(57)【要約】  片側及び両側ベクトル化回線のためのローディング及びオーダリング技法、ならびにＤＳＬバインダー等の通信システムにてシングル回線上で使用することもできるローディング手法が提供される。シングルユーザ回線の場合は、最大レート、最小レート、最大マージン、ターゲットマージン、最小マージン、及び任意形状のＰＳＤマスクを含む所与のパラメータでビットとエネルギーが最適に配分される。シングルユーザローディングにあたっては繰り返し、ローディング中のビットスワッピング、またはローディング中の適応型マージン更新を使用でき、これは複雑でなく、レート適応、マージン適応、及び固定マージン課題等、様々なローディング課題及び／または目標に役立てることができる。マルチユーザベクトル化システムの場合は、レート領域の中で供給されるレートタプルのためローディング及びオーダリングが提供され、レートタプルを実施できるよう許容可能なユーザローディング及びオーダリングを決定する。片側ベクトル化ＤＳＬの場合、いくつかのローディング及びオーダリングは、ベクトル化回線にて所定のレートで各ユーザの各トーンにつき許容可能なビット配分とエネルギーと復号化／プリコーディングオーダリングとを決定する。ＰＳＤ決定、オーダリング、及びビット配分はマルチユーザローディング及びオーダリングで繰り返し使用でき、全ユーザにとって有利なレートベクトルを達成するため、シングル回線（またはシングルユーザのためのボンドされた複数の回線）に用いるビットスワッピング手順の基準を強化及び変更できる。オーダースワッピングは、回線の各々につきユーザレートの所望ベクトルに向けて超平面の一定レート総和凸部分集合の中でビットベクトル及び／またはレートベクトルを調整できる。
2008546339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＭＴ変調を使用するＤＳＬシステムでビットを繰り返しロードする方法であって、
作動マージン値を初期マージン値に設定することと、
ビットをロードするサブメソッドの少なくとも１回の繰り返しを使用することとを備え、
前記サブメソッドは、
ビットローディングを遂行するため、且つ達成可能データレートを決定するため、前記作動マージン値を使用することと、
前記達成可能データレートを参照データレートに比較することと、
前記達成可能データレートと前記データ参照レートとの前記比較の結果に基づき前記作動マージン値を調整することと、
を備える方法。
【請求項２】
前記データ参照レートは、最小データレートまたは最大データレートの内一方である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記作動マージン値を調整することは、
前記作動マージン値を最大マージン値より下に保つこと、または
前記作動マージン値を最小マージン値より上に保つことの内少なくとも一方を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記作動マージン値を調整することは、前記達成可能データレートが前記参照データレートより大きい場合に前記作動マージン値を増やすこと、または前記達成可能データレートが前記参照データレートより小さい場合に前記作動マージン値を減らすことの内少なくとも一方を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ビットをロードする前記サブメソッドは、マージン本位の増加エネルギー表（ＩＥＴ）を使用する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、ＤＳＬシステムの初期化またはＤＳＬシステムの平常作動の内少なくとも一方の段階で使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
第１のチャネル及びノイズ推定を使用する前記サブメソッドの第１の繰り返しを備え、第２のチャネル及びノイズ推定を使用する前記サブメソッドの第２の繰り返しをさらに備える、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
ビットをロードする前記サブメソッドは、ビットローディングのときに実施されるビットスワッピングを備える、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
ＤＭＴ変調を使用するベクトル化ＤＳＬシステムで複数の回線のためビットをロードする方法であって、
各トーンの回線オーダリングと、
各回線の送信信号のパワースペクトル密度と、
各回線の信号のビット配分との内２つ以上を逐次繰り返し決定することを備える、方法。
【請求項１０】
前記回線オーダリングを決定することは、ベクトル化ＤＳＬ受信器の各トーンにつき前記複数の回線の復号化オーダーを決定すること、またはベクトル化ＤＳＬ送信器の各トーンにつき前記複数の回線のプリコーディングオーダーを決定することの内少なくとも一方を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記回線オーダリングを決定することは、前記複数の回線の全回線上で全トーンにつき同じ回線オーダリングを決定すること、または各トーンにつき前記複数の回線の各回線につき個別のオーダリングを決定することの内少なくとも一方を備え、ここで回線の前記オーダリングは同じでなくともよい、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法は、前記複数の回線の全回線の初期化、または前記複数の回線の全回線の平常作動、または前記複数の回線の内少なくとも１つの回線が平常作動にあり且つ前記複数の回線の内少なくとも１つの回線が初期化にある期間の内、少なくとも１つの段階で使用される、請求項９に記載の方法。
【請求項１３】
前記回線オーダリングを決定することはオーダースワッピングを備え、該オーダースワッピングは、
第１の初期位置へ第１の回線を割り当てることと、
第２の初期位置へ第２の回線を割り当てることと、
前記第２の初期位置へ前記第１の回線を移動することと、
前記第１の初期位置へ前記第２の回線を移動することと、
を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の回線を移動することと前記第２の回線を移動することとは、前記割り当てられた第１の回線及び第２の回線位置を用いてベクトル化ＤＳＬシステムの性能を評価した後に遂行される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の回線は、
平常作動中の前記ベクトル化ＤＳＬシステムの少なくとも１つの回線と、
初期化されている前記ベクトル化ＤＳＬシステムの少なくとも１つの回線と、
を備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１６】
前記回線オーダリングを繰り返し決定することは、
初めに、初期化中の少なくとも１つの回線へ、前記ベクトル化ＤＳＬシステムの前記複数の回線の内１つ以上の他の回線の性能をある程度左右するオーダリング位置を割り当てことと、
前記ベクトル化ＤＳＬシステムで所望の性能変化を達成するため前記回線のオーダリングを調整することと、
を備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記方法はアップストリームＤＳＬ送信に適用され、
さらにここで前記方法は、１組のユーザデータレートで加重エネルギー総和を最小化する問題を解決することを備えるアップストリームパワースペクトル密度決定を遂行することを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１８】
前記方法はアップストリームＤＳＬ送信に適用され、
さらにここで前記方法は、エネルギーベクトル制約を満たしつつ１組のユーザデータレートを達成する問題を解決することを備えるアップストリームパワースペクトル密度決定を遂行することを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項１９】
前記方法はダウンストリームＤＳＬ送信に適用され、
さらにここで前記方法は、ブロードキャストチャネルとこれに対応する多重アクセスチャネルとの双対性に基づく双対性方法を、ユーザデータレートの総和を最大化する繰り返し注水方法とともに使用することを備えるダウンストリームパワースペクトル密度決定を遂行することを備える、請求項９に記載の方法。
【請求項２０】
ＤＳＬ受信器でマルチユーザデータを復号化する方法であって、
前記受信器にて前記マルチユーザデータを受信することと、
前記マルチユーザデータを処理するためオーダリングモードを適応的に選択することと、ここで前記オーダリングモードは同じオーダリングまたは混合オーダリングの内一方である、
前記選択されたオーダリングモードを用いて前記マルチユーザデータを復号化することと、
を備える方法。
【請求項２１】
ＤＳＬ回線をロードする方法であって、
増加エネルギー表（ＩＥＴ）を作成することと、
初期ローディング方法を用いてロードすることと、
を備え、該初期ローディング方法は、
ローディングマージン値をターゲットマージン値に設定することと、
第１のデータレートを生成するため前記ローディングマージン値を使用することと、
を備え、
前記ターゲットマージンより大きいマージンを達成できる場合に、または前記第１のデータレートが許容できない場合に、マージンまたはデータレートの内少なくとも一方を最大化するため前記マージン値を調整することにより前記ローディングを繰り返し適応させることとを備える、方法。
【請求項２２】
前記ＩＥＴを作成することは、ターゲットマージン値を使用することを備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ローディングを繰り返し適応させることは、
前記第１のデータレートが高すぎる場合に前記ローディングマージン値を最大マージン値まで増加させることを備え、ここで前記増加されたローディングマージン値は第２のデータレートを生成するために使われる、
さらにここで前記ローディングマージン値は、前記第２のデータレートが所望のデータレートに十分に近くない場合に、または最後に使われたマージンより大きいマージンが達成可能である場合に、前記ターゲットマージン値と前記最大マージン値との間のレベルに適応的に調整される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ローディングを適応的に調整することは、
前記第１のデータレートが低すぎる場合に前記ローディングマージン値を最小マージン値まで減少させることを備え、ここで前記減少されたローディングマージン値は第３のデータレートを生成するために使われる、
さらにここで前記ローディングマージン値は、前記第３のデータレートが所望のデータレートに十分に近くない場合に、または最後に使われたマージンより大きいマージンが達成可能である場合に、前記ターゲットマージン値と前記最小マージン値との間のレベルにさらに適応的に調整される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記初期ローディング方法はレート適応型ローディング方法である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記オーダリングモードは、前記アップストリーム受信器にてＧＤＦＥの一部として実施される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
回線データレートを確立するためＤＳＬ回線をロードする方法であって、
マージン目標を最大マージン値に設定することと、データレート目標を最大データレート値に設定することと、
前記回線データレートが前記最大データレート値となるまで、または総エネルギー制限を超過するまで、増加エネルギー値を用いてロードすることと、
前記総エネルギー制限を超過するときに、前記マージン目標を減少させることと、ローディングを続行することと、
を備える方法。
【請求項２８】
さらに、
前記回線データレートが前記最大データレート値となるまで、または総エネルギー制限を超過するまで、増加エネルギー値を用いてロードすることと、
前記総エネルギー制限を超過するときに、前記マージン目標を減少させることと、ローディングを続行することと、
を備える、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
さらに、
前記マージン目標がターゲットマージン値を超過できないことを判定し、前記マージン目標を前記ターゲットマージン値に等しく設定することと、
総エネルギー制限を超過し且つ中間データレート値が達成されるまで、増加エネルギー値を用いてロードすることと、
前記総エネルギー制限を超過するときに前記中間データレート値が低すぎる場合に前記マージン目標を減らし、ローディングを継続することと、
を備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
さらに、
前記回線データレートが最小データレート値となるまで、または前記総エネルギー制限を超過するまで、増加エネルギー値を用いてロードすることと、
前記総エネルギー制限を超過するときにローディングを止めることと、
を備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
回線データレートを確立するためＤＳＬ回線をロードする方法であって、
マージン目標を最大マージン値に設定することと、データレート目標をデータレート値範囲に設定することと、
ローディングのときに前記データレート目標の中でデータレートが達成されるまで前記マージン目標を適応的に減少させることと、
を備える方法。
【請求項３２】
マルチユーザベクトル化ＤＳＬシステムをロードする方法であって、
複数のユーザ回線を提供することと、
パワースペクトル密度（ＰＤＳ）、オーダリング、及びビット配分の内１つ以上を適当なシーケンスの中で繰り返し決定することと、
を備える方法。
【請求項３３】
前記ローディングはダウンストリームのために決定される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記ローディングはアップストリームのために決定される、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記ＰＳＤは最初に決定され、
さらにここで使用中の全トーンは、オーダリング決定のため前記ＰＳＤ決定の後に減結合する、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
オーダリングが決定された後にビット配分を決定するため修正シングル回線ローディングが使用される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
アップストリームＰＳＤ決定は、
総エネルギーが制限事項である場合に、ユーザデータレートの総和が最大化されるようベクトル化チャネルの繰り返し注水方法が実施されること、または
ＰＳＤマスクが制限事項である場合に、ＰＳＤマスクと同じになるようＰＳＤが選択されることの内一方を備える、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
ダウンストリームＰＳＤ決定は、ブロードキャストチャネルとこれに対応する多重アクセスチャネルとの双対性に基づく双対性方法を、ユーザデータレートの総和を最大化する繰り返し注水方法とともに使用することを備える、請求項３３に記載の方法。
【請求項３９】
オーダリングを決定することは、
初期オーダリングを設定することと、
前記初期オーダリングを使用しながら前記ＤＳＬシステムの性能を課題に比較することと、
前記ＤＳＬシステムの前記性能が前記課題を許容できないほど逸する場合に、前記課題との適合を改善するため前記オーダリングを調整することと、
を備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
前記初期オーダリングはユーザデータレートに基づき設定される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記課題は、
【数１】
2008546339.tif 000032
である、請求項３９に記載の方法。
【請求項４２】
前記オーダリングを調整することは、複数のトーンをまとめてオーダースワップすることを備える、請求項３９に記載の方法。
【請求項４３】
前記オーダリングを調整することは、トーンごとにオーダースワップすること、または全トーンにわたりオーダースワップすることを適応的に選択することを備え、ここで全てのトーンには同じオーダーが使用される、請求項３９に記載の方法。
【請求項４４】
前記適応決定は、性能または実施の複雑さの内少なくとも一方に基づき下される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
オーダリングを調整することはオーダースワッピングを備える、請求項３９に記載の方法。
【請求項４６】
オーダースワッピングは収束手法を用いて実施される、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
ビットスワッピングをさらに備える、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
繰り返し決定は１回のトレーニングのときに遂行される、請求項３２に記載の方法。
【請求項４９】
繰り返し決定は複数回のトレーニングにわたって遂行される、請求項３２に記載の方法。
【請求項５０】
繰り返し決定はＳＨＯＷＴＩＭＥのときに遂行される、請求項３２に記載の方法。
【請求項５１】
適応方法は、マルチユーザ復号化を必要とし且つマルチユーザ復号化を必要としないユーザまたはユーザのトーンを選択するために使用される、請求項３２に記載の方法。
【請求項５２】
適応方法は、マルチユーザプリコーディングを必要とし且つマルチユーザプリコーディングを必要としないユーザまたはユーザのトーンを選択するために使用される、請求項３２に記載の方法。
【請求項５３】
前記選択はオーダリングに反映される、請求項５１に記載の方法。
【請求項５４】
