることなく、アナログおよびディジタル電話通信の両方に用いられる機器を含む、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続可能なあらゆる装置を意味する。例えば、アナログ電話、ディジタル電話、ファクシミリ（ファックス）装置、留守番電話装置、音声（別名、ダイアルアップ）モデムおよびデータモデムが挙げられるが、これらに限定されない。
【０００８】
本明細書において、「データユニット」、「コンピュータ」および「パーソナルコンピュータ（ＰＣ）」という用語は、ローカルエリアネットワークに接続するためのインタフェースを備えたワークステーション、携帯情報端末（ＰＤＡ）および他のデータ端末装置（ＤＴＥ）に加えて、データ送信装置またはデータ受信装置（あるいは両方）の役割を果たすデータステーションのあらゆる機能単位を含み、区別なく用いられる。
【０００９】
宅内電話サービスは、通常、電話アウトレットを介して電話機が接続された２本または４本のワイヤを用いる。
【００１０】
既存の屋内配線によるホームネットワーキング
上述した電力線およびＣＡＴＶケーブルと同様に、多くの場合、既存の電話配線を、電話通信およびデータネットワーキングの両方に同時に用いるのが望ましい。このようにすれば、配線を増設する必要がないため、宅内または他の建物内における新しいローカルエリアネットワークの確立が簡素化される。ＦＤＭ技術により、稼働中の住宅電話配線を介してビデオを搬送することは、グッドマン（Goodman）らの米国特許第５，０１０，３９９号およびロジャーズ（Rogers）らの米国特許第５，６２１，４５５号に記載されている。
【００１１】
ＦＤＭを用いることにより、住宅電話配線を介して、使用中の電話サービスと共に、データをディジタル方式で搬送する既存の製品は、通常、電話線インタフェースがＩＴＵ−Ｔ（国際電気通信連合の電気通信標準化部門）のＧ．９８９．１勧告により標準化されているホームピーエヌエー（ＨｏｍｅＰＮＡ）（Home Phoneline Networking Alliance）として知られる技術を用いる。ＨｏｍｅＰＮＡ技術は、フォーリー（Foley）の米国特許第６，０６９，８９９号、ディヒター（Dichter）の米国特許第５，８９６，４４３号、ヤギル（Yagil）らの米国特許出願公開２００２／００１９９６６およびリフシッツ（Lifshitz）らの米国特許出願公開２００３／０１３９１５１等に記載されている。配線を介して利用できる帯域幅は、アナログ電話信号（ＰＯＴＳ）を搬送可能な低周波帯域と、データ通信信号の搬送のために割当てられた高周波帯域とに分割される。このようなＦＤＭに基づく構成では、既存の宅内電話配線を介してデータ通信機能が提供されるが、電話通信は影響されない。
【００１２】
設置済みの電話配線をデータネットワーキングに用いる従来技術は、ＡＭ（振幅変調）、ＦＭ（周波数変調）およびＰＭ（位相変調）等の単一搬送波変調方式と、ＱＡＭ（直交振幅変調）、ＱＰＳＫ（４位相偏移変調）およびＣＣＫ（相補型コード変調）等のビット符号化方式とに基づく。また、ＤＳＳＳ（直接拡散方式）およびＦＨＳＳ（周波数ホッピング方式）を含むスペクトル拡散技術は、当該技術において公知である。スペクトル拡散は、通常、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）等の多重搬送波変調（ＭＣＭ）を採用する。ＯＦＤＭおよび他のスペクトル拡散は、一般に無線通信システム、特にＷＬＡＮネットワークに用いられる。インターシル（Intersil）のジム・ジレン（Jim Zyren）らによる「ＩＥＥＥ８０２．１１ｇが提供するデータ転送速度の高速化および長距離化（IEEE 802.11g Offers Higher Data Rates and Longer Range）」と題された文献で説明されているように、多重搬送波変調（ＯＦＤＭ等）は、無線システムにおいて、マルチパスによる信号減衰を克服するために用いられる。なお、引用により、上記文献は本明細書に組み込まれる。ＯＦＤＭおよび他のスペクトル拡散技術は、ディジタル信号処理装置（ＤＳＰ）を必要とするため、複雑で費用がかかると考えられており、無線ネットワークに比べて、マルチパスが重大な欠陥になりにくい電話配線の方が優れた通信媒体とされることから、ＯＦＤＭ（および他のあらゆるスペクトル拡散または多重搬送波変調）は、高機能および高性能ではあるが、一般の有線通信、特に電話配線を用いた通信の主要な変調方式として提案されてこなかった。
【００１３】
従って、ＯＦＤＭ等のスペクトル拡散モデム技術を、例えば共用配線、とりわけ電話配線を介した有線用途に用いる方法およびシステムに対する要求は、広く認識されており、かかる方法およびシステムを有することは非常に有利である。
【００１４】
無線ホームネットワーキング
ホームネットワーキング（オフィスおよび企業環境）の一般的な手法は、ＲＦ信号を建物全体に伝送して複数のデータ装置とやりとりする無線周波数（ＲＦ）分布システムによる通信である。一般に、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）と呼ばれるこの通信は、規制がなく、無線免許が不要のＩＳＭ（産業、科学および医療）周波数スペクトルを用いる。米国において、ＩＳＭスペクトル内の３つの周波数帯域は、それぞれＡ帯域が９０２〜９２８ＭＨｚ、Ｂ帯域が２．４〜２．４８４ＧＨｚ（または２．４ＧＨｚ）、およびＣ帯域が５．７２５〜５．８７５ＧＨｚ（または５ＧＨｚ）である。ヨーロッパや日本のような別の地域では、重複および／または類似の帯域が用いられる。
【００１５】
異なる業者によって製造された機器に相互運用性を持たせるために、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）８０２．１１規格の一部として、米国テキサス州オースティン（Austin）のＷｉ−Ｆｉアライアンス（Wi-Fi Alliance）によりＷｉＦｉブランドを認定されて、発展してきたＷＬＡＮ規格は少ない。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂは、２．４ＧＨｚの周波数帯域を使用し、１１Ｍｂ／ｓの通信速度をサポートする通信である。ＩＥＥＥ８０２．１１ａは、５ＧＨｚの周波数帯域を使用して５４Ｍｂ／ｓの通信速度をサポートし、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、２．４ＧＨｚの周波数帯域を使用して５４Ｍｂ／ｓの通信速度をサポートする。このことは、「２．４ＧＨｚにおける５４ＭｂｐｓのＩＥＥＥ８０２．１１無線ＬＡＮ（54 Mbps IEEE 802.11 Wireless LAN at 2.4 GHz）」と題されたインテル（Intel）白書に記載されている。また、チップセットは、「８０２．１１無線チップセット技術白書（802.11 Wireless Chip Set Technology White Paper）」と題されたアギアシステムズ（Agere Systems）白書に記載されている。なお、引用により、これらの文献は本明細書に組み込まれる。
【００１６】
ＷＬＡＮインタフェースを備えたノード／クライアントは、一般にＳＴＡ（無線局／無線クライアント）と呼ばれる。ＳＴＡ機能は、データユニットの一部として組み込まれてもよく、あるいは、ブリッジという、データユニットに接続される専用装置でもよい。ＳＴＡは、ハードウェアを追加せずに通信できるが（アドホックモード）、このようなネットワークは、通常、中継装置として無線アクセスポイント（ＷＡＰまたはＡＰ）を含む。ＷＡＰは、基地局系（ＢＳＳ）および／または独立基地局系（ＩＢＳＳ）に基づくアドホックモードを構築する。本明細書では、ＳＴＡ、クライアント、ブリッジおよびＷＡＰを、一括してＷＬＡＮユニットと称する。
【００１７】
図２のグラフ２０は、米国におけるＩＥＥＥ８０２．１１ｇ無線の帯域幅割当てを、周波数軸２７に沿って示している。複数の通信セッションを同時に行うために、第１チャネル２３の中心周波数である２４１２ＭＨｚから、第２チャネル２４の中心周波数である２４１７ＭＨｚおよび第１０チャネル２５の中心周波数である２４５７ＭＨｚを通り、第１１チャネル２６の中心周波数である２４６２ＭＨｚにわたって、５ＭＨｚ間隔で、１１の重複するチャネルが定められている。各チャネルの帯域幅は２２ＭＨｚであり、中心周波数に関して対称的（±１１ＭＨｚ）に設けられている。
【００１８】
図１は、ＷＬＡＮユニット１０のブロック図である。簡略化のため、ここからはＩＥＥＥ８０２．１１ｇについてのみ記載する。一般に、無線物理層信号は、２段階で処理される。送信路において、まず、送信されるデータに基づいてベースバンド信号（ＩＦ）が生成され、２５６ＱＡＭ（直交振幅変調）によるＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）変調方式を用いることにより、２２ＭＨｚ（１つのチャネル幅）の周波数帯域信号となる。次に、この信号は、２．４ＧＨｚ（ＲＦ）にアップコンバートされ、必要なチャネルの中心周波数に配置された後、アンテナを介して無線伝送される。同様に、受信路は、ＲＦスペクトルの受信チャネルを含み、ベースバンド（ＩＦ）にダウンコンバートされ、変換された信号からデータが取り出される。
【００１９】
ＷＬＡＮユニット１０は、ポート１１を介して有線媒体に接続し、ＩＥＥＥ８０２．３規格１０／１００ＢａｓｅＴ（イーサネット）インタフェースをサポートする。このインタフェースの物理層を１０／１００ＢａｓｅＴＰＨＹ機能ブロック１２で処理することにより、入力されるマンチェスターまたはＭＬＴ３被変調信号（１０ＢａｓｅＴまたは１００ＢａｓｅＴＸコーディングによる）を連続したディジタルストリームに変換する。同様に、ＷＬＡＮの出力ディジタルデータストリームは、それぞれ符号化信号に変調され、ポート１１を介して伝送される。これにより、完全な二重通信を実現する。内部ディジタルストリームは、ＭＩＩ（メディア独立型インタフェース）等の独自規格でもよい。このようなＭＩＩ−イーサネットＰＨＹ１２（別名、イーサネット物理層またはイーサネットトランシーバ）は、米国ニューヨーク州ハーパーグ（Hauppauge）のスタンダードマイクロシステムズ社（ＳＭＳＣ：Standard Microsystems Corporation）によるＬＡＮ８３Ｃ１８０、１０／１００ファーストイーサネットＰＨＹトランシーバ（10/100 Fast Ethernet PHY Transceiver）に基づいて実施できる。この機能は、１つの専用部品を用いて実現されるが、多くの実施形態では、高位層処理等の他の機能を含む１つの部品に組み込まれる。ＰＨＹブロック１２は、絶縁磁性体、平衡化、サージ防止、およびポート１１を介した適切な標準インタフェースに必要なコネクタ（一般にはＲＪ−４５）も含む。
【００２０】
簡略化のため、上記に続き、イーサネット１０／１００ＢａｓｅＴインタフェースについてのみ記載する。しかし、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、ＰＣＩ、ＰＣＭＣＩＡまたはＩＥＥＥ１２８４等の独自または標準規格、パケット式または同期式、直列または並列のあらゆる有線インタフェースを同様に用いてもよい。さらに、複数の上記インタフェース（同種または混合）を用いることもできる。
【００２１】
ＷＬＡＮユニットが別のユニット（例えば、コンピュータ等のデータユニット）に組み込まれ、収納される場合、専用の直接有線インタフェースをサポートしないため、ブロック１２の機能を省略してもよい。
【００２２】
ＭＡＣ（媒体アクセス制御）層および高位層は、機能ブロック１３で処理される。機能ブロック１３は、２つのサブブロック、すなわち、１０／１００ＢａｓｅＴＭＡＣブロック１３ａおよびＩＥＥＥ８０２．１１ｇＭＡＣブロック１３ｂを含む（通常、同じＭＡＣデバイスが、全てのＩＥＥＥ８０２．１１規格（ａ／ｂ／ｇ等）に用いられる）。ＭＡＣブロック１３ａは、有線ポート１１に関連するＩＥＥＥ８０２．３ＭＡＣに従い、ＭＡＣ層を処理する。このような機能ブロック１３ａは、米国ニューヨーク州ハーパーグ（Hauppauge）のスタンダードマイクロシステムズ社（ＳＭＳＣ：Standard Microsystems Corporation）によるＬＡＮ９１Ｃ１１１、１０／１００Ｎｏｎ−ＰＣＩイーサネットシングルチップＭＡＣ＋ＰＨＹ（10/100 Non-PCI Ethernet Single Chip MAC+PHY）を用いて実施される。ＬＡＮ９１Ｃ１１１は、ＭＡＣ１３ａおよびＰＨＹ１２の両機能を備える。なお、引用により、メーカーのデータシート（ＳＭＳＣ−スタンダードマイクロシステムズ社、ＬＡＮ９１Ｃ１１１、１０／１００Ｎｏｎ−ＰＣＩイーサネットシングルチップＭＡＣ＋ＰＨＹ、データシート改訂版１５（０２−２０−０４））は本明細書に組み込まれる。同様に、ＭＡＣブロック１３ｂは、無線ポート２２に関連するＩＥＥＥ８０２．１１ｇＭＡＣに従い、ＭＡＣ層を処理する。ＭＡＣ１３ｂは、複数のデータ転送速度および暗号化アルゴリズムをサポートするように設計され、一般に、埋込み型プロセッサおよび種々のメモリに基づく。このような機能ブロック１３ｂは、米国ペンシルバニア州アレンタウン（Allentown）のアギアシステムズ（Agere Systems）による「ＷａｖｅＬＡＮ」（登録商標）ＷＬ６００４０、マルチモード無線ＬＡＮ媒体アクセスコントローラ（ＭＡＣ）（Multimode Wireless LAN Media Access Controller (MAC)）を用いて実施される。なお、引用により、ＷＬ６００４０の製品概要は本明細書に組み込まれる。ＷＬ６００４０は、米国ペンシルバニア州アレンタウン（Allentown）のアギアシステムズ（Agere Systems）の「ＷａｖｅＬＡＮ」（登録商標）８０２．１１ａ／ｂ／ｇチップセット文書に記載されたフルチップセットの一部である。なお、引用により、この文書は本明細書に組み込まれる。さらに、メーカーのデータシート（アギアシステムズ、「ＷａｖｅＬＡＮ」（登録商標）ＷＬ６００４０、マルチモード無線ＬＡＮ媒体アクセスコントローラ（ＭＡＣ）、製品概要、２００３年８月、ＰＢ０３−１６４ＷＬＡＮ）も本明細書に組み込まれる。ブロック１３ａで処理される有線ＩＥＥＥ８０２．３ＭＡＣを、ブロック１３ｂで処理される無線ＩＥＥＥ８０２．１１ｇＭＡＣに接続するために必要な全てのブリッジングも機能ブロック１３に含まれる。これにより、一体化した適正な動作が可能となる。
