(57)【要約】  時間効率が良くて測定誤差に対する感受性が低い、数学的にシンプルな誤差関数に基づいて、ループ構成を識別することができるダブルエンド回線調査（ＤＥＬＰ）技術が記述される。ＤＥＬＰアルゴリズムは、モデムの動作に先立って生成されるチャネルについての容易に入手可能なデータ（例えば、理論的ループモデル）と、他の入手可能なデータ（例えば、ループ診断モジュールによって提供されるデータ）と、を用いることによって、ブリッジタップの個数並びにそのゲージ、長さ及び位置に加えて、回線の長さ及びゲージを含むループ構成を推定することができる。【選択図】図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
最大で二つまでのブリッジタップを有する銅製電話回線に関するダブルエンド回線調査（ＤＥＬＰ）を実行する方法であって、
あらゆる可能なブリッジタップのゲージ及び長さに関する第一のブリッジタップ誤差関数を生成するステップと、
前記第一のブリッジタップ誤差関数を最小化する各ブリッジタップのゲージ及び長さを推定するステップと、
前記回線の長さ及び前記ゲージの第一の近似を推定するステップと、
推定された前記ブリッジタップのゲージ及び長さと、前記回線の長さ及びゲージの近似と、に基づいて、あらゆる可能なブリッジタップの位置に関する第二のブリッジタップ誤差関数を生成するステップと、
全てのブリッジタップの位置にわたって前記第二のブリッジタップ誤差関数を最小化することによって、各ブリッジタップの位置を推定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
推定された前記ブリッジタップの位置、ゲージ及び長さ、並びに前記回線の長さ及びゲージの近似に基づいて、あらゆる可能な回線のゲージ及び長さに関する回線誤差関数を生成するステップと、
全ての回線のゲージ及び長さにわたって前記回線誤差関数を最小化することによって、前記回線の長さ及びゲージの第二の近似を算出するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記回線誤差関数は、
2008536397.tif 000022
であり、ここで、ＨＤａｔａ（ｆ）は、測定された全体的なチャネルの挿入損失の大きさであり、ＨＴｅｓｔは、推定されたブリッジタップの長さ、ゲージ及び位置と等しい長さ、ゲージ及び位置を有するブリッジタップを備える回線の理論的な全体的なチャネルの挿入損失の大きさであり、
前記誤差関数を最小化する回線の長さ及びゲージが一旦識別されると、回線の長さ及びゲージの第二の近似も識別される
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
測定された全体的な挿入損失の大きさと推定された全体的な挿入損失の大きさとの差が所定の誤差閾値よりも大きいかについて判定した結果に応じて、本方法が、パラメータ推定結果を改善するために回数を繰り返す
ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記測定された全体的な挿入損失の大きさと前記推定された全体的な挿入損失の大きさとの差を決定するために誤差関数を生成するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
推定された全ての前記ブリッジタップのゲージ及び長さに関するチャネルの挿入損失の大きさの積で、測定された全体的なチャネルの挿入損失の大きさを割ることによって、前記ブリッジタップが無い回線のチャネルの挿入損失の大きさを導出するステップをさらに含み、
前記回線の長さ及びゲージの第一の近似を推定するステップは、導出された前記チャネルの挿入損失大きさに基づくとともに、前記回線のチャネルの挿入損失の大きさ並びに回線の長さ及びゲージを関連付ける理論的ループモデルに基づいている
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第一のブリッジタップ誤差関数は、
2008536397.tif 000023
であり、ここで、Ｂｉｎ＿ｓｔａｒｔは、チャネルの周波数領域の始まりであり、Ｂｉｎ＿ｅｎｄは、チャネルの周波数領域の終わりであり、ＨＴａｐ１（ｆ），ＨＴａｐ２（ｆ）は、理論的ループモデルからの前記ブリッジタップのチャネルの挿入損失の大きさであり、
前記第一の誤差関数を最小化する前記ブリッジタップのチャネルの挿入損失の大きさが前記モデル内において一旦識別されると、推定された前記ブリッジタップの長さ及びゲージも前記モデル内において識別される
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第二のブリッジタップ誤差関数は、
2008536397.tif 000024
であり、ここで、ＨＯｎｅ＿Ｔａｐは、一つのみのブリッジタップを有する回線のチャネルの挿入損失の大きさの近似であり、ＨＴｅｓｔは、ＨＯｎｅ＿Ｔａｐに関するブリッジタップの長さ及びゲージと等しいブリッジタップの長さ及びゲージ、並びに前記回線の長さ及びゲージの第一の近似と等しい回線の長さ及びゲージを有する単一タップの理論的な全体的なチャネルの挿入損失の大きさであり、