前記選択はオーダリングに反映される、請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
ＰＳＤとオーダリングはビット配分より前に決定され、
さらにここでビット配分は、
決定されたＰＳＤ及びオーダリングに基づくＩＥＴ、または
シングル回線ローディング方法の内少なくとも一方を使用することを備える、請求項３２に記載の方法。
【請求項５６】
ＰＳＤ、オーダリング、及びビット配分を繰り返し決定することは、前記ＤＳＬシステムの性能を改善するため複数のトレーニング期間にわたって遂行される、請求項３２に記載の方法。
【請求項５７】
前記繰り返し決定は、初期オーダリングを使用することを備え、この後に修正ビットスワッピング及びオーダースワッピングが続く、請求項３２に記載の方法。
【請求項５８】
マルチユーザベクトル化ＤＳＬシステムをロードする方法であって、
複数のユーザ回線を提供することと、
プリコーディングまたは復号化の内少なくとも一方のためユーザの初期オーダリングを設定することと、
前記ＤＳＬシステムの性能を改善するためオーダースワッピングを遂行することと、
を備える方法。
【請求項５９】
ベクトル化ＤＳＬシステムへ新規ユーザを追加する方法であって、
新規ユーザの初期オーダリングを設定することと、ここで前記オーダリングは前記新規ユーザから既存ユーザへのクロストークが打ち消されるよう設定される、
オーダースワッピングを用いてオーダリングを調整することと、
を備える方法。
【請求項６０】
ベクトル化ＤＳＬシステムへ入る新規回線をトレーニングする方法であって、ここで既に作動している複数の回線からのマルチユーザデータは、プリコーディング、または復号化、または両方のオーダリングを用いて処理され、前記方法は、
既に作動している回線に著しく影響しないオーダリング位置に前記新規回線を置くことと、
前記オーダリング位置にて前記新規回線の性能を評価することと、
前記新規回線の性能が許容できない場合に、オーダースワッピングにより前記オーダリングを更新することと、
を備える方法。
【請求項６１】
前記新規回線の１つ以上のマージンパラメータは前記オーダースワッピングに影響を及ぼすため調整される、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
マルチユーザベクトル化ＤＳＬシステムをロードする方法であって、
複数のユーザ回線を提供することと、
初期オーダリングを設定することと、
前記初期オーダリングを使用しながら前記ＤＳＬシステムの性能を評価することと、
前記ＤＳＬシステムの性能を改善するためオーダースワッピングを用いて前記オーダリングを調整することと、
を備える方法。
【請求項６３】
オーダースワッピングはトレーニングのときに遂行される、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
オーダースワッピングはＳＨＯＷＴＩＭＥのときに遂行される、請求項６２に記載の方法。
【請求項６５】
コンピュータプログラム製品であって、
マシン可読媒体と、
前記マシン可読媒体に収容されたプログラム命令とを備え、前記プログラム命令は請求項１−７及び１０−１６の内少なくとも１項に記載の方法を指定する、コンピュータプログラム製品。
【請求項６６】
コンピュータプログラム製品であって、
マシン可読媒体と、
前記マシン可読媒体に収容されたプログラム命令とを備え、前記プログラム命令はマルチユーザベクトル化ＤＳＬシステムをロードする方法を指定し、前記方法は、
複数のユーザ回線のためにパワースペクトル密度（ＰＳＤ）、オーダリング、及びビット配分の内１つ以上を適当なシーケンスの中で繰り返し決定することを備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項６７】
前記ローディングはダウンストリームのため決定される、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６８】
前記ローディングはアップストリームのため決定される、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項６９】
前記ＰＳＤは最初に決定され、
さらにここで使用中の全トーンは、オーダリング決定のため前記ＰＳＤ決定の後に減結合する、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項７０】
オーダリングが決定された後にビット配分を決定するため修正シングル回線ローディングが使用される、請求項６９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項７１】
アップストリームＰＳＤ決定は、
総エネルギーが制限事項である場合に、ユーザデータレートの総和が最大化されるようベクトル化チャネルの繰り返し注水方法が実施されること、または
ＰＳＤマスクが制限事項である場合に、ＰＳＤマスクと同じになるようＰＳＤが選択されることの内一方を備える、請求項６８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項７２】
ダウンストリームＰＳＤ決定は、ブロードキャストチャネルとこれに対応する多重アクセスチャネルとの双対性に基づく双対性方法を、ユーザデータレートの総和を最大化する繰り返し注水方法とともに使用することを備える、請求項６７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項７３】
オーダリングを決定することは、
初期オーダリングを設定することと、
前記初期オーダリングを使用しながら前記ＤＳＬシステムの性能を課題に比較することと、
前記ＤＳＬシステムの前記性能が前記課題を許容できないほど逸する場合に、前記課題との適合を改善するため前記オーダリングを調整することと、
を備える、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項７４】
前記初期オーダリングはユーザデータレートに基づき設定される、請求項７３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項７５】
前記課題は、
【数２】
2008546339.tif 000033
である、請求項７３に記載のコンピュータプログラム製品の方法。
【請求項７６】
前記オーダリングを調整することは、複数のトーンをまとめてオーダースワップすることを備える、請求項７３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項７７】
前記オーダリングを調整することは、トーンごとにオーダースワップすること、または全トーンにわたりオーダースワップすることを適応的に選択することを備え、ここで全てのトーンには同じオーダーが使用される、請求項７３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項７８】
前記適応決定は、性能または実施の複雑さの内少なくとも一方に基づき下される、請求項７７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項７９】
オーダリングを調整することはオーダースワッピングを備える、請求項７３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項８０】
オーダースワッピングは収束手法を用いて実施される、請求項７９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項８１】
前記方法はビットスワッピングをさらに備える、請求項７９に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項８２】
繰り返し決定は１回のトレーニングのときに遂行される、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項８３】
繰り返し決定は複数回のトレーニングにわたって遂行される、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項８４】
繰り返し決定はＳＨＯＷＴＩＭＥのときに遂行される、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項８５】
適応方法は、マルチユーザ復号化を必要とし且つマルチユーザ復号化を必要としないユーザまたはユーザのトーンを選択するために使用される、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項８６】
適応方法は、マルチユーザプリコーディングを必要とし且つマルチユーザプリコーディングを必要としないユーザまたはユーザのトーンを選択するために使用される、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項８７】
前記選択はオーダリングに反映される、請求項８５に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項８８】
前記選択はオーダリングに反映される、請求項８６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項８９】
ＰＳＤとオーダリングはビット配分より前に決定され、
さらにここでビット配分は、
決定されたＰＳＤ及びオーダリングに基づくＩＥＴ、または
シングル回線ローディング方法の内少なくとも一方を使用することを備える、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項９０】
ＰＳＤ、オーダリング、及びビット配分を繰り返し決定することは、前記ＤＳＬシステムの性能を改善するため複数のトレーニング期間にわたって遂行される、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項９１】
前記繰り返し決定は、初期オーダリングを使用することを備え、この後に修正ビットスワッピング及びオーダースワッピングが続く、請求項６６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項９２】
コンピュータプログラム製品であって、
マシン可読媒体と、
前記マシン可読媒体に収容されたプログラム命令とを備え、前記プログラム命令はマルチユーザベクトル化ＤＳＬシステムをロードする方法を指定し、前記方法は、
プリコーディングまたは復号化の内少なくとも一方のためユーザの初期オーダリングを設定することと、
前記ＤＳＬシステムの性能を改善するためオーダースワッピングを遂行することと、
を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項９３】
コンピュータプログラム製品であって、
マシン可読媒体と、
前記マシン可読媒体に収容されたプログラム命令とを備え、前記プログラム命令はベクトル化ＤＳＬシステムへ新規ユーザを追加する方法を指定し、同方法は、
新規ユーザの初期オーダリングを設定することと、ここで前記オーダリングは前記新規ユーザから既存ユーザへのクロストークが打ち消されるよう設定される、
オーダースワッピングを用いてオーダリングを調整することと、
を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項９４】
コンピュータプログラム製品であって、
マシン可読媒体と、
前記マシン可読媒体に収容されたプログラム命令とを備え、前記プログラム命令はベクトル化ＤＳＬシステムへ入る新規回線をトレーニングする方法を指定し、ここで既に作動している複数の回線からのマルチユーザデータは、プリコーディング、または復号化、または両方のオーダリングを用いて処理され、前記方法は、
既に作動している回線に著しく影響しないオーダリング位置に前記新規回線を置くことと、
前記オーダリング位置にて前記新規回線の性能を評価することと、
前記新規回線の性能が許容できない場合に、オーダースワッピングにより前記オーダリングを更新することと、
を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項９５】
前記新規ＤＳＬ回線の１つ以上のマージンパラメータは前記オーダースワッピングに影響を及ぼすため調整される、請求項９４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項９６】
コンピュータプログラム製品であって、
マシン可読媒体と、
前記マシン可読媒体に収容されたプログラム命令とを備え、前記プログラム命令はマルチユーザベクトル化ＤＳＬシステムをロードする方法を指定し、前記方法は、
複数のユーザ回線の初期オーダリングを使用しながら前記ＤＳＬシステムの性能を評価することと、
前記ＤＳＬシステムの性能を改善するためオーダースワッピングを用いて前記オーダリングを調整することと、
を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項９７】
前記複数のユーザ回線の前記初期オーダリングを設定することをさらに備える、請求項９６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項９８】
オーダースワッピングはトレーニングのときに遂行される、請求項９６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項９９】
オーダースワッピングはＳＨＯＷＴＩＭＥのときに遂行される、請求項９６に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１００】
コンピュータプログラム製品であって、
マシン可読媒体と、
前記マシン可読媒体に収容されたプログラム命令とを備え、前記プログラム命令はアップストリームＤＳＬ受信器でマルチユーザデータを復号化する方法を指定し、前記方法は、
前記マルチユーザデータを受信することと、
前記マルチユーザデータを処理するためオーダリングモードを適応的に選択することと、ここで前記オーダリングモードは同じオーダリングまたは混合オーダリングの内一方である、
前記選択されたオーダリングモードを用いて前記マルチユーザデータを復号化することと、
を備える、コンピュータプログラム製品。
【請求項１０１】
前記オーダリングモードは、前記アップストリーム受信器にてＧＤＦＥの一部として実施される、請求項１００に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１０２】
少なくとも１つのＤＳＬ回線をロードする方法であって、
第１のマージン値を用いて第１の注水を遂行することと、
第２のマージン値を用いて第２の注水を遂行することと、を備え、
ここで前記第２のマージン値は、前記第１のマージン値を使用する前記第１の注水の結果に基づき選択される、方法。
【請求項１０３】
第３の注水は第３のマージン値を用いて遂行され、
ここで前記第３のマージン値は、前記第２のマージン値を使用する前記第２の注水の結果に基づき選択される、請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０４】
請求項５１−８８のいずれかの前記コンピュータプログラム製品であり、
前記コンピュータプログラム製品は、
ローカルコンピュータプログラム製品と、
リモートコンピュータプログラム製品と、を備え、
ここで前記ローカルコンピュータプログラム製品は、
マシン可読媒体と前記マシン可読媒体に収容されたプログラム命令とを備え、前記プログラム命令は前記方法の一部を指定する、
さらにここで前記ローカルコンピュータプログラム製品は、ＤＳＬトランシーバデバイスにて作動するべく構成され、
さらにここで前記リモートコンピュータプログラム製品は、
マシン可読媒体と前記マシン可読媒体に収容されたプログラム命令とを備え、前記プログラム命令は前記方法の一部を指定する、
さらにここで前記リモートコンピュータプログラム製品は、リモートＤＳＬコントローラにて作動するべく構成される、コンピュータプログラム製品。
【請求項１０５】
前記ＤＳＬトランシーバデバイスは、ユーザモデム、ユーザモデムへ結合されたコンピュータ、ダウンストリーム側デバイス、ダウンストリーム側デバイスへ結合されたコンピュータ、ＤＳＬＡＭ、ＤＳＬＡＭへ結合されたコンピュータ、アップストリーム側ＤＳＬトランシーバデバイス、またはアップストリーム側ＤＳＬトランシーバデバイスへ結合されたコンピュータの内１つである、請求項１０４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１０６】
前記リモートＤＳＬコントローラは、ＤＳＬ最適化装置、ローディング／オーダリング制御部、ＤＳＭセンター、ダイナミックスペクトルマネージャ、ＤＳＭサーバ、コンピュータ、またはコンピュータシステムの内１つである、請求項１０４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１０７】
前記ローカルコンピュータプログラム製品は、ビット配分に関係する前記方法のいずれかのステップを遂行する、請求項１０４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１０８】
前記ローカルコンピュータプログラム製品は、ＰＳＤに関係する前記方法のいずれかのステップを遂行する、請求項１０７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１０９】
前記ローカルコンピュータプログラム製品は、オーダリングに関係する前記方法のいずれかのステップを遂行する、請求項１０８に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１１０】
前記ローカルコンピュータプログラム製品は、オーダリングに関係する前記方法のいずれかのステップを遂行する、請求項１０７に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１１１】
前記ローカルコンピュータプログラム製品は、ビット配分に関係する前記方法のいずれかのステップを遂行する、請求項１０４に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１１２】