【００２３】
ＩＥＥＥ８０２．１１ｇＭＡＣ１３ｂで生成されたデータストリームは、ベースバンドプロセッサ１８により、ＯＦＤＭに基づくベースバンド信号に（またその逆に）変換される。一般の用途では、ベースバンドプロセッサ１８（別名、無線モデムおよびＩＦトランシーバ）は、データストリームをディジタル処理する送受信装置１４および実信号を生成するアナログユニット（Ｉ−Ｑ変調器）１５によって実施される。無線環境における通信チャネルは、減衰、フェージング、マルチパス、干渉等を含むさまざまな障害をもたらすが、送信機は、以下の機能によりデータストリームを処理する。
【００２４】
ａ．パケットフレーミング、すなわち、ＭＡＣ１３からのデータは、見出し、ＣＲＣ、プリアンブル、制御情報およびフレーム終了デリミタが付加されたパケットとして適合され、編成される。
【００２５】
ｂ．スクランブラ。
【００２６】
ｃ．インパルスおよびバースト雑音等のチャネル障害に対する耐性を向上させる重畳エンコーダ（ビタビ符号器等）。
【００２７】
ｄ．必要なデータ転送速度を減速させるパンクチュアラ（Puncturer）。
【００２８】
ｅ．情報の拡散によるバースト誤りに対する免疫を向上させるために、パケットブロック（例えば、バイト）の置換を行うインタリーバ（Interleaver）。
【００２９】
ｆ．別々のＱＡＭ（直交振幅変調）コンステレーション（constellation）サブキャリアを生成するＩＦＦＴ変調器。
【００３０】
ディジタルアナログ変換を用いることにより、送信機１４からの処理済ディジタルは、変調器１５においてＯＦＤＭベースバンド信号を生成するのに用いられる。また、機能ブロック１６から受信されたＯＦＤＭベースバンド信号は、変調器１５によりディジタル化され、受信機１４により処理され、ＭＡＣ１３およびＰＨＹ１２に転送された後、ポート１１を介して搬送される。ＷＬＡＮチップセットの実装によって、実ベースバンド信号を供給することもあれば、実アナログ形式のＩＦ（中間周波数）ＯＦＤＭベースバンド信号を得るために、さらなる処理を必要とする直交アナログＩ／Ｑモデム信号を供給することもある。この場合、従来技術において公知なように、ＩＦ周波数を決定する局部発振器（ＬＯ）を用いて正弦波を発生し、これにＩ信号を掛け合わせ、さらに９０度移相したＬＯ信号を掛け合わせたＱ信号に加えることにより、実アナログＩＦベースバンド信号を発生する。このような機能は、米国カリフォルニア州サニーベール（Sunnyvale）のマキシム・インテグレーテッド・プロダクツ（Maxim Integrated Products）によるＭＡＸ２４５０、３Ｖの超低電力直交変調器／復調器（3V, Ultra-Low-Power Quadrature Modulator/Demodulator）に基づいて実施される。なお、引用により、ＭＡＸ２４５０のデータシートは本明細書に組み込まれる。ベースバンドプロセッサブロック１８は、米国ペンシルバニア州アレンタウン（Allentown）のアギアシステムズ（Agere Systems）による「ＷａｖｅＬＡＮ」（登録商標）ＷＬ６４０４０、マルチモード無線ＬＡＮベースバンド（Multimode Wireless LAN Baseband）に基づいて実施される。なお、引用により、ＷＬ６４０４０の製品概要は本明細書に組み込まれる。あるいは、ベースバンドプロセッサ１８およびＭＡＸ１３ｂの両機能を備えた、フィリップス・セミコンダクターズ（Philips Semiconductors）によるＳＡ５２５０、マルチプロトコルベースバンド（Multi-Protocol Baseband）を用いてもよい。
【００３１】
ＲＦ−ＩＦ変換器機能ブロック１６は、ＩＦのＯＦＤＭベースバンド信号を、ＩＦ帯域からＩＳＭのＲＦ帯域へ移動させる。例えば、１０ＭＨｚを中心として対称的に配置されたＯＦＤＭベースバンド信号が、２４１７ＭＨｚを中心とする第２チャネルを用いる場合、この信号の周波数を２４１７−１０＝２４０７ＭＨｚだけ移動させる必要がある。このような周波数変換には、当該技術において公知の多くの方法が用いられる。例えば、米国ペンシルバニア州アレンタウン（Allentown）のアギアシステムズ（Agere Systems）による「ＷａｖｅＬＡＮ」（登録商標）ＷＬ５４０４０、デュアルバンド無線ＬＡＮトランシーバ（Dual-Band Wireless LAN Transceiver）等の直接変調送受信装置を用いて、直交Ｉ−Ｑアナログ信号を、２．４ＧＨｚのＲＦ帯域に直接変換してもよい。なお、引用により、ＷＬ５４０４０の製品概要は本明細書に組み込まれる。あるいは、フィリップス・セミコンダクターズ（Philips Semiconductors）によるＳＡ５２５１、マルチバンドＲＦトランシーバ（Multiband RF Transceiver）に関して記載されたように、スーパーヘテロダイン（例えば、二重変換）アーキテクチャを用いてもよい。変換器１６およびベースバンドプロセッサ１８は、無線パスの物理層プロセッサ１７を構成する。
【００３２】
Ｔ／Ｒスイッチ１９は、ＷＬＡＮユニット１０の送信状態を伝える制御信号が送られたときのみ、アンテナ２２を送信路に接続し、（受信機の飽和を避けるために）受信路を切断する。一般に、ＰＩＮダイオードスイッチに基づく設計、例えば、米国ニュージャージー州ホイッパニー（Whippany）のＭＣＥ−ＫＤＩインテグレーテッド・プロダクツ（MCE-KDI Integrated Products）によるＰＩＮダイオードスイッチＳＷＸ−０５等が用いられる。なお、引用より、ＳＷＸ−０５のデータシートは本明細書に組み込まれる。アンテナ２２は、所定の帯域マスク（不要な残留信号を除去する）に限定された送信を確実にするため、また受信モードにおけるノイズおよび帯域外信号を除去するために、ＲＦフィルタ２１を介して結合される。ＲＦフィルタ２１は、例えば、米国フロリダ州オーランド（Orlando）のソーテック（ＳＡＷＴＥＫ）（トライクェント・カンパニー（A TriQuint company））による２４４１．８ＭＨｚ、ＳＡＷフィルタ等のＳＡＷ（表面弾性波）技術を用いてもよい。なお、引用により、ＳＡＷフィルタのデータシートは本明細書に組み込まれる。
【００３３】
ＷＬＡＮユニット１０の実施にあたっては、増幅器、減衰器、制限器、ＡＧＣ（自動利得制御）および信号レベル機能を伴う類似の回路を含むことがある。例えば、ＭＡＸ２６４４、２．４ＧＨｚ、ＳｉＧｅ、高ＩＰ３低雑音増幅器（2.4 GHz SiGe, High IP3 Low-Noise Amplifier）等の低雑音増幅器（ＬＮＡ）が、通常、受信路におけるアンテナ２２の近くに接続される。同様に、ＭＡＸ２２４７、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇＷＬＡＮ用電力増幅器（Power Amplifier for IEEE802.11g WLAN）等の電力増幅器（ＰＡ）が、送信路に用いられる。ＬＮＡおよびＰＡは、両方とも米国カリフォルニア州サニーベール（Sunnyvale）のマキシム・インテグレーテッド・プロダクツ（Maxim Integrated Products）から入手可能である。簡略化のため、上記機能は、図１および本明細書の以下の記載において省略されている。同様に、本明細書では、送信路または受信路のどちらか一方に言及する場合は必ず、相互通信路を構成するため、もう一方の経路も存在すると理解されるべきである。
【００３４】
アウトレット
本明細書において、「アウトレット」という用語は、建物内に設置された配線に対する外部装置の簡単かつ迅速な接続および切断を容易にする電気機械装置を意味する。一般に、アウトレットは、配線への固定接続を有し、通常はフェースプレート内の統合コネクタを用いて、所望の外部装置の簡単な接続を可能にする。アウトレットは、通常、壁または類似の表面に機械的に取り付けられるか、またはその内部に設置される。一般的なアウトレットとして、例えば、電話機および関連装置を接続する電話アウトレット、テレビジョン受信機およびビデオカセットレコーダー等を接続するＣＡＴＶアウトレット、ＬＡＮ配線（別名、構造化配線）の一部として用いられるアウトレット、および電力を電気器具に接続する電気アウトレットが挙げられるが、これらに限定されない。本明細書において、「壁」という用語は、垂直壁のほかに、これらに限定されないが、天井および床を含む建物のあらゆる内面または外面を意味する。
【００３５】
無線範囲
ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ（例えば、ＩＥＥＥａ／ｇ／ｂ）、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ（登録商標）およびＵＷＢ（超広帯域）等の既存の無線技術のほとんどは、見通し内環境における距離が数十メートルに限られる。壁および他の障害物が存在する通常の屋内環境では、この範囲は激減する。従って、ほとんどの場合、１つの無線ユニット（アクセスポイント等）では、構内全体を効率的に網羅できない。有効範囲を向上させるために、通常、複数のアクセスポイント（または他のＷＬＡＮユニット）が用いられ、構内のいたるところに配置される。
【００３６】
アクセスポイントを相互接続して、全てのＷＬＡＮユニットが互いに、および／または有線データユニットと通信できる１つの通信クラスタを形成するために、通常、アクセスポイントが接続される有線バックボーンが用いられる。このような有線および無線セグメントを組み合わせるネットワークは、例えば、シュワルツ（Swartz）らの米国特許第６，３３０，２４４号に開示されている。上記構成は、オフィス、事業、企業、産業設備および一般にカテゴリー５ケーブルに基づく専用有線ネットワーク構造（別名、構造化配線）を有する他の施設において、今日普及している。アクセスポイントは、通常、イーサネット１０／１００ＢａｓｅＴ等の標準データインタフェースにより、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に基づく既存の配線のインタフェースをとる。
【００３７】
しかし、上述のように、既存の家屋に専用ネットワーク配線基盤を設置することは実用的ではない。従来技術は、既存の交流電力配線を、ＷＬＡＮユニットを相互接続する有線バックボーンとしても用いることを開示している。このような従来技術として、例えば、アロラ（Arora）らの米国特許第６，５３５，１１０号、モエリ・ジュニア（Mowery, Jr.）の米国特許第６，４９２，８９７号、ヘイノネン（Heinonen）らの米国特許出願公開２００３／０２２４７２８、およびビーミッシュ（Beamish）らの米国特許第６，６５３，９３２号が挙げられる。ＷＬＡＮユニットを接続する幹線として電力線を用いることには、いくつかの欠点がある。配線の種類、ノイズおよび一般的な厳しい環境により、通信媒体が劣化し、信頼できなくなるため、データ転送速度が低下し、複雑で高価なモデムが必要となる。さらに、ＷＬＡＮユニットの電力線への接続には、関係のある２つの媒体を介して物理層を処理する無線モデムおよび電力線モデムの両方だけでなく、２つの別々なプロトコルを接続し、処理する複雑なＭＡＣ（媒体アクセス制御）も必要となる。従って、この解決策は複雑で高価であり、必要なハードウェア量により、信頼性が低下する。
【００３８】
従って、無線モデム技術および部品を有線用途に用いる方法およびシステムに対する要求は、広く認識されており、かかる方法およびシステムを有することは非常に有利である。さらに、無線信号を、専用有線モデム信号に変換せずに、有線媒体を介して搬送することにより、無線ネットワーク範囲を費用効果的に拡大する方法およびシステムを有することは非常に有利である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３９】
本発明は、既存の標準無線部品を有線通信に用いる方法およびシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