第二の誤差関数を最小化する前記ブリッジタップの位置が一旦識別されると、前記推定されたブリッジタップの位置も識別される
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
2008536397.tif 000025
であり、ここで、ＨＤａｔａ（ｆ）は、測定された全体的なチャネルの挿入損失の大きさであり、ＨＴａｐｊ（ｆ）は、第一の誤差関数を用いて推定されたブリッジタップの一つに関するチャネルの挿入損失の大きさである
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
最大で二つまでのブリッジタップを有する銅製電話回線に関するダブルエンド回線調査（ＤＥＬＰ）を実行する方法であって、
理論的データとともに誤差関数を用いて各ブリッジタップのゲージ及び長さを推定するステップと、
測定されたデータを用いて前記回線の長さ及びゲージを推定するステップと、
誤差関数、推定された各ブリッジタップのゲージ及び長さ、並びに推定された前記回線の長さ及びゲージを用いて各ブリッジタップの位置を推定するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
推定された前記ブリッジタップの位置、ゲージ及び長さ、並びに前記回線の長さ及びゲージの近似に基づいて、前記回線の長さ及びゲージの第二の近似を算出するステップ
をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
測定された全体的な挿入損失の大きさと推定された全体的な挿入損失の大きさとの間の差が所定の誤差閾値よりも大きいかについて判定した結果に応じて、本方法がパラメータ推定結果を改善するために回数を繰り返す
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
測定されたデータが全体的なチャネルの挿入損失の大きさを含み、
推定された全ての前記ブリッジタップのゲージ及び長さに関するチャネルの挿入損失の大きさの積で、測定された全体的なチャネルの挿入損失の大きさを割ることによって、ブリッジタップが無い回線のチャネルの挿入損失の大きさを導出するステップをさらに含み、
前記理論的データは、前記回線のチャネルの挿入損失の大きさ、並びに前記回線の長さ及びゲージを関連付ける
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記理論的データは、前記回線のチャネルの挿入損失の大きさ、並びに前記回線の長さ及びゲージを関連付ける
ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
最大で二つまでのブリッジタップを有する銅製電話回線に関するダブルエンド回線調査（ＤＥＬＰ）を実行する装置であって、
理論的データとともに誤差関数を用いて各ブリッジタップのゲージ及び長さを推定するようにプログラムされた処理部と、
測定されたデータを用いて前記回線の長さ及びゲージを推定する処理部と、
誤差関数、推定された各ブリッジタップのゲージ及び長さ、並びに測定された前記回線の長さ及びゲージを用いて各ブリッジタップの位置を推定する処理部と、
を備えることを特徴とする装置。
【請求項１６】
測定されたデータを用いて前記回線の長さ及びゲージを推定する処理部は、推定された前記ブリッジタップの位置、ゲージ及び長さ、並びに前記回線の長さ及びゲージの近似に基づいて、前記回線の長さ及びゲージの第二の近似を算出するようにさらに構成される
ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
測定された全体的な挿入損失の大きさと推定された全体的な挿入損失の大きさとの間の差が所定の誤差閾値よりも大きいかについて判定した結果に応じて、前記処理部の少なくとも一つがパラメータ推定結果を改善するために推定回数を繰り返すようにさらに構成される
ことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
測定されたデータを提供するループ診断モジュールと、
理論的データを提供する理論的ループモデルと、
をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１９】
測定されたデータが全体的なチャネルの挿入損失の大きさを含み、
測定されたデータを用いて前記回線の長さ及びゲージを推定する処理部は、推定された全ての前記ブリッジタップのゲージ及び長さに関するチャネルの挿入損失の大きさの積で、測定された全体的なチャネルの挿入損失を割ることによって、ブリッジタップが無い回線のチャネルの挿入損失の大きさを導出するようにさらに構成され、
前記理論的データは、前記回線のチャネルの挿入損失の大きさ、並びに前記回線の長さ及びゲージを関連付ける
ことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