前記ローカルコンピュータプログラム製品は、ＰＳＤに関係する前記方法のいずれかのステップを遂行する、請求項１１１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１１３】
前記ローカルコンピュータプログラム製品は、オーダリングに関係する前記方法のいずれかのステップを遂行する、請求項１１２に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１１４】
前記ローカルコンピュータプログラム製品は、オーダリングに関係する前記方法のいずれかのステップを遂行する、請求項１１１に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１１５】
コントローラであって、
データ収集部と、
前記データ収集部へ結合された解析部と、
前記解析部へ結合された制御信号生成器と、を備え、
ここで前記コントローラは、請求項８、９、及び１７−５０の方法の内少なくとも１つでオーダリングに関係するいずれかのステップを遂行するべく構成される、コントローラ。
【請求項１１６】
前記コントローラは、ダウンストリーム側ＤＳＬデバイスと連携しながら作動するべく構成される、請求項１１５に記載のコントローラ。
【請求項１１７】
前記コントローラは、アップストリーム側ＤＳＬデバイスと連携しながら作動するべく構成される、請求項１１５に記載のコントローラ。
【請求項１１８】
コントローラであって、
データ収集部と、
前記データ収集部へ結合された解析部と、
前記解析部へ結合された制御信号生成器と、を備え、
ここで前記コントローラは、請求項８、９、及び１７−５０の方法の内少なくとも１つでＰＳＤに関係するいずれかのステップを遂行するべく構成される、コントローラ。
【請求項１１９】
前記コントローラは、ダウンストリーム側ＤＳＬデバイスと連携しながら作動するべく構成される、請求項１１８に記載のコントローラ。
【請求項１２０】
前記コントローラは、アップストリーム側ＤＳＬデバイスと連携しながら作動するべく構成される、請求項１１８に記載のコントローラ。
【請求項１２１】
コントローラであって、
データ収集部と、
前記データ収集部へ結合された解析部と、
前記解析部へ結合された制御信号生成器と、を備え、
ここで前記コントローラは、請求項８、９、及び１７−５０の方法の内少なくとも１つでビット配分に関係するいずれかのステップを遂行するべく構成される、コントローラ。
【請求項１２２】
前記コントローラは、ダウンストリーム側ＤＳＬデバイスと連携しながら作動するべく構成される、請求項１２１に記載のコントローラ。
【請求項１２３】
前記コントローラは、アップストリーム側ＤＳＬデバイスと連携しながら作動するべく構成される、請求項１２１に記載のコントローラ。
【請求項１２４】
コントローラであって、
データ収集部と、
前記データ収集部へ結合された解析部と、
前記解析部へ結合された制御信号生成器と、を備え、
ここで前記コントローラは、請求項８、９、及び１７−５０の方法の内少なくとも１つでビットローディングに関係するいずれかのステップを遂行するべく構成される、コントローラ。
【請求項１２５】
前記コントローラは、ダウンストリーム側ＤＳＬデバイスと連携しながら作動するべく構成される、請求項１２４に記載のコントローラ。
【請求項１２６】
前記コントローラは、アップストリーム側ＤＳＬデバイスと連携しながら作動するべく構成される、請求項１２４に記載のコントローラ。
【請求項１２７】
ＤＳＬ回線をロードする方法であって、前記方法は明細書の例２の前記方法を備える、方法。
【請求項１２８】
ＤＳＬ回線をロードする方法であって、前記方法は図面の図４の前記方法を備える、方法。
【請求項１２９】
明細書の例４に記載の方法。
【請求項１３０】
図面の図６Ａ及び６Ｂに記載の方法。
【請求項１３１】
前記シングル回線ローディング方法は、
請求項１、２、３、４、５、６、７、１０、１１、１２、１３、１４、または１５の少なくとも１項に記載の方法、
レート適応型方法、
マージン適応型方法、または
固定マージン方法の内少なくとも１つを備える、請求項５５に記載の方法。
【請求項１３２】
前記シングル回線ローディング方法は、
請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、または１５の少なくとも１項に記載の方法、
レート適応型方法、
マージン適応型方法、または
固定マージン方法の内少なくとも１つを備える、請求項８９に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は米国特許法第１１９条（ｅ）項のもと以下の優先権の利益を主張する。
【０００２】
米国仮出願第６０／６８６，３４８号（代理人整理番号０１０１−ｐ１９ｐ）、２００５年６月１０日提出、表題「ＤＳＬ  ＳＹＳＴＥＭ  ＬＯＡＤＩＮＧ  ＡＮＤ  ＯＲＤＥＲＩＮＧ（ＤＳＬシステムのローディングとオーダリング）」、尚この全開示はあらゆる目的のため参照により本明細書に全面的に組み込まれる。
【０００３】
米国仮出願第６０／６９８，１１３号（代理人整理番号０１０１−ｐ２８ｐ）、２００５年７月１０日提出、表題「ＤＳＬ  ＳＹＳＴＥＭ（ＤＳＬシステム）」、尚この全開示はあらゆる目的のため参照により本明細書に全面的に組み込まれる。
【０００４】
背景
技術分野
本発明は一般的に、デジタル通信システムを管理する方法とシステムと装置とに関する。
【０００５】
関連技術の説明
デジタル加入者回線（ＤＳＬ）技術は、既存の電話加入者回線（ループ及び／またはコッパープラントと呼ばれる）上でのデジタル通信のため、ことによると大きい帯域幅を提供する。特にＤＳＬシステムは、各トーン（またはサブキャリア）にいくつかのビットを割り当てる離散マルチトーン（ＤＭＴ）回線符号を用いることによって加入者回線の特性に適応でき、これは加入者回線の各末端にてモデム（通常は送信器と受信器の両方として機能するトランシーバ）のトレーニングと初期化のときに判定されるチャネルの条件に合わせて調整できる。
【０００６】
ＤＭＴ変調を使用するＤＳＬシステムでは、実際の情報送信に先駆け、初期化またはトレーニングと呼ばれる段階で送信側と受信側の双方がデータ送信のため構成パラメータを交渉しなければならない。かかるシステムで、平常作動に先駆け決定すべき重要なパラメータにパワースペクトル密度とビット配分とがある。さらに、マルチ回線ベクトルシステムの場合は回線のオーダリングも決定しなければならない。配備にあたっては、データレート、マージン、送信電力、送信パワースペクトル密度、及び様々な関係パラメータ等、一定の制約の中で作動することがＤＳＬシステムに求められる。パワースペクトル密度決定とビット配分のための既存の方法では、上記の制約の全てを満たす効率的なソリューションを作ることができない。ビット配分と、パワースペクトル密度決定と、回線オーダリングのための効率的ソリューションはこれまで提案されていない。
【０００７】
単一通信回線とベクトル化（ｖｅｃｔｏｒｅｄ）通信システムのための効率的なローディング及び／またはオーダリングを可能にするシステム、方法、及び技法は、当分野において大きな前進を意味するであろう。また、コントローラ等と容易く一体化でき、これによって制御でき、及び／または支援できるシステム、方法、及び技法も同様に当分野において大きな前進を意味するであろう。
【０００８】
簡単な概要
本発明の実施形態は、シングルユーザ及びマルチユーザ通信システムのための新しいローディング方法を提供する。マルチユーザベクトル化システムの場合は、レート領域の中で供給されるレートタプルのため、ローディング方法のほかにオーダリング方法が提供される。これらの方法は、レートタプルを実施できるよう許容可能なユーザローディング及びオーダリングを決定する。
【０００９】
ＤＳＬバインダー等の通信システムでシングル回線にも使用できるローディング技法のほかに、片側（ｏｎｅ−ｓｉｄｅｄ）ベクトル化回線のためのローディング及びオーダリング技法が提供される（ただし当業者によって理解されるとおり、同じ技法、装置、方法、コンピュータプログラム製品、その他の多くを両側（ｔｗｏ−ｓｉｄｅｄ）ベクトル化回線にも応用できる）。シングルユーザの場合、本発明の実施形態は、最大レート、最小レート、最大マージン、ターゲットマージン、最小マージン、及び任意形状のＰＳＤマスクを含む所与のパラメータでビットとエネルギーとを最適に配分する。本発明のシングルユーザローディングにおいては、繰り返し、ローディング中のビットスワッピング、及び／またはローディング中の適応型マージン更新を使用できる。これらの技法は複雑でなく、レート適応、マージン適応、及び固定マージン課題等、様々なローディング課題及び／または目標に役立てることができる。
【００１０】
片側ベクトル化ＤＳＬの場合、いくつかのローディング及びオーダリング実施形態は、ベクトル化回線にて所定のレートで各ユーザの各トーンにつき許容可能なビット配分とエネルギーと復号化（例えばＧＤＦＥ）／プリコーディングオーダリングとを決定する。本発明のいくつかの実施形態のマルチユーザローディング及びオーダリングにおいては、ＰＳＤ決定とオーダリングとビット配分とを繰り返し使用できる。かかる方法は、全ユーザ及び／または回線にとって有利なレートベクトルを達成するため、シングル回線（またはシングルユーザのためのボンドされた複数の回線）に用いるビットスワッピング手順の基準を強化及び変更できる。収束プロセスにてベクトル化ＤＭＴシステムの各トーンで復号化／プリコーディングのオーダリングを含める／適応させるため、一定マージンのグリーディ（ｇｒｅｅｄｙ）ローディング方法またはサブメソッドを変更できる。回線の各々につきユーザレートの所望ベクトルに向けて超平面の一定レート総和凸部分集合の中でビットベクトル及び／またはレートベクトルを調整するため、オーダースワッピングを導入できる。もしも全てのベクトル化回線でレートタプルがレート領域の境界近くで極端に選ばれなければ、この技法は早期に収束できる。現在のレートタプルと所望のレートタプルとの距離はステップごとに減少する。その手順は、修正電力最小化ローディング法の各事例に従い３タイプのユーザ（アンダーレート、アバウブレート、アットレート）を分類する分割プロセスに基づかせることができる。
【００１１】
以降の詳細な説明と関連する図では、本発明のさらなる詳細及び利点が提示される。
【００１２】
本発明は、以降の詳細な説明とこれに関連する添付の図面によって容易く理解され、添付の図面においては同様の構造要素が同様の参照番号で指示されている。
【００１３】
詳細な説明
以降の本発明の詳細な説明は本発明の１つ以上の実施形態に言及するが、かかる実施形態に限定されるわけではない。むしろ、詳細な説明は専ら例証となることを意図とする。本発明はこれらの限られた実施形態の枠を超えており、当業者は、図を参照しながら本明細書に提示される詳細な説明が説明の目的で提供されていることを容易く理解するであろう。
【００１４】
本発明の実施形態は、単一通信回線とベクトル化通信システムで効率的なローディング及び／またはオーダリングを可能にする方法及び装置を実装する。当業者がこの開示を読んだ後に理解するとおり、本発明の実施形態を使用できる通信システムは、ＡＤＳＬ回線、ＶＤＳＬ回線、１つ以上の他のｘＤＳＬシステム及び／または回線、及び／または本発明を実用できる他の何らかの通信システムコンポーネント及び／または回線を含み得る。
【００１５】
これよりさらに詳しく説明するとおり、本発明の１つ以上の実施形態によるローディング及びオーダリング方法及び技法の実装は、通信デバイス（例えば、コントローラ、ＤＳＬ最適化装置、ＤＳＬＡＭ、ＬＴデバイス、ＲＴデバイス、ＤＳＬモデム、その他）の一部であってよく、または通信デバイスの中で実装されてよく、または通信デバイスによって実装されてよい。かかる実装は、（例えば、ＤＳＬ最適化装置、ダイナミックスペクトルマネージャ、またはスペクトル管理センターにある、またはＤＳＬ最適化装置、ダイナミックスペクトルマネージャ、またはスペクトル管理センターとしての）コントローラ等のロード／オーダー制御部によってローカルデバイス（例えば、同じくモデム）にて、及び／またはリモートデバイスにて、制御及び／または支援されてよい。ロード／オーダー制御部はどこにあってもよい。いくつかの実施形態において、ロード／オーダー制御部を有するコントローラはＤＳＬ  ＣＯにあり、別の場合には、ＣＯの外に位置する第三者がこれを操作してよい。本発明の実施形態との関係で使用できるコントローラ及び／またはロード／オーダー制御部の構造、プログラミング、その他の特徴は、この開示を精査した後当業者にとって明白となるであろう。
【００１６】
本発明の様々な実施形態との関係で説明するとおり、作動データ及び／または性能パラメータ値を収集し、分析するため、ＤＳＬ最適化装置、ダイナミックスペクトル管理センター（ＤＳＭセンター）、「スマート」モデム、及び／またはコンピュータシステム等のコントローラを使用できる。コントローラ及び／またはその他コンポーネントは、コンピュータ実装デバイスであってよく、またはデバイスを組み合わせたものであってよい。コントローラはいくつかの実施形態において、モデムから、または通信回線へ結合された他の通信装置から、離れた場所にある。コントローラは別の場合に、モデム、ＤＳＬＡＭ、または他の通信システムデバイスへ直に接続されることにより「スマート」モデムを形成する機器として、「ローカル」デバイス（すなわち、通信回線へ直に結合されたデバイス、またはかかるローカルデバイスの一部）の１つまたは両方と同所に置かれてよい。語句「へ結合」、「へ接続」、及びその他は本明細書で、２つの構成要素及び／またはコンポーネント間の接続を述べるために使われ、ともに直接的に、または例えば必要に応じ１つ以上の介在構成要素を介し、または無線接続を介し、間接的に、結合されることを意味する。
【００１７】
本発明の実施形態の以降の例のいくつかは、代表的通信システムとして片側または両側ベクトル化ＡＤＳＬ及び／またはＶＤＳＬシステムとの関係で使用される。ＤＭＴ変調を使用するマルチ回線ベクトル化ＤＳＬシステムの場合、ビット配分とパワースペクトル密度決定の問題は、複数の回線でこれらのパラメータを最適化する必要があるため、より複雑になる。加えて、復号化（通常はアップストリーム送信）のため、またはプリコーディング（通常はダウンストリーム送信）のため、回線のオーダリングを決定する必要がある。
【００１８】
これらのＤＳＬシステムの中で、代表的ＤＳＬシステムの作動と、顧客（「ユーザ」とも呼ぶ）及び／またはシステム上の機器から入手可能な情報及び／またはデータとを記述するため、一定の規約、ルール、プロトコル、その他が使われることがある。ただし当業者によって理解されるとおり、本発明の実施形態は様々な通信システムに応用でき、本発明は特定のシステムに限定されない。
【００１９】
ＡＤＳＬ及びＶＤＳＬ物理層リソースの管理のため様々なネットワーク管理構成要素が使用され、ここで構成要素は、ＡＤＳＬまたはＶＤＳＬモデムペアの中でパラメータまたは関数を、まとめて、または個別に、参照する。ネットワーク管理の枠組みは、エージェントを各々収容する１つ以上の管理下ノードからなる。管理下ノードはルーター、ブリッジ、スイッチ、モデム、その他であってよい。しばしばマネージャと呼ばれる少なくとも１つのＮＭＳ（ネットワーク管理システム）は、管理下ノードを監視し、制御し、通常ならば一般的なＰＣまたはその他コンピュータに基づく。ＮＭＳは、場合によってはエレメントマネジメントシステム（ＥＭＳ）と呼ばれることもある。ＮＭＳ及びＥＭＳシステムは、オペレーションサポートシステム（ＯＳＳ）の一部とみなされる。マネージャとエージェントは、管理情報及びデータを交換するためネットワーク管理プロトコルを使用する。管理情報の単位はオブジェクトである。関係オブジェクトの集まりは管理情報ベース（ＭＩＢ）と定義される。
【００２０】
図１は、様々なＡＤＳＬ及びＶＤＳＬシステムに適用され、当業者にとって周知であり、本発明の実施形態を実装できる、Ｇ．９９７．１規格（Ｇ．ｐｌｏａｍ）に準拠する参照モデルシステムを示す。このモデルは、いずれもボンディングを伴う及び伴わないＡＤＳＬ１（Ｇ．９９２．１）、ＡＤＳＬ−Ｌｉｔｅ（Ｇ．９９２．２）、ＡＤＳＬ２（Ｇ．９９２．３）、ＡＤＳＬ２−Ｌｉｔｅ（Ｇ．９９２．４）、ＡＤＳＬ２＋（Ｇ．９９２．５）、ＶＤＳＬ１（Ｇ．９９３．１）及び他の新しいＧ．９９３．ｘ  ＶＤＳＬ規格、ならびにＧ．９９１．１及びＧ．９９１．２  ＳＨＤＳＬ規格等、スプリッタを含む、または含まない、様々な規格に適合するＡＤＳＬ及びＶＤＳＬシステムに適用される。これらの規格と、そのバリエーションと、Ｇ．９９７．１規格との関係での使用とはいずれも、当業者にとって周知である。
【００２１】
Ｇ．９９７．１規格は、Ｇ．９９７．１に定められたクリア埋め込みオペレーションチャネル（ＥＯＣ）と、Ｇ．９９ｘ規格に定められたインジケータビット及びＥＯＣメッセージの使用に基づき、ＡＤＳＬ及びＶＤＳＬ伝送システムの物理層管理を指定する。さらにＧ．９９７．１規格は、構成、障害、及び性能管理についてネットワーク管理構成要素の内容を指定する。システムはこれらの機能を遂行するにあたって、アクセスノード（ＡＮ）にて入手でき且つアクセスノードから収集できる様々な作動データを利用する。ＤＳＬフォーラムのＴＲ６９報告書には、ＭＩＢとこれにアクセスする方法も記載されている。図１で、顧客の端末装置１１０はホームネットワーク１１２へ結合され、同ホームネットワークはネットワーク終端装置（ＮＴ）１２０へ結合される。ＡＤＳＬシステムの場合、ＮＴ  １２０はＡＴＵ−Ｒ  １２２（例えば、ＡＤＳＬ及び／またはＶＤＳＬ規格の１つで定められた、場合によってはトランシーバとも呼ばれる、モデム）を、または他の何らかの適当なネットワーク終端モデム、トランシーバ、または他の通信装置を、含む。ＶＤＳＬシステムにおけるリモートデバイスはＶＴＵ−Ｒである。当業者によって理解されるとおり、そして本明細書で説明するとおり、各モデムは、これの接続先にあたる通信システムと相互に作用し、通信システムにおけるモデムの作動の結果として作動データを生成する。
【００２２】
