(57)【要約】  通信システムのアクセスノードが、システムの複数のチャネル間のクロストークを制御するように構成される。異なるＬ個の線形独立のパイロット信号のセットが生成され、各パイロット信号は、長さ≪を有し、ただし、ｎ＞Ｌであり、したがって、Ｌ−ｎ個の線形独立のｎタプルが、インパルス雑音の検出および補正の際に使用するために利用可能である。例示的な実施形態において、これらＬ個のパイロット信号は、互いに直交する。これらＬ個のパイロット信号は、その複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して送信され、さらに複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して受信される、これらのパイロット信号の１つまたは複数が処理されて、インパルス雑音の存在が検出される。検出されたインパルス雑音に関して補正されたクロストーク推定が、生成され、さらにその複数のチャネルのうちの２つ以上のチャネル間のクロストークを制御するのに利用される。
2013543340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムの複数のチャネル間のクロストークを制御するための方法であって、
異なるＬ個の線形独立のパイロット信号のセットを生成するステップであって、各パイロット信号が、長さｎを有し、ただし、ｎ＞Ｌであり、したがって、Ｌ−ｎ個の線形独立のｎタプルが、インパルス雑音の検出および補正の際に使用するために利用可能である、生成するステップ、
Ｌ個のパイロット信号を複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して送信するステップ、
複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して受信されるパイロット信号の１つまたは複数を処理して、インパルス雑音の存在を検出するステップ、
検出されたインパルス雑音に関して補正されたクロストーク推定を生成するステップ、および
補正されたクロストーク推定を利用して、複数のチャネルのうちの２つ以上のチャネル間のクロストークを制御するステップを備える、方法。
【請求項２】
異なるＬ個の線形独立のパイロット信号のセットが、互いに直交するＬ個のパイロット信号のセットを備え、したがって、直交するＬ−ｎ個のｎタプルが、インパルス雑音の検出および補正の際に使用するために利用可能である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
長さｎ＞Ｌの互いに直交するＬ個のパイロット信号のセットが、ｎ×Ｌ行列、Ａ＝｛ａ１，．．．，ａＬ｝によって与えられ、複数のチャネルのうちの所与の１つに関する受信されるパイロット信号が、ｎ×１ベクトル、ｘ１＝Ａｈ１＋ｚ＋ｓによって与えられ、ただし、ｚが、加法性雑音であり、ｓが、インパルス雑音のベクトルであり、ｈ１が、クロストーク係数のベクトルである、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
インパルス雑音の検出および補正のために利用可能な直交するＬ−ｎ個のｎタプルのセットが、ｎ×（ｎ−Ｌ）行列、Ｂ＝｛ｂ１、．．．、ｂｎ−Ｌ｝によって与えられ、ただし、すべての１，，ｊ，，ｎ−Ｌおよび１，，ｉ，，Ｌに関して
【数１】
2013543340.tif 000038
である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して受信されるパイロット信号の１つまたは複数を処理して、インパルス雑音の存在を検出するステップが、
所与のチャネルに関して、ベクトルｙ１＝Ｂ†ｘ１＝Ｂ†Ａｈ１＋Ｂ†（ｚ＋ｓ）＝Ｂ†（ｚ＋ｓ）を計算するステップと、
加法性雑音ｚの知られている統計を利用して、インパルス雑音ベクトルｓのいずれかのエントリが、指定されたしきい値を超えるインパルス雑音の存在を示しているかどうかを判定するステップとをさらに備える、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して受信されるパイロット信号の１つまたは複数を処理して、インパルス雑音の存在を検出するステップが、
パイロット信号が送信されるトーンを、第１のトーンと、第２のトーンとをそれぞれが含むペアに分割するステップと、
ペアのそれぞれからのそれぞれの第１のトーンおよび第２のトーンに関して、長さｎ＞Ｌの互いに直交するパイロット信号の異なるセットを使用するステップであって、第１のセットおよび第２のセットが、ｎ×Ｌ行列、Ａ１およびＡ２によって与えられる行列によって与えられる、使用するステップと、
Ｂ１の列が互いに直交するとともに、Ａ１のすべての列に対しても直交しており、Ｂ２の列が互いに直交するとともに、Ａ２のすべての列に対しても直交している、ｎ×（Ｌ−ｎ）行列、Ｂ１およびＢ２を算出するステップと、
第１のトーンｆ１および第２のトーンｆ２の中でそれぞれのベクトルｘ１＝Ａ１ｈ１＋ｚ＋ｓ、およびｘ２＝Ａ２ｈ２＋ｗ＋ｒを受信するステップであって、ただし、ベクトルｚおよびｗが、それぞれ、トーンｆ１およびｆ２の中の加法性雑音であり、ベクトルｓおよびｒが、それぞれ、トーンｆ１およびｆ２に影響を及ぼすインパルス雑音のベクトルであり、ｈ１およびｈ２が、クロストーク係数のベクトルである、受信するステップと、
ベクトルｙ１＝Ｂ１†ｘ１＝Ｂ１†Ａ１ｈ１＋Ｂ１†（ｚ＋ｓ）＝Ｂ１†（ｚ＋ｓ）およびｙ２＝Ｂ２†ｘ２＝Ｂ２†Ａ２ｈ２＋Ｂ１†（ｗ＋ｒ）＝Ｂ２†（ｗ＋ｒ）を計算するステップと、
加法性雑音ｚおよびｗの知られている統計を利用して、インパルス雑音ベクトルｓおよびｒのいずれかのエントリが、指定されたしきい値を超えるインパルス雑音の存在を示しているかどうかを判定するステップとをさらに備え、
ｎが、２の累乗であり、Ｈｎが、アダマール行列を表し、さらにＡ１が、奇エントリと偶エントリが互いに逆の符号を有するＨｎの列を備え、Ｂ１が、奇エントリと偶エントリが同一の符号を有するＨｎの列を備え、Ａ２およびＢ２が、それぞれ、Ａ１およびＢ１の行の巡回シフトによって形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
加法性雑音の知られている統計を利用して、インパルス雑音ベクトルのいずれかのエントリがインパルス雑音の存在を示しているかどうかを判定するステップが、
ｙ１およびｙ２を使用して、インパルスの時点ｊ１、．．．、ｊｌを識別するステップと、
インパルスの値の推定
【数２】
2013543340.tif 000039
および
【数３】
2013543340.tif 000040
を獲得するステップとをさらに備え、
検出されたインパルス雑音に関して補正されたクロストーク推定を生成するステップが、
ｎ×１ベクトル
【数４】
2013543340.tif 000041
を、ｘ１の対応するエントリから推定
【数５】
2013543340.tif 000042
を引くことによってｘ１から計算すること、
ｎ×１ベクトル
【数６】
2013543340.tif 000043
を、ｘ２の対応するエントリから推定
【数７】
2013543340.tif 000044
を引くことによってｘ２から計算すること、および
ベクトル
【数８】
2013543340.tif 000045
および
【数９】
2013543340.tif 000046
を使用して、ｈ１およびｈ２を推定することを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
知られている統計を利用して、インパルス雑音ベクトルのいずれかのエントリがインパルス雑音の存在を示しているかどうかを判定するステップが、
ベクトルｕおよびｇを計算するステップであって、ただし、
【数１０】
2013543340.tif 000047
である、計算するステップと、
ベクトルｑを計算するステップであって、ただし、
ｑ＝（｜ｕ１｜＋｜ｇ１｜，｜ｕ１｜＋｜ｇ２｜，｜ｕ２｜＋｜ｇ２｜，｜ｕ２｜＋｜ｇ３｜，．．．，｜ｕｎ／２｜＋｜ｇｎ／２｜，｜ｕｎ／２｜＋｜ｇ１｜）である、計算するステップと、