各処理部は、命令を実行するように構成された全体的な処理環境にプログラムされた命令のセットとして具現化されることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的にはデジタル加入者回線（ＤＳＬ）に関し、より詳細には、ＤＳＬシステムにおけるループ適確性に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＳＬ通信は、高速データ伝送のために銅製の電話回線（例えば、ツイスト・ペア線）を用いる。ＤＳＬサービスプロバイダの主要な問題は、ＤＳＬサービスの配備に先立って加入者のローカルループを正確に適確とすること（「回線を調査する」ということもある。）である。回線調査技術を用いて、オペレータは、ＤＳＬ配備に関するループを不適格とする障害要素を識別して位置を特定し、ＤＳＬサービスがループ上に提供可能であるかを判定することができる。
【０００３】
ループが適確である場合には、回線調査技術は、回線トポロジー及びノイズ特性を識別することによって、ＤＳＬサービスの種類を決定するために利用可能である。また、回線調査は、ループから任意の要素、又は、バンドルから障害物を除去することによってサービスを改善する方法に関するガイダンスを提供することができる。この種類の調査は、ＤＳＬ配備に先立って提供される。ＤＳＬ配備の後、及びモデム接続の障害の問題が生じた場合において、回線調査技術は、継続したサービス改善を提供することに加えて、故障修理のために問題を識別して位置を特定するために利用可能である。
【０００４】
（ＤＳＬ配備の前後の）どちらの場合においても、回線調査は、技術者及び装置を顧客側に送ること（「トラックロール」と呼ばれることがある）に関するコスト及び時間を省く。一般的に、回線調査としては、シングルエンド回線調査（ＳＥＬＰ：Single-Ended Line Probing）とダブルエンド回線調査（ＤＥＬＰ：Double-Ended Line Probing）といった二つの種類が挙げられる。
【０００５】
ＳＥＬＰは。ループの中央局（ＣＯ：Central Office）側端部からループを適確とし、及び／又は、識別する処理である。ループの顧客端末（ＣＰＥ：Customer premises Equipment）側端部は、開放されているか、電話で終端されている。例えば、シングルエンド回線調査技術は、米国特許第６，６６８，０４１号明細書「ＤＳＬシステムにおけるシングルエンド回線調査」及び米国特許第６，８０１，６０１号明細書「変圧器が無いハイブリッドを用いたＤＳＬシステムにおけるシングルエンド回線調査」に開示されている。これらの特許は、参照により本明細書に一体的に組み込まれるものとする。
【０００６】
一方、ＤＥＬＰによると、ＣＯ及びＣＰＥの両方が回線調査処理に含まれる。ある公知のＤＥＬＰ技術は、チャネルを有するＣＰＥで収集された情報と、ＣＯでの遠隔端末シミュレーションモデルと、を比較する。収集されたデータとモデルで生成されたデータとを網羅的な探索を介してマッチングすることによって、正確なループ構成を識別することが可能である。しかし、かかるマッチング技術は、（測定誤差によって破損した）実際のデータが与えられた場合に低いパフォーマンスを示す複雑な数学的構造を有するアルゴリズムを利用している。さらに、モデル化されたデータを収集されたデータとマッチングするためのこの種の網羅的な探索は、時間効率が悪く、その長い実行時間のせいで非実用的である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それゆえ、時間効率が良くて測定誤差に対する感受性が低いダブルエンド回線調査技術が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態は、最大で二つまでのブリッジタップを有する銅製電話回線に関するダブルエンド回線調査（ＤＥＬＰ）を実行する方法を提供する。本方法は、理論的データとともに誤差関数を用いて各ブリッジタップのゲージ及び長さを推定するステップを含む。さらに、本方法は、測定されたデータを用いて回線（ブリッジタップが無いループの主要部分）の長さ及びゲージを推定するステップと、誤差関数、推定された各ブリッジタップのゲージ及び長さ、並びに推定された回線の長さ及びゲージを用いて各ブリッジタップの位置を推定するステップと、を含む。測定された全体的な挿入損失の大きさと推定された全体的な挿入損失の大きさとの差が所定の誤差閾値よりも大きいかについて判定した結果に応じて、本方法は、パラメータ推定結果を改善するために回数を繰り返してもよい。
【０００９】
本方法は、さらに、推定されたブリッジタップの位置、ゲージ及び長さ、並びに回線の長さ及びゲージの近似に基づいて、回線の長さ及びゲージの第二の近似を算出するステップを含む。特定の一実施形態において、測定されたデータは、全体的なチャネルの損失挿入の大きさを含む。ここで、本方法は、さらに、推定された全てのブリッジタップのゲージ及び長さに関するチャネルの挿入損失の大きさの積で、測定された全体的なチャネルの挿入損失の大きさを割ることによって、ブリッジタップが無い回線のチャネルの挿入損失の大きさを導出するステップを含む。理論的データは、回線のチャネルの挿入損失の大きさ、並びに回線の長さ及びゲージを関連付ける。
【００１０】