ＮＴ  １２０はまた、管理体（ＭＥ）１２４を含む。ＭＥ  １２４は、該当する規格及び／または他の基準の要求どおりに作動できる、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはファームウェアまたはハードウェア内の回路状態機械等、何らかの適当なハードウェアデバイスであってよい。ＭＥ  １２４は性能データを収集しこれのＭＩＢに格納し、同ＭＩＢは各ＭＥによって保守される情報データベースであり、ＳＮＭＰ（簡易ネットワーク管理プロトコル）等のネットワーク管理プロトコル、ネットワークデバイスから情報を収集し監理コンソール／プログラムへ提供するために使われる監理プロトコル、またはＴＬ１コマンドを通じてアクセスでき、ＴＬ１は、遠隔通信ネットワーク構成要素間の応答とコマンドとをプログラムするために使われる長い歴史を持つコマンド言語である。
【００２３】
システム内の各ＡＴＵ−Ｒは、ＣＯの中にある、または他のアップストリーム及び／または中心的位置にある、ＡＴＵ−Ｃへ結合される。ＶＤＳＬシステムで、システム内の各ＶＴＵ−Ｒは、ＣＯの中にある、または他のアップストリーム及び／または中心的位置にある、ＶＴＵ−Ｏへ結合される（例えば、ＯＮＵ／ＬＴ、ＤＳＬＡＭ、ＲＴ等の回線終端装置）。図１で、ＡＴＵ−Ｃ  １４２は、ＣＯ  １４６内のアクセスノード（ＡＮ）１４０のところにある。当業者によって理解されるとおり、ＡＮ  １４０は、ＤＳＬＡＭ、ＯＮＵ／ＬＴ、ＲＴ等のＤＳＬシステムコンポーネントであってよい。ＭＥ  １４４も同様に、ＡＴＵ−Ｃ  １４２に関係する性能データのＭＩＢを保守する。当業者によって理解されるとおり、ＡＮ  １４０は、ブロードバンドネットワーク１７０へ、または他のネットワークへ、結合できる。ＡＴＵ−Ｒ  １２２とＡＴＵ−Ｃ  １４２はループ１３０によってともに結合され、同ループは、ＡＤＳＬ（及びＶＤＳＬ）の場合には通常、他の通信サービスをも搬送する電話ツイストペアである。
【００２４】
図１に示されたインターフェイスのいくつかは、作動及び／または性能データを決定し収集するために使用できる。図１のインターフェイスが他のＡＤＳＬ及び／またはＶＤＳＬシステムインターフェイス方式と異なる範囲において、当業者にとってシステムは周知であり、違いは公知であり明白である。Ｑインターフェイス１５５は、オペレータのＮＭＳ  １５０とＡＮ  １４０内のＭＥ  １４４との間にインターフェイスを提供する。Ｇ．９９７．１規格に指定されたパラメータはどれもＱインターフェース１５５にて適用される。ＭＥ  １４４でサポートされる近端パラメータはＡＴＵ−Ｃ  １４２から引き出され、Ｕインターフェイス上の２つのインターフェイスのいずれかによってＡＴＵ−Ｒ  １１２から遠端パラメータを引き出すことができる。ＭＥ  １４４で所要のＡＴＵ−Ｒ  １２２パラメータを生成するため、埋め込みチャネル１３２を用いて送信されＰＭＤ層にて提供されるインジケータビットとＥＯＣメッセージとを使用できる。交互に、ＭＥ  １４４によって要求されるときにＡＴＵ−Ｒ  １２２からパラメータを回収するため、ＯＡＭ（作動、監理、及び管理）チャネルと適当なプロトコルとを使用できる。同様に、Ｕインターフェイス上の２つのインターフェイスのいずれかによってＡＴＵ−Ｃ  １４２から遠端パラメータを引き出すことができる。ＮＴ  １２０のＭＥ  １２４で所要のＡＴＵ−Ｃ  １４２パラメータを生成するため、ＰＭＤ層にて提供されるインジケータビットとＥＯＣメッセージとを使用できる。交互に、ＭＥ  １２４によって要求されるときにＡＴＵ−Ｃ  １４２からパラメータを回収するため、ＯＡＭチャネルと適当なプロトコルとを使用できる。
【００２５】
Ｕインターフェイス（これは基本的にループ１３０）には、ＡＴＵ−Ｃ  １４２のところに１つ（Ｕ−Ｃインターフェイス  １５７）、ＡＴＵ−Ｒ  １２２のところに１つ（Ｕ−Ｒインターフェイス１５８）、合わせて２つの管理インターフェイスがある。インターフェイス１５７は、ＡＴＵ−Ｒ  １２２がＵインターフェイス１３０上で回収するＡＴＵ−Ｃ近端パラメータを提供する。同様に、インターフェイス１５８は、ＡＴＵ−Ｃ  １４２がＵインターフェイス１３０上で回収するＡＴＵ−Ｒ近端パラメータを提供する。適用されるパラメータは、使用するトランシーバ規格（例えば、Ｇ．９９２．１またはＧ．９９２．２）次第で異なる。
【００２６】
Ｇ．９９７．１規格は、Ｕインターフェイス上の任意ＯＡＭ通信チャネルを指定している。このチャネルが実装される場合、ＡＴＵ−Ｃ及びＡＴＵ−Ｒペアは物理層ＯＡＭメッセージを伝送するためこれを使用できる。よって、かかるシステムのトランシーバ１２２、１４２は、それぞれのＭＩＢで保守される様々な作動・性能データを共用できる。
【００２７】
ＡＤＳＬ  ＮＭＳについては、１９９８年３月付け、ＡＤＳＬフォーラムのＤＳＬフォーラム技術報告書ＴＲ−００５、表題「ＡＤＳＬ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（ＡＤＳＬネットワーク構成要素管理）」で詳細を確認できる。また、２００４年５月付け、ＤＳＬフォーラム技術報告書ＴＲ−０６９、表題「ＣＰＥ  ＷＡＮ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＣＰＥ  ＷＡＮ管理プロトコル）」。最後に、２００４年５月付け、ＤＳＬフォーラム技術報告書ＴＲ−０６４、表題「ＬＡＮ−Ｓｉｄｅ  ＤＳＬ  ＣＰＥ  Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ（ＬＡＮ側ＤＳＬ  ＣＰＥ構成仕様）」。これらの文書はＣＰＥ側の様々な管理状況を取り上げており、そこに含まれる情報は当業者にとって周知である。ＶＤＳＬに関する詳細は、ＩＴＵ規格Ｇ．９９３．１（「ＶＤＳＬ１」と呼ばれることがある）、新しいＩＴＵ規格Ｇ．９９３．２（「ＶＤＳＬ２」と呼ばれることがある）、ならびに現在進行中のＤＳＬフォーラム原稿で確認でき、これらはいずれも当業者にとって公知である。例えば、ＤＳＬフォーラム技術報告書ＴＲ−０５７（かつてのＷＴ−０６８ｖ５）、表題「ＶＤＳＬ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ（ＶＤＳＬネットワーク構成要素管理）」（２００３年２月）、技術報報告書ＴＲ−０６５、表題「ＦＳ−ＶＤＳＬ  ＥＭＳ  ｔｏ  ＮＭＳ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ（ＦＳ−ＶＤＳＬ  ＥＭＳ−ＮＭＳインターフェイス機能要件）」（２００４年３月）、ならびにＶＤＳＬ１及びＶＤＳＬ２  ＭＩＢ構成要素に関するＩＴＵ規格Ｇ．９９７．１の新しい改訂版、またはＡＴＩＳ北米ダイナミックスペクトル管理草案報告書、ＮＩＰＰ−ＮＡＩ−２００５−０３１でさらなる情報を得ることができる。
【００２８】
ＡＤＳＬで回線が同じラインカード上で終端するため同じバインダーを共用することは、ＶＤＳＬほど一般的ではない。ただし、（ＡＤＳＬとＶＤＳＬの両方を扱う新しいＤＳＬＡＭでは特に）同じバインダー回線の共通終端を果たすこともできるため、ｘＤＳＬシステムに関する以降の論述はＡＤＳＬまで敷衍できる。いくつかのトランシーバペアが作動する、及び／またはいくつかのトランシーバペアを利用できる、ＤＳＬプラントの典型的トポロジーで、各加入者ループの一部は他のユーザのループとともにマルチペアバインダー（またはバンドル）の中に置かれる。架台の後ろ、加入者宅内機器（ＣＰＥ）のすぐ近くで、ループは引込み線の形をとり、バンドルから出る。したがって、加入者ループ２つの異なる環境を横切る。ループの一部はバインダーの中に置くことができ、ここでループはシールドによって外部の電磁干渉から保護されることがあるが、クロストークを被る。引込み線のほとんどでこのペアが他のペアから遠く離れていれば、引込み線はしばしば架台の後ろでクロストークの影響を受けないが、引込み線にシールドがないため、電磁干渉によって伝送は大いに損なわれる。多くの引込み線はその中に２乃至８本のツイストペアを有し、家庭への複数サービス（ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｓｅｒｖｉｃｅｓ  ｔｏ  ａ  ｈｏｍｅ）またはそれらの回線のボンディング（単一サービスの多重化と多重分離）の状況で、引込み線区間においてはこれらの回線間にかなりのクロストークが生じる。
【００２９】
図２には一般的で代表的なＤＳＬ配備シナリオが示されている。全部で（Ｌ＋Ｍ）名のユーザ２９１、２９２の加入者ループはどれも、少なくとも１つの共通のバインダーを通過する。各ユーザは、専用回線を通じて中央局（ＣＯ）２１０、２２０へ接続される。ただし、各々の加入者ループは異なる環境及び媒体を通過することがある。図２で、Ｌ名の顧客またはユーザ２９１は、光ファイバー２１３とツイストペア銅線２１７の組み合わせを用いてＣＯ  ２１０へ接続されており、これは一般的にファイバー・トゥ・ザ・キャビネット（ＦＴＴＰＣａｂ）またはファイバー・トゥ・ザ・カーブと呼ばれる。ＣＯ  ２１０にあるトランシーバ２１１からの信号は、ＣＯ  ２１０と光ネットワーク装置（ＯＮＵ）２１８とで、光回線端末２１２と光ネットワーク端末２１５とによって、変換される。ＯＮＵ  ２１８にあるモデム２１６は、ＯＮＵ  ２１８とユーザ２９１との間で信号のトランシーバとして働く。
【００３０】
ＣＯ  ２１０、２１８及びＯＮＵ  ２２０（その他）等の場所でともに終端するユーザの回線は、ベクトル化等、協調的なやり方で操作できる。ベクトル化通信システム（ベクトル化ＡＤＳＬ及び／またはＶＤＳＬシステム等）では信号の調整と処理を達成できる。ＤＳＬＡＭまたはＬＴからの複数の回線の送信信号が共通のクロック及びプロセッサによってともに生成される場合は、ダウンストリームベクトル化が起こる。かかる共通クロックを備えるＶＤＳＬシステムでは、ユーザ間のクロストークが各トーンにつき別々に起こる。よって、多数のユーザのダウンストリームトーンの各々は、共通のベクトル送信器によって個別に生成できる。同様に、複数の回線の信号をともに受信するため共通のクロック及びプロセッサが使われる場合にはアップストリームベクトル化が起こる。かかる共通クロックを備えるＶＤＳＬシステムでは、ユーザ間のクロストークが各トーンにつき別々に起こる。よって、多数のユーザのアップストリームトーンの各々は、共通のベクトル受信器によって個別に処理できる。
【００３１】
残りのＭ名のユーザ２９２のループはツイストペア銅線のみであり、ファイバー・トゥ・ザ・エクスチェンジ（ＦＴＴＥｘ）と呼ばれるシナリオである。ＦＴＴＣａｂなら加入者ループの銅線部分の長さが減り、結果的に達成可能レートが増すから、可能であり且つ経済的に実現できるなら、ＦＴＴＥｘよりＦＴＴＣａｂの方が望ましい。しかもＦＴＴＣａｂにはトポロジーとして人気が高まることが見込まれる。この種のトポロジーはかなりのクロストーク干渉を招き、様々なユーザの回線がそれぞれの環境に応じて異なるデータ搬送・性能を有することを意味する。そのトポロジーでは、ファイバー供給「キャビネット」回線（ｆｉｂｅｒ−ｆｅｄ  ｃａｂｉｎｅｔ  ｌｉｎｅｓ）と交換回線とを同じバインダーの中に混在させることができる。別々の場所で終端する回線によって生じるクロストークノイズは普通、周知の判定帰還メカニズムによって直接的に打ち消すことはできず、むしろ本明細書で説明する発明によって完全に、または部分的に、打ち消すことができる時変空間ノイズに相当する。
【００３２】
図２で見てとれるように、ＣＯ  ２２０からユーザ２９２へ至る回線はバインダー２２２を共用しており、同バインダーはＣＯ  ２１０とユーザ２９１との間の回線には使われていない。さらに、もうひとつのバインダー２４０は、ＣＯ  ２１０及びＣＯ  ２２０とそれぞれのユーザ２９１、２９２との間の全回線にとって共通のものである。図２には、ＣＯ  ２２０にて共に位置する回線２２７の内少なくとも２本に作用する遠端クロストーク（ＦＥＸＴ）２８２と近端クロストーク（ＮＥＸＴ）２８１とが図示されている。
【００３３】
当業者によって理解されるとおり、これらの文書に記載された作動データ及び／またはパラメータの少なくともいくつかは、本発明の実施形態との関係で使用できる。同様に、システム記述の少なくともいくつかは本発明の実施形態に当てはまる。ＤＳＬ  ＮＭＳから入手できる様々なタイプの作動データ及び／または情報はそこで見ることができ、その他は当業者にとって公知かもしれない。
【００３４】
ＤＭＴ  ＤＳＬシステムにおけるローディング（つまり、トーンにビットを割り当てること）は通常、方法、サブメソッド、及び／または所望の目標を達成する他の同様のプロセス及び／または手順によって制御される。例えば、ユーザからなるグループに対する良好なローディング手法は、ユーザの集合に対し許容レートタプル領域のため最大のボリュームを事実上生成しながら、可能な限り、または実現可能な限り、または望まれる限り、高い個別ユーザのレートを保証するものである。良好なローディングはまた、所与のレートとマージンとの組み合わせでデータ送信に使われる電力が最小か、または実現可能な限り低く、拡大されたレート領域の中で効率的なポイントを達成することを意味する。シングル回線ユーザの場合、良好なローディング手法は、使用エネルギーを最小限にとどめつつレート及び／またはマージンを最大化するものである。低劣なローディング方法は、一部のユーザには非常に低いデータレートを与え、その一方で他のユーザは過剰なレートを受け取るか、またはそれらのレートを達成するため過剰な電力またはバインダーリソースを使用し、レート領域のボリュームは減少する。このレート領域のボリュームは、ベクトル化ＤＳＬシステムでユーザのデータが復号化されプリコードされる順序によって大幅に拡大できる。良好なレート領域は、ユーザ（例えば、バインダーを共用するユーザ）間で最大の及び／または最も有益なレートの同時トレードオフを可能にすることにより、ユーザのためシステムの性能を拡大できる（ＤＳＬサービス提供者の収益性の向上を含む）。
【００３５】
ＤＳＬ回線等の通信回線はしばしば、様々な実装及び作動パラメータで範囲を制限、指定、及び／または確立する作動パラメータプロファイルを用いて制御される。ＤＳＬ回線では通常、単一の回線の、または複数の回線からなるグループの、作動のあり方を定めるため、ＭＡＸＳＮＲＭ、ＴＳＮＲＭ、ＭＩＮＳＮＲＭ、Ｒｍａｘ、Ｒｍｉｎ、ＰＳＤＭＡＳＫ、ＭＡＸＮＯＭＡＴＰ、ＭＡＸＮＯＭＰＳＤ、ＭＡＸＲＸＰＷＲ、ＣＡＲＭＡＳＫ、ＲＦＩＢＡＮＤＳ、及びＰＳＤＲＥＦ（アップストリームパワーバックオフ）が指定される（これらのパラメータは当業者にとって周知であり、本発明の実施形態を使用できるシステムに該当する１つ以上の規格書に記載されている）。マージンとレートは値ではなく範囲で指定されるため、ＤＭＴまたは他の類似する伝送方式へビットをロードするためＤＳＬモデムによって使われるビットローディング方法は、以下に記すような優先課題を踏まえてソリューション（好ましくは最良のソリューション）を見つける必要がある。
【００３６】
−パワースペクトル密度（例えば、ＰＳＤＭＡＳＫ）と総電力（例えば、ＭＡＸＮＯＭＡＴＰ）の制約を満たす。
【００３７】
−使用可能範囲内（例えばＲｍａｘとＲｍｉｎとの間）で可能な限り最大のデータレートを達成する。例えばもしもレートがＲｍｉｎより高いなら、マージンはターゲットマージン（例えばＴＳＮＲＭ）を下回ってはならない。もしもレートがＲｍｉｎなら、マージンは最小マージン（例えばＭＩＮＳＮＲＭ）を下回ってはならない。
【００３８】
−使用可能範囲内（例えばＭＩＮＳＮＲＭとＭＡＸＳＮＲＭとの間）で可能な限り最大のマージンを達成する。
【００３９】
−最小限のエネルギーを使用する。
【００４０】
プロファイル制限ローディング（ｐｒｏｆｉｌｅ−ｌｉｍｉｔｅｄ  ｌｏａｄｉｎｇ）はＤＳＬ分野で共通の課題である。本発明の実施形態はローディングにともない頻発する問題に対処し、最適なビット及びエネルギー配分を見つけるための方法、装置、その他を提示する。これより説明する例では、以下に示す正規化増加エネルギー表（すなわち「ＩＥＴ」）、表１を、同じく以下に示す等式（１）との関係で使用する。
【数１】
2008546339.tif 000003
【表１】
2008546339.tif 000004
【００４１】
ＣＯＤＧＡＩＮは符号化利得であり、ＳＮＲＭはＳＮＲマージンであり、非符号化ＳＮＲギャップは９．８ｄＢを仮定し、所要ビット誤り確率は１０−７であり、εはエネルギーを計算するための倍率を表す。等式（１）から分かるとおり、ＳＮＲＭが増すにつれより多くのエネルギーが要求され、符号化利得が増すにつれより少ないエネルギーが要求される。エネルギーはまた、所要ビット誤り確率に対応する。表１には正規化増加エネルギーだけが示されている。真の増加エネルギーもまたノイズレベルとチャネル利得とに左右され、等式（１）の中でεを
【数２】
2008546339.tif 000005
【００４２】
に置き換えることによって求めることができ、ここで｜Ｈ｜２はｄＢ単位のチャネル利得であり、｜Ｎ｜２はｄＢ／Ｈｚ単位のノイズ電力である。
【００４３】
シングル回線ローディングに関係する好適な実施形態の実施形態は、マージン適応型、レート適応型、及び固定マージンローディング技法等、以前のローディング方法、サブメソッド、及び／または技法に等しくない。モデムのトレーニングが行われているときにチャネル／ノイズ状態は未知であり、例えば以下の表２で格付け１乃至７を参照せよ。
【表２】
2008546339.tif 000006
【００４４】
それでもなお以前のローディング方法は、ＴＳＮＲＭを最終的に達成されるＳＮＲマージンと仮定し増加エネルギー表を作成し、１ビットを加えるための増加エネルギーが最小のトーンからビットを割り当てた（最小増加エネルギー表は、ロード済みビットの数に対する、追加の１ビットをトーンへロードするのに要する増加エネルギーについて予め計算された値を収容する）。そして、追加ビットのための増加エネルギーが最小の次のトーンがロードされる。これらの方法は、Ｒｍａｘに達する場合、またはさらなるビットを追加することによってＭＡＸＮＯＭＡＴＰ（または他の何らかの総電力パラメータ）に違反する場合に、停止する（当業者によって理解されるとおり、ＰＳＤＭＡＳＫまたはＢＩＴＣＡＰへの適合は、ＰＳＤＭＡＳＫまたはＢＩＴＣＡＰの違反のため増加エネルギーを無限大に設定することによって達成できる）。Ｒｍａｘに達し、ＭＡＸＮＯＭＡＴＰに違反しなかった場合は、残りの電力の全部または一部を全てのトーンにわたって均等に配分でき、それらのＳＮＲマージンはＴＳＮＲＭからＭＡＸＳＮＲＭまたは可能な限り最も高いＳＮＲＭまで増加する。かかるローディング方法は、ＰＳＤＭＡＳＫがフラットだった場合に最適な、または最適に近い、ビット及び電力配分をもたらす。