上記目的は、本発明の第１の側面である、建物内の電話線対を介してネットワークを構成する装置であって、前記電話線対は、アナログ電話周波数帯域においてアナログ電話信号を同時に搬送し、前記ネットワークは、前記アナログ電話周波数帯域よりも高い、別個の帯域であるディジタルデータ周波数帯域においてスペクトル拡散のディジタルデータ信号を搬送し、前記装置は、前記電話線対に接続可能な第１の電話コネクタと、前記第１の電話コネクタに結合され、前記ディジタルデータ周波数帯域の信号のみを通過させる高域フィルタと、前記高域フィルタに結合され、双方向パケット式ディジタルデータ通信を行うために、前記電話線対を介して前記ディジタルデータ周波数帯域の第１のディジタルデータ信号を伝送するように構成されている多重搬送波モデムと、データユニットに接続可能なデータコネクタと、前記データコネクタと前記モデムとの間に結合され、前記データユニットと双方向パケット式ディジタルデータ通信を行うように構成されているトランシーバとを含み、前記第１のディジタルデータ信号は、ＯＦＤＭ変調された信号か、または高周波数／低周波数に変換された無線信号であり、あるいは前記モデムは、無線モデムの少なくとも一部を含むことを特徴とする装置によって実現される。
【００４１】
本発明において動作するネットワークは、スペクトル拡散に基づくディジタルデータ信号を用いることにより、建物内の電話配線を介して第１および第２のディジタルデータユニット間の通信を可能にするネットワークであって、アナログ電話信号周波数帯域のアナログ電話信号を、前記アナログ電話信号周波数帯域よりも高い、別個の帯域であるディジタルデータ信号周波数帯域において双方向に伝送される被変調パケット式ディジタルデータ信号と周波数多重化して搬送するために接続され、少なくとも一部が建物内の壁の中に設置される電話線対と、前記電話線対に接続されると共に、前記第１のデータユニットに接続可能であり、前記ディジタルデータ信号を前記第１のデータユニットに結合するように構成されている本発明による第１の装置と、前記電話線対に接続されると共に、前記第２のデータユニットとの双方向パケット通信のために接続可能であり、前記ディジタルデータ信号を前記第２のデータユニットに結合するように構成されている本発明による第２の装置とを含む。
【００４２】
本発明によれば、無線伝送に広く用いられている既存の無線部品によって伝送される標準無線ベースバンド信号が、専用有線モデムの代わりに、配線を用いて結合され、搬送される。従って、バストポロジー、二地点間トポロジー、または他の任意のネットワークトポロジーのいずれにおいても、配線を介してネットワーク（ローカルエリアネットワーク等）を構築できる。本発明は、有線データポートおよび無線ポート（例えば、アンテナ）を含み、この有線データポート（独自または標準規格）に接続されたデータユニットと他のデータユニットとの無線通信を可能にするＷＬＡＮユニット設計に基づいている。
【００４３】
本発明の一側面において、装置は、ＷＬＡＮデータ設計に基づく。しかし、ベースバンド信号だけが用いられるので、ＷＬＡＮユニットのベースバンドないしＲＦ部（以下、「ＲＦ部」とする）を除いてもよい。ベースバンド信号は、分離、アナログスイッチング、ドライバおよび受信機、フィルタリングおよびインピーダンス整合機能を介して配線に結合されることにより、配線を利用して、これに接続された１つまたはそれ以上の同様の装置のネットワーク化を可能にする。
【００４４】
本発明の別の側面において、ＷＬＡＮユニットのＲＦ部も用いられる。この場合、アンテナの代わりに、アップ／ダウン変換器がＲＦポートに接続される。アップ／ダウン変換器は、配線で使用可能な帯域にまで中心周波数を低くする。
【００４５】
本発明の別の側面において、アンテナおよびＲＦ部を含む、ＷＬＡＮユニットの全機能が維持される。配線ポートは、ベースバンド信号に直接結合されるか、またはアップ／ダウン変換器を介してＲＦ信号に結合される。この場合、配線ポート、無線（アンテナ）ポートおよびデータユニットポートを有する３ポート共用デバイスが形成される。このような複数の装置を含むネットワークに接続されたデータユニットは、有線媒体（配線）または空気中を伝搬するＲＦ信号を用いることにより、空気を介して相互に接続される。
【００４６】
本発明の別の側面において、上記装置は、ＷＬＡＮユニット（アンテナを含む）のＲＦ部のみを含む。アンテナＲＦ信号は、アップ／ダウン変換器により、配線で使用可能な周波数帯域（例えば、ベースバンド信号）に周波数変換される。同様の装置または配線に接続された、上記実施形態のいずれかによる装置を信号に結合し、この信号を用いてデータユニットに直接あるいは無線接続してもよい。
【００４７】
１つの配線対であれば、どんなものでもベースバンド信号の媒体として用いることができる。本発明の別の側面において、配線は、建物内の共用配線（電話、ＣＡＴＶまたは交流電力配線等）である。共用配線が、稼働中のサービス信号（電話、ＣＡＴＶまたは交流電力信号等）も搬送する場合、サービス信号およびベースバンド信号を、互いに異なる周波数帯域で伝送するＦＤＭ方式が用いられる。本発明の別の側面において、上記装置は、サービスユニットを接続できるサービスコネクタをさらに備える。稼働中のサービス信号を搬送するいかなる配線の場合にも、サービス信号をベースバンド信号から分離し、両信号の干渉を回避するために、さまざまなフィルターが用いられる。
【００４８】
本発明の別の側面において、上記装置は、データユニットに含まれてもよい。あるいは、上記装置は、独立型専用ユニットとして組み込まれてもよい。本発明の別の側面において、上記装置は、サービスアウトレットに含まれてもよい。あるいは、上記装置は、アウトレットアドオンモジュールとして組み込まれてもよい。
【００４９】
上記装置は、ローカル電源（例えば、直接またはＡＣ／ＤＣ変換器を介した交流電力）への専用接続により、局所的に給電される。あるいは、上記装置は、配線を介して搬送された電力信号により電力が供給される。後者の場合、配線を介して搬送された電力信号を分離する回路が用いられる。本発明の別の側面において、上記装置は、接続されたデータユニットにより給電される。
【００５０】
本発明の別の側面において、その複雑さのため、主に無線用途にされている多重搬送波変調（例えば、ＯＦＤＭ、ＤＭＴまたはＣＤＭＡ）モデムを用いるスペクトル拡散（ＤＳＳＳまたはＦＨＳＳ）方式が、建物内の共用配線（例えば、電話配線）等の有線媒体を介して用いられる。
【００５１】
本発明の他の実施形態は、以下の説明から、当業者に直ちに明らかになると理解される。ここでは、本発明の実施形態は、例証として示されているに過ぎない。本発明は、他の異なる実施形態を行うことができ、そのいくつかの詳細は、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、さまざまな別の側面において変更できることが認められよう。ゆえに、図面および詳細な説明は、本質的に例証であって、限定的なものではないとされる。
【００５２】
本発明を、限定されない例のみを用いて、添付の図面を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
本発明によるネットワークの原理および動作は、図面とそれに付随する説明を参照することにより、理解されるだろう。別々の図面における同様の部品は、同一の符号で示される。図面および説明は、概念的なものにすぎない。実際の実施では、１つの部品は、１つまたはそれ以上の機能を果たすことができる。あるいは、各機能は、複数の部品および回路によって実行される。図面および説明において、同一の符号は、異なる実施形態または構成に共通の部品を示す。
【００５４】
図３に、本発明の１つまたはそれ以上の実施形態における、電話配線を介した動作に適応した無線用ＯＦＤＭモデム３０を示す。ＯＦＤＭモデム３０は、本質的に、図１のＷＬＡＮユニット１０の設計および構成要素に基づく。ＷＬＡＮユニット１０とは異なり、ＲＦ信号は、アンテナ２２に結合されるのではなく、アップ／ダウン変換器３１に接続される。変換器３１は、ＩＳＭ帯域のベースバンド信号を、ホーム／オフィスまたは他のあらゆる建物内の電話配線を通じて利用可能な帯域に移動させる。電磁放射に関する北米ＦＣＣ規制のために、この有効周波数帯域は３０ＭＨｚまで広がると考えられる。従って、２２ＭＨｚを占有するベースバンド信号のスペクトル割当ては、図４のグラフ４０の一部の曲線４３が示すように、８ＭＨｚから３０ＭＨｚの間（１９ＭＨｚを中心とする）となる。図４は、それぞれ異なるパワーレベルの割当てを周波数軸４４に沿って示し、１００ＫＨｚ（または２５ＫＨｚ）から１．１ＭＨｚを用いるＡＤＳＬ信号４２およびＰＯＴＳ信号４１が割当てられている。ＡＤＳＬは、非対称ディジタル加入者回線（Asymmetric Digital Subscriber Line）の頭文字であり、通常の電話回線を用いて、上りと下りの両方向で高速データ通信を提供する。電話回線のうち、音声には使用されない帯域幅の一部を用いるため、音声とデータの同時通信が可能となる。
【００５５】
限定されない例として、ＷＬＡＮユニット３０が、２４５７ＭＨｚを中心とする第１０チャネル（図２の曲線２５）を用いる場合、変換器は、周波数を２４５７−１９＝２４３８ＭＨｚだけ高い方または低い方へ移動させる必要がある。その結果、グラフ４０に示した周波数割当てとなる。
【００５６】
同じ電話線対を介して搬送されるその他の信号（ＰＯＴＳ４１およびＡＤＳＬ４２）との干渉を避けるために、高域フィルタ（ＨＰＦ）３２が、変換器３１と電話配線コネクタ３６との間に接続される。電話配線コネクタ３６は、通常、北米で用いられる電話用標準ＲＪ−１１プラグであり、ＯＦＤＭモデム３０を電話線対に結合する。ＨＰＦ３２は、バターワースフィルタ方式を実現する受動部品を用いてもよい。電話機が、同じ電話配線コネクタ３５を共用しなければならないことがあるが、その場合、低域フィルタ（ＬＰＦ）３４を用いてＰＯＴＳ周波数帯域を分離すれば、電話ジャック（例えば、ＲＪ−１１ジャック）を介して、電話機を電話配線コネクタ３５に結合できる。ＰＯＴＳ信号およびＡＤＳＬ信号を分離する一般的なフィルタ（別名、マイクロフィルタ）を、別個のコンデンサおよびインダクタを含むＬＰＦ３４として用いてもよい。このような一組のＬＰＦおよびＨＰＦを介してモデムと電話を接続する構成は当該技術において公知であり、通常、ＨｏｍｅＰＮＡ環境でも用いられる。
【００５７】
ＯＦＤＭおよび他のスペクトル拡散変調方式は、強力、堅固かつ高性能であることが知られている。しかし、その実施の複雑さと関連コストのため、通信システムでの使用は不利とみなされてきた。例えば、ＣＣＫを用いるＩＥＥＥ８０２．１１ｂのように、最初に導入されたＷＬＡＮ技術でさえ、単一搬送波技術を採用した。ゆえに、図３のＯＦＤＭモデム３０は、従来技術のＨｏｍｅＰＮＡに基づく電話線通信の優れた代替品となり得る。ＯＦＤＭ技術は高性能であるため、そのモデム性能は、従来技術において公知の単一搬送波変調（ＱＡＭ等）を用いた利用可能な（または将来の）いかなるＨｏｍｅＰＮＡ技術をも上回るとみられる。さらに、上記モデムは、無線ＭＡＣ１３ｂ、ベースバンドプロセッサ１８およびＲＦ−ＩＦ変換器１６等の既製の無線用部品を用いることから、専用モデムの開発にかかる労力が不要になる。また、住宅、オフィス、企業および産業用途へのＷＬＡＮ対策の急速な普及は、今後さらに増加する傾向にあり、大量のＷＬＡＮ部品をもたらすので、容易に入手できるだけでなく、価格が下がり、相互運用性も確保される。
【００５８】
上述した周波数を移動させるアップ／ダウン変換器３１は、当該技術において公知である。このような変換器は、ミキシングおよびフィルタリング技法を用いることが知られているが、１段または複数段（スーパーヘテロダイン方式）およびダイレクトコンバージョン（ＤＣ）アーキテクチャを用いることもある。図３に示した変換器ユニット３１、ＲＦフィルタ２１、およびＴＸ／ＲＸスイッチ１９を含むアップ／ダウン変換器機能ブロック３７の例として、図５にブロック５０を示すが、これに限定されない。ブロック５０は、ポート５１に結合されるＲＦ信号の周波数を、ポート６８における低周波数（ＩＦ）信号に変換する。ポート５１で受信されたＲＦ信号は、混合器５７ａおよび帯域フィルタ（ＢＰＦ）５８ａに基づく下りチャネルにより、低周波数に変換され、ポート６８に出力される。同様に、ポート６８で受信されたＩＦ信号は、混合器５７ｂおよびＢＰＦ５８ｂを含む上りチャネルにより、ＲＦ帯域に変換され、ＲＦ信号としてポート５１から出力される。ＲＦポート５１は、ＯＦＤＭモデム３０のＨＰＦ３２に結合され、ＩＦポート６８は、ＯＦＤＭモデム３０のＲＦ−ＩＦ変換器１６に結合される。
【００５９】
