(57)【要約】  隣接サブチャンネル割り当て、及び、分散サブチャンネル割り当ての双方の利点を実現する方法及び装置を開示する。つまり、以下の説明は、隣接サブチャンネル割り当て、及び、分散サブチャンネル割り当ての双方の利点を供給する動的サブチャンネル割り当てを提供する方法及び装置に関するものである。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信網内のサブチャンネルに副搬送波を割り当てる方法であって、
ａ）副搬送波を動的に割り当て可能な少なくとも１つの動的サブチャンネルを確立するステップと、
ｂ）少なくとも１つの動的サブチャンネル上でリンク保守操作を実行するステップと、更に
ｃ）所定の時間間隔にわたりリンク保守操作を確実に実行できるよう、前記少なくとも１つの動的サブチャンネルを構成する前記副搬送波を周期的に切り替えるステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記副搬送波を周期的に切り替えるステップは、シンボル間で発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記副搬送波を切り替えるステップは、バースト間で発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記副搬送波を切り替えるステップは、物理層で実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記通信網は、受信器と送信器とを含み、前記所定の時間間隔にわたりリンク保守操作を実行することで、前記通信網の各受信器が、副搬送波全てに関するチャンネル推定を、前記通信網の前記送信器の全てから観測可能とすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記リンク保守操作では、前記通信網で使用される前記副搬送波の全てを監視することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記リンク保守操作は、前記動的サブチャンネルの前記副搬送波上のチャンネル評価プローブの伝送を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記チャンネル評価プローブは、エラーベクトル振幅プローブを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記チャンネル評価プローブは、受信器によって判定されるプローブを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記チャンネル評価プローブは、サイレントプローブを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記副搬送波を切り替える前記ステップは、所定パターンに従って発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記所定のパターンは、前記副搬送波の殆どが、前記リンク保守操作よって確実に特徴づけられることを特徴とする請求項１１の記載の方法。
【請求項１３】
前記所定のパターンは、前記副搬送波の全てが、前記リンク保守操作よって確実に特徴づけられることを特徴とする請求項１１の記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連特許出願の相互参照
本願は、２０１０年７月１２日に出願された米国仮特許出願第６１／３６３，４４２号の利益を主張するものである。
【０００２】
本開示の方法、及び、装置は、通信ネットワーク技術に関し、具体的には、サブセットの実施形態は、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）ネットワークノードの物理層において副搬送波を割り当てる手段に関する。
【背景技術】
【０００３】