ｑのいずれのエントリがｑのすべてのエントリのなかで最大の値を有するかを特定することによって、インパルス雑音が生じた可能性が高い期間を識別するステップとをさらに備え、
ベクトルｑを計算することが、それぞれのペアのトーン（ｆ１，ｆ２）、（ｆ３，ｆ４）、（ｆ５，ｆ６）、．．．に関して複数のベクトルｑ（１）、ｑ（２）、ｑ（３）、．．．を計算し、ｑ＝ｑ（１）＋ｑ（２）＋ｑ（３）＋．．．をさらに計算して、ベクトルｑを算出することをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して受信されるパイロット信号の１つまたは複数を処理して、インパルス雑音の存在を検出するステップが、
パイロット信号を送信するのに使用されるペアのトーンを、２つのセットＴ１およびＴ２に分割するステップと、
Ｔ１からのペアのトーンに関して、行列Ａ１、Ａ２によって与えられる直交するパイロット信号を使用し、Ｔ２からのペアのトーンに関して、行列Ａ３、Ａ４によって与えられる直交する異なるパイロット信号を使用するステップと、
セットＴ１の中のペアのトーンに関して第１のベクトルｐを計算し、セットＴ２の中のペアのトーンに関して第２のベクトルｑを計算するステップと、
ベクトルｑおよびｐを処理して、インパルス雑音が生じた可能性が高い期間を識別するステップとをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
通信システムの複数のチャネル間のクロストークを制御するように構成されたアクセスノードを備える装置であって、
アクセスノードが、
複数のトランシーバと、
トランシーバに結合されたベクトル化回路とを備え、
トランシーバが、ベクトル化回路の制御下で、異なるＬ個の線形独立のパイロット信号のセットを送信し、前記Ｌ個のパイロット信号のそれぞれが、長さｎを有し、ただし、ｎ＞Ｌであり、したがって、Ｌ−ｎ個の線形独立のｎタプルが、インパルス雑音の検出および補正の際に使用するために利用可能であり、Ｌ個のパイロット信号が、複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して送信され、
複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して受信されるパイロット信号の１つまたは複数が処理されて、インパルス雑音の存在が検出され、
ベクトル化回路が、検出されたインパルス雑音に関して補正されたクロストーク推定を生成し、補正されたクロストーク推定を利用して、複数のチャネルのうちの２つ以上のチャネル間のクロストークを制御するように動作する、装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のアクセスノードを備える、通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、通信システムに関し、より詳細には、そのようなシステムにおける通信チャネル間の干渉を軽減する、除去する、またはそれ以外で制御するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチチャネル通信システムはしばしば、クロストーク、またはチャネル間クロストークとも呼ばれる様々なチャネルの間の干渉を受けやすい。例えば、ＤＳＬ（デジタル加入者線）ブロードバンドアクセスシステムは、通常、ツイストペア銅線を介してＤＭＴ（離散マルチトーン）変調を使用する。そのようなシステムにおける大きな障害の１つが、同一のバインダ内の、または複数のバインダにわたる複数の加入者線間のクロストークである。このため、１つの加入者線を介して送信される信号が、他の加入者線に入って結合され、システムのスループットパフォーマンスを低下させ得る干渉につながる可能性がある。より一般的には、所与の「被害を受ける側」のチャネルが、複数の「妨害を及ぼす側」のチャネルからのクロストークを経験して、やはり、望ましくない干渉につながる可能性がある。
【０００３】
クロストークを軽減する、除去する、またはそれ以外で制御し、さらに有効スループット、到達範囲、およびライン安定性を最大化する様々な技術が開発されてきた。これらの技術は、静的な、または動的なスペクトル管理技術からマルチチャネル信号調整に漸進的に進化している。
【０００４】
例として、前述した技術のいくつかは、プリコーダの使用を介してチャネル間クロストークの能動的なキャンセルを可能にする。ＤＳＬシステムにおいて、ＣＯ（中央局）または別のタイプのＡＮ（アクセスノード）とＣＰＥ（カスタマ構内設備）ユニットまたは他のタイプのＮＴ（ネットワーク端末装置）の間の下流通信に関するクロストークキャンセルを実現するプリコーダの使用が、企図されている。また、ポストコーダによって実施される、いわゆるポスト補償技術を使用する、ＮＴからＡＮへの上流通信に関するクロストーク制御を実施することも可能である。そのようなプレ補償技術およびポスト補償技術は、「ベクトル化」とも呼ばれ、ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９９３．５において最近、標準化されたＧ．ｖｅｃｔｏｒ技術を含む。
【０００５】
ＤＳＬシステムにおける下流クロストークキャンセルおよび上流クロストークキャンセルのためにクロストーク係数を推定することの知られている１つのアプローチは、システムのＡＮとそれぞれのＮＴの間のそれぞれの加入者線を介して別々のパイロット信号を送信することを含む。次に、送信されたパイロット信号に基づくそれらのＮＴからの誤りフィードバックが、クロストークを推定するのに使用される。知られている他のアプローチは、プリコーダ係数の摂動、およびＳＮＲ（信号対雑音比）情報もしくは他の干渉情報のフィードバックを含む。
【０００６】
クロストーク推定は、ＤＳＬシステムにおいて１つまたは複数の非アクティブラインがアクティブ化されている状況において一般に利用される。アクティブ化されているラインは、「アクティブ化するライン」または「参加するライン」と呼ばれる。クロストーク推定は、例えば、複数のアクティブラインを既に含む同期グループの中の１つまたは複数の非アクティブラインをアクティブ化するのに必要となる可能性があり、ただし、この環境で同期とは、それらの異なるラインに関するＤＭＴシンボルを時間的に揃えることを指す。さらなるラインをそのようにアクティブ化することは、システムパフォーマンスを最適化するために、相応してクロストーク補償が調整されることを必要とし得る。参加するラインに関連するクロストークを制御するための例示的な技術が、引用により本明細書に組み込まれている、「Ａ  Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の欧州特許出願公開第１９３６８２５号明細書において開示される。また、クロストーク推定は、他の状況において、例えば、時間の経過につれてクロストークの変化を追跡する手段としても使用される。
【０００７】
従来のＤＳＬシステムにおいて、インパルス雑音が存在する状態で十分に正確なクロストーク推定を生成することは困難であり得る。インパルス雑音は、データ受信に悪影響を及ぼすことが知られており、さらにこの悪影響を軽減するのにリードソロモン符号などの標準化されたチャネル符号が、通常、利用される。それでも、インパルス雑音は、クロストークのパイロット信号によって支援される推定において大きな問題であり続ける。例えば、クロストーク推定中に生じる単一のインパルスでさえ、推定を余りにもひどく劣化させることがあり、それらの推定がベクトル化のために使用された場合に大きいＳＮＲの損失が引き起こされる。誤りフィードバック技術に基づくクロストーク推定は、そのようなインパルス雑音に対して特に脆弱である。標準の誤りフィードバック技術は、毎秒１６回、生じる同期シンボルを使用して、前述した別々のパイロット信号を送信する。単一の同期シンボルがインパルス雑音によって壊された場合でさえ、もたらされるクロストーク推定は、極めて劣悪であり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１９３６８２５号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００９／０１１６５８２号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１０／０１７７８５５号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／０２４５０８１号明細書