コネクタ３６を介して電話線対に送信されると同時に、ポート５１で（ＲＦ−ＩＦ変換器１６から）受信されたＲＦ信号は、まず、ＢＰＦ５２を通過することにより、ＲＦチャネルの周波数帯域（例えば、ＩＳＭのＲＦチャネル帯域）の外側にある不要信号が除去される。変換器５０は、一度に上りまたは下りの一方向しか変換できないため、支柱（１）と２つの切替状態（２）および（３）とを有する連結スイッチ５６ａ、５６ｂが用いられる。ＲＦからＩＦへ変換する場合、スイッチ５６ａ、５６ｂはどちらも（２）の状態なので、下りチャネルが動作する。このようなスイッチは、スイッチ１９に関して説明したＰＩＮダイオードに基づいてもよい。ＲＦポート５１からのＲＦ信号は、ＢＰＦ５２およびスイッチ５６ａを介して混合器５７ａに結合する。混合器５７ａは、その非線形特性を用いることにより、分波器５５を介してＬＯポートに供給された局部発振器５４の正弦波信号と、ＲＦポートに結合されたＲＦ信号とを掛け合わせて、ＩＦポートに、２つの主な成分、すなわち、入力された周波数の和および差を有する信号をつくり出す。次に、ＢＰＦ５８ａによって周波数の和の信号が除去された後、スイッチ５６ｂを介してＩＦポート６８に供給される。ポート６８に接続された負荷を適切に駆動させるために、ドライバ５９を含んでもよい。同じような方法で、電話線対から受信すると、ポート６８からのＩＦ信号（電話線対内で発生し、コネクタ３６およびＨＰＦ３２を介して結合される）は、スイッチ５６ｂ（この場合、（３）の状態）を経由してＢＰＦ５８ｂを通過し、混合器５７ｂのＩＦポートに送られる。また、局部発振器５４からも、分波器５５を介して混合器５７ｂのＬＯポートに信号が供給される。その結果、混合器５７ｂはＲＦ信号を出力し、スイッチ５６ａ（この場合、（３）の状態）およびＢＰＦ５２を介してポート５１へ送る。レベル検出器（または比較器）５３は、受信したＲＦ信号のレベルを監視し、それに応じてスイッチ５６ａ、５６ｂを、それぞれ制御チャネル６９ａ、６９ｂを介して動作させる。
【００６０】
変換器５０は、専用の上りチャネルおよび下りチャネルを有するものとして説明したが、一度に１チャネルだけが使用され、２つのチャネルは同時に使用されないため、適切なスイッチ開閉装置を備えた単一チャネル（混合器）を用いてもよい。
【００６１】
レベル検出器５３は、米国カリフォルニア州サンタクララ（Santa Clara）に本社を構えるナショナル・セミコンダクターズ（National Semiconductors）によるＬＭ３１１、電圧コンパレータ（Voltage Comparator）に基づいて設計することができる。局部発振器５４は、位相同期ループ（ＰＬＬ）回路により周波数が逓倍される水晶発振器に基づいてもよく、米国ニューヨーク州ハンティントン（Huntington）のティーエルエスアイ社（TLSI Incorporated）によるＴ８３０２７、ＶＣＯＸ付きＰＬＬクロック発振器ＩＣ（PLL Clock Generator IC with VCXO）を含んでもよい。なお、引用により、Ｔ８３０２７のデータシートは本明細書に組み込まれる。混合器５７は、米国カリフォルニア州サニーベール（Sunnyvale）のマキシム・インテグレーテッド・プロダクツ（Maxim Integrated Products）によるＭＡＸ９９９３、ＬＯバッファ／スイッチ付き高線形性１７００ＭＨｚダウンコンバージョンミキサ（High Linearity 1700 MHz Down-Conversion Mixer with LO Buffer/Switch）に基づいて設計することができる。なお、引用により、ＭＡＸ９９９３のデータシートは本明細書に組み込まれる。変換器ブロック５０の機能を実現するその他の技術および方法も当該技術において公知であり、同様に用いられる。一般に、変換器ブロック５０は、以下に述べる図６の回線インタフェース７６のように、分離、インピーダンス整合、駆動／受信およびフィルタリング等の回線インタフェース機能を用いる電話配線に接続してもよい。
【００６２】
ＯＦＤＭモデム３０は、本質的に、変換器１６によってＩＦからＲＦへ変換し、変換器３１によって低周波数に戻すという二重周波数変換を採用している。この冗長性は、図６の機能ブロック図に示すＯＦＤＭモデム６０のように、ＲＦ段を経ずに、ベースバンド信号を直接取り出せば解消されるだろう。ＯＦＤＭモデム６０は、本発明の１つまたはそれ以上の実施形態において用いることがある。
【００６３】
モデム３０と同様に、モデム６０は、図１に示したＷＬＡＮユニット１０に基づく。しかし、広帯域プロセッサ１８によって生成されたＯＦＤＭベースバンド信号は、周波数がＲＦに変換されるのではなく、ＩＦスペクトルにおいて直接処理される。ベースバンドプロセッサ１８は、例えば、直交アナログＩ／Ｑ信号対を生成するが、これに限定されない。この場合、図６ａに示す直交変調器／復調器１９１を用いる回線インタフェース７６は、例えば１９ＭＨｚ局部発振器を用いて、信号を、グラフ４０のスペクトル割当ての例における、１９ＭＨｚを中心とするベースバンドアナログ信号に直接変換する。別の例では、異なる中心周波数のアナログ信号が、ベースバンドプロセッサ１８を含むＷＬＡＮ部品によって出力される。この場合、１９ＭＨｚを中心とする信号にするために、単純な１回の周波数変換を用いてもよい。
【００６４】
図６ａに、回線インタフェース７６の機能ブロック図を示す。回線インタフェース７６は、ポート１９２を介して、ベースバンドプロセッサ１８のＩ−Ｑ変換器１５に結合する。Ｉ−Ｑ信号は、直交変調器／復調器１９１によって、周波数が（ゼロから移動させた）１９ＭＨｚを中心とする１つの実信号に変換される。直交変調器／復調器１９１は、米国カリフォルニア州サニーベール（Sunnyvale）のマキシム・インテグレーテッド・プロダクツ（Maxim Integrated Products）によるＭＡＸ２４５０、３Ｖの超低電力直交変調器／復調器（3V, Ultra-Low-Power Quadrature Modulator/Demodulator）に基づいてもよい。なお、引用により、ＭＡＸ２４５０のデータシートは本明細書に組み込まれる。変調器／復調器の出力インピーダンスは、必要ならば、７５オームの抵抗１９０で終端され、必要な帯域（例えば、グラフ４０の帯域４３）のみを通過させるＢＰＦ１８８ａを介して、ドライバ１８６に供給される。アナログスイッチ１８３は、伝送信号を、分離ユニット１８２およびポート１８１を経由し、ポート３６およびＨＰＦ３２を介して電話配線へ送る。分離ユニット１８２は、米国のＵＬ規格および欧州のＣＥ規格によって課せられた必要な安全性およびＥＳＤ要件を満たすだけでなく、通常は信号変成器１９３に基づき、同相雑音を低減して平衡信号を出力する。
【００６５】
同様に、電話配線から受信された信号は、分離ユニット１８２によって分離され、アナログスイッチ１８３を経由してＡＧＣ１８７に送られる。１００オームの抵抗１８５で終端させることにより、電話配線の特性インピーダンスと整合して反射を防ぐ。ＢＰＦ１８８ｂを通過した後、信号は、変調器１９１によりＩ−Ｑ変調されて、ベースバンドプロセッサ１８に結合される。
【００６６】
図６ｂに、ＯＦＤＭモデムを用いる電話回線を介したネットワーク７５の一例を示す。これは、アウトレット６３によってアクセスされる１本の電話線対６２に基づく、北米の住宅に一般的な電話配線基盤である。デイジーチェーン構成において、配線区間６２ｄは、アウトレット６３ｄおよび６３ｃを接続し、配線区間６２ｃは、アウトレット６３ｂおよび６３ｃを接続し、配線区間６２ｂは、アウトレット６３ａおよび６３ｂを接続する。配線区間６２ａは、「第１」のアウトレット６３ａを、接続箱（図示せず）および「ローカルループ」または「加入者回線」として知られる外部配線部を介してＰＳＴＮ（公衆交換電話網）６１に接続する。各アウトレットは、標準電話ＲＪ−１１ジャックが配線６２に接続されているので、ＲＪ−１１プラグを用いて電話機を配線６２に接続できる。アウトレット６３ａ、６３ｂ、６３ｃおよび６３ｄは、それぞれジャック６４ａ、６４ｂ、６４ｃおよび６４ｄを含む。その他の配線トポロジー、例えば、「星状」（別名、「ＨｏｍｅＲｕｎ」、「構造化配線」）、木状および混合トポロジー等も好適に用いられる。
【００６７】
ＯＦＤＭモデム３０、６０は、アウトレット６３のＲＪ−１１電話コネクタ６４と、「配線（wiring）」と記されたＯＦＤＭモデムコネクタ３６とを、それぞれケーブル７４でつなぐことにより、電話配線６２に接続され、ネットワーク化される。ネットワークは、図３に機能的に示したＯＦＤＭモデム３０だけを含んでもよく、または図６に機能的に示したＯＦＤＭモデム６０だけを含んでもよい。あるいは、これらを組み合わせてもよい。ネットワーク７５は、ケーブル７４ｄによりアウトレット６３ｄに接続されたＯＦＤＭモデム３０ｂと、ケーブル７４ｂによりアウトレット６３ｂに接続されたＯＦＤＭモデム６０ａと、ケーブル７４ａによりアウトレット６３ａに接続されたＯＦＤＭモデム３０ａとを含む。いずれの場合も、アウトレットへの接続は、それぞれのコネクタ６４ｄ、６４ｂおよび６４ａを介してなされる。コンピュータ６６ａは、「データ」ポート（図３のポート３３）を介してＯＦＤＭモデム３０ｂに接続され、コンピュータ６６ｂは、「データ」ポート（図３のポート３３）を介してＯＦＤＭモデム６０ａに接続されている。コンピュータ６６は、好ましくは標準装備の有線データインタフェースで接続されたあらゆるデータユニットを表す。モデム３０ａ、６０ａは、電話配線を介してコンピュータ６６ａ、６６ｂ間の半二重通信を可能にする。同様に、ＯＦＤＭモデム３０ａも、その「データ」ポートを介して、追加されるデータユニットをサポートできる。
【００６８】
電話回線を介して形成されたデータネットワークと共に、標準電話サービスも提供される。電話機６５ａは、ＰＳＴＮ６１に接続するために、「電話」ポート（図３のポート３５）を介して配線６２に接続される。同様に、電話機６５ｃ、６５ｄは、それぞれＯＦＤＭモデム６０ａ、３０ａに接続することにより、（アウトレット６３および配線６２を介して）ＰＳＴＮ６１に接続される。電話機６５ｂは、ケーブル７４ｃおよびプラグ／ジャック６４ｃを介してアウトレット６３ｃに直接接続される。この場合、同じ電話配線を媒体として用いるその他の信号との干渉を避けるために、ＬＰＦ３４（別名、マイクロフィルタ）の使用が推奨される。
【００６９】
コンピュータ６６ａ、６６ｂが外部ネットワーク（インターネット等）に接続できるように、通常、外部ネットワーク（広帯域または狭帯域）に接続された装置が用いられる。例えば、ＤＯＣＳＩＳに基づくケーブルモデム、ＡＤＳＬモデム、無線（ＷｉＭａｘ等）が挙げられるが、これらに限定されない。このような装置は、いずれかのＯＦＤＭモデムの「データ」ポートに接続されなければならず、それによって、建物全体で接続されたデータユニット間で外部接続を共有できる。一例として、ＡＤＳＬモデム６７が用いられる。ＡＤＳＬモデム６７は、ケーブル７４ｅを介して電話アウトレット６３ａに接続されることにより、ＡＤＳＬ信号４２（図４）に結合し、標準データインタフェース（例えば、ＵＳＢ、１０／１００ＢａｓｅＴ）を提供する。このデータインタフェースは、さらにＯＦＤＭモデム３０ａの「データ」ポートに接続される。その結果、コンピュータ６６ａ、６６ｂが、形成されたネットワークを介してＡＤＳＬ接続を共有できるようになる。ＯＦＤＭモデム３０ａもまた、ケーブル７４ａを介して（ケーブル７４ｅと共に）電話アウトレット６３ａに接続される。
【００７０】
ネットワーク７５を、全てのモデムが同じ媒体（電話配線６２）に接続される「バス」技術に関して説明したが、２つのモデムが１つの配線区間の両端に接続される二地点間構造の方が優れた通信性能（例えば、データ転送速度）を達成できることが知られている。このような構造は、新しく設置された基盤（例えば、新築された建物内の構造化配線）またはＭＤＵ（集合住宅設備（Multiple Dwelling Unit））、ＭＴＵ（集合店舗設備（Multiple Tenant Unit））およびＭＨＵ（複合宿泊設備（Multiple Hospitality Unit））に存在する。上記全てにおいて、配線区間は、それぞれが遠隔地（例えば、集合住宅）を中央（例えば、基地局）につなぐ「星状」トポロジーで構成される。
【００７１】
図７に、ＯＦＤＭモデムの上記トポロジーへの応用例を、ネットワーク７０として示すが、これに限定されない。ネットワーク７０の基盤は、２つの配線区間（それぞれ１本の電話線対を含む）７２ａ、７２ｂを含む。配線区間７２ａは、接続点７３ａ（例えば、接続箱内）とアウトレット６３ａとの間を接続し、配線区間７２ｂは、接続点７３ｂ（例えば、接続箱内）とアウトレット６３ｂとの間を接続することにより、それぞれコネクタ６４ａおよび６４ｂを介した電話接続を可能にする。電話信号およびデータ信号の両方を同じワイヤ対で搬送するために、ＯＦＤＭモデム（モデム３０、６０のどちらの型でもよい）が、各配線の端部に接続される。ＯＦＤＭモデム６０ａは、アウトレット６３ａを介して配線区間７２ａの一端に接続し、接続点７３ａを介して配線区間７２ａの他端に接続されたＯＦＤＭモデム３０ａと、配線区間７２ａを介して通信する。電話信号が低帯域で搬送されて、電話機６５ａをＰＳＴＮ６１に接続すると同時に、ＯＦＤＭ信号は、異なる帯域で搬送されて、（あらゆるデータユニットの典型である）コンピュータ６６ａを、ＡＤＳＬモデム、ＤＯＣＳＩＳケーブルモデム、無線等の接続を介してインターネット７１に接続する。同様に、ＯＦＤＭモデム３０ｃは、アウトレット６３ｂを介して配線区間７２ｂの一端に接続し、接続点７３ｂを介して配線区間７２ｂの他端に接続されたＯＦＤＭモデム３０ｂと、配線区間７２ｂを介して通信する。電話信号が低帯域で搬送されて、電話機６５ｂをＰＳＴＮ６１に接続すると同時に、ＯＦＤＭ信号は、異なる帯域で搬送されて、（あらゆるデータユニットの典型である）コンピュータ６６ｂをＡＤＳＬモデム、ＤＯＣＳＩＳケーブルモデム、無線等の接続を介してインターネット７１に接続する。