直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）変調技術を用いる通信ネットワークでは、複数の副搬送波が定義される。各搬送波は、ネットワーク内の複数の装置の任意の装置間で情報を搬送するよう割り当てられる。ネットワークコントローラが、上りバースト（burst）要求（即ち、ネットワークノードからヘッドエンドへと送られるデータバースト）をヘッドエンドへの要求を許可するのが一般的である。この様な場合のサブセットにおいて、この種の要求は、各ＯＦＤＭＡ送信器によって使用される副搬送波を指定する。ある場合では、ヘッドエンドは、どの副搬送波が使われるかを事前に定義できる。ある場合では、ヘッドエンドがどの副搬送波が使われるかを事前に定義し得る。副搬送波のサブセットを事前に定義することで、上りバーストの許可を簡単にする。これにより、ヘッドエンドは、事前に定義されたこれらの副搬送波のサブセットの割り当てを、下り放送を介して、ネットワークのノードへと送ることができる。この割り当てでは、各ノードからヘッドエンドまでのこの様な上り通信中に各ノードが、副搬送波をどの様に使用するかを示している。
【０００４】
ある場合として、各サブチャンネルには、ＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）チャンネル内の副搬送波内からの１組の（または、１グループの）隣接する副搬送波が割り当てられる。図１では、各サブチャンネルに割り当てられた隣接する副搬送波を示している。一方、各サブチャンネルに割り当てられた副搬送は、ＯＦＤＭチャンネルを通して散乱されることがある。図２では、チャンネルを通して分配する各サブチャンネルの副搬送波の一例を示している。隣接するサブチャンネルは、サブチャンネル内でより良いチャンネルコヒーレンスを提供する。しかし、分配されたサブチャンネルからは、サブチャンネル内でより良い周波数ダイバーシティを提供する。しかしながら、両方式間には、トレードオフが存在し、何れか一方のみの方式を選択しなければならない場合、これら方式の双方の利点は、実現されない。
【０００５】
ＭｏＣＡ（マルチメディアオーバーコアックスアライアンス）規格により公表される公知の通信規格に従って運用されるネットワークは、全シンボル（即ち、各副搬送波）を占有するチャンネル評価プローブを、定期的にスケジュールする。これらのＭｏＣａネットワークは、比較的短いシンボル（持続時間が５ｕｓｅｃ）を含み、１６ノードのみをサポートする。一方、「アクセス」ネットワークと一般に呼ばれるネットワークは、長いシンボル（持続時間が最大２５ｕｓｅｃ）を有する傾向があり、最大２５６ノードをサポートする。ノードのより大きな数、そして、より長いシンボル周期によって、全リンク保守サイクルは、この様なアクセスネットワーク内で完成するために、より多くのチャンネル時間を消費するであろう。更に、アクセスネットワークは、サブチャンネル上でＯＦＤＭＡ伝送を使用できる。これらのサブチャンネルは、副搬送波における比較的「静的な」サブセットと定義される。副搬送波ごとのリンク保守を実行するため、プローブ伝送を、以下の様にして、全てのサブチャンネル上でスケジュールする必要がある。
ａ）プローブ（複数）の持続時間中、他の全てのトラフィックを同時に停止する、若しくは、
ｂ）逐次的に、スケジューラに負荷をかけて、全てのサブチャンネルを順序処理するようプローブをスケジュールする。
【発明の概要】
【０００６】
１つ以上の実施形態のある態様に関する基本的な理解を提供するため、実施形態の簡易な概要を以下に示す。この概要は、１つ以上の実施形態の詳細な概説ではなく、実施形態の鍵となる、つまり、重要な要素を特定したり、或いは、この様な実施形態の範囲を規定することを意図していない。その唯一の目的は、以下で示すより詳細な説明の準備として、これから述べる実施形態に関する概念の一部を簡易形式で提供することである。
【０００７】
本開示は、隣接サブチャンネル割り当て、並びに、分散サブチャンネル割り当ての双方の利点の融合を実現する方法、及び、装置を提供する。即ち、隣接サブチャンネル割り当て、並びに、分散サブチャンネル割り当ての双方に利点を提供する動的サブチャンネル割り当てを提供する方法、及び、装置について、以下に述べる。
【０００８】
更に、開示の方法、及び、装置により、プロービングの順序を時間と周波数において分散可能となり、これにより、進行中のトラフィックへの影響が低減される。
【０００９】