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９９３．５、「Ｓｅｌｆ−ＦＥＸＴ  ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ（ｖｅｃｔｏｒｉｎｇ）ｆｏｒ  ｕｓｅ  ｗｉｔｈ  ＶＤＳＬ２  ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｓ」、２０１０年４月
【非特許文献２】Ｓ．Ｍ．Ｋａｙ、「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ  ＰＴＲ、１９９３年
【非特許文献３】Ｐ．Ｊ．ＢｉｃｋｅｌおよびＫ．Ａ．Ｄｏｋｓｕｍ、「Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ：Ｂａｓｉｃ  Ｉｄｅａｓ  ａｎｄ  Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｔｏｐｉｃｓ」、Ｈｏｌｄｅｎ  Ｄａｙ  Ｓｅｒｉｅｓ  ｉｎ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ、１９７７年
【非特許文献４】Ｆ．Ｊ．ＭａｃＷｉｌｌｉａｍｓおよびＮ．Ｊ．Ａ．Ｓｌｏａｎｅ、「Ｔｈｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  Ｅｒｒｏｒ−Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ  Ｃｏｄｅｓ」、Ｈｏｒｔｈ−Ｈｏｌｌａｎｄ、Ｃｈａｐｔｅｒ  ２、１９７７年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の例示的な実施形態は、インパルス雑音が存在する状態でクロストーク推定を生成するための改良された技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様において、通信システムのアクセスノードが、システムの複数のチャネル間のクロストークを制御するように構成される。異なるＬ個の線形独立のパイロット信号のセットが生成され、各パイロット信号は、長さｎを有し、ただし、ｎ＞Ｌであり、したがって、Ｌ−ｎ個の線形独立のｎタプルが、インパルス雑音の検出および補正の際に使用するために利用可能である。これらＬ個のパイロット信号は、その複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して送信され、さらに複数のチャネルのそれぞれのチャネルを介して受信される、これらのパイロット信号の１つまたは複数が処理されて、インパルス雑音の存在が検出される。検出されたインパルス雑音に関して補正されたクロストーク推定が、生成され、さらにその複数のチャネルのうちの２つ以上のチャネル間のクロストークを制御するのに利用される。アクセスノードは、例えば、ＤＳＬシステムのＤＳＬアクセスマルチプレクサを備え得る。
【００１２】
或る例示的な実施形態において、異なるＬ個の線形独立のパイロット信号のセットは、互いに直交するＬ個のパイロット信号のセットを備え、したがって、直交するＬ−ｎ個のｎタプルが、インパルス雑音の検出および補正の際に使用するために利用可能である。このため、Ｌ個の線形独立のパイロット信号は、互いに直交することが可能であるが、互いに直交していなくてもよい。
【００１３】
有利には、例示的な実施形態は、ベクトル化を利用するＤＳＬシステムにおいて相当なインパルス雑音耐性をもたらす。そのようなインパルス雑音耐性は、参加するクロストーク制御用途、追跡するクロストーク制御用途、またはその他のクロストーク制御用途で提供され得る。インパルス雑音の検出および補正のための開示される技術は、単純で、効果的であり、クロストーク推定の生成の際にさらなる大きな遅延を全く生じさせず、さらにＧ．ｖｅｃｔｏｒなどの既存の標準の構造内で容易に実施され得る。シミュレーション結果が、開示される技術を使用してインパルス雑音を検出すること、および補正することによって、予期される推定誤差の相当な改善が実現され得ることを示す。
【００１４】
本発明のこれら、およびその他の特徴および利点は、添付の図面、および以下の詳細な説明から、より明白となろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の或る例示的な実施形態におけるマルチチャネル通信システムを示すブロック図である。
【図２】或る例示的な実施形態における図１のシステムの可能な１つのＤＳＬ実施形態を示す図である。
【図３】図２のＤＳＬシステムにおける複数のアクティブラインと参加するラインの間の干渉を示す図である。
【図４】図２のＤＳＬシステムにおけるインパルス雑音の検出および補正を使用するクロストーク推定プロセスを示す流れ図である。
【図５】図４のクロストーク推定プロセスを使用した場合と使用しない場合の予期される推定誤差をインパルス振幅の関数として示すプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明を、例示的な通信システム、およびそのようなシステムにおけるクロストーク制御のための関連する技術に関連して本明細書で説明する。クロストーク制御は、実質的に絶えず適用されることが可能であり、またはそのようなシステムにおける加入者線または他の通信チャネルのアクティブ化に関連して、時間の経過とともにクロストークの変化を追跡すること、もしくは他のライン管理用途で適用されることが可能である。しかし、本発明は、開示される特定のタイプの通信システムおよびクロストーク制御用途で使用することに限定されないことを理解されたい。本発明は、多種多様な他の通信システムにおいて、さらに代替の多数のクロストーク制御用途で実施され得る。例えば、ＤＭＴ変調に基づくＤＳＬシステムの環境において例示されるものの、開示される技術は、セルラシステム、ＭＩＭＯ（多入力多出力）システム、Ｗｉ−Ｆｉシステム、またはＷｉＭＡＸシステムなどを含め、様々な他のタイプの有線通信システムまたはワイヤレス通信システムに単純明快に適応させることができる。このため、これらの技術は、ＤＳＬの環境外の他のタイプのＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）システムにも、時間領域におけるより高次の変調を利用するシステムにも適用可能である。
【００１７】
図１は、ＡＮ（アクセスノード）１０２と、ＮＴ（ネットワーク端末装置）１０４とを備える通信システム１００を示す。ＮＴ１０４は、より詳細には、ＮＴ１、ＮＴ２、．．．ＮＴＬとして個々に表される異なるＬ個のＮＴ要素を備え、さらに図示されるとおり、それぞれの参照符号１０４−１、１０４−２、．．．１０４−Ｌによってさらに識別される。所与のＮＴ要素は、実施例として、モデム、コンピュータ、もしくは他のタイプの通信デバイス、またはそのようなデバイスの組み合わせを備え得る。アクセスノード１０２は、チャネル１、チャネル２、．．．チャネルＬとしても表される、それぞれのチャネル１０６−１、１０６−２、．．．１０６−Ｌを介してこれらのＮＴ要素と通信する。
【００１８】
本明細書で前述したとおり、システム１００がＤＳＬシステムとして実施される或る実施形態において、ＡＮ１０２が、例えば、ＣＯ（中央局）を備えることが可能であり、さらにＮＴ１０４が、例えば、ＣＰＥ（カスタマ構内設備）ユニットのそれぞれのインスタンスを備えることが可能である。そのようなＤＳＬシステムにおけるチャネル１０６は、それぞれの加入者線を備える。それぞれのそのような加入者線は、例えば、ツイストペア銅線接続を備え得る。これらのラインは、同一のバインダ内に、または隣接する複数のバインダに存在し得、したがって、これらのライン間でクロストークが生じ得る。以下の説明のいくつかの部分は、システム１００がＤＳＬシステムであるものと想定するが、この想定は、単に実施例に過ぎないことを理解されたい。