本発明の他の実施形態は、最大で二つまでのブリッジタップを有する銅製電話回線に関するダブルエンド回線調査（ＤＥＬＰ）を実行する装置を提供する。本装置は、理論的データとともに誤差関数を用いて各ブリッジタップのゲージ及び長さを推定するようにプログラムされた処理部を備える。また、測定されたデータを用いて回線の長さ及びゲージを推定する処理部が備えられる。また、誤差関数、推定された各ブリッジタップのゲージ及び長さ、並びに推定された回線の長さ及びゲージを用いて各ブリッジタップの位置を推定する処理部が備えられる。各処理部は、例えば、命令を実行するように構成された全体的な処理環境（例えば、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ）にプログラムされた命令のセットとして具現化可能である。
【００１１】
特定の一実施形態において、測定されたデータを用いて回線の長さ及びゲージを推定する処理部は、推定されたブリッジタップの位置、ゲージ及び長さ、並びに回線の長さ及びゲージの近似に基づいて、回線の長さ及びゲージの第二の近似を算出するようにさらに構成される。測定された全体的な挿入損失の大きさと推定された全体的な挿入損失との間の差が所定の誤差閾値よりも大きいかについて判定した結果に応じて、処理部の少なくとも一つが、パラメータ推定結果を改善するために推定回数を繰り返すようにさらに構成可能である。
【００１２】
本システムは、測定されたデータを提供するループ診断モジュールと、理論的データを提供する理論的ループモデルと、をさらに備える。例えば、ループ診断モジュールは、Ｇ．９９２．３ＡＤＳＬスタンダードのループ診断モジュール（ＬＤＭ）とすることができる。例えば、理論的ループモデルは、Ｇ．９９６．１スタンダードによって構成可能である。
【００１３】
特定の一実施形態において、測定されたデータは、全体的なチャネルの挿入損失の大きさを含み、測定されたデータを用いて回線の長さ及びゲージを推定する処理部は、推定された全てのブリッジタップのゲージ及び長さに関するチャネルの挿入損失の大きさの積で、測定された全体的な挿入損失の大きさを割ることによって、回線のチャネルの挿入損失の大きさを導出するようにさらに構成される。理論的ループモデルは、回線のチャネルの挿入損失の大きさ、並びに回線の長さ及びゲージを関連付けるために利用可能である。
このモデルは、複数のプロセッサ又は全体的なプロセッサ内に備えられてもよく、単にプロセッサにアクセス可能とされてもよい。
【００１４】
本明細書に記述された特徴及び利点は、包括的ではなく、特に、多くの追加的な特徴及び利点が、記述及び図面を参照した当業者にとって自明である。さらに、本明細書で用いられる言語は、原則として読みやすさ及び説明を目的として選択されたものであり、本発明の構成要件の範囲を制限するものではないことに留意されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
ダブルエンド回線調査（ＤＥＬＰ）技術は、時間効率が良く、かつ、誤差測定に対する感受性が低い数学的にシンプルな誤差関数に基づいてループ構成が識別可能なように、本明細書において記述されている。本技術は、ＩＴＵ−Ｔの最新のＡＤＳＬスタンダード（Ｇ．９９２．３）等といった入手可能なスタンダードを用いて使用される。本発明の実施形態の利益を享受可能な他のスタンダード（例えば、ＡＮＳＩのＴ１Ｅ１．４１３）が、本開示から自明であろう。
【００１６】
最新のＧ．９９２．３ＡＤＳＬスタンダードは、チャネル及びそのノイズプロフィールについての有用な情報を生成するループ診断モジュール（ＬＤＭ：Loop Diagnostic Module）を有する。ＬＤＭは、この情報を測定、すなわち生成し、かかる情報をさらなる処理又は表現に利用可能とする。他のスタンダードは、同様なチャネル及びノイズプロフィール情報を提供する。ＬＤＭによって生成された情報の有効なピースの一つは、全体的なチャネルの挿入損失の大きさであり、全体的なチャネルの挿入損失の大きさは、理論的ループモデル（例えば、Ｇ．９９６．１に記述されたモデル等）とともに利用されることによって、本発明の一実施形態に従って、ループ構成を高い精度で識別することができる。
【００１７】
ＩＴＵ−ＴのＧ．９９２．３スタンダード及びＧ．９９６．１スタンダードのそれぞれは、ＡＮＳＩ  Ｔ１Ｅ１．４１３と同様に、参照によって本明細書に一体的に組み込まれるものとする。
【００１８】
＜ＤＳＬシステムの概説＞
図１は、本発明の一実施形態に従ってＤＥＬＰを実行するために構成されたＤＳＬシステムのブロック図である。
【００１９】
図示されるように、本システムは、中央局（ＣＯ）と、顧客端末（ＣＰＥ）と、を備える。ＣＯは、銅製電話回線（ツイスト・ペア線とも呼ばれる）を介してＣＰＥにおける送受信部１２０と通信可能に連結される送受信部１１５を備える。また、ＣＯの送受信部１１５は、（例えば、ＡＴＭインターフェースを介して）電話会社ネットワーク又は基幹回線に通信可能に連結されており、ＣＰＥの送受信部１２０は、顧客コンピュータ又は他の装置に連結されている。
【００２０】