【００４５】
ただしＰＳＤＭＡＳＫがフラットでない場合、これらの以前のローディング方法は多くの場合、最適な結果はおろか最適に近い結果すら達成せず、例１ではこれの一例を説明する。
【００４６】
例１
単純なＤＭＴシステムで２つのトーンを使用し、ここでＭＡＸＳＮＲＭ＝３０ｄＢ、ＴＳＮＲＭ＝６ｄＢ、ＭＩＮＳＮＲＭ＝０ｄＢ、Ｒｍａｘ＝Ｒｍｉｎであり、各ＤＭＴシンボルにつきロードする必要があるのは１ビットだけである。表３にはＰＳＤＭＡＳＫ、チャネル状態、及びノイズ状態が示されている。
【表３】
2008546339.tif 000007
【００４７】
ノイズはトーン２の方が小さいため、１ビット配分の増加エネルギーはトーン２の方が小さい。したがって、以前のローディング方法はトーン２へ単一のビットを配分する。１ビットローディングで２１ｄＢ  ＳＮＲが７ｄＢのＳＮＲマージンに相当すると仮定し、以前のローディング方法ならＭＡＸＳＮＲＭ＝３０ｄＢに満たない７ｄＢ  ＳＮＲマージンに終わるだろう。ただし当業者にとって明白であるとおり、最適のビットローディング方法なら単一のビットをトーン１に配分し、ここでＳＮＲは最大電力送信で６０ｄＢであり、よってＭＡＸＳＮＲＭ＝３０ｄＢを達成できる。
【００４８】
シングル回線ローディングに関係する本発明の実施形態は、任意の形状のＰＳＤＭＡＳＫで、そして他の何らかのパラメータ値でローディングを最適化するための方法、装置、その他を提供する。これらの実施形態は、以下の技法の内１つ以上を利用する（当業者によって理解されるとおり、これらは組み合わせて使用できる）。
【００４９】
−繰り返し、
−ローディング中のビットスワッピング、及び／または
−ローディング中の適応型マージン更新
ビットローディング手法の脈絡の中でＳＮＲマージンを検討するには２通りのやり方がある。図３Ａに示された１つのアプローチでは、マージン３１０の０ｄＢ（チャネル利得に対するノイズの比として定義）で正規化ノイズが所要マージン量で３１０から３１５にかけて均一に増加したと仮定し、ビットローディングを遂行する。図３Ｂに示されたもうひとつのアプローチでは所望の水位３２５を達成するため本来の正規化ノイズ３２０を仮定しビットローディングを遂行するが、その後ＳＮＲマージン３３０に対応するためさらなる電力を配分する。厳密に言って、２つの手順の結果は異なることがある。ただし、実施にあたって結果は同じである。以降の例では、ＳＮＲマージンを計上するにあたって図３Ｂのアプローチをとる。
【００５０】
例２
当業者によって理解されるとおり、僅か１つまたは数個のトーンによって性能が著しく損なわれないようにするため、エネルギー及びビット配分は全てのトーンにわたって検討する必要がある。例２は、マージン適応型繰り返しを使用するプロファイル制限シングルＤＳＬ回線ローディングの一例である。図４にも例２（図４の参照番号を参照する）に関係する１つ以上の実施形態が図示されている。
【００５１】
Ａ．４０５でＴＳＮＲＭを用いてロードする−−ＳＮＲＭ＝ＴＳＮＲＭとし増加エネルギー表を作成する。その増加エネルギー表とともに何らかの適当なレート適応型ローディング技法を使用する。結果として得られるレートをＲ１と定義する。もしも４１０でＲ１がＲｍｉｎとＲｍａｘとの間なら、ビット及びエネルギー配分を報告し、４１５で終了する。
【００５２】
（１）もしもＲ１がＲｍａｘより大きいなら、ブランチ４２０を経由しステップＢへ進む。
【００５３】
（２）もしもＲ１がＲｍｉｎより小さいなら、ブランチ４３０を経由しステップＣへ進む。
【００５４】
Ｂ．Ｒ１＞Ｒｍａｘ−−４２５で、ＳＮＲＭ＝ＭＡＸＳＮＲＭとし増加エネルギー表を作成し、その増加エネルギー表とともに何らかの適当なレート適応型ローディング技法を使用する。結果として得られるレートをＲ２と定義する。
【００５５】
（１）４４０で、もしもＲ２≧Ｒｍａｘなら：ＳＮＲＭ＝ＭＡＸＳＮＲＭとする何らかの適当な固定マージンローディング方法とＲｍａｘと増加エネルギー表とを４４２で使用する。ビット及びエネルギー配分を報告し、終了する。
【００５６】
（２）４４０で、もしもＲ２＜Ｒｍａｘなら：以下の繰り返しを行う。
【００５７】
（ａ）４４４で、ＴＳＮＲＭとＭＡＸＳＮＲＭとの間でＳＮＲＭ値を選ぶ（例えば、ＴＳＮＲＭ及びＭＡＸＳＮＲＭの平均に近い値）。選ばれたＳＮＲＭで増加エネルギー表を作成し、その増加エネルギー表とともにレート適応型ローディング方法を使用する。結果として得られるレートをＲ３と定義する。
【００５８】
（ｂ）４５０で、もしもＲ３がＲｍａｘに許容できる程度に近ければ（例えば１０％以内）、ビット及びエネルギー配分を報告し、４５２で終了する。４５０で、もしもＲ３が許容できないほどＲｍａｘより小さければ、４５４でＭＡＸＳＮＲＭ＝ＳＮＲＭに設定し、Ｂ（２）（ａ）へ進む。４５０で、もしもＲ３がＲｍａｘより大きければ、４５６でＴＳＮＲＭ＝ＳＮＲＭに設定し、Ｂ（２）（ａ）へ進む。
【００５９】
Ｃ．Ｒ１<Ｒｍｉｎ−−４３５で、ＳＮＲＭ＝ＭＩＮＳＮＲＭとし増加エネルギー表を作成し、その増加エネルギー表とともにレート適応型ローディング方法を使用する。結果として得られるレートをＲ４と定義する。
【００６０】
（１）４６０で、もしもＲ４＜Ｒｍｉｎなら：最小レート要求を満たすことはできない。エラーを報告し、４６２で終了する。
【００６１】
（２）４６０で、もしもＲ４≧Ｒｍｉｎなら：以下の繰り返しを行う。
【００６２】
（ａ）４６４で、ＴＳＮＲＭとＭＩＮＳＮＲＭとの間でＳＮＲＭ値を選ぶ（例えば、ＴＳＮＲＭ及びＭＩＮＳＮＲＭの平均に近い値）。選ばれたＳＮＲＭで増加エネルギー表を作成し、その増加エネルギー表とともにレート適応型ローディング方法を使用する。結果として得られるレートをＲ５と定義する。
【００６３】
（ｂ）４７０で、もしもＲ５がＲｍｉｎに許容できる程度に近ければ、ビット及びエネルギー配分を報告し、４７２で終了する。４７０で、もしもＲ５が許容できないほどＲｍｉｎより小さければ、４７４でＴＳＮＲＭ＝ＳＮＲＭに設定し、Ｃ（２）（ａ）へ進む。４７０で、もしもＲ５がＲｍｉｎより大きければ、４７６でＭＩＮＳＮＲＭ＝ＳＮＲＭに設定し、Ｃ（２）（ａ）へ進む。
【００６４】
上の例２の方法は、ＳＮＲＭの様々な値で増加エネルギー表を頻繁に更新し、かかる更新は、ＳＮＲＭ＝ＭＩＮＳＮＲＭとする予め計算された増加エネルギー表を使用することによって効率よく実施できる。ＳＮＲＭがＭＩＮＳＮＲＭに等しい場合は最小量の送信エネルギーが使われ、ＢＣＡＰ及びＰＳＤＭＡＳＫの結果として無限値を有する表項目の数はごく僅かとなる。ＭＩＮＳＮＲＭとは異なる所与のＳＮＲＭで、項目は次のように効率よく調整できる。等式（１）から分かるとおり、送信エネルギーは選択されるＳＮＲＭに比例する。したがって、更新済みの表の中にある項目はどれも、当初の表（つまりＳＮＲＭ＝ＭＩＮＳＮＲＭとする）の項目をｄＢ単位の差（ＳＮＲＭ−ＭＩＮＳＮＲＭ）でスケールされたものに等しくなる。このほかに、ローディングにおいてエネルギーに直接的に関係する２つのパラメータが、すなわちＰＳＤＭＡＳＫとＭＡＸＮＯＭＡＴＰとが、ある。したがって、新たなエネルギー表を作る代わりに、無限値を持つ表項目を計算するため差（ＳＮＲＭ−ＭＩＮＳＮＲＭ）によってＰＳＤＭＡＳＫを正規化できる。また、当初の表がＭＩＮＳＮＲＭで計算されたことを考慮に入れるため差（ＳＮＲＭ−ＭＩＮＳＮＲＭ）によってＭＡＸＮＯＭＡＴＰを正規化できる。この要領で進めば、僅か１つの増加エネルギー表を作成するだけでよく、頻繁な更新が大いに簡素化される。
【００６５】
例２の方法では、最適なビット及びエネルギー配分を見つけるため、レート適応型、マージン適応型、及び／または固定マージン方法等、周知のローディング方式の１つ以上の（サブメソッド）繰り返しを使用する。繰り返し数は、チャネル／ノイズ状態次第で１まで小さくできる（例えば、表２の格付け１乃至７を参照せよ）。
【００６６】
例３
本発明の実施形態によるもうひとつの技法はローディング中にビットスワッピングを使用し、図３ではこれの一例を説明する。図５にも例３に関係する１つ以上の実施形態５００が図示されている。既存ＤＳＬシステムでは通例、全トーンにわたって最小マージンを最大化するため、ＳＨＯＷＴＩＭＥのときだけにビットスワッピングが使われる。本発明のいくつかの実施形態では、ビットローディングが最適でなかった場合にマージンを最大化する（または少なくとも改善する）ため、ＳＨＯＷＴＩＭＥに入る前のローディングプロセスの最終部分でビットスワッピングを使用する。
【００６７】
まずは最初のビット及びエネルギーローディングを明らかにするため、何らかの適当なローディングサブメソッド５１０を使用する。５３０でＳＨＯＷＴＩＭＥに入る前に、全トーンにわたって最小マージンを最大化する（または少なくとも改善する）ため、ビットスワッピングサブメソッド５２０（例えば、当業者にとって周知のレビン・カンペロ法）を適用する。例えば、上の例１の単純なローディング方法をサブメソッド５２０として使用し、トーン２には１ビットが割り当てられる。ビットスワッピングサブメソッドまたは他プロセスは、ＳＨＯＷＴＩＭＥ  ５３０に入る前に不首尾に割り当てられたビットをトーン１へ移すことにより最適なビット配分を達成する。
【００６８】
例４
本発明の実施形態によるもうひとつの技法では、ローディングのときに適応型マージン更新を使用し、図４ではこれの一例を説明する。図６Ａ及び６Ｂにも例４に関係する１つ以上の方法の実施形態６００が図示されている（図６Ａ及び６Ｂの例で、以降の論述における変数γの代わりに変数Ｇが使われている点に注意せよ）。達成可能なマージンより幾分小さいマージンを伴う増加エネルギー表に基づくローディングは、厳格なＰＳＤＭＡＳＫ制約によりあまりにも極端にビットをトーンに割り当てることがあるから、ＰＳＤＭＡＳＫ等がフラットでない場合にはマージン適応型ローディングプロセスをを変更する必要があるかもしれない。これは、ほかの方法（例えば、例１の方法）で可能なマージンより幾分低いマージンをもたらすことがある。本発明のこの態様によると、マージン適応型ローディングの一実施形態では上の例２に見られるのと同様の繰り返し法を使用する。以降の例では、（例えば、ＴＳＮＲＭの代わりに）達成可能マージンγの調整を使用する。
【００６９】
Ａ．初期化（例えば、図６Ａの６０２を参照せよ）：
（１）
【数３】
2008546339.tif 000008
【００７０】
を用いて増加エネルギー表を計算する（ＴＳＮＲＭの代わりにＭＡＸＳＮＲＭを使用する）
（２）Ｅｔｏｔａｌを０に設定する
（３）全てのｎ＝ｎ１．．．．ｎＮについて全てのＥｎ及びｂｎを０に設定する（ｎはＤＭＴトーンインデックスであり、ｎ１は最初のトーンであり、ｎＮは最後のトーンであり、ローディングにあたってはＮ個のトーンが勘案される）
（４）γ、達成可能マージンの推定値、をＭＡＸＳＮＲＭに設定する
Ｂ．第１の段階（例えば、図６Ａのステップ６０４−６１４を参照せよ）：γ＝ＭＡＸＳＮＲＭとＲ＝Ｒｍａｘとが達成可能と仮定しロードする。
【００７１】
全トーンにわたって最小増加エネルギー（ΔＥｎ（ｂｎ＋１））を有するトーンに各ビットを逐次加える。ビットを加えることによりある１つのトーンでＰＳＤＭＡＳＫまたはＢＩＴＣＡＰに違反するなら、そのトーンのΔＥｎ（ｂｎ＋１）は無限とみなされる。ビットが加えられるたびにΔＥｎ（ｂｎ＋１）によってＥｔｏｔａｌを増やす。以下に記す２つの停止基準の内一方が満たされるまで続ける。
【００７２】
（１）Ｒｍａｘが達成された：終了し、γ、Ｒｍａｘ、Ｅｎ、及びｂｎを返す。
【００７３】
（２）さらなるビットを加えることによりＥｔｏｔａｌがＭＡＸＮＯＭＡＴＰを超過する：ＭＡＸＳＮＲＭは達成できず、γはより低いマージン値へ調整される。Δγ（例えば１ｄＢ）によりγ、Ｅｔｏｔａｌ、及びＥｎを減らし、減らされたγを用いて増加エネルギー表を再計算する。γが減らされたから、ビットをロードするのに要するエネルギーは少なくなり、ＰＳＤＭＡＳＫが固定される各トーンでより多くのビットをロードできる。したがって増加エネルギー表はおそらく、さらなるビットのロードを許す。第２の段階へ進む。
【００７４】
Ｃ．第２の段階（例えば、図６Ａのステップ６１６−６２８を参照せよ）：ＴＳＮＲＭ≦γ＜ＭＡＸＳＮＲＭとＲ＝Ｒｍａｘとが達成可能と仮定しロードする。
【００７５】
全トーンにわたって最小のΔＥｎ（ｂｎ＋１）を有するトーンに各ビットを逐次加える。ビットを加えることによりある１つのトーンでＰＳＤＭＡＳＫに違反するなら、そのトーンのΔＥｎ（ｂｎ＋１）は無限とみなされる。ビットが加えられるたびにΔＥｎ（ｂｎ＋１）によってＥｔｏｔａｌを増やす。以下に記す２つの停止基準の内一方が満たされるまで続ける。
【００７６】
（１）Ｒｍａｘが達成された：終了し、γ、Ｒｍａｘ、Ｅｎ、及びｂｎを返す。
【００７７】
（２）さらなるビットを加えることによりＥｔｏｔａｌがＭＡＸＮＯＭＡＴＰを超過する：γは達成できず、γは再びより低いマージン値へ調整される。Δγ（例えば１ｄＢ）によりγ、Ｅｔｏｔａｌ、及びＥｎを減らし、減らされたγを用いて増加エネルギー表を再計算する。γが減らされたから、ビットをロードするのに要するエネルギーは少なくなり、ＰＳＤＭＡＳＫが固定される各トーンでより多くのビットをロードできる。したがって増加エネルギー表はおそらく、さらなるビットのロードを許す。もしもγ＞ＴＳＮＲＭならこの第２の段階を再開し、そうでなければ第３の段階へ進む。
【００７８】
Ｄ．第３の段階（例えば、図６Ｂのステップ６３０−６４０を参照せよ）：γ＝ＴＳＮＲＭとＲｍｉｎ＜Ｒ＜Ｒｍａｘが達成可能と仮定しロードする。
【００７９】
全トーンにわたって最小のΔＥｎ（ｂｎ＋１）を有するトーンに各ビットを逐次加える。ビットを加えることによりある１つのトーンでＰＳＤＭＡＳＫに違反するなら、そのトーンのΔＥｎ（ｂｎ＋１）は無限とみなされる。ビットが加えられるたびにΔＥｎ（ｂｎ＋１）によってＥｔｏｔａｌを増やす。以下に記す２つの停止基準が満たされるまで続ける。
【００８０】
（１）さらなるビットを加えることによりＥｔｏｔａｌがＭＡＸＮＯＭＡＴＰを超過する：
（ａ）もしもＲ≧Ｒｍｉｎなら、終了し、γ＝ＴＳＮＲＭ、Ｒ、Ｅｎ、及びｂｎを返す。
【００８１】
（ｂ）さもなくば、γ＝ＴＳＮＲＭでＲｍｉｎは達成できない。Δγ（例えば１ｄＢ）によりγ、Ｅｔｏｔａｌ、及びＥｎを減らし、減らされたγを用いて増加エネルギー表を再計算する。γが減らされたから、ビットをロードするのに要するエネルギーは少なくなり、ＰＳＤＭＡＳＫが固定される各トーンでより多くのビットをロードできる。したがって増加エネルギー表はおそらく、さらなるビットのロードを許す。第４の段階へ進む。
【００８２】
Ｅ．第４の段階（例えば、図６Ｂのステップ６４２−６５６を参照せよ）：ＭＩＮＳＮＲＭ≦γ＜ＴＳＮＲＭとＲ＝Ｒｍｉｎとが達成可能と仮定しロードする。
【００８３】
全トーンにわたって最小のΔＥｎ（ｂｎ＋１）を有するトーンに各ビットを逐次加える。ビットを加えることによりある１つのトーンでＰＳＤＭＡＳＫに違反するなら、そのトーンのΔＥｎ（ｂｎ＋１）は無限とみなされる。ビットが加えられるたびにΔＥｎ（ｂｎ＋１）によってＥｔｏｔａｌを増やす。以下に記す２つの停止基準が満たされるまで続ける。
【００８４】
（１）Ｒｍｉｎが達成された：終了し、γ、Ｒｍｉｎ、Ｅｎ、及びｂｎを返す。
【００８５】
（２）さらなるビットを加えることによりＥｔｏｔａｌ＞ＭＡＸＮＯＭＡＴＰとなる：Δγ（例えば１ｄＢ）によりγ、Ｅｔｏｔａｌ、及びＥｎを減らし、減らされたγを用いて増加エネルギー表を再計算する。もしもＭＩＮＳＮＲＭ≦γなら第４の段階へ進み、さもなくば終了し、ＬＯＡＤＩＮＧ＿ＦＡＩＬＥＤを返す（すなわち、たとえＭＩＮＳＮＲＭでも最小データレート要求Ｒｍｉｎは達成できない）。
【００８６】
繰り返しを伴う代表的サブメソッドと違って、最後のサブメソッドは複数のローディング試行を必要としない。サブメソッドが進むにつれてマージン値γは調整されるが、前のステップのビット配分は保たれ、専らローディングが完了しているか否かを確認するためさらなるビットが追加される。
【００８７】
例４の第１の段階ではＭＡＸＳＮＲＭが達成可能と仮定し、ＭＡＸＳＮＲＭが達成可能なマージン値であると仮定して計算された増加エネルギー表を使ってビットがロードされる。もしもＭＡＸＮＯＭＡＴＰ条件に違反せずにＲｍａｘを達成するならローディングは停止し、達成されたビットとエネルギーの配分を返す。
【００８８】
もしもＲｍａｘを達成する前にビットローディングが停止するなら、達成可能マージンの仮定はΔγによって減らされ、Ｒｍａｘを達成できるか否かを確かめるため、その時点でロードできる追加ビット（例えば、ＰＳＤＭＡＳＫ及び／またはＭＡＸＮＯＭＡＴＰ違反のためビットローディングを停止させたビット）がロードされる。Δγは、通常ならば１ｄＢが選ばれる。ただし、例えばロードされるデータレートがＲｍａｘをかなり下回る場合には、これよりも大きい値を選ぶことができる。大きいΔγを選ぶことによってプロセスは捗る。マージン仮定を減らした後には、（最初のビットからローディングをやり直すのではなく）前のステップまでに達成したビット及びエネルギー配分が継続点として使われ、さらなるビットが配分される。もしも表１に従い一定の条件が満たされるなら、プロセスは完了する。さもなくば、プロセスはより小さいγ値で継続する。
【００８９】
本発明のいくつかの実施形態においては、チャネル／ノイズ識別とビットローディングとを少なくとも２回遂行することが望ましい。１回目は全てのトーンが公称電力レベルで鳴らされる（つまり、全てのトーンが公称電力レベルで送信される）。これは、歪やＩＳＩ等の信号依存作用が強いことを意味する。１回目のビットローディングは前述した手法を用いて行われ、ここでトーンのいくつかは０ビットと０利得とに割り当てられ、あるいはことによると０ビットと、公称電力レベルを下回る小さい利得とに割り当てられる（モニターされるトーン）。２回目は、前のビットローディング手順の利得配分を用いてトーンが鳴らされる。トーンが少なければ歪効果は小さく、これはことによると一部のトーンでＳＮＲを増大させる。２回目のビットローディングは、２回目のチャネル／ノイズ識別からより正確な情報を用いて行うことができる。上記の手順は３回以上に拡大できる。
【００９０】