【００１９】
或る例示的なＤＳＬ実施形態において、Ｌ個のライン１０６−１から１０６−Ｌのすべてに満たない数のラインが、初期にアクティブラインであり、さらにＬ個のラインのうちの少なくとも１つのラインが、アクティブ化され、アクティブラインの既存のセットに加えられるべき「参加するライン」である。そのような参加するラインは、本明細書で「アクティブ化するライン」とも呼ばれる。ラインの所与のセットは、例えば、プリコーディンググループもしくはベクトル化されたグループとも呼ばれ得る同期グループであること、またはアクティブラインおよび／または非アクティブラインの他の任意の組み合わせであることが可能である。
【００２０】
ＡＮ１０２とＮＴ１０４の間の通信は、アクティブラインのそれぞれに関する下流通信と上流通信の両方を含む。下流方向とは、ＡＮからＮＴに向う方向を指し、さらに上流方向とは、ＮＴからＡＮに向う方向である。図１には明示的に示されていないものの、限定なしに、システム１００の加入者線のそれぞれには、下流方向で通信する際に使用するためのＡＮ送信機およびＮＴ受信機、ならびに上流方向で通信する際に使用するためのＮＴ送信機およびＡＮ受信機が関連付けられているものと想定される。ＡＮ送信機とＡＮ受信機を組み合わせる、またはＮＴ送信機とＮＴ受信機を組み合わせる所与のモジュールは、本明細書でトランシーバと一般的に呼ばれる。対応するトランシーバ回路が、よく知られた従来の技術を使用してＡＮ内、およびＮＴ内に実装されることが可能であり、さらにそのような技術は、本明細書で詳細には説明されない。
【００２１】
本実施形態におけるＡＮ１０２は、クロストーク制御モジュール１１２に結合されたクロストーク推定モジュール１１０を備える。ＡＮは、クロストーク推定モジュールを利用して、ライン１０６の少なくともサブセットのそれぞれのラインに関するクロストーク推定を獲得する。クロストーク制御モジュール１１２が、それらのクロストーク推定に基づいてライン１０６の少なくともサブセットの間のクロストークを軽減する、除去する、またはそれ以外で制御するのに使用される。例えば、クロストーク制御モジュールは、ＡＮからＮＴに送信される下流信号のプレ補償をもたらすのに利用されることが可能であり、追加または代替として、ＮＴからＡＮに送信される上流信号のポスト補償をもたらすのに利用されることが可能である。本発明の例示的な実施形態において実施されるプレ補償技術のより詳細な実施例が、図３および図４に関連して以下で説明される。
【００２２】
クロストーク推定モジュール１１０は、ＮＴ１０４から受信された信号に基づいてＡＮ１０２において生成された誤りサンプル、ＳＮＲ値、もしくは他のタイプの測定、またはＮＴ１０４において生成され、さらにＮＴ１０４からＡＮ１０２にフィードバックされた測定からクロストーク推定を生成するように構成され得る。本明細書で使用されるＳＮＲという用語は、ＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）などの他の類似した測定を包含するように広く解釈されることが意図されることに留意されたい。
【００２３】
他の実施形態において、クロストーク推定は、ＡＮ１０２の外部で生成されて、さらなる処理のためにＡＮに供給されることが可能である。例えば、そのような推定が、ＮＴ１０４において生成されて、プレ補償用途、ポスト補償用途、または他のクロストーク制御用途で使用されるようにＡＮに戻されることが可能である。本明細書で使用される「クロストーク推定」という用語は、例えば、クロストークキャンセル係数、または単にクロストーク係数とも呼ばれ得るクロストークチャネル係数を包含するものと理解されなければならない。
【００２４】
クロストーク推定モジュール１１０は、補間されたクロストーク推定を生成するための補間機能を組み込むことが可能である。本発明で利用され得る補間技術の例が、本発明の譲受人に譲渡され、さらに引用により本明細書に組み込まれている、「Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ  Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｏｆ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ」という名称の米国特許出願公開第２００９／０１１６５８２号明細書において開示される。
【００２５】
ＡＮ１０２はさらに、または代替として、線形モデル補間を使用するチャネル推定のための技術を実施するように構成されることも可能である。そのような技術を実施する際、ＡＮは、ライン１０６のそれぞれのラインを介してパイロット信号を送信する。誤りサンプルまたはＳＮＲ値などの対応する測定が、ＮＴからＡＮにフィードバックされ、さらにクロストーク推定モジュール１１０においてクロストーク推定を生成するのに利用される。次に、ＡＮが、それらのクロストーク推定に基づいて、プレ補償を実行する、ポスト補償を実行する、またはそれ以外でクロストークを制御する。これら、およびその他の類似した構成に関するさらなる詳細が、本発明の譲受人に譲渡され、さらに引用により本明細書に組み込まれている、２００９年６月２９日に出願された「Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｓｅｔｔｉｎｇ  Ｂａｓｅｄ  ｏｎ  Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ  ｉｎ  ａ  Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許出願第１２／４９３，３２８号明細書において説明される。
【００２６】
クロストーク推定モジュール１１０は、雑音除去されたクロストーク推定を生成するための雑音除去機能を組み込むことが可能である。本発明の実施形態で使用するのに適したクロストーク推定雑音除去技術の例が、本発明の譲受人に譲渡され、さらに引用により本明細書に組み込まれている、「Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｅｎｏｉｓｅｄ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｅｓｔｉｍａｔｅｓ  ｉｎ  ａ  Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許出願公開第２０１０／０１７７８５５号明細書において説明される。しかし、本発明は、いずれの特定の雑音除去技術の使用も要求しないことを認識されたい。本明細書で説明される例示的な実施形態は、チャネル係数推定プロセスの一環として周波数フィルタを使用する雑音除去機能を組み込むことが可能である。
【００２７】
ＡＮ１０２は、メモリ１２０に結合されたプロセッサ１１５をさらに備える。メモリは、本明細書で説明される機能を実施するようにプロセッサによって実行される１つまたは複数のソフトウェアプログラムを格納するのに使用され得る。例えば、クロストーク推定モジュール１１０およびクロストーク制御モジュール１１２に関連する機能が、少なくとも部分的にそのようなソフトウェアプログラムの形態で実施され得る。このメモリは、実行可能なプログラムコードを格納するコンピュータ可読記憶媒体と本明細書でより一般的に呼ばれるものの例である。コンピュータ可読記憶媒体の他の例には、ディスク、または他のタイプの磁気媒体もしくは光媒体が含まれ得る。
【００２８】
図１に示されるＡＮ１０２は、本明細書で使用される用語による「アクセスノード」の一例に過ぎないことを認識されたい。そのようなアクセスノードは、例えば、ＤＳＬＡＭ（ＤＳＬアクセスマルチプレクサ）を備えることが可能である。しかし、本明細書で使用される「アクセスノード」という用語は、例えば、ＤＳＬＡＭなどのＣＯ内の特定の要素、またはＣＯ自体、ならびにＣＯを含まないシステムにおける他のタイプのアクセスポイント要素を包含するように広く解釈されることが意図される。