【００７２】
アウトレットに収納されたモデム
一般に、アウトレット（ＬＡＮ構造化配線、電力アウトレット、電話アウトレットおよびケーブルテレビアウトレットを含む）は、宅内基盤の配線システムの一部であり、壁内の配線へアクセスする目的に限って機能する受動装置として従来発展してきた。しかし、アウトレットをホーム／オフィスネットワークの一部として用いるため、および一般的には標準データ通信インタフェースを提供するために、能動回路をアウトレットに組み込もうとする傾向がある。ほとんどの場合、追加された能動回路は、アウトレットに対して、その基本的な受動接続機能のほかに、データインタフェース接続性を付加する働きをする。
【００７３】
電話配線に用いられ、電話通信およびデータインタフェースの両方をサポートするアウトレットは、ビンダー（Binder）の米国特許第６，５４９，６１６号「電話回線を介したローカルエリアネットワークを実現する電話アウトレットおよびこれを用いたローカルエリアネットワーク」に記載されている。このようなアウトレットは、米国マサチューセッツ州サウスボロ（Southborough）のセルコネット社（SercoNet Inc.）による「ＮｅｔＨｏｍｅ」（登録商標）システムの一部として使用可能である。
【００７４】
別の電話アウトレットは、ディヒター（Dichter）の米国特許第６，２１６，１６０号「自動構成可能コンピュータネットワーク」に記載されている。アウトレットを用いるＣＡＴＶ同軸ケーブルを介したホームネットワーキングの一例は、コーエン（Cohen）らの米国特許出願公開２００２／０１９４３８３「同軸ケーブルを介したＣａｂｌｅＲＡＮ（登録商標）ネットワーキング」に記載されている。このようなアウトレットは、イスラエル国エルサレムのティーエムティー社（TMT Ltd.）による「ＨｏｍｅＲＡＮ」（登録商標）システムの一部として使用可能である。電話、データおよび娯楽に関する信号を搬送する配線と共に用いられるアウトレットは、アルコック（Alcock）の米国特許出願公開２００３／００９９２２８「無線周波数および同軸ケーブルを用いたローカルエリアおよびマルチメディアネットワーク」に記載されている。電力線によるデータと電力との組合せに用いられるアウトレットは、シェッファー（Schaeffer）らの米国特許出願公開２００３／００６２９９０「電力線ブリッジ装置」に記載されている。このような電力アウトレットは、米国カリフォルニア州サンカルロス（San Carlos）のアソカＵＳＡ社（Asoka USA Corporation）による「ＰｌｕｇＬＡＮ」（登録商標）の一部として使用可能である。
【００７５】
能動アウトレットを、基本サービス（例えば、電話、ＣＡＴＶおよび電力）用の配線を介して形成されるネットワークについて説明したが、本発明は、専用配線によるネットワークに用いられるアウトレットにも同様に適用できると理解される。この場合、アウトレット回路は、アウトレットに対して、１つのデータ接続インタフェースの基本サービスのほかに、追加インタフェースを提供する。例えば、配線が１つのそのようなデータ接続をサポートする複数のデータインタフェースを提供してもよい。このようなアウトレットの一例として、米国カリフォルニア州サンタクララ（Santa Clara）のスリーコム社（3Com）（登録商標）により製造された「Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｊａｃｋ」（登録商標）の製品系列が挙げられる。さらに、上記アウトレットは、トンプソン（Thompson）の米国特許第６，１０８，３３１号「屋内における多重信号分配のための単一媒体配線方式およびそれに用いるアクセスポート」、および２００３年６月１９日に公開されたマクナマラ（McNamara）らの米国特許出願公開２００３／０１１２９６５「能動壁付きコンセント」に記載されている。
【００７６】
上記アウトレットは、データ信号とサービス信号を分割する能動回路を用いるが、受動的な実施も可能である。受動アウトレットの一例は、ビンダー（Binder）の国際公開ＷＯ０２／２５９２０「ローカルエリアネットワーク配線を介した電話通信システムおよび方法」に開示されている。このようなアウトレットは、米国テキサス州カレッジステーション（College Station）のキューリンクコミュニケーション社（QLynk Communication Inc.）による「ｅｔｈｅｒＳＰＬＩＴ」（登録商標）システムの一部として使用可能である。
【００７７】
当該技術において公知なように、データ通信（高周波数帯域）の観点からすると、システム７５において、アウトレット６３に接続されたケーブル７４は、「タップ」として知られている。ＬＰＦ３４で終端されたケーブル７４ｃは、「開放タップ（open tap）」または「ブリッジタップ」と考えられる。同じことは、ＡＤＳＬ帯域を終端させるケーブル７４ｅについてもいえるが、より高い周波数に対して開かれている。ケーブル７４ｂ（これに限定されない）は、適切な終端がＯＦＤＭモデム６０ａの一部になるとみられることから、「終端タップ」と考えられる。一般にタップ、特に非終端タップは、どんな有線通信システムにとっても主な障害とされる。タップ点および開放タップの端部で反射が起こり、適正な周波数における「ノッチ」パターンの原因となる。このような特徴は、スペクトルの一部を使用不能にする。よって、タップは通信性能を低下させるため、実用上可能な限り排除するのが望ましい。
【００７８】
一般に無線システム、特にＷＬＡＮシステムは、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、遠隔操作器およびラップトップコンピュータ等のモバイル機器およびハンドヘルド機器と関連する。移動でき、かつ人が持ち運ぶためには、無線部品のスペースおよび重量は極めて重要である。従って、無線部品をできるだけ小型にするために、多くの資源が集積化および微細化への取り組みに充てられている。製造業者は、より多くの機能を最低限必要なチップおよび周辺装置一式に組み込むことにますます専念している。ゆえに、小さい寸法を特徴とする無線部品は、アウトレット等の小型筐体に収納するのに十分適している。
【００７９】
本発明の１つまたはそれ以上の実施形態において、ＯＦＤＭモデムは、電話アウトレットに（部分的にまたは完全に）組み込まれる。この構成は、上記従来技術に記載した全ての利点を提供することに加えて、タップに関連する障害を排除し、通信性能を向上させる。限定されない例として、ＯＦＤＭモデム機能がアウトレット６３ｄに組み込まれる場合、ケーブル７４ｄの長さは事実上ゼロになり、これによって、タップの存在を効果的に取り除くことができる。
【００８０】
図８に、ＯＦＤＭモデム機能を組み込んだアウトレットの描画図を、アウトレット８０として示す。電話配線コネクタ３６は、アウトレットの後部（壁に面する側）に設けられ、配線と電話アウトレットをつなぐ一般的な方法で配線に接続される。アウトレット８０の前部（部屋に面する側）は、１０／１００ＢａｓｅＴインタフェース用ＲＪ−４５であるコネクタ３３を含む。電話コネクタ３５ａは、標準電話コネクタのＲＪ−１１ジャックである。第２のコネクタ３５ｂは、複数の電話機の接続に用いてもよい。アウトレット８０は、電力の利用可能率、通信状態（例えば、イーサネットシステムのＬＩＮＫ信号）、通信性能等の正常動作を示すのに用いられるインジケータ８１ａ、８１ｂも含む。
【００８１】
上記アウトレット８０は、完全な内蔵装置である。従って、通常の単純な受動アウトレットの代わりに、新しい家屋に容易に設置できる。しかし、既存の配線システムを改良する場合、こうした対策は適切ではない。ほとんどの場合、どんな改良でも、既存のアウトレットを撤去し、機能を改善した新しいアウトレットを設置する必要がある。このような作業は煩雑で、費用がかかり、なおかつ専門技能を要することが多い。さらに、危険な電圧（電力線内および電話線内等）を扱う際の安全面から、地方条例によって、資格を持つ作業員だけが配線を扱うように規定される場合もある。そのため、費用がかかる上に、自ら取り組むこと（do-it-yourself approach）の妨げになる。
【００８２】
さらに、技術と環境がやがて変化するにつれて、アウトレットの機能、特徴および特性の向上、改良または変更の必要性が生じるだろう。例えば、新たな標準と連動するように、データインタフェースを高性能化しなければならないだろう。別の例としては、より高い帯域幅をサポートするために、回路を高性能化しなければならないだろう。同様に、管理およびサービス品質（ＱｏＳ）機能を導入するか、または向上しなければならないだろう。さらに別の例としては、追加の機能およびインタフェースを付加しなければならないだろう。既存のアウトレットの代替品として、完全な内蔵アウトレットを用いた場合も、上述した不利点がもたらされる。
【００８３】
既存のアウトレットに機能を付加する一つの方法は、プラグインモジュールを用いることである。電力線通信に用いられるププラグインモジュールは、スマート（Smart）らの米国特許出願公開２００２／００３９３８８「高データ転送率の電力線ネットワークシステムおよび方法」、ヴァルベック（Walbeck）らの米国特許出願公開２００２／００６０６１７「モジュラー電力線ネットワークアダプタ」、およびシェッファー（Schaeffer）らの米国特許出願公開２００３／００６２９９０「電力線ブリッジ装置」に記載されている。また、「ＨｏｍｅＰｌｕｇ」（登録商標）技術を用いたモジュールは、例えば、米国カリフォルニア州サンカルロス（San Carlos）のアソカＵＳＡ社（Asoka USA Corporation）による「ＰｌｕｇＬｉｎｋ」（登録商標）製品の一部をはじめ多数の製造業者から入手できる。しかし、このようなプラグインモジュールは電力アウトレットに関してのみ知られており、電話アウトレットまたはＣＡＴＶアウトレットには使用できない。
【００８４】
図９に、本発明の１つまたはそれ以上の実施形態によるプラグインモジュールを、モジュール９０として示す。モジュール９０は、上記アウトレット８０に基づく。しかし、アウトレットとは異なり、モジュール９０は、電話アウトレット９１のＲＪ−１１ジャック９３に差し込むＲＪ−１１プラグを有する。従って、アウトレットを取り替えたり、変更する必要がない。接続を機械的に固定するために、モジュール９０は、２つのスライド側部９４ａ、９４ｂを含み、それぞれアウトレット９１の側面９２ａ、９２ｂに係止され、押し当てられる。このようにして、モジュール９０は、特定の技能や道具を必要とすることなく、配線に電気的に接続されると共に、アウトレット９１に機械的に取り付けられる。ＰＯＴＳサービスは、電話コネクタ３５ａ、３５ｂによって完全に維持される。
【００８５】
無線ポート
上記ＯＦＤＭモデム３０、６０は両方とも２つの有線ポート、すなわちデータユニットポート３３および電話配線ポート３６を提供し、それらのポート間で信号を変換するように機能する。無線ポートを付加すれば、ＯＦＤＭモデムは、非有線媒体を介したデータユニットとのネットワーク接続も可能になる。
【００８６】
図１０に、無線ポートとしてアンテナ２２を含むＯＦＤＭモデム１００を示す。一般に、このようなモデム１００は、図１および図３にそれぞれ示したＷＬＡＮユニット１０とＯＦＤＭモデム３０との組み合わせと考えることができる。モデム１００は、ＷＬＡＮユニット１０の全機能を含むので、ＷＬＡＮユニット１０として機能できる。しかし、ＲＦ信号は、共有デバイス１０１により、ＲＦ−ＩＦ変換器１６とＴＸ／ＲＸスイッチ１９との間で結合される。よって、ＲＦ信号は、ＯＦＤＭモデム３０に関して説明したのと同様に、アップ／ダウン変換器３１およびＨＰＦ３２を介して電話配線コネクタ３６にも結合される。同様に、電話機は、コネクタ３５およびＬＰＦ３４を介して接続される。
【００８７】
共有デバイス１０１は、３ポートデバイスであり、３つのＲＦ信号を共有する、つまりいずれか１つのポートで受信されたＲＦ信号をその他の２つのポートで再現し、共有できるように機能する。第１のＲＦ信号は、アンテナ２２を介した無線通信に関し、第２のＲＦ信号は、コネクタ３６を介して電話配線で搬送される信号に関し、第３のＲＦ信号は、データポート３３に関する。
【００８８】
このような構成において、ＯＦＤＭモデム１００は、アンテナ２２を介した無線ポート、コネクタ３３を介した有線データユニットポート、および有線電話配線コネクタ３６の３つのポートを介して通信する。ポート３３を介して接続されたデータユニットから受信したデータパケット（イーサネットパケット等）は、ＲＦ−ＩＦ変換器１６でＯＦＤＭのＲＦ信号に変換され、共有デバイス１０１を経由して、アンテナ２２から空気中に送信されるのと同時に、モデム３０について説明したように、アップ／ダウン変換器３１によりベースバンド信号にダウンコンバートされた後、ＨＰＦ３２を通過して電話配線に送られる。同様に、アンテナ２２で受信したＯＦＤＭのＲＦ信号は、共有デバイス１０１を経由して、アナログベースバンドの形で電話配線ポート３６に送られると共に、ディジタルパケットとしてデータユニットポート３３に送られる。電話配線ポートを介して受信したベースバンド信号は、周波数をダウンコンバートされ、ディジタル形式のパケットに符号化されてポート３３に送られると同時に、ＲＦに変換されて、アンテナ２２から空気中に送信される。また、ＲＦ信号が、アンテナ２２および電話配線（ポート３６を介して）の両方から受信される場合もある。無線システムは空気中を伝わるマルチパス現象（through-air multi-path phenomenon）に対応できることから、電話配線チャネルを介して受信された信号は、別の信号経路として認識されるべきであり、このためベースバンドプロセッサ１８によって処理される。