送受信部１１５，１２０のそれぞれは、それぞれ、ループ診断モジュール（ＬＤＭ）１１５ａ，１２０ａを備える。かかる診断モジュールは既に組み込まれたＧ．９９２．３等といった様々な通信スタンダードにおいて定義されていることを想起されたい。送受信部１１５，１２０は、これらのそれぞれのループ診断モジュール１１５ａ，１２０ａと同様に、従来の又は一般の技術で実施可能である。既に説明したように、ループ診断モジュール１１５ａ，１２０ａは、チャネル及びそのノイズプロフィールの様々なパラメータを測定する。ＬＤＭによって測定されたパラメータの一つが、（もしあれば）回線上の各ブリッジタップ（bridge tap）の挿入損失に加え、回線の挿入損失を含む全体的なチャネルの挿入損失の大きさである。
【００２１】
また、ＣＯは、本発明の実施形態によって構成されたＤＥＬＰアルゴリズムを実行可能に構成されるダブルエンド回線調査（ＤＥＬＰ）処理部１０５を備える。ＤＥＬＰアルゴリズムの詳細は、図２を参照して順に提供される。ＤＥＬＰ処理部１０５は、例えば、送受信部１１５をインターフェースで連結するＩ／Ｏを備えて構成され、ＤＥＬＰアルゴリズムにおいて用いられるパラメータ数推定ルーチンを用いてプログラミングされたマイクロコントローラを用いて具現化可能である。ここで、他の好適な処理環境も同様に利用可能であり、ＤＥＬＰ処理部は、本明細書から自明であるように、ハードウェア、ソフトウェア及びファームウェアの任意の組み合わせを用いて具現化可能である。さらに、ＤＥＬＰ処理部は、サーバ、ＣＤ等といった処理部が読み取り可能な媒体に記憶された命令のセットとして具現化可能である。
【００２２】
また、ＤＥＬＰ処理部１０５は、理論的ループモデル１１０へのアクセスを備える、すなわち、モデルへアクセス可能である。理論的ループモデルは、従来行われていたように開発されており、ＤＳＬシステムによる使用のために利用可能となっている。このモデルは、既知の長さ及びゲージ（gauge）を有する（ブリッジタップが無い）単純なループ（plain loop）の挿入損失の大きさに加えて、既知の長さ及びゲージを有するブリッジタップの挿入損失の大きさを備える。他の回線及びブリッジタップの組み合わせに関する理論的情報も、このモデルにおいて利用可能である。ＤＥＬＰアルゴリズムとともにこのモデル１１０を用いて、回線の長さ及びゲージ、ブリッジタップの長さ、ゲージ及び位置等といった実際のループパラメータを推定することが可能である。
【００２３】
例えば、（ブリッジタップが無い）単純なループのチャネルの挿入損失の大きさが既知である場合には、本モデル１１０は、その単純なループの対応する長さ及びゲージを推定するために参照可能である。また、ループの全体的なチャネルの挿入損失の大きさが既知である場合には、本モデル１１０は、誤差関数とともに利用されることによって、ブリッジタップのゲージ及び長さに加えて、回線のブリッジタップのチャネルの挿入損失の大きさを識別することが可能である。本モデル１１０は、他の有用な理論的情報を提供し、実際のループパラメータの推定時の使用のための理論的ループパラメータを識別することが必要な際に参照可能である。例えば、回線の単一のブリッジタップのゲージ及び長さとともに、単一のブリッジタップ回線の全体的なチャネルの挿入損失が既知である場合には、本モデル１１０は、誤差関数とともに利用されることによって、ブリッジタップの位置を推定することが可能である。理論的ループモデル１１０において表される他の有用な関係は、本開示によって自明であろう。
【００２４】
一実施形態において、理論的ループモデル１１０は、ＤＳＬ送受信部のテスト手順によって議論するＩＴＵ−ＴのＧ．９９６．１に従って開発されている。ここで、モデルによって提供される理論的ループデータが実際のループパラメータを推定するためにＤＥＬＰアルゴリズムによって利用可能である限り、他のＤＳＬスタンダードの理論的ループモデルも利用可能である。
【００２５】
＜ＤＥＬＰアルゴリズム＞
一般的に、ＤＥＬＰアルゴリズムは、最適化のために比較的シンプルな誤差関数を利用し、ループの線形特性を最大限活用している。このことが、アルゴリズムを著しく改善し、その実行時間を短縮させる。
【００２６】
初期推定のため、最大二つまでのブリッジタップが所与の回線の各端部に存在すると仮定する。ブリッジタップの長さ、ゲージ及び位置に加えて、回線の実際の長さ及びゲージが推定されるべきである。一つのブリッジタップが長さゼロで発見される場合には、回線上における一つのブリッジタップの存在を示す（すなわち、単一ブリッジタップ回線）。同様に、二つのブリッジタップが長さゼロで発見される場合には、ブリッジタップが存在しないことを示す（すなわち、単純な回線）。
【００２７】
周波数及びループの長さの指数関数によって、（ブリッジタップが無い）単純な回線のチャネルの挿入損失の大きさを近似することが可能である。より詳細には、以下の伝送行列Φを用いて単純な回線ループを検討する。
2008536397.tif 000002
であり、ここで、
【数１】
2008536397.tif 000003
である。ここで、Ｚ０，γは、それぞれ、ループの特性インピーダンス及び伝搬定数であり、ｄは、ループの長さである。
【００２８】
このループのチャネルの挿入損失の大きさＨ（ｆ）は、以下のように与えられる。
【数２】
2008536397.tif 000004
ここで、ＺＬは、負荷インピーダンスである。ＤＳＬ帯域の周波数（例えば、２６ＫＨｚよりも高い）に関して、
【数３】
2008536397.tif 000005
と安全に推定される。ここで、ＺＧは、電源インピーダンスである。