【００２９】
図１の例示的な実施形態において、ライン１０６はすべて同一のＡＮ１０２に関連付けられている。しかし、他の実施形態では、これらのラインは、複数のアクセスノードにわたって分散していることが可能である。そのような複数のアクセスノードの異なるアクセスノードは、異なるベンダに由来することが可能である。例えば、従来のシステムにおいて、異なるベンダのいくつかのアクセスノードが、ＤＳＬラインの同一のバンドルに接続され得ることがよく知られている。これら、およびその他の条件下で、これらの様々なアクセスノードは、最適な干渉キャンセルを実現するために互いに対話しなければならない可能性がある。
【００３０】
ＮＴ１０４のそれぞれは、本発明の譲受人に譲渡され、さらに引用により本明細書に組み込まれている、「Ｆａｓｔ  Ｓｅａｍｌｅｓｓ  Ｊｏｉｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ｉｎ  ａ  Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許出願公開第２００９／０２４５０８１号明細書において説明されるとおり、制御信号パスを介してＡＮ１０２によって供給される制御信号に応答して複数の動作モードに構成可能であり得る。そのような動作モードには、例えば、参加するモードおよび追跡するモードが含まれ得る。しかし、このタイプの複数モード動作は、本発明の要件ではない。
【００３１】
プレ補償とポスト補償の少なくとも１つを実行するように構成された図１のシステム１００の実施形態が、図２から図４を参照して以下に説明される。より具体的には、この実施形態は、プリコーダが、ＡＮ１０２からＮＴ１０４に向う下流通信に関する能動的なクロストークキャンセルをもたらすことを含み、さらにまたは代替として、ポストコーダが、ＮＴ１０４からＡＮ１０２に向う上流通信に関する能動的なクロストークキャンセルをもたらすことを含むことも可能である。しかし、本明細書で開示される技術は、定義された特定の下流方向も上流方向も存在しない対称的通信が関与するシステムにも適用可能である。
【００３２】
次に図２を参照すると、ベクトル化されたＤＳＬシステム２００が、前述したマルチチャネル通信システム１００の可能な実施形態を表す。事業者アクセスノードにおけるＤＳＬＡＭ２０２が、バインダ２０６におけるそれぞれのツイストペア銅線を介して複数のＣＰＥユニット２０４に接続される。ＣＰＥユニット２０４は、より詳細には、遠隔ＶＤＳＬトランシーバユニット（ＶＴＵ−Ｒ）２０４−１、２０４−２、２０４−３、および２０４−４を備える。これらのＶＴＵ−Ｒは、それぞれの事業者側のＶＤＳＬトランシーバユニット（ＶＴＵ−Ｏ）２０８−１、２０８−２、２０８−３、および２０８−４と通信する。ＤＳＬＡＭ２０２は、ベクトル制御エンティティ（ＶＣＥ）２１０と、ベクトル化信号処理モジュール２１２とをさらに備える。ＶＣＥ２１０およびベクトル化信号処理モジュール２１２は、システム１００のクロストーク推定モジュール１１０およびクロストーク制御モジュール１１２に一般的に対応するものと見なされ得る。そのような要素は、本明細書でより一般的に「ベクトル化回路」と呼ばれるものの例と考えられる。
【００３３】
図２の実施形態において、限定なしに、ＶＴＵ−Ｒ２０４、および対応するＶＴＵ−Ｏ２０８は、或る特定のベクトル化標準に準拠して、より詳細には、引用により本明細書に組み込まれているＩＴＵ−Ｔ勧告Ｇ．９９３．５、「Ｓｅｌｆ−ＦＥＸＴ  ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ（ｖｅｃｔｏｒｉｎｇ）ｆｏｒ  ｕｓｅ  ｗｉｔｈ  ＶＤＳＬ２  ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒｓ」、２０１０年４月において開示されるＧ．ｖｅｃｔｏｒ標準に準拠して動作するものと想定される。この特定の標準の使用は、単に説明的な例としてであり、本発明の技術は、他のタイプおよび他の構成のベクトル化対応のＡＮ要素およびＮＴ要素に単純明快に適応させることができることに留意されたい。
【００３４】
ＤＳＬＡＭ２０２におけるベクトル化信号処理ユニット２１２は、ＶＣＥ２１０の制御下で、下流方向で送信される信号に関してプレ補償を実施し、さらに上流方向で受信される信号に関してポスト補償を実施するように構成される。これら、およびその他のクロストーク制御技術の効果的な実施は、正確なクロストーク推定を要求する。しかし、前述したとおり、これらのクロストーク推定を生成するための従来の技術は、インパルス雑音の影響を過度に受けやすい可能性がある。本発明の例示的な実施形態は、インパルス雑音、および他の類似した劣化が存在する状態で正確なクロストーク推定を生成するための技術を提供することによって、この問題を克服する。
【００３５】
本明細書で使用される「インパルス雑音」という用語は、例えば、所与のＤＳＬ送信の単一のトーン、または限られた数のトーンに影響を及ぼす雑音のインパルス、または他の短いバーストを包含するように広く解釈されることが意図される。本発明の例示的な実施形態におけるインパルス雑音に関して様々な想定が行われ得る。例えば、インパルスは、或る所与のトーンとその所与のトーンに隣接する少なくとも１つのトーンにおいて等しい、またはそのような隣接するトーンに関して振幅だけが等しいものと想定され得る。別の例として、インパルスは、パイロット信号の送信中に１回だけ生じる、または複数のインパルスが、同一のパイロット信号に影響を及ぼすものと想定され得る。したがって、本明細書で開示される技術は、インパルス雑音の高度なモデル化を必要としない。
【００３６】
図３は、本発明の一実施形態においてインパルス雑音が存在する状態で正確なクロストーク推定が生成され得る様態を示すのに使用される例示的なクロストークシナリオを示す。この特定のクロストークシナリオには、図２のシステム２００においてそれぞれＶＴＵ−Ｒ２０４−１、２０４−２、２０４−３、および２０４−４に関連付けられたライン１、２、３、および４が関与し、ただし、ライン１は、参加するライン、つまり、アクティブステータスに遷移している非アクティブラインであり、さらにライン２、３、および４は、アクティブラインである。このシナリオにおけるＶＣＥ２１０は、３つのアクティブライン２、３、および４から参加するライン１に入る、干渉３００として表されるクロストークの推定を生成するように構成される。インパルス雑音が存在する状態で十分なレベルの精度でそのような推定を生成するために、ＶＣＥ２１０は、以下でより詳細に説明される様態でインパルスが生じる時点を特定し、さらにそれらのインパルスに関して補正するように構成される。
【００３７】
ＤＳＬシステムにおける標準の慣行と合致して、図３のライン１−４に関する別々のパイロット信号成分が、同一のＤＳＬシンボル時間に同期で送信されるものと想定される。互いに直交するｎ個のｎタプルしか存在しないことは、よく知られた事実である。例えば、以下の４タプル
ｖ１＝（１，１，１，１）、ｖ２＝（１，−１，１，−１）、ｖ３＝（１，１，−１，−１）、ｖ４＝（１，−１，−１，１）
が、互いに直交しており、ｖ１、．．．、ｖ４と直交する別の４タプルを追加することはできない。Ｌによって、クロストークチャネル係数を推定することが所望されるＤＳＬラインの数を表す。この目的で、異なるＬ個のパイロットを有さなければならない。このため、パイロットは、ｎ．．．Ｌを有するｎタプルでなければならない。パラメータｎをパイロット長と呼ぶ。本実施形態においてインパルス雑音の検出および補正を実行するのに、冗長性を組み込む、つまり、Ｌより大きいｎの値を使用する。したがって、説明されるとおり、直交するｎ個のｎタプルのうち、Ｌ個が、パイロットとして使用され、さらに残りのｎ−Ｌ個は、インパルスの検出および補正のために使用される。
【００３８】