【００８９】
３ポートモデム１００は、共有デバイス１０１により３つのＲＦ信号を共有する。本発明の１つまたはそれ以上の実施形態において、共有機能は、ベースバンド（またはＩＦ）周波数スペクトルにおいて行われる。図１０ａに、このようなモデム１０５を示す。モデム１００と同様に、３つのポートがサポートされ、そのうちの２つが有線用で１つが無線用である。しかし、モデム１００と異なり、共有デバイス１０６は、３つのベースバンド信号、すなわちＲＦ−ＩＦ変換器１６を介してアンテナ２２に結合される信号、回線インタフェース７６を介した電話配線信号、およびベースバンドプロセッサ１８を介したデータユニットに関する信号を共有する。この構成の利点の１つは、モデム１００の構成のように２つの変換器（１６、３１）ではなく、１つのアップ／ダウン変換器１６を用いることである。
【００９０】
ＯＦＥＭモデム３０、６０に関して説明したのと同様に、無線ポートを備えたモデム１００、１０５も、電話アウトレットまたはスナップ式モジュールに収納できる。図１１に、このような電話アウトレット９１に取り付けられたスナップ式モジュール１１０を示す。モジュール１１０は、図９に示したモジュール９０に似ているが、スナップ嵌めではなく、ねじ１１１ａ、１１１ｂによってアウトレットに取り付けられる。他の機械的取り付け手段も同様に用いられることはいうまでもない。モジュール９０における有線ポートに加えて、アンテナ２２が、追加された無線ポートとして機能する。
【００９１】
図１２に、無線ポートを備えたＯＦＤＭモデム１００を利用するネットワーク１２０を示す。ＯＦＤＭモデム１０５を同様に用いてもよい。ネットワーク１２０は、図６ｂに示したネットワーク７５に基づいているが、ＯＦＤＭモデム３０ｂをＯＦＤＭモデム１００ａに置き換えることにより、無線ポート２２ａを導入している。コンピュータ６６ａおよび電話機６５ａは、上記と同じ方法でＯＦＤＭモデム１００ａに接続している。追加ポート２２ａによって、ラップトップコンピュータ６６ｃを、アンテナ２２ｂを含む無線ブリッジ１２１ａに接続できる。同様に、無線クライアント機能１２１ａは、コンピュータ６６ｃに内蔵されてもよい。標準ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによる無線リンクが、ブリッジ１２１ａとモデム１００ａとの間に確立されるため、コンピュータ６６ｃは、コンピュータ６６ａだけでなく、電話配線６２に接続されたその他のデータユニットとも通信できるようになる。
【００９２】
１つのモデム１００または１０５がネットワーク１２０の一部を構成しているが、複数のモデムを用いてもよく、各モデムが構内の異なるエリアを対象とすることにより、実際の無線範囲が拡大される。さらに、ネットワーク１２０は、ユーザに対して、有線（ＯＦＤＭモデムのデータポート接続による）または無線（無線ポートによる）のどちらでもデータユニットを追加できる自由度をもたらす。
【００９３】
無線ポートのみが必要とされる場合は、有線式データユニット接続を除いてもよい。本発明の１つまたはそれ以上の実施形態によれば、図１３に示す無線アダプタ１３０は、無線ポートのみをサポートする。図１０のモデム１００におけるデータユニットポート３３に関連する機能（ベースバンドプロセッサ１８、ＭＡＣ層プロセッサ１３およびＰＨＹ１２等）は省略される。受信パスは、アンテナ２２、ＲＦフィルタ２１およびＴＸ／ＲＸスイッチ１９を含む。受信されたＲＦ信号は、アップ／ダウン変換器３１により低周波数に変換され、ＨＰＦ３２およびコネクタ３６を経由して電話配線に送られる。同様に、電話配線を介して搬送されたあらゆるＯＦＤＭ信号は、受信され、ＲＦにアップコンバートされた後、アンテナ２２に送られる。電話機は、コネクタ３５およびＬＰＦ３４を介して電話配線に接続できる。
【００９４】
図１４に、無線アダプタ１３０を用いたネットワーク１４０を示す。無線アダプタ１３０ａ、１３ｂは、それぞれアウトレット６３ｄ、６３ｂに接続され、アンテナ２２ａ、２２ｃを有する。コンピュータ６６ｃは、無線ブリッジ１２１ａおよびアンテナ２２ｂにより、無線で電話配線６２に結合され、アダプタ１３０ａとは、そのアンテナ２２ａを介して通信する。同様に、コンピュータ６６ｄは、無線ブリッジ１２１ｂおよびアンテナ２２ｄにより、無線で電話配線６２に結合され、アダプタ１３０ｂとは、そのアンテナ２２ｃを介して通信する。この構成では、コンピュータ６６ｃ、６６ｄは、それぞれのアダプタ１３０によって、電話配線６２を介して通信する。かかるシステムにおいて、電話配線６２およびアダプタ１３０は中継器として機能し、無線通信が直接できないユニット間の通信を可能にする。配線の低周波数帯域は、ＰＳＴＮ６１と電話機６５ａ、６５ｂ、６５ｃおよび６５ｄとの間で、電話信号を同時に搬送するのに用いられる。電話機６５ａ、６５ｃは、それぞれアダプタ１３０ａ、１３０ｂを介して接続する。一方、電話機６５ｂ、６５ｄは、それぞれＬＰＦ３４ａ、３４ｂを介して電話配線６２に接続する。
【００９５】
アンテナ２２ｂ、２２ｄは、ブリッジ１２１ａ、１２１ｂ間の直接無線通信が可能なほど接近させてもよい。この場合、空気を通して形成される経路（またはマルチパス）の他に、電話配線経路が付加される。例えば、ブリッジ２２ｄは、ブリッジ１２１ａから、空気を介して送信された信号を受信できる。さらに、送信信号は（アンテナ２２ａを介して）アダプタ１３０ａによって受信され、ベースバンドに変換された後、電話配線区間６２ｄ、６２ｃを介して搬送される。次に、この信号はアダプタ１３０ｂによって取り出され、高周波数に変換されて、アンテナ２２ｃから空気を介してブリッジ１２１ｂに送信される。このようにして追加経路が形成されるが、これに限定されない。ほとんどの無線技術、特にＩＥＥＥ８０２．１１ｇは、マルチパスに対応する能力が充分に備わっているため、この現象は、通信性能を低下させないとみられる。
【００９６】
本発明を、「バス」トポロジー電話配線について説明したが、無線ポートを備えたモデムおよびアダプタを、二地点間トポロジー、「星状」トポロジーまたはこれらの組み合わせにも同様に用いてよいと理解される。
【００９７】
本発明を、電話配線を介して伝送するために、特定の帯域に移動される単一チャネル周波数について説明したが、本発明は、使用可能であり（グラフ２０に示す）、電話配線上の有効周波数帯域に配置される（但し、グラフ４０の曲線４３の例に限定されない）どんなチャネルにも同様に適用できると理解される。さらに、現在、データ転送速度性能を高める多重チャネル、およびスループットを向上させる圧縮等の他の技術を用いたいくつかの製品が市販されている。このような技術は、「ターボＧ（Turbo-G）」、「ダイナミック・ターボ（Dynamic Turbo）」および「スーパーＧ（Super G）」等として知られる。こうした対策は、より広いベースバンド信号帯域幅を用いる本発明の１つまたはそれ以上の実施形態にも同様に採用される。有効データ転送速度を向上させる技術の具体例は、「無線性能を最大化するスーパーＧ（Super G Maximizing Wireless Performance）」と題されたアセロスコミュニケーション（Atheros Communication）白書に記載されている。なお、引用により、この文献は本明細書に組み込まれる。
【００９８】
本発明を、電話ポート３５をサポートするモデムおよびアダプタについて説明したが、本発明は、電話配線が電話（ＰＯＴＳ）信号を搬送しない場合にも同様に適用できると理解される。この場合、電話コネクタ３５およびＬＰＦ３４を省略してもよい。また、ＨＰＦ３２を省略し、バイパスしてもよい。さらに、上記構成は、電話配線のどんな種類にも限定されず、ベースバンド信号を搬送するあらゆる種類の専用配線に適用できる。
【００９９】
本発明の１つまたはそれ以上の実施形態において、サービス信号を搬送する他の共用配線（電話用配線に限定されない）が用いられる。例えば、電力線を用いて、交流電力信号と、本発明の１つまたはそれ以上の実施形態によるＯＦＤＭ信号とを搬送してもよい。この場合、ＨＰＦ３２の代わりに、交流信号とそれに伴うノイズを搬送する低周波数帯域（すなわち、北米では６０Ｈｚ、欧州では５０Ｈｚ）を除去するＨＰＦを用いなければならない。同様に、交流電力接続を提供するためのモデムが必要な場合、電話コネクタ３５を、電気器具の接続に適した２ピンまたは３ピンの電力ジャックに置き換え、電話用ＬＰＦ３４を、５０／６０Ｈｚの交流信号を通過させるＬＰＦに置き換えなければならない。さらに、電話アウトレットおよびスナップ式モジュールにモデムを収納することに関して説明したのと同様に、電力線ＯＦＤＭモデムも、適正な変更を施すことにより、交流電力アウトレットおよびスナップ式モジュールのそれぞれに収納できる。
【０１００】
本発明の１つまたはそれ以上の実施形態において、ＯＦＤＭベースバンド信号は、ＣＡＴＶサービス信号を伝送するＣＡＴＶケーブルを介して搬送される。１つまたはそれ以上の実施形態によれば、ベースバンド信号は、ＣＡＴＶ信号の搬送には使用されない帯域以上（例えば、７５０ＭＨｚ以上）で用いられる。ＣＡＴＶアナログビデオチャネルは、通常、各チャネルが６ＭＨｚ幅の帯域を占有して搬送される。この場合、４つの隣接するチャネルを割当てると、合計帯域幅は６×４＝２４ＭＨｚとなり、２２ＭＨｚ幅のＯＦＤＭベースバンド信号を含む。この場合、アップ／ダウン変換器３１は、上記帯域を、例えば、局部発振器５４の周波数を必要な値に合わせることにより、割当てられた帯域幅に移動しなければならない。同様に、ＨＰＦ３２を、割当てられた２４ＭＨｚを通過させるＢＰＦに置き換え、ＬＰＦ３４を、ＯＦＤＭ信号を除去する一方、電話コネクタ３５の代わりであるＲＦコネクタ（ＢＮＣまたはＦ型）を介して結合されるＣＡＴＶチャネルを通過させるＢＳＰ（帯域消去フィルタ）に置き換えなければならない。
【０１０１】
図１５に、あらゆる種類の共用配線に用いられるようにＯＦＤＭモデム３０を一般化した例をモデム１５０として示すが、これに限定されない。コネクタ１５１は、対応する共用配線に接続可能で、例えば、共用配線が電話配線の場合は電話コネクタ３６（ＲＪ−１１プラグ等）、ＣＡＴＶケーブルの場合はＲＦコネクタ、および電力線の場合は交流電力プラグといった特定の用途に適用可能な専用コネクタを示す。同様に、サービスコネクタ１５２は、電話配線の場合は電話コネクタ３５、ＣＡＴＶケーブルの場合はＲＦコネクタ、および電力線の場合は交流電力ジャックのように、該当するサービス信号コネクタを示す。サービス／データのスプリッタ／コンバイナ１５３は、サービス信号をサービスコネクタ１５２に伝送し、ＯＦＤＭベースバンド信号をアップ／ダウン変換器ブロック３７に結合させ、両信号の干渉を防ぐように機能する。電話通信の場合、スプリッタ／コンバイナ１５３の機能は、ＬＰＦ３４およびＨＰＦ３２によって得られる。同様に、ＬＰＦおよびＨＰＦは、交流電力信号を結合／停止させるために、電力線用途に用いられる。ＣＡＴＶ配線の場合、上述のように、ＢＰＦ（帯域フィルタ）およびＢＳＰ（帯域消去フィルタ）が用いられる。
【０１０２】
電力供給
本発明のほとんどの実施形態において、ＯＦＤＭモデム（または無線アダプタ）は、能動部品（アップ／ダウン変換器３１等）を含むため、電力を供給する必要がある。以下に、３つの電力供給方式、すなわちローカル給電、配線を介した電力、およびインタフェースモジュールを介した電力について説明するが、これらに限定されない。電力供給方式は、単独の筐体であるモデム／アダプタ、アウトレットまたはスナップ式モジュールに収納されたモデム／アダプタ、あるいはデータユニットの一部としてのモデム／アダプタに適用される。
【０１０３】
ローカル給電
この実施では、モジュールは、能動部品に給電するために、外部電源に接続される。専用の電力接続を介して、一般の小さなＡＣ／ＤＣ変換器をモデム／アダプタに接続してもよい。
【０１０４】
モデム／アダプタは、外部電力を内部のニーズに適合させる電力アダプタを備えてもよい。このようなアダプタは、必要とされる特定の電圧に合わせるための電圧変換（ＤＣ−ＤＣ変換器等）、保護回路（ヒューズまたは電流制限等）、調整およびノイズフィルタリングに加えて、当該技術で公知の他の機能を含んでもよい。
【０１０５】
配線を介した電力
本発明の１つまたはそれ以上の実施形態において、ＯＦＤＭモデム（または無線アダプタ）には、このモジュールが接続された配線を介して搬送される電力が供給される。電力は、別の導線を介して搬送されてもよい。この場合、同じ配線コネクタ（３６または１５１等）によって、異なるピンを用いることにより、電力搬送導線に接続できる。あるいは、追加の電力専用コネクタを用いてもよい。