【数４】
2008536397.tif 000006
【００２９】
さらに、一つのブリッジタップを有する回線について検討する。ここで、伝送行列
2008536397.tif 000007
は、二つの切断（section）からなるＡＢＣＤ行列とブリッジタップとの積である。回線が長さｄを有し、ブリッジタップが一端部から距離ｘかつ他端部から距離ｙに位置し、ｄ＝ｘ＋ｙであると仮定する。
【００３０】
したがって、全体の伝送行列は、
【数５】
2008536397.tif 000008
に等しい。ここで、ｚｔは、ブリッジタップのインピーダンスである。チャネルの挿入損失Ｈ（ｆ）は、
【数６】
2008536397.tif 000009
に等しい。
【００３１】
式（５）及び式（６）を見ると、ｘとｙとの交換は、Ｂ，Ｃ，（Ａ＋Ｄ）が同じままとなるので、チャネルの挿入損失を変化させないことに留意すべきである。そのため、理論的には、一つのブリッジタップを有する回線の全体的なチャネルの挿入損失の大きさは全て、二つの異なる回線構成に属することができる。同様に、二つのブリッジタップを有する回線の全体的なチャンネルの挿入損失の大きさは全て、四つの異なる回線構成に属することができる。この理解は、パラメータ推定処理中に理論的ループモデルを効率的に参照するために利用可能である。
【００３２】
これらの式を見ると、（ブリッジタップが無い）単純な回線に関する近似されたチャネルの挿入損失の大きさＨ（ｆ）は、
【数７】
2008536397.tif 000010
を用いて決定可能である。ここで、Ｋ１，Ｋ２は、ループの種類及びゲージに依存し、ｌは、ループの長さであり、ｆは、伝送周波数である。
【００３３】
式（７）のこの近似に関する測定誤差は、主に、チャネルの挿入損失に乗算される係数（又は、ｄＢ単位においてチャネルの挿入損失に加算される定数）として表れる非除去フィルタによるものである。したがって、（ｄＢ単位の）チャネルの挿入損失Ｈ（ｆ）の大きさを微分することによって、これらの誤差の影響は除去可能である。
【数８】
2008536397.tif 000011
【数９】
2008536397.tif 000012
【数１０】
2008536397.tif 000013
ここで、ｃ１，ｃ２は、定数である。
【００３４】
このように、（ブリッジタップが無い）単純な回線に関して、チャネルの挿入損失の大きさの二回微分はゼロであることに留意すべきである。ここで、他に留意すべき点としては、回線がブリッジタップを有する場合には、全体的なチャネルの挿入損失の大きさは、ブリッジタップの挿入損失の大きさと単純な回線の挿入損失の大きさとの積にほぼ等しいことが挙げられる。
【００３５】
より詳細には、Ｈ１は回線の中間における任意の位置に位置するブリッジタップを有する回線のチャネルの挿入損失の大きさであると仮定する。
ＤＳＬにおいて、
【数１１】
2008536397.tif 000014
であると仮定して間違いないことを想起されたい。
【００３６】
それゆえ、式（５）を用いることによって、全体的なチャネルの挿入損失の大きさＨ（ｆ）は、以下のように導出可能である。
【数１２】
2008536397.tif 000015
【００３７】
式（１２）は、式（１１）が満たされる限りにおいて、チャネルの挿入損失の大きさがブリッジタップの位置（ｘ，ｙ）から独立していることを示す。すなわち、全体的なチャネルの挿入損失の大きさは、ブリッジタップの挿入損失の大きさと単純な回線の挿入損失の大きさとの積にほぼ等しい。
【数１３】
2008536397.tif 000016
ここで、ＨＮｏ＿Ｔａｐは、回線の単純な部分の近似的な挿入損失を表し、ＨＴａｐ１は、回線の一端部のブリッジタップの近似的な挿入損失を表し、ＨＴａｐ２は、回線の他端部のブリッジタップの近似的な挿入損失を表す。
【００３８】
式（１０）及び式（１３）によって提供される近似を用いて、（もしあれば、）ブリッジタップのゲージ及び長さを識別する誤差関数を定義することが可能である。ｄＢ単位で、（ループ診断モジュール１１５ａ，１２０ａによって提供される、測定されたチャネル全体の挿入損失の大きさである）データＨＤａｔａ（ｆ）のセットが与えられると、ブリッジタップの長さ及びゲージは、以下の誤差関数を最小化することによって求められる。
【数１４】
2008536397.tif 000017
【００３９】
ブリッジタップの長さ及びゲージは、あらゆるＨＴａｐ１（ｆ），ＨＴａｐ２（ｆ）における誤差を最小化するタップの長さ及びゲージのペアである。ここで、ＨＴａｐ１（ｆ），ＨＴａｐ２（ｆ）は、理論的ループモデル１１０に基づいて算出されたブリッジタップのチャネルの挿入損失の大きさである。特に、測定されたチャネル全体の挿入損失の大きさＨＤａｔａ（ｆ）が与えられると、モデル１１０は、可能な対応する回線構成を識別するために参照可能である。これらの構成は、それぞれ、可能なブリッジタップのチャネルの挿入損失の大きさを備える。したがって、式（１４）の誤差関数を最小化するブリッジタップのチャネルの挿入損失の大きさが一旦識別されると、理論的ループモデルは、対応するこれらのブリッジタップの長さ及びゲージを決定するために参照可能である。
【００４０】