本発明の代替の実施形態は、より一般的には、異なるＬ個の線形独立のパイロット信号のセットを利用することが可能であり、各パイロット信号は、長さｎを有し、ただし、ｎ＞Ｌであり、したがって、Ｌ−ｎ個の線形独立のｎタプルが、インパルス雑音の検出および補正の際に使用するために利用可能であることに留意されたい。しかし、単に説明のため、Ｌ個の線形独立のパイロット信号は、限定なしに、以下の説明において互いに直交するものと想定される。
【００３９】
Ａ＝｛ａ１，．．．，ａＬ｝を、長さｎ＞Ｌの直交するＬ個のパイロットのセットとし、ただし、ａｊは、列ベクトルと考えられ、したがって、Ａは、ｎ×Ｌ行列である。
【００４０】
【数１】
2013543340.tif 000003
によって、ライン１、．．．、Ｌからライン１までのクロストーク係数のベクトルを表し、ただし、ｈ１，１は、直接利得係数であり、さらに、通常のＤＳＬシステムにおいて、知られているものと想定され得る。ライン１の出力において、ｎ×１ベクトルを受信する。
ｘ１＝Ａｈ１＋ｚ＋ｓ  （１）
ただし、ｚは、加法性雑音であり、さらにｓは、インパルス雑音のベクトルである。通常、ｓの非常に少ない数（例えば、１つ、または２つ）のエントリだけが０ではない。
【００４１】
ベクトルｘに関して、ｘ†によって、ｘのエルミート共役、つまり、
【００４２】
【数２】
2013543340.tif 000004
を表し、ただし、＊は、複素共役の演算を表す。線形代数の基本的事実から、パイロットａ１、．．．、ａＬに対しても直交する、つまり、すべての１，，ｊ，，ｎ−Ｌおよび１，，ｉ，，Ｌに関して
【００４３】
【数３】
2013543340.tif 000005
である、直交するＬ−ｎ個のパイロットのセットＢ＝｛ｂ１、．．．、ｂｎ−Ｌ｝を見出すことができる。
【００４４】
０でないベクトルｓの検出のために、
ｙ１＝Ｂ†ｘ１＝Ｂ†Ａｈ１＋Ｂ†（ｚ＋ｓ）＝Ｂ†（ｚ＋ｓ）
を計算する。
【００４５】
ｙ１は、クロストーク係数ｈ１には依存せず、加法性雑音、および可能なインパルス雑音だけにしか依存しないことに留意されたい。
【００４６】
加法性雑音ｚの統計は知られているものと想定する。ｚの知られている統計を使用して、よく知られた統計的方法を適用して、以下の２つの仮説を区別する：
仮説Ｈ０：インパルス雑音の大きさは、しきい値より小さい
仮説Ｈ１：インパルス雑音の大きさは、しきい値より大きい
例えば、ｚの知られている統計を使用して、尤度
【００４７】
【数４】
2013543340.tif 000006
を最大化する値ｓ＊を求めることができ、さらにｓ＊をしきい値と比較することができる。ｓ＊の値は、例えば、Ｓ．Ｍ．Ｋａｙ、「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ  ｏｆ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」、Ｐｒｅｎｔｉｃｅ  Ｈａｌｌ  ＰＴＲ、１９９３、ならびにＰ．Ｊ．ＢｉｃｋｅｌおよびＫ．Ａ．Ｄｏｋｓｕｍ、「Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ：Ｂａｓｉｃ  Ｉｄｅａｓ  ａｎｄ  Ｓｅｌｅｃｔｅｄ  Ｔｏｐｉｃｓ」、Ｈｏｌｄｅｎ  Ｄａｙ  Ｓｅｒｉｅｓ  ｉｎ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ、１９７７年において開示されている技法などの、よく知られた統計的技法を使用して求められることが可能である。
【００４８】
別の例として、ｓ＊の関数として対数尤度
【００４９】
【数５】
2013543340.tif 000007
を最大化する
【００５０】
【数６】
2013543340.tif 000008
を求めることができ、ただし、Ｃは、定数であり、さらにｚの統計は、各成分において独立に□Ｎ（０，１）である、つまり、０平均を有し、期待される二乗振幅が１であり、さらに独立した、分布が同一である実部と虚部を有するガウス複素確率変数である。
【００５１】
仮説Ｈ１が正しいと判定された場合、推定は、破棄されることが可能であり、または再送の要求が行われることが可能である。また、補正もオプションであるが、以下で詳細に説明されるとおり、インパルスがいつ生じたのかを特定することを含む。このため、本発明のいくつかの実施形態は、補正するオプションを有する検出を利用すること、またはインパルス時点の検出および識別を利用することが可能である。少なくとも、単一のインパルスの想定の下では、補正することが一般的に選好される。開示される技術が、仮説試験を使用するインパルス雑音の大きさの推定に基づいて、オプションとして補正するのに使用され得る。
【００５２】
図４は、前述したタイプのインパルス雑音の検出および補正を使用するクロストーク推定プロセスを示す。このプロセスは、図示されるとおり、ステップ４００から４０８を含む。ステップ４００で、異なるＬ個の互いに直交するパイロット信号のセットが生成され、各パイロット信号は、長さｎを有し、ただし、ｎ＞Ｌであり、したがって、Ｌ−ｎ個の直交するｎタプルのセットが、インパルス雑音の検出および補正のために利用可能である。このＬ個のパイロット信号が、ステップ４０２で、図３のライン１−４のようなＤＳＬラインのそれぞれのラインを介して送信される。ステップ４０４に示されるとおり、ＤＳＬラインのそれぞれのラインを介して受信されたパイロット信号が処理されて、インパルス雑音の存在が検出される。この処理は、ＶＴＵ−Ｒ２０４において行われて、結果がＤＳＬＡＭにフィードバックされても、ＤＳＬＡＭ自体において行われてもよい。ステップ４０６で、場合により、ＤＳＬＡＭのＶＣＥ２１０において、検出されたインパルス雑音に関して補正されたクロストーク推定が生成される。次に、この補正されたクロストーク推定が、複数のチャネルのうちの２つ以上のチャネル間のクロストークを制御するのに利用される。例えば、クロストーク推定は、ベクトル化信号処理モジュール２１２によって、ＶＴＵ−Ｏ２０８によって送信される信号に適用されるプリコーダ行列において使用され得る。
【００５３】
図４における特定のプロセスステップは、単に説明的な実施例として提示されており、さらなるステップ、または代替のステップが他の実施形態において使用され得ることを認識されたい。
【００５４】
次に、図３のクロストーク構成、および図４のプロセスに基づく、より詳細な実施例を説明する。この実施例において、複数のＶＴＵ−Ｒ２０４のそれぞれのＶＴＵ−Ｒ２０４に関連付けられた、１、２、３、および４で表される合計で４つのラインが存在し、したがって、Ｌ＝４である。インパルスが全く予期されない、または１つのインパルスが予期される、つまり、ベクトルｓは、すべて０のベクトルである、または０でない成分を１つだけ有するものと想定する。Ａとして、８×８アダマール行列の以下の部分行列を選択する。
【００５５】
【数７】
2013543340.tif 000009
以下を選択するものとする
【００５６】
【数８】
2013543340.tif 000010
［ＡＢ］は、８×８アダマール行列であることに留意されたい。等式（１）に従ってｙ１を計算する：
ｙ１＝Ｂ†ｘ１＝Ｂ†ｚ＋Ｂ†ｓ＝ｕ＋ｗ
ただし、ｕ＝Ｂ†ｚであり、さらにｗ＝Ｂ†ｓである。通常の通信シナリオにおいて、ｚのエントリは、０平均を有し、さらに分散Ｖを有する独立した、分布が同一である（ｉｉｄ）複素ガウス変数である。Ｂ†の行は、互いに直交し、したがって、ｕのエントリは、０平均を有し、さらに分散ｎＶを有するｉｉｄ複素ガウス確率変数であることを得る。この事実、およびよく知られた統計的技法を使用して、尤度
【００５７】
【数９】
2013543340.tif 000011
を最大化する値ｗ＊を求めることができる。
【００５８】
パイロット送信中に１つだけのインパルスが生じるものと想定するので、
【００５９】
【数１０】
2013543340.tif 000012
が得られ、したがって、
【００６０】
【数１１】
2013543340.tif 000013
である。次に、ｓ＊をしきい値と比較して、インパルス雑音が、ｈ１の正確な推定のために十分に小さいか、または大き過ぎるかを判定する。大き過ぎる場合、パイロットＡの再送を要求することが可能である。
【００６１】