本発明の実施形態はこのように進行しながら最適なビット及びエネルギー配分を見つけ、ここでマージンは、どんなＰＳＤＭＡＳＫ形状でも、どんな類似制約でも、ロードされる全てのトーンにわたって同じかまたは同程度となることが保証される。当業者によって理解されるとおり、この手法は他のＤＳＬシステム、パラメータ、及び状況に応用できる。さらに当業者によって理解されるとおり、これらの方法は場合によっては他の通信システムに応用できる。
【００９１】
一部のＤＳＬモデム実装では、ｍｉｎＥｎ等の値がトーン当たりの最小送信エネルギーを制限することがある。かかる場合には、ローディングが完了した後にＥｎ，ｎｅｗ＝ｍａｘ（ｍｉｎＥｎ，Ｅｎ）となるようＥｎを調整できる。あるいは、しかるべき増加エネルギー表の中で直接的にｍｉｎＥｎを反映させることができる。
【００９２】
本発明によるプロファイル制限ローディングは、これまで必要とされてきた、及び／または使用されてきたマージン適応型、レート適応型、及び固定マージン手法の全てに取って代わることができる。マージン適応型システムが所望される場合は、ＴＳＮＲＭを十分に大きい数に設定できる。レート適応型システムが所望される場合は、Ｒｍａｘを十分に高く設定でき、ＭＡＸＳＮＲＭとＭＩＮＳＮＲＭはいずれもＴＳＮＲＭに設定できる。固定マージンシステムが所望される場合、これは当然固定マージンを実施するから、適当なＭＡＸＳＮＲＭとともにローディングを使用できる。本発明によるプロファイル制限ローディング技法は、ＰＳＤＭＡＳＫの形状、または他のパワースペクトル密度要求、及び／またはパラメータにかかわりなく、最適な、またはほぼ最適な、ビット及びエネルギー配分を提供する。
【００９３】
シングル回線ローディングの状況と同じく、マルチユーザ／マルチ回線ベクトル化ＤＳＬシステムでは、片側ベクトル化ＤＳＬシステムの各回線ｕ（例えば、Ｕ個の回線で各々Ｎ個のトーンを有する）に独自のプロファイル制約があり、ここでＭＡＸＳＮＲＭｕ、ＴＳＮＲＭｕ、ＭＩＮＳＮＲＭｕ、Ｒｍａｘ，ｕ、Ｒｍｉｎ，ｕ、ＰＳＤＭＡＳＫｕ、ＭＡＸＮＯＭＡＴＰｕ、ＭＡＸＮＯＭＰＳＤｕ、ＭＡＸＲＸＰＷＲｕ、ＣＡＲＭＡＳＫｕ、ＲＦＩＢＡＮＤＳｕ、及びＰＳＤＲＥＦｕ（アップストリームパワーバックオフ）等のパラメータが満たされなければならない。一部のユーザはＭＡＸＳＮＲＭｕとＲｍａｘ，ｕとを達成でき、他のユーザはＴＳＮＲＭｕとＲｍｉｎ，ｕだけを達成できる。
【００９４】
多くの先行システムでは、専ら所与の電力制約でレート最適化が検討されるか、または所与のレート制約で電力最適化が検討されてきた。たとえ最良の先行方法でも、レート総和が最大化される場合を除き、最適スペクトルを求めるには複雑な凸最適化プログラムを必要とした。Ｕ個の回線でレート及びマージン範囲が指定される場合に最適なソリューションを求めることは、特にＰＳＤ、オーダリング、ビット配分、そして結果として得られるレート及びマージンの合同最適化を試みるなら、極めて困難である。
【００９５】
本発明の実施形態は、ＰＳＤとオーダリングとビット配分とが繰り返し計算される、計算的に実現可能な方法を提供する。手法全体の複雑さを抑えるため、オーダリング最適化（本明細書では「オーダースワッピング」とも呼ぶ）のときには個別の繰り返しを使用できる。
【００９６】
全ての回線のトレーニングがまとめて行われる場合は、ローディングを完了するため３つの回線特性及び／またはサービス特性パラメータを、すなわち
−パワースペクトル密度（ＰＳＤ）と、
−復号化及び／またはプリコーディングのオーダリングと、
−各ユーザの各トーンへのビット配分とを、決定する必要がある。
【００９７】
３つの要因をまとめて決定することは可能だが、そのような形で最適なソリューションを見つけるには非常に手間がかかる。
【００９８】
本発明による方法は、ＰＳＤとオーダリングとビット配分とを逐次決定するから、上述した合同決定問題よりシンプルである。図７には、本発明の実施形態による方法７００の一例証が示されている。図７に見られるとおり、７１０での初期化の後、最適化７２０は、ＰＳＤ決定とビット配分とオーダリングとからなる３つのステップのシーケンスを含み、変えることができる（例えば、オーダリング、ＰＳＤ、ビット配分の順に進めることができる）。場合によってはオーダリング７２６を最初に位置づける必要があると認められ、その後にＰＳＤ  ７２２とビット配分７２６とを実施できる。ただし、もしも初期の結果が望ましくなければオーダリングは変更でき、実際、オーダリングの変更を伴いながらこれらのステップを（ことによると数回）繰り返すとエネルギー及び／またはビット配分の変更に帰結する。一般的に、ビット配分段階に入る前に初期または既存ＰＳＤ及びオーダリングが与えられる限りは、どんなシーケンスでも使用できる。場合によってはローディングを完了して７３０でＳＨＯＷＴＩＭＥに入るため、シーケンスを２回以上実行することが望まれる。事実、一般的には、７２０の処理を逐次遂行しながら、必要に応じ１つ以上のステップ７２２、７２４、７２６を繰り返すことができる。
【００９９】
全ユーザのＰＳＤが最初に決定し固定される場合は全てのトーンが減結合し、オーダリングにあたってシンプルな方法を用いることができる。ひとたびオーダリングが決定したら、各ユーザのトーンのＳＮＲが決定され、幾分修正されたシングルユーザローディングを用いてビット配分を決定できる。ＤＳＬ最適化装置等のコントローラは常に、全回線をまとめてトレーニングできるものとしてローディングを遂行でき、その後、もしもいくつかの回線がすでにアクティブならば、結果をいかに実施すべきかを判断する。ただし、個々の回線はコントローラについて無知の状態でローディングを遂行できる。各回線はコントローラからビットレートとＰＳＤ制約とを受け取り、選択されたオーダーの中での位置を知らない。そして回線は、ビットレートとエネルギーの制約が満たされるようにするため、最初に、または作動中に継続的に、ローディングを実行する（しばしば「ビットスワッピング」と呼ばれる）。回線のローディング実施はオーダーを知らない。コントローラはオーダーを知っており、これが（各トーン上で）１組の回線に割り当てたオーダーに基づき各回線につきビットとエネルギーの制約を決定する。上述したとおり、本発明のいくつかの実施形態においてはＰＳＤ（またはＥｕ，ｎ、ユーザｕのトーンｎへ配分されるエネルギー）が最初に決定される。ベクトル化はＣＯ側で行われるから、アップストリーム構造とダウンストリーム構造は異なる。
【０１００】
アップストリーム構造で総エネルギー（例えばＭＡＸＮＯＭＡＴＰ）が制限事項である場合、ＰＳＤを決定する一方法では、総和レート（当技術において「レート総和」等とも呼ばれるこれは、全ユーザのデータレートの総和である）が最大化されるようベクトル化多重アクセスチャネルの繰り返し注水を実行する。ＰＳＤＭＡＳＫが制限事項である場合、ＰＳＤはＰＳＤＭＡＳＫと同じになるよう選択できる。レート目標を達成するため１つ以上のユーザが他のユーザより高い優先順位を要求する場合、各優先ユーザのスペクトルは他のユーザより前に最適化できる（例えば、優先ユーザの最適化のオーダーを決定する優先ユーザの優先権）。繰り返し注水はまた、ユーザの所与の一組のレートまたはレートタプルとともに実行でき、ここで各回線は固定マージン注水を実行し、ノイズは、所与の回線でキャンセルされない非ベクトル化ユーザ及びベクトル化ユーザから発生する。この場合、任意の及び全てのトーンにおける最良のオーダリングは、データレートが最高のユーザを最も好都合な位置（すなわち最後、ここで他の全てのユーザはキャンセルされる）に置くことである。ユーザのオーダリングが予め固定されている場合、ＰＳＤは所与のオーダリングで最適化できる。
【０１０１】
アップストリーム構造でＰＳＤを決定するもうひとつの方法では、ユーザエネルギーの加重総和を最小化しながら、またはエネルギーベクトル制約を満たしながら、レートタプルによって指定される所与の１組のユーザデータレートを達成する問題を解決する。これらの問題に対する解決策は当業者にとって公知である（例えば、２００５年秋にスタンフォード大学で行われた講座ＥＥ４７９の第１３章ノートの１３．４及び１３．５節を参照せよ、第１３章はあらゆる目的のため参照により本明細書に全面的に組み込まれる）。
【０１０２】
ディファレンシャルエクサイテーション（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）だけを使用する（つまり具体的に、ファントムもスプリットペアモードも励起されない）ベクトル化システムで生じる「行優位（ｒｏｗ−ｄｏｍｉｎａｔｅｄ）」（アップストリーム）または「列優位（ｃｏｌｕｍｎ−ｄｏｍｉｎａｔｅｄ）」（ダウンストリーム）状況として公知である状況で、もしもノイズが全ての回線でホワイトであり、且つ回線から回線にかけて無相関であるならば、通常ならどんなオーダーでも使用できる。ただしいずれの場合でも、繰り返し注水またはＰＳＤＭＡＳＫに等しいＰＳＤが使用される上記のシングル回線ローディングアプローチのいずれかを使用し、必要以上に大きいエネルギーが割り当てられることがある。本明細書で用語「繰り返し注水」を使用する場合は、実際の手法が、最低増加エネルギーコストの位置へユーザのビットを加える手法であると理解される。かかる最低増加コストローディングは、全回線によって別個に実行される場合に収束することが公知である。この収束は、他の回線が同時に同じタイプのローディング手法を用いてスペクトルを変化させる場合にも起こる。
【０１０３】
本発明による方法は、ベクトル化システムに含まれない回線とベクトル化システムに含まれる回線に対し送信電力を減らしてポライトネス（ｐｏｌｉｔｅｎｅｓｓ）を強要できる。
【０１０４】
−ＭＡＸＮＯＭＡＴＰまたはＰＳＤＭＡＳＫはＰＳＤを決定する前に適切に調整できる。一方法では、前の作動から、またはローディング方法またはサブメソッドの前の実行から、所期マージンを使用する。この所期マージンには毎回僅かな調整を施すことができ、方法は複数のベクトルトレーニングの後に収束する。
【０１０５】
−下で説明するビット配分で、マージンをＭＡＸＳＮＲＭより大きくする不必要な電力は除外できる。
【０１０６】
−下のＳＨＯＷＴＩＭＥオーダースワッピング方法またはシステムモデルで、マージンをＭＡＸＳＮＲＭより大きくする不必要な電力は落とすことができる。
【０１０７】
ダウンストリーム構造でダウンストリームブロードキャスト（「ＢＣ」）チャネルを対応する多重アクセスチャネルにマップするには、当業者にとって公知の双対性結果を使用できる（例えば、２００５年秋にスタンフォード大学で行われた講座ＥＥ４７９の第１４章ノートの１４．５節を参照せよ、第１４章はあらゆる目的のため参照により本明細書に全面的に組み込まれる）。かかる双対多重アクセスチャネルでは、マッピングにりこれを本来のブロードキャストチャネルに戻す前に、アップストリームＰＳＤに関して上述したＰＳＤ配分を使用できる。ＭＡＸＮＯＭＡＴＰが制限事項である場合、ＰＳＤを決定する一方法では、レート総和が最大化されるよう、双対ベクトル化多重アクセスチャネルの総和電力制約とともに繰り返し注水を実行する。ＰＳＤＭＡＳＫが制限事項である場合、ＰＳＤはＰＳＤＭＡＳＫと同じになるよう選択できる。１つ以上のユーザのレート目標が優先される場合には、それらのユーザのスペクトルを他のユーザより前に最適化できる。ユーザのオーダリングが予め固定される場合は、所与のオーダリングでＰＳＤを最適化できる。いずれの場合でも、必要以上に大きいエネルギーが割り当てられることがあり、上述したアップストリーム問題との関係で使われる方法は、ベクトル化システムに含まれる回線と含まれない回線の両方で送信電力を減らしポライトネスを強要／強制できる。
【０１０８】
ここでは例証的ＰＳＤ決定方法を紹介する。レート総和を最大化する繰り返し注水方法とともに、ブロードキャストチャネルとこれに対応する多重アクセスチャネルとの双対性を使用する。当業者にとって周知のとおり、多重アクセスチャネルのＰＳＤ最適化問題は凸なので、本来のブロードキャストチャネルの代わりに双対多重アクセスチャネルがＰＳＤ決定のため使用される。したがって、繰り返し注水等の計算的に効率のよい方法を使用できる。ひとたび多重アクセスチャネルのＰＳＤが決定したら、周知の式／技法を用いて対応するブロードキャストチャネルのＰＳＤを求めることができる。
【０１０９】
Ｕ名のユーザを伴う通信システムの場合、双対変換は次のとおりに説明できる。異なるダウンストリーム受信器位置におけるチャネル出力のベクトルは次のとおりに書くことができ、
【数４】
2008546339.tif 000009
【０１１０】
ここで
【数５】
2008546339.tif 000010
【０１１１】
は
【数６】
2008546339.tif 000011
のｕ番目の行であり（
【数７】
2008546339.tif 000012
【０１１２】
はＨのｕ番目の列）、Ｕｘ１ベクトル入力シンボル
【数８】
2008546339.tif 000013
【０１１３】
のベクトル移動を表す。この等式のためトーンインデックスが落とされ、これはベクトル化ＤＭＴシステムで全てのトーンに個別に適用され、全ての要素もまたトーンによりインデックスが付される。
【０１１４】
ベクトル入力
【数９】
2008546339.tif 000014
【０１１５】
は、ユーザの各々に対応するＵ個の入力ベクトルの和と解釈できる。
【数１０】
2008546339.tif 000015
【０１１６】
各ユーザのベクトル入力シンボルは次の自己相関行列を有し、
【数１１】
2008546339.tif 000016
【０１１７】
全体的な自己相関は次のとおりである。
【数１２】
2008546339.tif 000017
【０１１８】
ユーザｕのこのベクトルシンボルは総エネルギー
【数１３】
2008546339.tif 000018
【０１１９】
を有する。双対システムは次の多重アクセスチャネルを形成する。
【数１４】
2008546339.tif 000019
【０１２０】
総和レートを最大化するＰＳＤを決定するため、多重アクセスチャネルに繰り返し注水を適用する。繰り返し注水の各ステップで、何らかの適当なシングルユーザ注水手法（上述したもの、及び／または当業者にとって公知のものを含む）を用いてユーザの送信電力
【数１５】
2008546339.tif 000020
【０１２１】
が更新される。本来の注水手法で、プロセスは
【数１６】
2008546339.tif 000021
【０１２２】
が判明した後に次のユーザへ、または次の繰り返しセットへ、継続する。ただしここで検討されている問題のため、決定した送信電力を調べて対応するブロードキャストチャネル送信自己相関行列
【数１７】
2008546339.tif 000022
【０１２３】
が電力制約を満たすか否かを確かめなければならない。双対チャネルの各ユーザの多重アクセスエネルギー制約は、最初に以下のスカラー及び行列を計算することによって判明する（これらの等式は各トーンごとの、そしてユーザの所与現在オーダーのものと理解される）。
【数１８】
2008546339.tif 000023
【０１２４】
インデックスｕのこれらの２つの量は、オーダリングの中で先に現れるユーザの（すなわちＡｕ）、またはオーダリングの中で後に現れるユーザの（すなわちＢｕ）、関数に過ぎない。コントローラ（ＤＳＬ最適化装置等）においては、所与の繰り返しでユーザｕのため固定マージン注水が１回だけ実行され、他の
【数１９】
2008546339.tif 000024
【０１２５】
は、前の繰り返しから、または初期化から、分かる（通常、初期値のゼロ）。周知のとおり、かかる固定マージン実行はローディングのため増加エネルギー表を使用する。この表は各々の追加ビットをトーンにロードするのに要する増加エネルギーを収容し、それらのエントリにおける無限増加エネルギーにより、そのトーンのダウンストリームＰＳＤＭＡＳＫ制約か、またはそのトーンのＢＩＴＣＡＰが実行される。各ｕにつき以下の関係により、この増加エネルギー表もまた他のユーザの自己相関関数
【数２０】
2008546339.tif 000025
【０１２６】
の関数であり、
【数２１】
2008546339.tif 000026
【０１２７】
したがって
【数２２】
2008546339.tif 000027
【０１２８】
所与の繰り返しで増加エネルギー表を作るためユーザｕの等式だけが使われ、各トーンにつき既知の制約Ａｕ、Ｂｕ、及び
【数２３】
2008546339.tif 000028
【０１２９】
を使用する。増加エネルギーは同等の双対多重アクセスチャネルのものだが、ブロードキャストチャネルのエネルギー制約を反映する。
【０１３０】
上の量Ｂｕは、前のマージン適応型双対エネルギー計算の結果を用いて専ら連続的に（つまり、専らオーダーインデックスにて）計算でき、これはｕがＵから１へ減少する繰り返しのたびに更新され入手可能となる。双対多重アクセスチャネルのエネルギーは、さらなるビットを加えることにより各トーンで増加し、固定マージンローディングを使用し、他の全ユーザの現在
【数２４】
2008546339.tif 000029
【０１３１】
とし、そのユーザで所与レートタプルのエネルギーは最小化される。双対多重アクセスシステムの各ユーザのビットレートは、本来のＢＣチャネルにおける同じユーザの対応するビットレートに等しい。この手順もまた収束することが知られており、所与のレートタプルを得るため全ユーザの所与のオーダーで最小のエネルギーをもたらす。ひとたび手順が各ユーザの全トーンについて１組のエネルギー
【数２５】
2008546339.tif 000030
【０１３２】
をもたらしたら、所与のオーダーで全ユーザの各トーンにつき実際のダウンストリームＰＳＤ値と自己相関行列とを得るため等式（９）を使用できる。
【０１３３】
ボンドされた片側ユーザのカスケードがある場合、周知の双対性手順は幾分複雑ではあるが、当業者にとっては公知であり明白である。この手順はかかる状況に適用できる。基本的に、上のＡｕとＢｕはいずれも行列になり、等式（９）より複雑な周知の等式を使用する必要がある。
【０１３４】
ＤＭＴ  ＤＳＬシステムで規格に準拠するには、ダウンストリーム受信器がビット分布を決定しなければならない。したがって、専ら初期エネルギー（例えばＰＳＤＭＡＳＫ）設定と、全ユーザの各トーンの全体データレートと、全トーンのオーダリングとを決定するため、ＤＳＬ最適化装置等のコントローラにより本発明による集中ローディングを遂行でき、そのオーダリングは、ＤＳＬシステムの特定の局面を左右する（例えば、複合ローターユニット（Ｑ行列等の実装等、行列操作の代わりに使用）及び／またはプリコーダ／復号器実装）。そして個々の回線はローディングとスワッピングを行うことができ、コントローラが最初にＰＳＤＭＡＳＫ等を設定するため使用した本来のビット分布とは異なるビット分布が可能になる。全体的課題は、非現実的な集中ローディングを試みることではなく、ＰＳＤＭＡＳＫとエネルギー設定とともにオーダーを決定することなので、これは実際に許容され推奨される。