また、この例において、Ｂｉｎ＿ｓｔａｒｔは、チャネルの周波数領域の始まりであり、Ｂｉｎ＿ｅｎｄは、チャネルの周波数領域の終わりであることを留意されたい。（多くのＤＳＬ通信システムにおいて用いられるような）離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調方式において、二つのモデム間のチャネルは、アップストリーム及びダウンストリーム通信のために、（時にサブチャネル又はキャリアとも呼ばれる）多くのバイナリに分割されることを想起されたい。しかし、本発明はＤＭＴに基づかないシステムのためにも利用可能であることを留意されたい。
【００４１】
ブリッジタップを識別して当該ブリッジタップのゲージ及び長さを求めた後、ループの長さ及びゲージの第一の推定が、ここで示されるように式（１３）を用いて算出される。
【数１５】
2008536397.tif 000018
この点におけるブリッジタップの位置は、回線の端部であると推定されることに留意されたい。ＨＮｏ＿Ｔａｐは、回線の単純部分に関するチャネルの挿入損失の大きさであり、式（１５）に示されるように、測定された全体的なチャネルの挿入損失の大きさＨＤａｔａ（ｆ）と、ブリッジタップの推定されたチャネルの挿入損失の大きさＨＴａｐ１（ｆ），ＨＴａｐ２（ｆ）と、から導出される。
【００４２】
ここで、式（８）によって提供される近似を用いるとともにＨＮｏ＿ｔａｐの傾きを求め、回線の長さ及びゲージの第一の近似が理論的ループモデル１１０を参照することによって算出可能である。特に、モデル１１０は、ＨＮｏ＿Ｔａｐに対応する回線の長さ及びゲージを識別可能とする。式（８）、式（９）、式（１０）及び式（１３）が近似を提供するので、ループの長さの第一の近似がＨＮｏ＿Ｔａｐの傾きの平均に基づいていることに留意されたい。
【００４３】
次のステップにおいて、既に推定されたデータ（回線の長さ及びゲージ並びにブリッジタップの長さ及びゲージ）を用いることによって、ブリッジタップの位置が推定可能である。式（１３）によって提供される近似によると、測定されたチャネルの挿入損失の大きさＨＤａｔａ（ｆ）は、（式（１４）を用いて既に推定された）ブリッジタップの一つのチャネルの挿入損失の大きさＨＴａｐｊ（ｆ）によって導出可能であり、それによって一つのみのブリッジタップを有するチャネルの挿入損失の大きさの近似である結果（ＨＯｎｅ＿Ｔａｐ）を提供することができる。
【数１６】
2008536397.tif 000019
【００４４】
このブリッジタップの位置の推定は、以下の誤差関数を最小化することによって実行可能である。
【数１７】
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ここで、ＨＴｅｓｔは、ＨＯｎｅ＿Ｔａｐと同じ長さ及びゲージ並びに同じ単一ブリッジタップの長さ及びゲージを有するがブリッジタップが異なる位置にある単一タップ回線の理論的な全体的なチャネルの挿入損失の大きさである。このように、式（１７）の誤差関数を最小化するＨＴｅｓｔに関するブリッジタップの位置が、ブリッジタップの推定位置である。ＨＴｅｓｔは、理論的ループモデル１１０によって提供される（すなわち、モデル１１０から導出される）。（回線が二つのブリッジタップを有すると識別された場合には、）このブリッジタップの位置の処理は、各ブリッジタップに関して１回ずつ、計２回実行される。チャネルの挿入損失の大きさが与えられると、このチャネルの挿入損失の大きさが回線の中心から同じ距離を有する、二つの異なるブリッジタップの位置を有する回線に属するので、ブリッジタップの位置において常に曖昧さが存在する。
【００４５】
ブリッジタップの位置の近似を求めた後、第二の回線の長さ及びゲージの近似が、以前（式１４及び式（１７）を用いて）求められたのと同じブリッジタップ（の長さ、ゲージ及び位置）を有するが回線の長さ及びゲージが異なる回線の全体的なチャネルの挿入損失の大きさであるＨＴｅｓｔを用いて実行可能である。以下の誤差関数が、回線の長さ及びゲージを決定するために最小化される。
【数１８】
2008536397.tif 000021
このように、式（１８）の誤差関数を最小化するＨＴｅｓｔに関する回線の長さ及びゲージが、第二の回線の長さ及びゲージの近似である。ＨＴｅｓｔは、理論的ループモデル１１０によって提供される（すなわち、モデル１１０から導出される）。
【００４６】
また、式（１８）は、時間を犠牲にすれば、より高い正確さを実現するために繰り返して実行可能であることに留意されたい。特に、式（１８）が所定の誤差閾値よりも大きく繰り返し回数が所定数よりも小さい限りにおいて、我々は、正確さを向上させるためにアルゴリズムを繰り返すことができる。そうでない場合には、ＤＥＬＰ処理は終了する。
【００４７】
提案された本方法は、これらのループの数学的モデルが入手可能な限りにおいて、様々な種類のループ（アメリカ、日本、ヨーロッパ等）を識別するために利用可能であることに留意されたい。
【００４８】
＜手順＞
図２は、本発明の一実施形態に従ってＤＥＬＰを実行する方法を説明する図である。本方法は、例えば、図１に示されるシステムによって実行可能である。
【００４９】