説明される技術は、インパルスが生じた時点を一意的に識別することを可能とすることに留意されたい。
【００６２】
以下に、インパルスが生じた時点を識別するための方法、およびそれらの補正のための方法を説明する。
【００６３】
ＤＳＬシステムは、一般に、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重化）送信を使用し、したがって、データは、複数の周波数トーンの中で送信される。パイロットが、インデックスｆ１、ｆ２、．．．、ｆＫを有するトーンの中で送信されるものと想定する。例えば、通常の状況において、
ｆ１＝１、ｆ２＝ｆ１＋Δ、ｆ３＝ｆ１＋２Δ、．．．
を得る。
【００６４】
この場合も、ＬによってＤＳＬラインの数を表す。パイロットが送信されるトーンをペア（ｆ１，ｆ２）、（ｆ３，ｆ４）、（ｆ５，ｆ６）といった具合に分割する。これらのペアからのトーンの中で長さｎ＞Ｌの直交するパイロットの異なるセットＡ１およびＡ２を使用する（例えば、トーンｆ１の中のＡ１およびトーンｆ２の中のＡ２；トーンｆ３の中のＡ１およびトーンｆ４の中のＡ２といった具合に）。
【００６５】
任意のそのようなＡ１およびＡ２に関して、以下の特性を有するｎ×（Ｌ−ｎ）行列Ｂ１およびＢ２を求めることができる。Ｂ１の列は、互いに直交しており、さらにＢ１の列は、Ａ１のすべての列に対しても直交している。同様に、Ｂ２の列は、互いに直交しており、さらにＢ２の列は、Ａ２のすべての列に対しても直交している。
【００６６】
一般性を失うことなしに、以下に１つのペアのトーン、例えば、トーンｆ１およびｆ２だけを考慮する。パイロットＡ１およびＡ２の送信の後、トーンｆ１およびｆ２の中でベクトル
ｘ１＝Ａ１ｈ１＋ｚ＋ｓ、およびｘ２＝Ａ２ｈ２＋ｗ＋ｒ
を受信し、
ただし、ベクトルｚおよびｗは、それぞれ、トーンｆ１およびｆ２の中の加法性雑音であり、さらにベクトルｓおよびｒは、それぞれ、トーンｆ１およびｆ２に影響を及ぼすインパルス雑音のベクトルである。
【００６７】
以下
【００６８】
【数１２】
2013543340.tif 000014
を計算し、さらに
【００６９】
【数１３】
2013543340.tif 000015
を計算する。
【００７０】
次に、以下の操作を実行する：
１．ｙ１およびｙ２を使用してインパルスの位置（例えば、時点）、例えば、ｊ１、．．．、ｊｌを識別する。
２．これらのインパルスの値の推定
【００７１】
【数１４】
2013543340.tif 000016
および
【００７２】
【数１５】
2013543340.tif 000017
を獲得する。
３．ｘ１からｎ×１ベクトル
【００７３】
【数１６】
2013543340.tif 000018
を、ｘ１の対応するエントリから推定
【００７４】
【数１７】
2013543340.tif 000019
を引くことによって計算する。
４．ｘ２からｎ×１ベクトル
【００７５】
【数１８】
2013543340.tif 000020
を、ｘ２の対応するエントリから推定
【００７６】
【数１９】
2013543340.tif 000021
を引くことによって計算する。
５．標準の線形回帰を使用して、ベクトル
【００７７】
【数２０】
2013543340.tif 000022
および
【００７８】
【数２１】
2013543340.tif 000023
を使用して、ｈ１およびｈ２を推定する。
【００７９】
以下に、提案される方法の一実施形態を考慮する。この実施形態において、ｎは、２の累乗であるものと想定し、さらにＨｎによって、Ｆ．Ｊ．ＭａｃＷｉｌｌｉａｍｓおよびＮ．Ｊ．Ａ．Ｓｌｏａｎｅ、「Ｔｈｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  Ｅｒｒｏｒ−Ｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇ  Ｃｏｄｅｓ」、Ｈｏｒｔｈ−Ｈｏｌｌａｎｄ、Ｃｈａｐｔｅｒ  ２、１９７７年において説明されるとおり、シルベスターの構成法によって得られるアダマール行列を表す。例えば、ｎ＝８である場合、以下を得る。
【００８０】
【数２２】
2013543340.tif 000024
奇エントリと偶エントリが互いに逆の符号を有するＨｎの列によってＡ１を形成し、奇エントリと偶エントリが同一の符号を有するＨｎの列によってＢ１を形成する。例えば、ｎ＝８である場合、以下を得る。
【００８１】
【数２３】
2013543340.tif 000025
それぞれＡ１およびＢ１の行の巡回シフトによってＡ２およびＢ２を形成する。ｎ＝８である場合、以下を得る。
【００８２】
【数２４】
2013543340.tif 000026
Ａ１、Ｂ１、Ａ２、およびＢ２を使用して、ｙ１およびｙ２を、それぞれ、等式（２）および等式（３）に従って計算する。ベクトル
ｕ＝Ｈｎ／２ｙ１、およびｇ＝Ｈｎ／２ｙ２
をさらに計算する。
【００８３】
以下を理解することができる。
【００８４】
【数２５】
2013543340.tif 000027
詳細には、ｎ＝８である場合、以下を得る。
【００８５】
【数２６】
2013543340.tif 000028
この場合も、パイロットの送信中にせいぜい１つのインパルスが生じ得るものと想定する。以下の方法でそのインパルスの位置を識別することができる。ベクトル
ｑ＝（｜ｕ１｜＋｜ｇ１｜，｜ｕ１｜＋｜ｇ２｜，｜ｕ２｜＋｜ｇ２｜，｜ｕ２｜＋｜ｇ３｜，．．．，｜ｕｎ／２｜＋｜ｇｎ／２｜，｜ｕｎ／２｜＋｜ｇ１｜）
を計算する。
【００８６】
ｎ＝８である場合、以下を得る。
ｑ＝（｜ｕ１｜＋｜ｇ１｜，｜ｕ１｜＋｜ｇ２｜，｜ｕ２｜＋｜ｇ２｜，｜ｕ２｜＋｜ｇ３｜，｜ｕ３｜＋｜ｇ３｜，｜ｕ３｜＋｜ｇ４｜，｜ｕ４｜＋｜ｇ４｜，｜ｕ４｜＋｜ｇ１｜）
ｑの最大のエントリは、インパルスが生じた可能性が最も高い時点を示し、つまり、ｑｊが、ｑの他のすべてのエントリより大きい場合、インパルスは、時点ｊで生じた可能性が最も高い。実際、例えば、インパルスが時点１で生じた（つまり、｜ｓ１｜＞０であり、さらに｜ｒ１｜＞０であり、さらにｓおよびｒの他のすべてのエントリは、０である）場合、通常の状況において、ｌ≠１である場合、値｜ｕ１｜および｜ｇ１｜は、｜ｕｌ｜および｜ｇｌ｜より大きい。このため、ｑ１＝｜ｕ１｜＋｜ｇ１｜は、ｑの他のすべてのエントリより大きい。インパルスが時点２で生じた場合、通常、ｌ≠１である場合、｜ｕ１｜は、｜ｕｌ｜より大きく、さらにｌ≠２である場合、｜ｇ２｜は、｜ｇｌ｜より大きい。このため、ｑ２＝｜ｕ１｜＋｜ｇ２｜は、ｑの他のエントリより大きい。同様の結果が、その他の時点で生じるインパルスに関して得られる。
【００８７】
インパルスが生じた時点の正しい識別の確率をさらに向上させるために、ベクトルｑを計算し、トーンの各ペア（ｆ１，ｆ２）；（ｆ３，ｆ４）；（ｆ５，ｆ６）、．．．に関してベクトルをｑ（１）、ｑ（２）、ｑ（３）、．．．によって表し、さらに
ｑ＝ｑ（１）＋ｑ（２）＋ｑ（３）＋．．．  （４）
をさらに計算することに留意されたい。
【００８８】
すると、ｑの最大のエントリのインデックスが、この場合も、インパルスが生じた可能性の最も高い時点を識別する。
【００８９】
この手順を使用して、インパルスが時点ｊで生じたものと想定する。トーンｆ１の中のインパルスの値ｓｊを、
【００９０】
【数２７】
2013543340.tif 000029
によって推定することができる。例えば、ｊ＝１である場合、
【００９１】
【数２８】
2013543340.tif 000030
を得て、さらにｊ＝２である場合、やはり
【００９２】
【数２９】
2013543340.tif 000031
を得る。
【００９３】
同様に、トーンｆ２の中のインパルスの値ｒｊを、ｇｍによって推定することができ、ただし、
【００９４】
【数３０】
2013543340.tif 000032
であり、さらにｍ＞ｎ／２を得た場合、これをｍ＝１によって置き換える。例えば、ｊ＝１である場合、
【００９５】
【数３１】
2013543340.tif 000033
を得て、さらにｊ＝２である場合、
【００９６】
【数３２】
2013543340.tif 000034
を得る。
【００９７】