ネットワークトラフィックの中断を緩和し、スケジューラにかかる負荷を低減するため、バンドのの一部、または、バンド全体を移動しつつ、副搬送波の位置を自動で順序処理する動的なサブチャンネルを、物理的な副搬送波を用いて定義する。
【００１０】
一実施形態では、副搬送波の位置の順序処理を、ＰＨＹ層（物理層）で処理でき、これによって、スケジューラの負荷が低減される。スケジューラは、動的サブチャンネル上でプローブをスケジュールし、ＰＨＹ層は、自動順序処理を管理する。この手法によって、バックグラウンドのネットワークプロセスとしての継続的なリンク保守操作が支援される。更に、この手法は、削減されたプリアンブルも可能とする。
【００１１】
開示の方法、及び、装置について、１つ以上の種々の実施形態に従って、以下の図面を参照することで説明する。これらの図面は、説明のみを目的として提供しており、開示の方法と装置に関する一部の実施形態の説明に過ぎない。図面は、開示の方法と装置に関する読み手の理解を支援するよう、提供されている。これらは、本発明の広範性、範囲、及び、適用性を制限するものと捉えるべきではない。見易さ、及び、説明のしやすさのため、これらの図面は、実寸通りに作成されているとは限らない点にも注意する。
【００１２】
これらの図は、全てを網羅すること、または、本発明を厳密な開示形式に限定することを意図してはいない。開示された方法、及び、装置は、改良と変更を施すことで実行可能であり、本発明を、請求項、並びに、その同等物によってのみ限定されるべきであることを理解するものとする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】各サブチャンネルに割り当てられた隣接する副搬送波を示す。
【図２】チャンネル中を分散する各サブチャンネルの副搬送波を示す。
【図３】各副搬送波において順番にリンク保守を可能とするよう、サブチャンネルに割り当てられた副搬送波を動的に変更する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
開示された方法、及び、装置は、隣接サブチャンネル割り当て、並びに、分散サブチャンネル割り当ての双方の利点を供給する動的サブチャンネル割り当てを提供している。
【００１５】
開示された方法、並びに、装置に関する一実施形態によれば、ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）変調通信のサブチャンネルの構成要素とされる物理的副搬送波は、固定でもなく、半固定でもない。むしろ、副搬送波は、他の副搬送波と順序を変える。つまり、副搬送波のサブチャンネルへの特定のグループ分けは、例えば、シンボル間、または、バースト間の置換によって動的に変化する。この様にして、サブチャンネル定義の変更から生成されるサブチャンネルは、「動的サブチャンネル」と呼ばれる。副搬送波のＰＨＹ層（即ち、物理層）での交換と置換によって、ＭＡＣ（メディアアクセス制御）スケジューリングの複雑さが緩和される。
【００１６】
更に、動的サブチャンネルを使用することで、周波数領域において新たなダイバーシティがもたらされる。また、隣接副搬送波からのサブチャンネルコヒーレンスが必要とされる場合、隣接サブチャンネル、及び、分散サブチャンネル双方の利点が得られる。つまり、サブチャンネルコヒーレンス、及び、周波数ダイバーシティの双方を実現できる。
【００１７】
動的サブチャンネルは、各副搬送波を周期的に利用できる。更に、ネットワーク上の受信器は、全ての副搬送波に関するチャンネル推定を、ネットワーク内の送信器の全てから観測できる。受信器は、全のチャンネル推定を構成する半固定コアックス成分を追跡できる。動的サブチャンネルの使用により、縮小されたプリアンブルののも可能となる。
【００１８】
ＬＭＯ（リンク保守操作）が、家庭用娯楽通信網を運用するためのＭｏＣＡ（マルチメディアオーバーコアックスアライアンス）規格に準拠するネットワーク等で使用される本開示の方法、及び、装置に関する実施形態において、ＬＭＯは、使用される全ての副搬送波を監視する必要がある。つまり、全てのサブチャンネルにより使用される副搬送波ごとのチャンネル特性を判定するため、チャンネル評価プローブ（エラーベクトル振幅（ＥＶＭ）プローブ、受信器によって判定されるプローブ、及び、サイレントプローブ）を使用する必要がある。受信器によって判定されるプローブは、プローブを受信する装置が、このプローブの特性を判定する伝送に相当する。サイレントプローブは、副搬送波が、サイレント状態にある間（即ち、副搬送波が未変調状態である）の時間間隔に相当する。
