(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスクリートマルチトーン技術を使用する分配点ユニットであって、前記分配点ユニットは利用可能なスペクトルに関連付けられた有線共有媒体へ接続するように構成され、前記有線共有媒体は前記分配点ユニットを複数のユーザと接続し、前記分配点ユニットは、
利用可能なスペクトルの第１の部分を前記複数のユーザのうちの第１のユーザに割り当て、利用可能なスペクトルの第２の部分を前記複数のユーザのうちの第２のユーザに割り当てるように構成される、割当ユニットと、
ディスクリートマルチトーン技術を用いてデジタルデータを符号化および復号するように構成され、符号化されたデジタルデータを、第１のユーザとの間では割り当てられた第１の部分を介し、第２のユーザとの間では割り当てられた第２の部分を介して送受信するように構成される、送受信ユニットと
を備え、
割当ユニットは、初めに、利用可能なスペクトルの所定の初期化帯域の、初期化処理のために予約された第１の部分および第２の部分をそれぞれ第１のユーザおよび第２のユーザに割り当て、新たに割り当てられるユーザのために利用可能な所定の初期化帯域を維持するために、初期化処理の後、続いて割り当てられた第１および第２の部分を所定の初期化帯域には含まれない、デジタルデータトラフィック用の別の第１および第２の部分に修正するように構成されることを特徴とする、分配点ユニット。
【請求項２】
利用可能なスペクトルの割り当てられた別の第１の部分が、少なくとも、下りデジタルデータトラフィック用の第１の下り副部分および上りデジタルデータトラフィック用の第１の上り副部分を含み、利用可能なスペクトルの割り当てられた別の第２の部分が、少なくとも、下りデジタルデータトラフィック用の第２の下り副部分および上りデジタルデータトラフィック用の第２の上り副部分を含み、前記第１の下り副部分が前記第２の下り副部分と重複せず、前記第１の上り副部分が前記第２の上り副部分と重複しない、請求項１に記載の分配点ユニット。
【請求項３】
割り当てられた別の第１の部分が割り当てられた別の第２の部分と重複せず、割り当てられた別の第１の部分および割り当てられた別の第２の部分が下りおよび上りのデジタルデータトラフィックのために使用される、請求項１に記載の分配点ユニット。
【請求項４】
割当ユニットが、第１のユーザに割り当てられた第１の部分の範囲を示すために、割り当てられた第１の部分に含まれる少なくとも１つの搬送波の利得を第１の所定値に設定し、割り当てられた第１の部分に含まれない少なくとも１つの搬送波の利得を第２の所定値に設定するように構成される、請求項１から３のいずれか一項に記載の分配点ユニット。
【請求項５】
割当ユニットが、前記複数のユーザのうちの少なくとも１人のユーザから、一意のユーザ識別情報を受信するように構成され、前記割当ユニットは、前記初期割当てをロバスト管理チャネル（ＲＭＣ）シンボルを前記ユーザに提供することによって実行するように構成され、前記ＲＭＣシンボルは、前記一意のユーザ識別情報に基づくユーザ識別子を含み、ユーザ識別子は、前記少なくとも１人のユーザによって認識可能なものであり、それによって、前記少なくとも１人のユーザに、スペクトルの既定部分が割り当てられる、請求項１から４のいずれか一項に記載の分配点ユニット。
【請求項６】
割当ユニットが、割り当てられた第１の部分および／または割り当てられた第２の部分を修正するように構成され、好ましくは、割当ユニットが、信号対ノイズ比パラメータおよび／またはデータレート要求を含むことが好ましい入力データを、複数のユーザのうちの第１および第２のユーザから収集し、スペクトルの割り当てられた第１および／または第２の部分を収集した入力データに基づいて修正するように構成される、請求項１から５のいずれか一項に記載の分配点ユニット。
【請求項７】
割当ユニットが、第１のステップにおいて利用可能なスペクトルの中間帯域を前記第１のユーザおよび前記第２のユーザに割り当て、第２のステップにおいて前記中間帯域の第１の部分を第１のユーザに割り当て前記中間帯域の第２の部分を第２のユーザに割り当てるように構成される、請求項１から６のいずれか一項に記載の分配点ユニット。