次に、インパルスの推定
【００９８】
【数３３】
2013543340.tif 000035
および
【００９９】
【数３４】
2013543340.tif 000036
をｘ１およびｘ２の対応する値から引いて、線形回帰などの標準の統計的方法を使用してｈ１およびｈ２をさらに推定することができる。
【０１００】
複数のインパルスの存在は、ベクトルｕ、ｇ、およびｑのより複雑な解析によって検出され得る。複数のインパルスの検出および補正をさらに向上させるのに、ペア（ｆ１，ｆ２）、（ｆ３，ｆ４）、（ｆ５，ｆ６）を２つのセットＴ１およびＴ２にさらに分割する。例えば、
Ｔ１＝｛ｆ（１），ｆ（２），ｆ（５），ｆ（６），ｆ（９），ｆ（１０），．．．｝
および
Ｔ２＝｛ｆ（３），ｆ（４），ｆ（７），ｆ（８），ｆ（１１），ｆ（１２），．．．｝
を選択することができる。
【０１０１】
Ｔ１からのペアのトーンに関してパイロットＡ１、Ａ２を使用し、さらにＴ２からのペアのトーンに関して直交する異なるパイロットＡ３、Ａ４を使用する。セットＴ１に関して等式（４）に従ってベクトルｑをさらに計算し、さらにＴ２からのペアのトーンに関して類似したベクトル、例えば、ｐを計算する。次に、ベクトルｑおよびｐを使用して、可能なインパルスの位置を識別する。
【０１０２】
前段で与えられる特定の信号処理の実施例は、全く限定するものと解釈されるべきではなく、代わりに図４の処理を実施する際に実行され得る信号処理動作の可能なセットを例示するに過ぎないことが意図される。
【０１０３】
図５は、インパルス雑音検出およびインパルス雑音補正を使用した場合と使用しない場合の２つのクロストーク生成技術のシミュレーションに関する予期される推定誤差のプロットを、２乗されたインパルス振幅の関数として示す。より詳細には、第１のプロット５００は、前述の図４で説明される技術を使用したインパルス雑音の検出および補正を用いたシミュレーション結果を示し、さらに第２のプロット５０２は、インパルス雑音の検出および補正を用いない従来の技術に関するシミュレーション結果を示す。これらのプロットにおいて予期される推定誤差は、
【０１０４】
【数３５】
2013543340.tif 000037
によって与えられ、ただし、Ｅ（・）は、期待値演算子を表す。
【０１０５】
プロット５００から明白なとおり、予期される推定誤差Ｅ（ｅｒｒ２）は、図示される範囲内の２乗されたインパルス振幅のすべての値に関して約２．６５×１０−９未満である。プロット５００を生成するのに使用されたシミュレーションにおいて、１つのペアのトーンｆ１およびｆ２だけが、ベクトルｑを計算するのに使用されるが、複数のペアのトーンが、等式（４）に従ってベクトルｑを計算するのに使用される場合、さらに良好な結果が獲得され得ると期待される。このシミュレーションに関して、１つのインパルスがランダムな時点ｊで生じ、さらに｜ｓｊ｜＝｜ｒｊ｜＝ｓであるものと想定する。加法性雑音の分散は、ｌ＝１、．．．、ｎに関して、ｖａｒ（ｚｌ）＝ｖａｒ（ｗｌ）＝１０−８であるものとさらに想定される。インパルスのサイズに関して特定の想定は全く行われないが、代わりに妥当なすべての値にわたってパフォーマンスが算出される。
【０１０６】
プロット５０２を生成するのに使用されるシミュレーションにおいて、標準の線形回帰が、インパルス雑音を検出しようとする試みも、補正しようとする試みも全くなしに、ｈ１およびｈ２を推定するのに使用される。この事例における予期される推定誤差は、約１０−８を超える２乗されたインパルス振幅の値に関して急速に増大する。
【０１０７】
図５にプロットされたシミュレーション結果は、本明細書で開示される技術を使用してインパルス雑音を検出すること、および補正することによって実現され得る、予期される推定誤差の相当な改善を明確に示す。
【０１０８】
有利には、例示的な実施形態は、ベクトル化を利用するＤＳＬシステムにおいて実質的なインパルス雑音耐性をもたらすことができる。そのようなインパルス雑音耐性は、図３の例示的な実施形態の場合、ならびに時間の経過とともにクロストークの変化を追跡している間などの、他のクロストーク制御用途の場合のとおり、アクティブラインのセットにさらなるラインを加えることに関連して提供され得る。インパルス雑音の検出および補正のための開示される技術は、単純で、効率的であり、クロストーク推定の生成の際に大きなさらなる遅延をもたらすことなく、さらにＧ．ｖｅｃｔｏｒなどの既存の標準の構造内で容易に実施され得る。
【０１０９】
本発明のいくつかの実施形態は、少なくとも部分的に、システム１００のＡＮ１０２のメモリまたは他のプロセッサ可読媒体の中に格納された１つまたは複数のソフトウェアプログラムの形態で実施され得る。そのようなプログラムは、ＡＮ内のプロセッサによって取り出され、さらに実行され得る。プロセッサ１１５は、そのようなプロセッサの例と見なされ得る。もちろん、任意の組み合わせのハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェアの多数の代替の構成が、本発明に従って、これら、およびその他のシステム要素を実施する際に利用され得る。例えば、本発明のいくつかの実施形態は、ＤＳＬチップにおいて、または類似した他の集積回路デバイスにおいて実施され得る。このため、トランシーバ２０８、ＶＣＥ２１０、およびベクトル化信号処理モジュール２１２などの要素は、単一の集積回路上にひとまとめにして実装されても、複数の集積回路を使用して実装されてもよい。別の例として、本発明のいくつかの例示的な実施形態が、ＤＳＬＡＭまたは他のアクセスノードの複数のラインカードを使用して実施され得る。本発明のいくつかの実施形態を実施する際の使用に適応可能な複数のラインカード構成を有するアクセスノードの例が、２００９年６月２４日に出願された、「Ｊｏｉｎｔ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ａｃｒｏｓｓ  ａ  Ｐｌｕｒａｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｌｉｎｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  Ｃａｒｄｓ」という名称の欧州特許出願第０９２９０４８２．０号において開示される。本明細書で使用される「ベクトル化回路」という用語は、通信システムにおいて、クロストークキャンセルと関連して操作を実施する際に使用される、集積回路、ラインカード、または他のタイプの回路を包含するように、広く解釈されることが意図される。
【０１１０】
前述した実施形態は、単に説明的な実施例として提示されていることが再び強調されなければならない。他の実施形態は、特定の通信アプリケーションのニーズに依存して、様々な通信システム構成、ＡＮ構成およびＮＴ構成、通信チャネル、クロストーク推定生成プロセスステップおよびクロストーク制御プロセスステップを使用することが可能である。また、例示的な実施形態のいくつかにおいて使用される互いに直交するパイロット信号の代わりに、他のタイプの線形独立のパイロット信号が使用されてもよい。したがって、代替の実施形態は、通信システムの複数のチャネル間のクロストークを制御することが望ましい他の環境で、本明細書で説明される技術を利用することが可能である。
【０１１１】
また、例示的な実施形態を説明する環境で行われる特定の想定は、本発明の要件として解釈されるべきではないことも理解されたい。本発明は、これらの特定の想定が当てはまらない他の実施形態においても実施され得る。
【０１１２】
添付の特許請求の範囲に含まれる、これら、および他の多数の代替の実施形態が、当業者には直ちに明白であろう。
【図１】
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【図２】
2013543340.tif 000049
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2013543340.tif 000054
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