【００１９】
本開示の方法と装置に基づくネットワークの一部では、上りバースト、及び、下りバーストトラフィックを伴うモデルを使用する。この様な実施形態では、全てのモデム（例えば、ネットワークのＣＰＥノード内のモデム）は、ヘッドエンドからの同一の伝送を監視できる。上りにおいて、ヘッドエンドは、各モデムからの伝送を監視する必要がある。これによって、上りリンクの保守には、最大２５６倍ものチャンネル時間が使用される。プローブは、通常、全ての副搬送波をスケジュールする（全バンドの占有）。だが、これによって、トラフィック全体が中断する。このため、本開示された方法と装置に従えば、プローブは、動的サブチャンネル上でスケジュールできる。サブチャンネルを用い、そこで、副搬送波は、全バンド内を自動で順序処理される。移動中の副搬送波は、優先権を他のサブチャンネルに対して優先権を持つ（即ち、他のサブチャンネルから取り込むか、または、サブチャンネル同士で交換する）。周期的プローブは、全ての副搬送波の周期範囲を確保する（つまり、各副搬送波の特性のフィードバック）。そして、このプロセスは、全バンドを保守して、トラフィックを中断させずに、ＰＨＹ層（物理層）における時間と周波数で分散される。
【００２０】
副搬送波は、所定パターン内で周期的に場所を変えて、最終的には、バンドの略全てをカバーする。若しくは、このパターンは、バンド全体をカバーする。図３では、この様なパターンを示しており、そこで、リンク保守操作を各副搬送波上で順番に実行できるよう、副搬送波がサブチャンネルに動的に割り当てられる。図３で示す実施形態では、各副搬送波を、リンク保守を実行するサブチャンネルへ順番に割り当てる。これによって、プローブが送られる特定の副搬送波が、リンク保守を実行する動的サブチャンネルに割り当てられる時、及び、このチャンネルへの割り当てが終わる時、この搬送波は変化する。パターンは、規則的、不規則的、更には、準無作為である。例えば、副搬送波ピッチがＮで、且つ、反復率をＭとする場合において、動的サブチャンネルは、毎Ｎ番目の副搬送波を選択する。選択された（または、占有される）特定の副搬送波は、毎Ｍ番目のシンボルにおいて位置を増加させる。つまり、Ｍ個のシンボルが、その副搬送波上で伝送された後、プローブ伝送は、別のＭ個のシンボル等用に次の副搬送波へと移行する等。動的サブチャンネルが、Gｒａｎｔ信号が許可を受信した場合のみ、副搬送波は、順序処理される。更に、通過時にノッチされた副搬送波がある場合、これは、送信されない（即ち、スキップされる）。この例において、各副搬送波（全バンド）は、Ｎ行Ｍ列のシンボル内でカバーされる。ヘッドエンドは、この持続時間、または、その数倍の持続時間のプローブを伝送するため、各モデム（即ち、ネットワークのノード）をスケジュールできる。Ｇｒａｎｔ信号は、時間内で分散している。即ち、Ｇｒａｎｔ信号は、時間内で継続する必要はない。一例として、モデム数（例えば、ネットワーク内のノード）が２５６個以下、ピッチＮ＝６４×反復率Ｍ＝１が８ｋ以下、そして、シンボルが最大３３０ｍｓｅｃ以下（即ち、全リンク保守サイクルの持続時間）の場合がある。
【００２１】
これまでに、開示された方法と装置に関する種々の実施形態について述べてきたが、これらの実施形態は、例のみによって説明しており、本発明を制限すべきではないということを理解するものとする。同様に、種々の図は、開示された方法と装置に関する例示的な構造、または、他の構成を示すこともある。これらは、開示された方法と装置の中に含められる特徴、及び、機能の理解を支援するものである。本発明は、説明した例示的な構造、または、構成に限定されず、むしろ、望ましい特徴は、種々の代替えの構造、または、構成によって実現可能である。実際に、開示された方法と装置の望ましい特徴を実現するため、代替えの機能的、論理的、または、物理的分割、及び、構成をどの様にして実装できるかについては、当分野の技術者には明らかであろう。本明細書で説明した以外の複数の異なる構成モジュール名を、種々の部門に適用可能である。また、流れ図、操作の説明、及び、方法に関する請求項について、本明細書で手順を示した順序は、本文で別途に記述されない限り、引用された機能を同じ順序で実行するよう、種々の実施形態を実装することを要求していない。