【０１０６】
１つまたはそれ以上の好ましい実施形態では、電力は、データネットワーク信号および／または基本サービス信号を伝送する配線を介して、同時に搬送される。基本サービスが交流電力である場合、このメカニズムの実施は自明である。すなわち、電力は、通常、ＡＣ／ＤＣ変換器およびＬＰＦを介して搬送された交流電力信号から取り出される。
【０１０７】
同様に、パワー・オーバー・イーサネット（ＰｏＥ）（別名、パワー・オーバー・ＬＡＮ）として知られ、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆにより標準化され、かつレアー（Lehr）らの米国特許第６，４７３，６０９号「構造ケーブルシステム」にも開示されている最近の技術は、重信メカニズムを用いることにより、ＬＡＮ配線を介して電力を搬送する方法を記載している。この技術は、他の技術とともに、適切なケーブル（ＣＡＴ．５等）が有線媒体として用いられた場合、上記モデム／アダプタのいずれかへの電力供給に用いられる。限定されない例として、電力信号に対して異なるスペクトルを用いる場合、フィルターを使用しなければならない。重信給電方式の場合、当該技術で公知なように、２つの変圧器が必要となる。
【０１０８】
最近開発された技術は、同じ配線基盤を通じて電力および基本サービス（ならびにデータ）を同時に搬送することを可能にする。ラベンコ（Rabenko）らの米国特許出願公開２００２／０００３８７３「家庭電話線ネットワークを介して電力を供給するシステムおよび方法」は、他の信号が使用しないスペクトルの一部を利用することにより、電話通信およびデータの両方を伝送する電話配線を介して交流電力を搬送することを教示している。このような技術は、本発明のモデムまたはアダプタへの電力供給に用いることができる。例えば、５０ＫＨｚの正弦波電力信号による交流電力が用いられるが、これに限定されない。グラフ４０に示したように、５０ＫＨｚ信号は、割当てられた周波数帯域に含まれないため、同じ電話線対を介して搬送されるその他の信号との干渉がない、または干渉が最小限に抑えられた電力分布に用いられる。
【０１０９】
電力専用配線（例えば、電力線）を介さずに電力を搬送するほとんどの従来システムにおいて、同じ配線を介して搬送されるその他の信号との干渉を最小限に抑えるための安全上の規定および制限、あるいは配線内の電力損により、搬送できる電力量は限られている。例えば、電話回線を通じて搬送される電力は、安全規制のため６０ＶＤＣを超えてはならない。また、同軸配線（ＣＡＴＶ等）を介して搬送される電力は、その信号搬送特性を劣化させることがある。
【０１１０】
一般に無線システム、特にＷＬＡＮシステムは、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、遠隔操作器およびラップトップコンピュータ等のモバイル機器およびハンドヘルド機器と関連する。バッテリーで駆動するためには、無線部品の消費電力は極めて重要である。従って、非常に少ない電力しか消費しない無線部品を得るために、多くの資源が充てられ、あらゆる無線部品の消費電力が主要な特徴の一つと考えられている。この取り組みは、例えば「８０２．１１ａ／ｇ対８０２．１１ｂ低電力の利点（Low Power Advantage of 802.11a/g vs. 802.11b）」と題されたテキサスインスツルメンツ（Texas Instruments）白書に記載されている。なお、引用により、この文献は本明細書に組み込まれる。ゆえに、低電力特性の無線部品は、配線を介した電力供給だけでなく、ローカル給電ではないシナリオにも十分適している。
【０１１１】
ＯＦＤＭ信号を伝送する同じ配線を介して電力を搬送するさらなる利点は、ＯＦＤＭ信号の優れた特性に関する。公知の単一搬送波変調は、全データ転送速度に対して全スペクトルを用いるため（単一「ビン」方式）、白色雑音および信号周波数雑音を受けやすい。これに対して、ＯＦＤＭは、複数の「ビン」を用いて、各ビンがデータの一部を搬送するため、白色雑音または狭帯域雑音によって阻害されにくい。電源は、例えば、ＰＷＭ周波数の一致（ＰＷＭによる供給の場合）等、特定の周波数でノイズを発生することが知られている。さらに、有線媒体を電源および負荷に接続するワイヤは、アンテナとしても働き、環境のノイズを受信する。ＯＦＤＭは、よりいっそう堅固なので、このような影響は深刻ではなく、動作性能を向上でき、複雑で高価なフィルタは必要ない。
【０１１２】
上記ネットワークは、バッテリー駆動のため、停電時でも動作する無線クライアント（ＳＴＡ）に用いられることから、配線を介して電力を搬送すれば、そのような場合に、継続的なネットワーク動作が可能となる。電力は、通常、中央バックアップ電源（例えば、ＵＰＳ（無停電電力系統））から供給され、ネットワークは、停電時においても、有線媒体を介して継続的に動作できる。
【０１１３】
図１６に、電話配線を介して電力が供給されるＯＦＤＭモデム１６０を示すが、これに限定されない。ＯＦＤＭモデム１６０は、モデム３０（図３に機能的に示す）を含み、さらに電力の抽出および供給機能が付加されている。ＯＦＤＭモデム１６０は、モデム３０と同様の方法で、電話コネクタ３６を介して電話配線に接続する。５０ＫＨｚ電力信号のみを通過させるように最適化されたＢＰＦ１６２は、電力信号を取り出して交流−直流電源１６１に供給し、そこで、５ＶＣＤおよび３．３ＶＤＣ等の、ＯＦＤＭモデム３０が通常必要とするさまざまな直流レベルに変換される。電力と関係ない信号（電話通信、ＡＤＳＬおよびＯＦＤＭベースバンド）は、ＢＳＦ（帯域消去フィルタ）１６３（例えば、５０ＫＨｚノッチフィルタを用いてもよい）を通過し、ＯＦＤＭモデム３０の配線ポートに送られる。図３におけるＯＦＤＭモデム３０のデータポート３３および電話ポート３５は、それぞれＯＦＤＭモデム１６０のデータポート１６４および電話ポート１６５として示されている。従って、ＯＦＤＭモデム１６０は、電話配線を介して搬送された電力信号によって給電される機能に加えて、ＯＦＤＭモデム３０の全ての機能を実現する。
【０１１４】
ＢＰＦ１６２およびＢＳＦ１６３は、電力／信号のスプリッタ／コンバイナ１６６を構成する。電力が別の方法で搬送される場合、この機能ブロック１６６は、それに応じて、電力と配線を介して搬送されたその他の信号とを分割／結合するように改良されなければならない。
【０１１５】
図１７に、電話配線を介して交流電力を用いるネットワーク１７０を示す。ネットワーク１７０は、図６ｂに示したネットワーク７５に基づく。ネットワーク７５のＯＦＤＭモデム３０ｂ、６０ａの代わりに、それぞれ電話配線により交流電力が供給されるモデム１６０ｂ、１６０ａが用いられる。モデム１６０ｂ、１６０ａは、電話回線を介して給電される機能に加えて、ＯＦＤＭモデム３０ｂ、６０ａと同じ機能を有する。５０ＫＨｚ電力信号は、５０ＫＨｚ交流電源１７１によって配線に送られる。交流電源１７１は、アウトレット６３ｃのコネクタ６４ｃを介して電話配線６２に結合され、ＢＰＦ１６２により、同じ配線６２を介して搬送されるその他の信号との干渉を回避する。ＯＦＤＭモデム３０ａはアウトレット６３ａに接続されるため、ローカル給電を用いる。
【０１１６】
接続された電気器具を介した電力供給
上述のように、いくつかの標準データインタフェースも、そのインタフェースを介して電力を搬送する。限定されない例として、モジュールがＵＳＢホストユニットに接続される場合、ＵＳＢインタフェースによって、当該モジュールへ電力を供給してもよい。同じことは、データポート３３が、ＰｏＥ技術を実施するイーサネットポートであるときにも当てはまる。
【０１１７】
本発明を、１つの電源について説明したが、本発明は、複数の電源を冗長または負荷分割に用いる場合にも同様に適用できると理解される。
【０１１８】
概括
本発明を、ＯＦＤＭ信号が、電話配線（または他の共用もしくは専用配線ＬＡＮ）を介して搬送される構成について説明したが、本発明は、他のスペクトル拡散信号方式（ＤＳＳＳまたはＦＨＳＳ）にも同様に適用できると理解される。例えば、ＤＭＴ（離散マルチトーン）およびＣＤＭＡ（符号分割多重アクセス）等の多重搬送波変調方式が用いられるが、これらに限定されない。本明細書において、「ＯＦＤＭモデム」という用語は単なる例とみなされるべきであり、ＯＦＤＭに基づく信号を用いることだけに限定されるのではない。
【０１１９】
本発明を、標準ＩＥＥＥ８０２．１１ｇによる技術、信号および部品を用いることについて説明したが、本発明は、免許不要帯域（ＩＳＭ等）または認可スペクトルにおいて、スペクトル拡散または狭帯域変調を実施するために、１つまたは複数の搬送波信号を用いる他のどんな無線技術にも同様に適用できると理解される。このような技術は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の一部（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂまたはＩＥＥＥ８０２．１１ａ）、ＥＴＳＩ（欧州電気通信標準化機構）のＨｉｐｅｒＬＡＮ／２、ＷＬＡＮ用のあらゆる技術、ホームネットワーキング、またはＰＡＮ（パーソナルエリアネットワーク）等である。１つの例として、ＣＣＫ（相補型コード変調）に基づいたＩＥＥＥ８０２．１１ｂがあるが、これに限定されない。別の例として、「ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ」（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、ＵＷＢおよび「ＨｏｍｅＲＦ」（登録商標）があるが、これらに限定されない。さらに、ＷＡＮ（広域ネットワーク）および他の無線技術も同様に用いられる。例えば、セルラー技術（ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、２．５Ｇ、３Ｇ、ＵＭＴＳ、ＤＣＳ、ＰＣＳおよびＣＤＭＡ等）、およびマイクロ波方式を含む、ＷｉＭａｘ、ＷＣＤＭＡおよび他の固定無線（Fixed Wireless）技術等のローカルループ技術（ＷＬＬ（無線ローカルループ））が挙げられる。同様に、衛星を利用した技術および部品も用いられる。上記技術は、全て標準規格に基づいているが、本発明によれば、独自の非標準技術も同様に用いることができる。さらに、本発明は、光（例えば、赤外線）や音声（例えば、超音波）による通信システムのように、電波ではなく、空気を媒体とする無線システムに用いられる技術および部品にも同様に適用できる。
【０１２０】
本発明を、１つの無線用信号が、有線媒体（共用または専用有線ＬＡＮ）を介して搬送される構成について説明したが、本発明は、複数の無線用信号が、ＦＤＭを用いて搬送される場合にも同様に適用できると理解される。例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ信号をグラフ４０に追加してもよい。この信号は３２〜５４Ｍｂ／ｓの周波数帯域を占有するため、グラフに示された信号と重複しない。さらに、異なる信号を組み合わせてもよく、同一の無線用信号に限定されない。
【０１２１】
本発明を、有線媒体に接続された全てのモデムによって、同じ無線技術（ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ等）を用いるネットワークについて説明したが、本発明は、別々だが相互運用可能な複数の信号を用いる他の実施形態にも同様に適用できると理解される。
【０１２２】
本発明を、無線ＭＡＣ１３ｂ、ベースバンドプロセッサ１８および変換器１６を含む、既存の部品による完全な無線対応の実施形態について説明したが、本発明は、これらの部品を１つまたはそれ以上用いる他の実施形態にも同様に適用できると理解される。例えば、ＭＡＣ１３ｂを有線専用ＭＡＣに置き換え、なおかつ全ての物理層部品を用いることができる。同様に、他の物理層部品を用いた場合でも、高性能無線ＭＡＣ１３ｂを用いることができる。さらに、無線信号は、ベースバンド、ＩＦまたはＲＦ形式として、周波数の移動についてのみ説明したが、例えば、増幅および減衰等の振幅／レベル処理、フィルタリング等の周波数処理といった追加処理を、標準の無線信号および無線部品に適用してもよい。このような処理は、有線媒体にいっそうよく適合し、信頼性を高め、コストを削減するためになされる。
【０１２３】
本発明を、ディジタルデータを伝送する無線信号および無線システムについて説明したが、本発明は、無線信号（およびシステム）を用いてアナログ信号を伝送する他の実施形態にも同様に適用できると理解される。一例として、コードレス電話が挙げられるが、これに限定されない。コードレス電話は、ＩＳＭ帯域を用いることにより、空気を介して電話（および制御）信号を搬送することが知られている。本発明を適用すれば、一般のあらゆる有線媒体、特に共用配線を介して上記信号を搬送できる。電話配線を介して信号を搬送する場合、上述した無線範囲の拡大等の利点は明らかである。さらに、この構成は、１つの電話線対を介して複数の電話信号を搬送可能にする。
【０１２４】