【０１３５】
（例えば、アップストリームのための手順の内１つによって、または上のダウンストリームのための双対性を通じて）ひとたび全回線のＰＳＤが決定したら、アップストリーム及びダウンストリームベクトル化ローディング間のさらなる相違はごく僅かである。いくつかの実施形態ではアップストリームに一般化判定帰還等化（「ＧＤＦＥ」または「逐次復号化」と呼ばれることがある）を使用でき、いくつかの実施形態ではダウンストリームにプリコーディングを使用できる。ＧＤＦＥ実装に関する技法、その他は２００６年１月２０日に提出された米国第１１／３３６，１１３、表題「Ａｄａｐｔｉｖｅ  ＧＤＦＥ（適応ＧＤＦＥ）」に見ることができ、これはあらゆる目的のため参照により本明細書に全面的に組み込まれる。プリコーディング実装に関する技法、その他は、２００６年１月２０に提出された米国第１１／３３６，６６６、表題「Ｔｏｎａｌ  Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ（トーンプリコーディング）」に見ることができ、これはあらゆる目的のため参照により本明細書に全面的に組み込まれる。
【０１３６】
アップストリーム−ＧＤＦＥは各トーンにつき各ＤＭＴシンボルでリセットできるから、誤差伝播はＧＤＦＥにとって大きな問題ではない。ただし、誤差伝播の低下は回線安定性を向上させる。したがって、アップストリームでは全てのトーンで同じオーダリングを使用すると有益であり、こうすれば全てのトレリス符号化ＤＭＴトーンを減算の前に復号化できる。トーンにわたってオーダリングが異なる場合は、判定デバイスの後のユーザのビットを、これがビタビ復号器を通過する前に、減算のため使用する必要がある。一部のシステムでは、最小総和電力による最良の性能のため全てのトーンでオーダリングが同じであると想定する。これは妥当であるかもしれず、場合によっては最適ですらあるかもしれないが、本発明の各実施形態との関係では想定しない。さらに、たとえオーダリングが各トーンで同じであっても、この１つのオーダリングは決定しなければならない。ＧＤＦＥ受信器で、もしも全てのトーンで同じオーダリングが使用されるなら、（判定装置からの出力ではなく）復号器からの出力を信号の減算に使用できる。もしも全てのトーンで同じオーダーが使用されるなら、全てのトーンから第１のユーザの信号を判定装置に通すことができ、その結果は復号器へ引き渡すことができ、復号結果は減算に使用でき、かくして次のユーザは復号化プロセスを繰り返すことができる。同じオーダーが使用されないならこれは可能ではなく、各トーンは減算／判定のためそれぞれのオーダリングに従う必要がある。当業者によって理解されるとおり、復号器からの出力が減算に使用される場合は誤りの見込みは低く、全体的性能（例えば、ビット誤り率すなわちＢＥＲ）は下げることができる。一方、同じオーダリング制約は、1つ以上のレートタプルが選ばれることを排除するかもしれない。したがって、同じオーダリングを選ぶことと混合オーダリング（つまり、全てのトーンで同じオーダリングを持たないオーダリング）を選ぶこととの間でトレードオフがあり、本発明の実施形態によると、２つの内１つを適応的に選択できる。
【０１３７】
ダウンストリーム−プリコーディングはモジュロ演算を必要とするため、エネルギー表では僅かなエネルギーペナルティを反映させる必要がある。アップストリームにそのようなペナルティはない。また、ダウンストリームの場合は両側（例えば、ＤＳＬＡＭ及びＣＰＥ）でモジュロ演算をサポートする必要があるが、アップストリームベクトル化受信器はモジュロ演算を必要としない。ダウンストリームではプリコーダのモジュロ減算がエンコーダ側で実施されるから、誤差伝播はない。よって、プリコーディングのときに使われる減算は、事実上エラーフリーが保証される。
【０１３８】
上述した２つの僅かな影響を除き、アップストリームとダウンストリームは、総和レートがオーダリングの影響を受けないという点においてほぼ同じであり、個々の回線への総和レートの分布だけが影響を受ける。したがって本発明との関係では、アップストリームとダウンストリームの両方に適用できる共通のオーダリング方法が有用である。
【０１３９】
図８には、本発明の実施形態による方法８００の一例が示されており、これは８１０にて既存のオーダリング（例えば、初期オーダリング、またはＳＨＯＷＴＩＭＥ時の現行オーダリング）から始まる。上述したとおり、各ユーザの制約はプロファイルによって表され、ここでＭＡＸＳＮＲＭ、ＴＳＮＲＭ、Ｒｍａｘ、Ｒｍｉｎ、ＰＳＤＭＡＳＫ、ＭＡＸＮＯＭＡＴＰ、ＭＡＸＮＯＭＰＳＤ、ＭＡＸＲＸＰＷＲ、ＣＡＲＭＡＳＫ、ＲＦＩＢＡＮＤＳ、及びＰＳＤＲＥＦ（アップストリームパワーバックオフ）等のパラメータが指定される。これより真のビット配分を説明するが、初期オーダリングのため単純な仮定を立てることができ、ここで所与のＥｕ，ｎ、ＣＡＲＭＡＳＫ、ＲＦＩＢＡＮＤＳ、及びＴＳＮＲＭで可能な限り最大のビット数が各トーンでロードされる。よってＭＡＸＳＮＲＭ、ＭＩＮＳＮＲＭ、Ｒｍａｘ、Ｒｍｉｎ、ＰＳＤＭＡＳＫ、ＭＡＸＮＯＭＡＴＰ、ＭＡＸＮＯＭＰＳＤ、ＭＡＸＲＸＰＷＲ、及びＰＳＤＲＥＦ（アップストリームパワーバックオフ）等、他の制約は当初無視される。ＳＨＯＷＴＩＭＥのときに使われる真のビット配分は異なることが見込まれるが、この仮定は当初、妥当なオーダリングの実施を可能にする。この仮定は基本的に、ＴＳＮＲＭのための余分なビットが比較され偏差がオーダリングに使用されるという意味において、全ての回線が公平に比較されることを可能にする。
【０１４０】
上述したとおり、オーダリング８２０、８３０、８４０は１つ以上の課題、目標、その他を持つことができる。例えば、その手順は、修正電力最小化ローディング法の各事例に従い３タイプのユーザ（アンダーレート、アバウブレート、アットレート）を分類するユーザ分割プロセスに基づかせることができる。ここでは例証の目的でオーダリング課題として以下の等式を使用し、
【数２６】
2008546339.tif 000031
【０１４１】
ここでユーザｕのＲｕ＝４・ｂｕ  Ｋｂｐｓであり、ｂｕはユーザｕによってロードされるビットの数である。レート等式Ｒｕ＝４・ｂｕ  ＫｂｐｓはＡＤＳＬの場合は正しいが、ＶＤＳＬの場合は１秒当たりに送信されるＤＭＴシンボル数に影響を及ぼすファクタによって４・ｂｕ  Ｋｂｐｓにならないかもしれない。もしもサイクリックプレフィックスの長さがこれの正常値から減少するなら、４ｋＨｚ倍数は僅かに増加する。また、もしもＤＭＴのトーンスペーシングが４．３１２５ＫＨｚではなくｎ＊４．３１２５ＫＨｚ（ｎ倍大きい帯域幅の使用に対応するｎ倍速いサンプリング）で、ｎが１より大きい整数なら、４ｋＨｚ倍数は４・ｎｋＨｚ倍数に変わる。Ｋｂｐｓ単位の各レートベクトルエントリは通常、異なるユーザの各々につき２５と２１７との間の整数である。ここで所定の目標は、全てのユーザで達成データレートＲｕと最大ターゲットデータレートＲｍａｘ，ｕとの間で一定の比を維持することによって、全てのユーザに置かれるエンファシスを等しくすることを試みる。
【０１４２】
全てのトーンで何らかの初期オーダーが使用される。シンプルなオーダーではまず、レートが最も高いユーザが全てのトーンで最後になり、レートが次に高いユーザはオーダーの中で最後の次になる。もうひとつの開始オーダーは、全てのトーンにわたって同じオーダリングが使用されるＵ！個の可能なオーダリングを調べることであり、次に所定目標を最小化するオーダリングを選択する。実際この方法は、もしもアップストリームに同じオーダリングが使用されるならば（Ｕ！個の可能なオーダリングを調べるにあたって過酷な計算が要求されない限り）最適なソリューションを提供する。
【０１４３】
そして、等式（１１）の所定目標を改善するためオーダースワッピングを実施できる。当業者によって理解されるとおり、何らかの収束サブメソッドを使用でき、以下はその一例である。
【０１４４】
スワップが起こらなくなるまで、
トーンｎ＝１：Ｎ
オーダーインデックスｍ＝１：Ｕ−１
もしも（ｍ番目とｍ＋１番目のユーザのオーダーをスワップすることが総エネルギー課題の最小化に役立つなら）
｛ｍ番目とｍ＋１番目のユーザのオーダーをスワップする｝
終了
終了
終了
終了
全てのトーンで同じオーダリングが必要とされるか、または検討され、開始オーダーを見つけるためＵ！個の可能なオーダリングを調べない場合は、全てのトーンのオーダースワッピングを検討する形にプロセスを修正できる。
【０１４５】
スワップが起こらなくなるまで、
オーダーインデックスｍ＝１：Ｕ−１
もしも（全Ｎ個のトーンでｍ番目とｍ＋１番目のユーザのオーダーをスワップすることが課題の最小化に役立つなら）
｛ｍ番目とｍ＋１番目のユーザのオーダーをスワップする｝
終了
終了
終了
一部のユーザは、または一部のユーザのトーンは減算を必要としないかもしれない。かかるユーザまたはトーンは線形処理だけを使用でき、プリコーディング／判定帰還は使用しない（すなわち、ＱＲ因数分解においてＱ行列だけが有意であり、同様にＲは対角行列に近い）。ＤＳＬ最適化装置等のコントローラはＧＤＦＥ及び／またはプリコーディングの必要性を評価でき、ユーザを適応的に包含または排除できる。
【０１４６】
全てのトーンにつきＰＳＤとオーダリングが決定したら、各ユーザにつき適切なクロストークが反映された増加エネルギー表を作成できる。そして、シングル回線ローディングを各回線に個別に適用することにより、最良のレートと最良のマージンとを達成できる。この手順では、上述したシングルユーザローディング手法の内１つを使用することによって最良のマージンを達成できる。
【０１４７】
方法またはサブメソッドの収束は、ビットスワッピングを伴う平常作動に入る前に、繰り返し注水と「ｏｕｔｅｒ」オーダースワッピング手順の数回におよぶ実行を要することがある。この手順の以前の繰り返しの終わりに達成されるレートとマージンとに基づき、ユーザのＰＳＤ及び／またはオーダリングはすでに十分かもしれず、再帰は止まる。レート及び／またはマージンターゲットに比べて幾分低いレート及び／またはマージンを持つユーザには、ＰＳＤ及び／またはオーダリングの決定にあたって高い優先順位を与えることができる。したがってそのオーダリングは、所与のレートを達成するため全ユーザによる総使用電力が最小化されるオーダリングに一致しなくてもよい。よって、オーダー選択のための上の基準は変更でき、等式（１１）で提供されたそれは例示的なものに過ぎない。ＤＳＬ最適化装置によってＰＳＤとオーダリングの最終結果がモデムへ伝達されたら、ユーザは通常のビットスワッピングを伴う平常作動に入る。
【０１４８】
次回ＤＳＬ最適化装置等のコントローラによってトレーニングが遂行され、新しいＰＳＤとオーダーがモデムへ送信されるときには繰り返しを継続できる。前の作動からのレート及び／またはマージン記録に基づきＰＳＤ及び／またはオーダリングを調整できる。
【０１４９】
初期ローディングが各ユーザへビットとエネルギーを割り当てた後、個々のユーザは通常のビットスワッピングを継続できる。ベクトル化回線外のノイズ変化、またはことによると時間の経過にともなう回線変化を受けて（例えば温度変化）、オーダーはこれらの個別ビットスワッピングによって変更されない。よってＶＤＳＬモデムは、チャネルの時間変動を追跡するべく平常どおりに作動できる。ただし平常ビットスワッピングのときに実際に使用されるＰＳＤは変更されるかもしれない。ＰＳＤの減少は他のユーザを害さないから許される。ただし、この回線における新たな外部ベクトル化ノイズに応じたＰＳＤの増加は、他の回線で性能低下を招くことがあるから、禁じてよい。よって、かかる状況から作動を保護するため回線のＴＳＮＲＭは十分に高く設定する必要があり、これは一定期間におよぶシステムの観察から判断できる。
【０１５０】
オーダーが連続する２つのユーザ（場合によってはオーダーが連続しないユーザ）は、例えばＤＳＬ最適化装置等のコントローラの指示を受けて、ＳＨＯＷＴＩＭＥのときにオーダーをスワップできる。他のコンポーネント（例えば複合ローターユニット、復号化、プリコーディング、その他）のオーダーは変更できる。図８には、この種の作動の一例が示されている。かかるオーダー変更は個々のユーザの異なるビット分布に帰結することがある。変更がＴＳＮＲＭによって許容される範囲内で、この範囲を超過しない限り、回線の平常スワップ作動が最終的にはビット分布を是正する。オーダリングを決定するＤＳＬ最適化装置等のコントローラは、モデムが平常作動で新しいビット分布へスワップする一方で、かかる変更がサービスの混乱を引き起こさないことを保証するため、自身の内部シミュレーション及び計算の中でかかるオンラインオーダー変更を検査できる。新しいビット配分は事前に計算でき、コントローラはこれを知るが、これはモデムにより平常スワッピングのときに実行されなければならない。アップストリームベクトル化作動の場合、オーダースワップの影響を受けるモデムへビットスワップコマンドを同時に送信することは可能であるが、ＶＤＳＬシステムのエクスプレススワッピングまたは先進スワッピング方法が必要になることが見込まれる。同様に、現在の規格ではダウンストリームで許可されないが、独自の作動モードにより複数のモデムが同時にスワップできる。
【０１５１】
ユーザのマージンを等化するため、またはユーザのオーダリングを最悪の位置へ移すためオーダースワッピングを使用し、再トレーニングを伴わずにＰＳＤを増加させることができる。以下に示すマージンを等化するためのシンプルな方法では、オーダースワッピングにあたってオーダーが連続する２ユーザだけが検討される。
【０１５２】
マージン等化：
次の場合に、オーダーが連続する２ユーザで可能なオーダースワッピング
ｉ．  ｍｉｎ（Δγ１，Δγ２，．．．，Δγｕ）が増加される、ここでΔγｕ＝ユーザｕ−ＴＳＮＲＭｕの現在マージン
ｉｉ．  オーダースワッピングによってどのユーザのマージンもΔγｕ≧０からへΔγｕ＜０変化しない
ｉｉｉ．  オーダースワッピングによってΔγｕ＜０を持つユーザのマージンは減少しない
低いマージン、高いビット誤り率、または回線プロファイルの変化のため、ユーザのモデムは再トレーニングを必要とするかもしれない。もしもユーザがベクトル化システムの中で他のユーザの再トレーニングを伴わずに再トレーニングを行えるなら、そのユーザは前の作動と同じく全てのトーンにおいてこれのオーダーにより再トレーニングを行える。もしもユーザが他のユーザの再トレーニングを伴わずに再トレーニングを遂行できないなら、そのユーザはベクトルにとって新規のユーザとみなすことができ、再トレーニングにあたっては以下の手順に従う。
【０１５３】
新規ユーザ（または再トレーニング既存ユーザ）のトレーニングを行う場合は、ベクトルにて全ユーザの合同トレーニングを常に選ぶことができる。総トレーニング数を減らすため以下の方法を使用でき、図９にはこれの一実施形態９００が示されている。
【０１５４】
ｉ．  新規ユーザは９１０で最悪のオーダリング位置にてビットをロードする（他のユーザに影響なし）。９２０で評価される性能が９３０で満足なら、終了する。
【０１５５】
ｉｉ．  もしも新規ユーザにとってより高いレートが望ましいと９３０で判断されるなら、９５０の作動で一部または全部のトーンでユーザのＳＮＲを改善するため、ＳＨＯＷＴＩＭＥのときにオーダースワッピング９４０を使用できる。もしもユーザがそのレートターゲットを達成するためＳＮＲのさらなる改善を必要とするなら、マージンターゲットを一時的に増加させることができ、かくして模範的基準式（１１）を使用するオーダースワッピング方法は、（異なるトーンで異なるオーダーがあることに留意しつつ）オーダーの中でユーザの位置をより良い位置へ移すことができる。ひとたび十分に高いマージンが達成されたら、ユーザはターゲットノイズマージンをその正常値へ戻すことができ、同じオーダリング及びＰＳＤにより再トレーニングをより高いデータレートで行うか、または（ＡＤＳＬ２またはＶＤＳＬ２のように）同じオーダリング及びＰＳＤによりレートを適応させることができる。
【０１５６】
複合ローターが使用される場合のオーダーは、復号化／プリコーディングのオーダーによって設定できる。各トーンでそのオーダーが確立したら、各トーンにつきそのオーダーでＱＲ（またはＲＱ）因数分解が実行される。かかるＱＲ因数分解は、修正ビットスワッピング方法におけるローディングのため新しい増加エネルギー表を決定する１ステップであってよい。したがって、修正ビットスワッピングの後のさらなる評価に向けて適切な増加エネルギー表を得るため、新しいＱＲは、少なくとも検査される各トーンごとに実行する必要がある。Ｒがほぼ対角であるトーンは、オーダーがこのトーンで重要でないことを意味し、あたかもクロストークがほかに見られないかのごとく全てのユーザをとらえることができる。よって、再オーダリングは、Ｒが有意である（すなわち、著しく非三角または非対角である）トーンだけに適用される。多くの状況で、オーダースワッピングを適用でき且つ適用すべきそのようなトーン（例えば、無線周波数ノイズの影響を受けるもの）はごく僅かである。
【０１５７】
本発明による様々な装置は、本明細書で論述する方法及び／または技法の内１つ以上を実装できる。図１０Ａに示された本発明の一実施形態によると、ローディング／オーダリング制御部１０００（本発明のいくつかの実施形態でシングル回線及びマルチ回線トレーニング、ならびに復号化／ＧＤＦＥ、プリコーディング、チャネル及びクロストーク検出及び評価、その他を担当できる）は、システムを作動させるにあたって、そしてことによるとシステムの使用を最適化するにあたって、ユーザ及び／または１つ以上のシステム運営者または提供者を支援するコントローラ１０１０等（例えば、ＤＳＬ最適化装置、ＤＳＭサーバ、ＤＳＭセンター、またはダイナミックスペクトルマネージャとして、またはこれらのものとともに、機能するデバイス）、ＤＳＬシステムへ結合された独立体の一部であってよい。（コントローラまたはＤＳＬ最適化装置は、ＤＳＭサーバ、ダイナミックスペクトルマネージャ、ダイナミックスペクトル管理センター、ＤＳＭセンター、スペクトルメンテナンスセンター、またはＳＭＣ等と呼ばれることもある。）コントローラ１０１０はいくつかの実施形態において独立体であってよく、コントローラ１０１０は他の実施形態においてＣＯまたは他の場所からいくつかのＤＳＬ回線を作動させるＩＬＥＣまたはＣＬＥＣであってよい。図１０Ａの破線１０４６から分かるとおり、コントローラ１０１０はＣＯ  １４６の中にあってよく、あるいはＣＯ  １４６及びシステムの中で操業する何らかの会社の外にあってこれらのものから独立してよい。さらにコントローラ１０１０は、複数のＣＯにてＤＳＬ及び／または他の通信回線へ結合されてよく、及び／またはこれらのものを制御してよい。本発明のいくつかの実施形態において、コントローラ１０１０は特定のバインダーにてベクトル化ＤＳＬシステムを制御する。バインダー内のＤＳＬ回線は、ＡＤＳＬ、ＶＤＳＬ、及び／または様々な組み合わせによる他の通信回線であってよい。