【００２２】
本開示の方法と装置を、種々の例示的な実施形態と実装の観点から述べてきたが、各実施形態の１つ以上で述べた種々の特徴、態様、及び、機能は、前述の特定実施形態への適用性を制限しないことを理解するべきである。このため、本発明の範囲と領域は、前述の例示的な実施形態の全てを制限しないものとする。
【００２３】
本明細書で使用される用語、語句、及び、その変形形態は、別途明記されない限り、限定的とは相対する無制限なものとして解釈すべきである。この様な例として、用語「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」は、「限定するものではないが含む」等の意味として読むものとし、用語「ｅｘａｍｐｌｅ（例）」は、説明中の項目に関する例示的な実例を、これらの完璧、または、限定的な一覧としてではなく提供するのに使用され、用語「ａ（１つ）」、または、「ａｎ（１つ）」は、「少なくとも１つ」、「１つ以上」等の意味として読むべきであり、形容詞、例えば、「ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ（慣習的な）」、「ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ（従来の）」、「ｎｏｒｍａｌ（通常の）」、「ｓｔａｎｄａｒｄ（標準的な）」、「ｋｎｏｗｎ（公知の）」、及び、類似の意味を持つ他の用語は、述べられている項目を、所与の期間、または、所与の時点で利用可能な項目に限定するものとして解釈すべきではなく、むしろ、現在利用可能か、または、現在、或いは、将来の任意の時点で明らかとなりうる慣習的で、従来型の、通常の、そして、標準的な技術を包含するように読むべきである。同様に、本明細書は、当分野の技術者にとって明らか、或いは、公知とされる技術に関連する。この様な技術は、当分野の技術者が、現在、または、将来の任意の時点において明らかとなるか、または、認識する技術を包含する。
【００２４】
接続詞「ａｎｄ」とつながる項目群は、そのグループの中に存在する項目のそれぞれ、及び、全てを要求するものとして読むべきではなく、別途明記されない限り、「ａｎｄ／ｏｒ（及び／または）」として読むものとする。同様に、接続詞「ｏｒ」とつながる項目群は、グループ内を相互排他的な扱いを要求するものとして読むべきではなく、別途明記されない限り、「ａｎｄ／ｏｒ（及び／または）」として読むものとする。更に、開示された方法と装置における項目、要素、または、構成要素を、単数として説明、または、主張できるが、単数としての制限を明記しない限りは、複数形も、本明細書の範囲において想定可能である。
【００２５】
広範な意味を有する単語や語句、例えば、「ｏｎｅ  ａｎｄ  ｍｏｒｅ（１つ以上）」、「ａｔ  ｌｅａｓｔ（少なくとも）」、「ｂｕｔ  ｎｏｔ  ｌｉｍｉｔｅｄ（限定されない）」等の語句は、この様な広範な意味を含む語句が存在しない状況で、狭い範囲の状況を目的、または、要求するものとして読むべきではない場合もある。用語「モジュール」の使用は、モジュールの一部として説明、または、主張される構成要素、或いは、機能が、共通パッケージ内で全てが構成されるということを示唆していない。モジュールの種々の構成要素の一部、または、その全てが、制御ロジック、或いは、他の高要素であっても、１つのパッケージとして統合したり、個別に保守でき、しかも、複数のグループ、または、パッケージ、或いは、複数の地点に渡り分散させられる。
【００２６】
更に、本明細書で述べた種々の実施形態を、例示的なブロック図、フローチャート、及び、他の図により説明した。本書を読んだ後で当分野の技術者に明らかとなるように、例示的な実施形態、及び、その種々の変形形態を、説明例に限定せずに実装可能である。例えば、ブロック図、及び、その付随の説明は、特性の構造、または、構成を要求するものとして捉えるべきではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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