当業者は、開示された実施形態に関連して記載されたさまざまな例証となる論理ブロック、モジュールおよび回路が、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両者の組み合わせを含むあらゆる数の方法で実施されることを理解するだろう。さまざまな例証となる部品、ブロック、モジュールおよび回路は、一般に、それらの機能について説明した。この機能が、ハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるかどうかは、特定の用途および全システムに対する設計上の制約による。熟練者は、こうした状況におけるハードウェアおよびソフトウェアの互換性だけでなく、特定の用途ごとに上記機能を実施する最善の方法も認識する。
【０１２５】
以上、本発明の例示的な実施形態を説明したが、これは、添付の請求項の範囲を限定するように解釈されるべきではない。当業者は、上記実施形態に対して、さまざまな変更がなされてもよいことを理解するだろう。さらに、さまざまな技術の当業者にとって、本発明そのものが、他の課題への解決策および他の用途への適合を示唆するだろう。従って、本実施形態は、全ての面において、例証であって、限定的なものではないと考えられ、本発明の範囲を示すためには、上記説明ではなく、添付の請求項に言及するのが望ましい。
【０１２６】
本発明を、好ましい実施形態および一般に関連のある方法について説明したが、それらの改変および置換については、明細書を読み、図面を検討することにより、当業者に明らかになると考える。従って、上述した好ましい実施形態の説明も、要約も本発明を規定し、拘束するものではない。むしろ、本発明は、記載された請求項をもってさまざまに定義される。
【図面の簡単な説明】
【０１２７】
【図１】図１は、従来技術によるＷＬＡＮユニットの概略機能ブロック図である。
【図２】図２は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ規格に基づく周波数スペクトル割当ての概略図である。
【図３】図３は、本発明による例示的なＯＦＤＭモデムの概略機能ブロック図である。
【図４】図４は、本発明による電話配線上の周波数スペクトル割当ての概略図である。
【図５】図５は、本発明による例示的なアップ／ダウン変換器の概略機能ブロック図である。
【図６】図６は、本発明による例示的なＯＦＤＭモデムの概略機能ブロック図である。
【図６ａ】本発明による例示的な回線インタフェースの概略機能ブロック図である。
【図６ｂ】本発明による例示的なネットワークの概略機能ブロック図である。
【図７】図７は、本発明による例示的なネットワークの概略機能ブロック図である。
【図８】図８は、本発明による例示的な電話アウトレットの概略図である。
【図９】図９は、本発明による例示的な電話モジュールの概略図である。
【図１０】図１０は、本発明による例示的なＯＦＤＭモデムの概略機能ブロック図である。
【図１０ａ】本発明による例示的なＯＦＤＭモデムの概略機能ブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明による例示的な電話モジュールの概略図である。
【図１２】図１２は、本発明による例示的なネットワークの概略機能ブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明による例示的なＯＦＤＭモデムの概略機能ブロック図である。
【図１４】図１４は、本発明による例示的なネットワークの概略機能ブロック図である。
【図１５】図１５は、本発明による例示的なＯＦＤＭモデムの概略機能ブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明による例示的なＯＦＤＭモデムの概略機能ブロック図である。
【図１７】図１７は、本発明による例示的なネットワークの概略機能ブロック図である。
【図１】
2007536870.tif 000003
【図２】
2007536870.tif 000004
【図３】
2007536870.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007536870.tif 000007
【図６】
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【図６ａ】
2007536870.tif 000009
【図６ｂ】
2007536870.tif 000010
【図７】
2007536870.tif 000011
【図８】
2007536870.tif 000012
【図９】
2007536870.tif 000013
【図１０】
2007536870.tif 000014
【図１０ａ】
2007536870.tif 000015
【図１１】
2007536870.tif 000016
【図１２】
2007536870.tif 000017
【図１３】
2007536870.tif 000018
【図１４】
2007536870.tif 000019
【図１５】
2007536870.tif 000020
【図１６】
2007536870.tif 000021
【図１７】
2007536870.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月11日(2006.6.11)
【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】
建物内の電話線対（６２）を介してディジタルデータを送受信する装置（６０）であって、前記電話線対は、アナログ電話周波数帯域（４１）におけるアナログ電話信号と、前記アナログ電話周波数帯域よりも高い、別個の帯域であるディジタルデータ周波数帯域（４３）におけるスペクトル拡散に基づくディジタルデータ信号とを同時に搬送し、前記装置は、
前記電話線対に接続可能な第１の電話コネクタ（３６）と、
前記第１の電話コネクタに結合され、前記ディジタルデータ周波数帯域の信号のみを通過させる高域フィルタ（３２）と、
前記高域フィルタに結合され、双方向パケット式ディジタルデータ通信を行うために、前記電話線対を介して前記ディジタルデータ周波数帯域の第１のスペクトル拡散に基づくディジタルデータ信号を伝送するように構成されている多重搬送波モデム（１７、３７）と、
データユニットに接続可能なデータコネクタ（３３）と、
前記データコネクタと前記多重搬送波モデムとの間に結合され、前記データユニットと双方向パケット式ディジタルデータ通信を行うように構成されているトランシーバ（１２）とを含み、
前記モデム（１７、３７）は、無線モデム（１４、１５）と、前記第１のディジタルデータ信号を、高周波数／低周波数に変換された無線信号として変調および復調するアップ／ダウン周波数変換器（３１）とを含むことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記装置は、前記アナログ電話信号をアナログ電話機に結合するように構成され、
前記アナログ電話機に接続可能な第２の電話コネクタ（３５）と、
前記第１の電話コネクタと前記第２の電話コネクタとの間に結合され、前記アナログ電話信号のみを通過させる低域フィルタ（３４）とをさらに含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記モデムは、無線ベースバンドプロセッサ、無線Ｉ／Ｑ変調器および無線ＲＦ−ＩＦ変換器のうち少なくとも１つを含む請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記モデムは、無線周波数帯域の信号を送受信するように構成されている無線モデム（１７）と、前記無線モデムに結合され、前記無線周波数帯域から前記ディジタルデータ周波数帯域に変換するように構成されているアップ／ダウン変換器（３１）とを含む請求項１または２に記載の装置。
【請求項５】
前記アップ／ダウン変換器（５０）は、ヘテロダイン式である請求項４に記載の装置。
【請求項６】
無線媒体における無線周波数帯域の信号を放射および受信するアンテナ（２２）をさらに含み、
前記アップ／ダウン変換器（３１）は、前記アンテナと前記高域フィルタとの間に結合され、前記ディジタルデータ信号を前記無線周波数帯域から前記有線ディジタルデータ周波数帯域に移すように構成されている請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の電話コネクタ、前記モデム、前記データコネクタおよび前記トランシーバを収納する１つの筐体をさらに含み、
前記筐体は、壁に取り付けられる、または電話アウトレットに組み込まれる、あるいは電話アウトレットに機械的および電気的に取り付けられ、かつ取り外せる請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記電話線対は電力信号を同時に搬送し、前記装置は、前記電力信号により電力が供給されるように、前記電話線対に接続される請求項１〜７のいずれかに記載の装置。
【請求項９】
前記無線信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいている請求項１〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
前記無線周波数帯域は、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚおよび５．８ＧＨｚのうち１つの免許不要帯域である請求項１〜９のいずれかに記載の装置。
【請求項１１】
スペクトル拡散に基づくディジタルデータ信号を用いることにより、建物内の電話配線を介して第１および第２のディジタルデータユニット（６６ａ、６６ｂ）間の通信を可能にするネットワーク（７５）であって、
アナログ電話信号周波数帯域のアナログ電話信号を、前記アナログ電話信号周波数帯域よりも高い、別個の帯域であるディジタルデータ信号周波数帯域において双方向に伝送される被変調パケット式ディジタルデータ信号と周波数多重化して搬送するために接続され、少なくとも一部が建物内の壁の中に設置される電話線対（６２）と、
前記電話線対に接続されると共に、前記第１のデータユニットに接続可能であり、前記ディジタルデータ信号を前記第１のデータユニットに結合するように構成されている請求項７に記載の第１の装置（６０ａ）と、
前記電話線対に接続されると共に、前記第２のデータユニットとの双方向パケット通信のために接続可能であり、前記ディジタルデータ信号を前記第２のデータユニットに結合するように構成されている請求項７に記載の第２の装置（６０ｂ）とを含むネットワーク。
【請求項１２】
前記ネットワークは、アナログ電話通信を行うために構成され、前記第１の装置および前記第２の装置のうち少なくとも一方がアナログ電話機（６５ａ、６５ｂ）に接続可能であり、前記アナログ電話信号を前記アナログ電話機に結合するように構成されている請求項１１に記載のネットワーク。
【請求項１３】
前記電話線対は電力信号を同時に搬送し、前記装置のうち少なくとも一方の少なくとも一部が、前記電力信号により電力が供給されるように構成されている請求項１１または１２に記載のネットワーク。
【請求項１４】
前記ディジタルデータ信号は、前記無線媒体において、ＯＦＤＭ、ＤＭＴおよびＣＤＭＡのうち１つの方式で変調される請求項１１〜１３のいずれかに記載のネットワーク。
【請求項１５】
前記無線周波数帯域は、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚおよび５．８ＧＨｚのうち１つの免許不要帯域であり、前記ディジタルデータ信号は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格に基づいている請求項１４に記載のネットワーク。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
上記目的は、本発明の第１の側面である、建物内の電話線対を介してディジタルデータを送受信する装置であって、前記電話線対は、アナログ電話周波数帯域におけるアナログ電話信号と、前記アナログ電話周波数帯域よりも高い、別個の帯域であるディジタルデータ周波数帯域におけるスペクトル拡散に基づくディジタルデータ信号とを同時に搬送し、前記装置は、前記電話線対に接続可能な第１の電話コネクタと、前記第１の電話コネクタに結合され、前記ディジタルデータ周波数帯域の信号のみを通過させる高域フィルタと、前記高域フィルタに結合され、双方向パケット式ディジタルデータ通信を行うために、前記電話線対を介して前記ディジタルデータ周波数帯域の第１のスペクトル拡散に基づくディジタルデータ信号を伝送するように構成されている多重搬送波モデムと、データユニットに接続可能なデータコネクタと、前記データコネクタと前記多重搬送波モデムとの間に結合され、前記データユニットと双方向パケット式ディジタルデータ通信を行うように構成されているトランシーバとを含み、前記モデムは、無線モデムと、前記第１のディジタルデータ信号を、高周波数／低周波数に変換された無線信号として変調および復調するアップ／ダウン周波数変換器とを含むことを特徴とする装置によって実現される。
【国際調査報告】
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