【０１５８】
ローディング／オーダリング制御部１０００は、対象となるバインダーの中にある種々の回線に関する情報及び／またはデータに（直接的にまたは間接的に）アクセスし、トレーニング等、それらの回線の作動の特定の局面を制御できる。この制御は、ベクトル化システムに特有のパラメータ（例えば、アップストリーム信号処理のためのトーンＧＤＦＥ受信器パラメータ、ダウンストリーム信号処理のためのトーンプリコーディングパラメータ、プリコーディング及び／または復号化におけるユーザのオーダリング、トレーニング／追跡信号のパラメータ、その他）、ならびに非ベクトル化及びベクトル化システムの両方に共通のパラメータ、及びシングル回線作動（例えば、ＰＳＤパラメータ、ＰＳＤＭＡＳＫパラメータ、ＣＡＲＭＡＳＫパラメータ、ＴＳＮＲＭパラメータ、ＭＡＸＳＮＲＭパラメータ、データレートパラメータ、その他）を制御することを含み得る。
【０１５９】
ローディング／オーダリング制御部１０００は、収集手段として識別されるデータ収集部１０２０と、解析手段として識別される解析部１０４０とを含む。図１０Ａに見られるとおり、収集手段１０２０（これは一般的に公知であるタイプのコンピュータ、プロセッサ、ＩＣ、コンピュータモジュール、その他であってよい）は、ＮＭＳ  １５０、ＡＮ  １４０にあるＭＥ  １４４、及び／またはＭＥ  １４４によって保守されるＭＩＢ  １４８へ結合されてよく、これらのいずれかまたは全ては、例えばＡＤＳＬ及び／またはＶＤＳＬシステムの一部であってよい。データはまた、（例えば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルまたは他のプロトコル、または所与のＤＳＬシステムの中での平常内部データ通信以外の手段により）ブロードバンドネットワーク１７０を通じて収集されてよい。これらの接続の内１つ以上により、ＤＳＬ制御部はシステムから作動データを収集できる。データは一度、または時間の経過にともない、収集されてよい。収集手段１０２０は場合によっては定期的に収集するが、これは要求があり次第、または不定期に（例えば、ＤＳＬＡＭまたは他のコンポーネントが状態遷移制御部へデータを送信するときに）データを収集することもでき、これによりローディング／オーダリング制御部１０００は必要に応じその情報、作動、その他を更新できる。手段１０２０によって収集されたデータは、解析のため、そして新しいＤＳＬ回線、何らかのベクトル化回線、及び本発明の実施形態によって扱われるタイプの他の何らかのシステムの作動にかかわる決定のため、解析手段１０４０（これもまた一般的に公知であるタイプのコンピュータ、プロセッサ、ＩＣ、コンピュータモジュール、その他であってよい）へ提供される。解析はさらに、当業者によって理解されるとおり、本発明の他の実施形態によって予期される他の目的のためデータを評価することを含み得る。
【０１６０】
図１０Ａの代表的システムにおいて、解析手段はコントローラ１０１０の中で、または外で、ＤＳＬＡＭ、モデム、及び／またはシステム作動信号生成手段１０５０（これは一般的に公知であるタイプのコンピュータ、プロセッサ、ＩＣ、コンピュータモジュール、その他であってよい）へ結合される。この信号生成器１０５０は、命令信号を生成し、これをモデム及び／または通信システムの他のコンポーネント（例えば、ＡＤＳＬ及び／またはＶＤＳＬトランシーバ及び／またはシステム内の他の機器、コンポーネント、その他）へ送信するべく構成される。これらの命令は、ベクトル化システムに特有のパラメータ（例えば、アップストリーム信号処理のためのトーンＧＤＦＥ受信器パラメータ、ダウンストリーム信号処理のためのトーンプリコーディングパラメータ、プリコーディング及び／または復号化におけるユーザのオーダリング、トレーニング／追跡信号のパラメータ、その他）、ならびに非ベクトル化及びベクトル化システムの両方に共通のパラメータ（例えば、ＰＳＤパラメータ、ＰＳＤＭＡＳＫパラメータ、ＣＡＲＭＡＳＫパラメータ、ＴＳＮＲＭパラメータ、ＭＡＸＳＮＲＭパラメータ、データレートパラメータ、その他、及び／または関係通信回線の他の何らかの作動特性）を制限する、または制御する、コマンドを含み得る。
【０１６１】
本発明の実施形態は、データベースを、ライブラリを、または収集されるデータ、ベクトル化ＤＳＬシステムの過去の作動、新しいＶＤＳＬ回線、及び他の何らかの回線及び機器に関するデータの集合を、利用できる。この参照データの集合は、例えば図１０Ａのコントローラ１０１０にてライブラリ１０４８として格納されてよく、解析手段１０４０及び／または収集手段１０２０によって使用されてよい。
【０１６２】
本発明の様々な実施形態において、ローディング／オーダリング制御部１０００（これはベクトルトレーニング、及びバインダー／回線特性識別のために使用でき、ただし前記に限定されない）は、ＰＣ、ワークステーション等、１つ以上のコンピュータで実装されてよい。当業者によって理解されるとおり、収集手段１０２０と解析手段１０４０は、ソフトウェアモジュール、ハードウェアモジュール、または両方の組み合わせであってよい。多数のモデムを扱うときには、大量の収集データを管理するためデータベースを導入し使用してよい。
【０１６３】
図１０Ｂには本発明の別の実施形態が示されている。ＤＳＬ最適化装置１０６５は、ＤＳＬＡＭ  １０８５または他のＤＳＬシステムコンポーネント（例えば、ＲＴ、ＯＮＵ／ＬＴ、その他）に働きかけてよく、及び／またはこれらのものと連動してよく、これらの一方または両方は通信会社（「テルコ」）の敷地１０９５にあってよい。ＤＳＬ最適化装置１０６５はデータモジュール１０８０を含み、同データモジュールは、ＤＳＬ最適化装置１０６５のため作動データを収集し、組み立て、調節し、操作し、及び／またはＤＳＬ最適化装置１０６５へ作動データを供給する。モジュール１０８０は、ＰＣ等、１つ以上のコンピュータにて実装できる。モジュール１０８０からのデータは解析のため（例えば、新規ＶＤＳＬ回線のためしかるべきトレーニング作動を評価する、新規回線の近くにあるベクトル化システムに及ぶ新規回線の影響を評価する、アップストリームのＧＤＦＥパラメータを計算する、ダウンストリームのプリコーディングパラメータを計算する、ユーザのオーダリングを決定する、その他）ＤＳＭサーバモジュール１０７０へ供給される。テレコに関係するかまたは関係しない情報もまたライブラリまたはデータベース１０７５から入手できる。
【０１６４】
送信電力、キャリアマスク、その他が関係する様々な作動パラメータの実施を含む、ＤＳＬ及び／または他の通信作動を実施、修正、及び／または停止するため、オペレーションセレクタ１０９０を使用してよい。当業者によって理解されるとおり、かかる決定はＤＳＭサーバ１０７０によって、または他の何らかの適当な方法によって、下されてよい。セレクタ１０９０によって選択される作動モード及び／またはパラメータは、ＤＳＬＡＭ  １０８５及び／または他の何らかのしかるべきＤＳＬシステムコンポーネント機器にて実施される。かかる機器は、加入者宅内機器１０９９等のＤＳＬ機器へ結合されてよい。ベクトル化システム及び／または他の通信回線が作動しているバインダーの中へ新しいＶＤＳＬ回線を導入する場合は、種々の回線の中で、及び／またはこれらの間で、本明細書で説明したタイプの信号その他の制御を実施するためＤＳＬＡＭ  １０８５を使用できる。例えば、新しいＶＤＳＬ回線１０９２をトレーニングでき、ＦＥＸＴ  １０９３及びＮＥＸＴ１０９４の点で新しいＶＤＳＬ回線１０９２が回線１０９１の性能に及ぼす影響等、１つ以上の既存回線１０９１及び／またはベクトル化システムとの関係で評価できる。当業者によって理解されるとおり、図１０Ｂのシステムは図１０Ａのシステムと同様に作動できるが、本発明の実施形態をなお実装しつつ違いを出すことはできる。
【０１６５】
本発明の実施形態は一般的に、１つ以上のコンピュータシステムに格納される、または１つ以上のコンピュータシステムを通じて転送されるデータが関与する様々なプロセスを使用し、１つ以上のコンピュータシステムは、単一のコンピュータ、複数のコンピュータ、及び／またはコンピュータの組み合わせであってよい（これらのいずれか及び全ては本明細書で「コンピュータ」及び／または「コンピュータシステム」と互換的に呼ばれることがある）。本発明の実施形態はまた、これらの操作を遂行するためハードウェアデバイスまたは他の装置に関係する。この装置は、要求される目的のため特別に構築されてよく、あるいはこれは、コンピュータに格納されたコンピュータプログラム及び／またはデータ構造によって選択的に起動される、または再構成される、汎用コンピュータ及び／またはコンピュータシステムであってよい。本明細書に提示されるプロセスは、特定のコンピュータまたは他の装置と本質的な関わりを持たない。特に、本明細書での教示に従い記述されたプログラムとともに様々な汎用マシンを使用してよく、あるいは要求される方法ステップを遂行するため、より特化された装置を構築するとなお好都合かもしれない。様々なマシンの具体的構造は、以下に記す説明に基づき当業者にとって明白となるであろう。
【０１６６】
上述した本発明の実施形態は、コンピュータシステムに格納されたデータが関与する様々なプロセスステップを使用する。これらのステップは物理量の物理的操作を要するステップである。これらの量は普通、格納、移動、組み合わせ、比較、及び操作が可能な電気または磁気信号の形をとるが、必ずしもそうとは限らない。主に常用の理由から、これらの信号はときとしてビット、ビットストリーム、データ信号、制御信号、値、要素、変数、文字、データ構造、その他と呼ぶと好都合である。ただし、これらの用語と類似する用語とはどれもしかるべき物理量に関連づけられるべきものであり、これらの量に適用される便宜的な標識にすぎないことを憶えておくべきである。
【０１６７】
さらに、遂行される操作は、識別、適合、または比較等の用語でしばしば呼ばれる。本発明の一部を形成する本明細書で説明される操作のいずれかにおいて、これらの操作は機械操作である。本発明の実施形態の操作を遂行するにあたって有用なマシンは、汎用デジタルコンピュータまたは他の類似するデバイスを含む。いずれにせよ、コンピュータを操作するにあたっての操作の方法と計算そのものの方法との違いに留意すべきである。本発明の実施形態は、電気的またはその他物理的信号を処理して他の所望の物理的信号を生成するにあたってコンピュータを操作する方法ステップに関する。
【０１６８】
本発明の実施形態はまた、これらの操作を遂行する装置に関する。この装置は、要求される目的のため特別に構築されてよく、あるいはこれは、コンピュータに格納されたコンピュータプログラムによって選択的に起動される、または再構成される、汎用コンピュータであってよい。本明細書に提示されるプロセスは、特定のコンピュータまたは他の装置と本質的な関わりを持たない。特に、本明細書での教示に従い記述されたプログラムとともに様々な汎用マシンを使用してよく、あるいは要求される方法ステップを遂行するため、より特化された装置を構築するとなお好都合かもしれない。これらの様々な機械に要求される構造は上の説明から明らかとなるであろう。
【０１６９】
加えて、本発明の実施形態はさらに、様々なコンピュータ実装操作を遂行するプログラム命令を含むコンピュータ可読媒体に関係する。媒体とプログラム命令は、本発明の目的のため特別に設計され構築されたものであってよく、あるいはそれらは、コンピュータソフトウェア技術の専門家にとって周知であり入手可能である類のものであってよい。コンピュータ可読媒体の例は、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、及び磁気テープ等の磁気媒体と、ＣＤ−ＲＯＭディスク等の光媒体と、光フロッピー（登録商標）ディスク等の光磁気媒体と、プログラム命令を格納し遂行するべく特別に構成された読み取り専用メモリーデバイス（ＲＯＭ）やランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）等のハードウェアデバイスとを含み、ただし前記に限定されない。プログラム命令の例は、例えばコンパイラによって生成されるマシンコードと、インタープリタを用いてコンピュータによって実行される高級コードを収容するファイルの両方を含む。
【０１７０】
図１１は、本発明の１つ以上の実施形態に従いユーザ及び／またはコントローラによって使用される典型的コンピュータシステムを図解する。コンピュータシステム１１００は、プライマリストレージ１１０６（通常はランダムアクセスメモリー、すなわちＲＡＭ）、プライマリストレージ１１０４（通常は読み取り専用メモリ、すなわちＲＯＭ）を含むストレージデバイスへ結合されたいくつかのプロセッサ１１０２（中央演算処理装置、またはＣＰＵとも呼ばれる）を含む。当技術で周知のとおり、プライマリストレージ１１０４は、データと命令をＣＰＵに向けて一方向に転送する働きをし、プライマリストレージ１１０６は通常、データと命令を双方向に転送するために使われる。これらのプライマリストレージデバイスはいずれも、上述したコンピュータ可読媒体のいずれかを含んでよい。マスストレージデバイス１１０８もまたＣＰＵ１１０２へ双方向に結合され、さらなるデータ格納容量を提供し、上述したコンピュータ可読媒体のいずれかを含んでよい。マスストレージデバイス１１０８は、プログラム、データ、その他を格納するために使用してよく、通常は、プライマリストレージより遅いハードディスク等のセカンダリストレージ媒体である。マスストレージデバイス１１０８の中に保持される情報が、しかるべき場合に、仮想メモリーとしてプライマリストレージ１１０６の一部に標準的なやり方で組み込まれてよいことは理解されるであろう。ＣＤ−ＲＯＭ１１１４等の特定のマスストレージデバイスもまたＣＰＵへ一方向にデータを引き渡してよい。
【０１７１】
ＣＰＵ１１０２はインターフェイス１１１０にも結合され、同インターフェイスは、ビデオモニター、トラックボール、マウス、キーボード、マイクロフォン、タッチ感応型ディスプレイ、トランスデューサカード読み取り装置、磁気または紙テープ読み取り装置、タブレット、スタイラス、音声または手書き認識装置、または当然ながら他のコンピュータ等他の周知の入力デバイス等、１つ以上の入力／出力デバイスを含む。最後に、ＣＰＵ１１０２は、１１１２に大まかに示されているとおり、ネットワーク接続を用いてコンピュータまたは遠隔通信ネットワークへ任意に結合されてよい。かかるネットワーク接続により、ＣＰＵが上述した方法ステップを遂行する過程でネットワークから情報を受け取ること、またはネットワークへ情報を出力することが予期される。上述したデバイス及び資材は、コンピュータハードウェア及びソフトウェア分野の専門家によく知られている。上述したハードウェア構成要素は、本発明の操作を遂行するにあたって複数のソフトウェアモジュールを規定できる。例えば、コードワード構成コントローラを実行する命令をマスストレージデバイス１１０８または１１１４に格納でき、プライマリメモリー１１０６と連動するＣＰＵ１１０２で実行できる。好ましい実施形態において、コントローラはソフトウェアサブモジュールに分割される。
【０１７２】
本発明の数多くの特徴及び利点は記載された説明から明らかであり、よって添付の請求項は、本発明のかかる特徴及び利点の全てに及ぶことを意図する。さらに、当業者なら数々の修正及び変更に容易く着想するから、本発明は、図解し説明したとおりの構成及び作動に限定されない。したがって、説明した実施形態は制限的ではなく例証的なものととるべきものであり、本発明は、本明細書に提示された詳細に限定されるべきものではなく、以降の請求項と、現在または将来に予見できるまたは予見できない、これと同等のあらゆるものによって規定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】ＡＤＳＬ、ＶＤＳＬ、及び本発明の実施形態を使用できる他の通信システムに該当するＧ．９９７．１規格に準拠する概略的なブロック参照モデルシステム。
【図２】一般的で代表的なＤＳＬ配備を示す概略図。
【図３Ａ】本発明の１つ以上の実施形態を使用するビットローディングのときに検討されるＳＮＲマージンの一展望を示すグラフ。
【図３Ｂ】本発明の１つ以上の実施形態を使用するビットローディングのときに検討されるＳＮＲマージンの別の展望を示す代替のグラフ。
【図４】例２の説明に役立つ、本発明の実施形態による１つ以上のシングル回線ローディング方法を示すフロー図。
【図５】例３の説明に役立つ、本発明の実施形態による１つ以上のシングル回線ローディング方法を示すフロー図。
【図６Ａ】本発明の実施形態による１つ以上のシングル回線ローディング方法を示すフロー図。
【図６Ｂ】本発明の実施形態による１つ以上のシングル回線ローディング方法を示すフロー図。
【図７】本発明の１つ以上の実施形態によるマルチユーザローディングの１つ以上の実施形態を示すフロー図。
【図８】本発明の実施形態とともに使用できるオーダースワッピングの１つ以上の実施形態を示すフロー図。
【図９】本発明の１つ以上の実施形態によるマルチユーザベクトル化システムへ新規ユーザを組み入れる１つ以上の実施形態を示すフロー図。
【図１０Ａ】本発明の一実施形態によるＤＳＬ制御部を含むコントローラ。
【図１０Ｂ】本発明の一実施形態によるＤＳＬ最適化装置。
【図１１】本発明の実施形態の実装に適した典型的なコンピュータシステムまたは集積回路システムのブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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