本方法は、最初に回線を推定する（ステップＳ２０３）ことで始まる。議論のため、回線の両端部にブリッジタップが存在するものと仮定する。続いて、本方法は、あらゆる可能なブリッジタップのゲージ及び長さに関する第一のブリッジタップ誤差関数を生成し（ステップＳ２０５）、第一のブリッジ誤差関数を最小化する各ブリッジタップのゲージ及び長さを推定する（ステップＳ２０７）。かかる一実施形態において、（例えば、ループ診断モジュール１１５ａ，１２０ａによって提供されるように、）測定された全体的なチャネルの挿入損失の大きさＨＤａｔａ（ｆ）が与えられると、理論的ループモデル１１０は、参照されることによって、式（１４）の誤差関数を最小化する可能なブリッジタップのチャネル挿入損失の大きさを識別することが可能である。このように、式（１４）の誤差関数を最小化するブリッジタップのチャネルの挿入損失の大きさが一旦識別されると、理論的ループモデルは、参照されることによって、対応するブリッジタップの長さ及びゲージを決定することが可能である。
【００５０】
続いて、本方法は、推定されたブリッジタップに関するチャネルの挿入損失の大きさの積によって、（ＬＤＭから）測定された（ブリッジタップを有する回線の）全体的なチャネルの挿入損失の大きさを割ることによって、回線の単純部分（ブリッジタップが無い回線）に関するチャネルの挿入損失の大きさを導出する（ステップＳ２０９）。続いて、本方法は、導出された回線の単純部分に関するチャネルの挿入損失の大きさに基づいて、回線の長さ及びゲージの第一の近似を推定する（ステップＳ２１１）。一実施形態において、式（１４）は、回線の単純部分に関するチャネルの挿入損失の大きさ（ＨＮｏ＿Ｔａｐ）を導出するために用いられ、理論的ループモデルは、参照されることによって、ＨＮｏ＿Ｔａｐに対応する回線の長さ及びゲージを識別することが可能である。
【００５１】
続いて、本方法は、直近に推定されたブリッジタップのゲージ及び長さ、並びに回線の長さ及びゲージの近似に基づいて、あらゆる可能なブリッジタップの位置に関する第二のブリッジタップ誤差関数を生成する（ステップＳ２１３）。続いて、本方法は、全てのブリッジタップの位置にわたって第二の誤差関数を最小化することによって、各ブリッジタップの位置を推定する（ステップＳ２１５）。かかる一実施形態において、式（１７）が、第二の誤差関数として用いられ、ここで、ＨＴｅｓｔは、ＨＯｎｅ＿Ｔａｐと同じ長さ及びゲージ、並びに単一のブリッジタップの同じ長さ及びゲージを有するが、ブリッジタップが異なる位置にある単一タップ回線の理論的な全体的なチャネルの挿入損失の大きさである。このように、式（１７）の誤差関数を最小化するＨＴｅｓｔに関するブリッジタップの位置は、推定されたブリッジタップの位置である。ＨＴｅｓｔは、理論的ループモデル１１０によって提供される（すなわち、モデル１１０から導出される）。（回線が二つのブリッジタップを有すると識別された場合には、）このブリッジタップの位置の処理は、各ブリッジタップに関して一回ずつ、計二回実行される。
【００５２】
続いて、本方法は、（推定されたブリッジタップの位置、ゲージ及び長さ、並びに近似された回線の長さ及びゲージに基づいて、）あらゆる可能な回線のゲージ及び長さに関する回線誤差関数を生成し（ステップＳ２１７）、全ての回線のゲージ及び長さにわたって回線誤差関数を最小化することによって、回線の長さ及びゲージの第二の近似を算出する（ステップＳ２１９）。かかる一実施形態において、式（１８）が、回線誤差関数として用いられ、ここで、式（１８）の誤差関数を最小化するＨＴｅｓｔに関する回線の長さ及びゲージが、回線の長さ及びゲージの第二の近似である。再び、ＨＴｅｓｔが理論的ループモデルによって提供される（すなわち、モデルから導出される）。
【００５３】
続いて、本方法は、測定された全体的な挿入損失の大きさと推定された全体的な挿入損失の大きさとの間の差（誤差）を決定する（ステップＳ２２１）。かかる一実施形態において、式（１８）の誤差関数が用いられる。どんな場合であっても、続いて、本方法は、決定された誤差が所定の誤差閾値よりも大きいかを判定する（ステップＳ２２３）。Ｙｅｓの場合には、ＤＥＬＰ処理は終了する。Ｎｏの場合には、ステップＳ２１３〜Ｓ２２３を繰り返すことによって、パラメータ推定結果を向上させる。繰り返しの最大回数（例えば、３回）は、ここでは、過度の繰り返しを防止するために指定可能である。
【００５４】
本発明の実施形態に関する前記記述は、説明及び記述を目的として表現されたものである。本発明を開示された正確な形態に包括したり制限したりすることを意図したものではない。この開示から多くの修正及び改変が可能である。本発明の範囲は、この詳細な説明によって制限されるべきではなく、添付された特許請求の範囲によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態に従ってＤＥＬＰを実行するように構成されたＤＳＬシステムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に従ってＤＥＬＰを実行する方法を説明する図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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