【請求項８】
割当ユニットが、パイロットトーンのセットを選択し、パイロットトーンの前記セットを前記複数のユーザへ送信するように構成される、請求項１から７のいずれか一項に記載の分配点ユニット。
【請求項９】
複数のユーザと接続され、利用可能なスペクトルに関連付けられた有線共有媒体と関連して、ディスクリートマルチトーン技術を使用するための方法であって、
利用可能なスペクトルの第１の部分を前記複数のユーザのうちの第１のユーザに割り当て、利用可能なスペクトルの第２の部分を前記複数のユーザのうちの第２のユーザに割り当てることと、
ディスクリートマルチトーン技術を用いてデジタルデータを符号化および復号することと、
符号化されたデジタルデータを第１のユーザとの間では第１の部分を介し、第２のユーザとの間では第２の部分を介して送受信することと
を含み、
前記割り当てることは、初めにスペクトルの所定の初期化帯域の、初期化処理のために予約された第１の部分および第２の部分をそれぞれ第１のユーザおよび第２のユーザに割り当てることと、新たに割り当てられるユーザのために利用可能な所定の初期化帯域を維持するために、初期化処理の後、続いて割り当てられた第１および第２の部分を所定の初期化帯域には含まれない、デジタルデータトラフィック用の別の第１および第２の部分に修正することとを含むことを特徴とする、方法。
【請求項１０】
利用可能なスペクトルの割り当てられた別の第１の部分が、少なくとも、下りデジタルデータトラフィック用の第１の下り副部分および上りデジタルデータトラフィック用の第１の上り副部分を含み、利用可能なスペクトルの割り当てられた別の第２の部分が、少なくとも、下りデジタルデータトラフィック用の第２の下り副部分および上りデジタルデータトラフィック用の第２の上り副部分を含み、前記第１の下り副部分が前記第２の下り副部分と重複せず、前記第１の上り副部分が前記第２の上り副部分と重複しない、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
入力データを複数のユーザのうちの少なくとも第１および第２のユーザから収集することと、第１の部分および／または第２の部分を収集した入力データに基づいて修正することとをさらに含む、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
有線共有媒体を通じて分配点ユニットと接続されるための顧客宅内機器であって、
利用可能なスペクトルの部分を前記分配点ユニットにより割り当てられ、
ディスクリートマルチトーン技術を用いてデジタルデータを符号化および復号し、
符号化されたデジタルデータを分配点ユニットとの間で割り当てられた部分を介して送受信する
ように構成され、
初めに、利用可能なスペクトルの所定の中間帯域の、初期化処理のために予約された部分を割り当てられ、新たに割り当てられるユーザのために利用可能な所定の初期化帯域を維持するために、初期化処理の後、続いて所定の中間帯域には含まれない、デジタルデータトラフィック用の別の部分を割り当てられるように構成されることを特徴とする、顧客宅内機器。
【請求項１３】
分配点ユニットからパイロットトーンのセットを受信し、前記セットのうちの少なくとも１つのパイロットトーンを選択するようにさらに構成され、かつ／または、
搬送波の利得アジャスタデータをＤＰＵから受信し、前記受信された利得アジャスタデータが、搬送波が割当対象部分を有すると示す所定の基準を満たすのであれば前記搬送波を監視されるトーンセットに配置し、前記搬送波に対するイコライザを構築し、前記搬送波に対するビットローディングを要求することにより、利用可能なスペクトルの別の部分を割り当てられるように構成される、請求項１２に記載の顧客宅内機器。
【請求項１４】
請求項１から８のいずれか一項に記載の分配点ユニットを少なくとも１つと、好ましくは同軸ケーブルである有線共有媒体と、複数の請求項１２または１３に記載の顧客宅内機器とを備え、有線共有媒体は少なくとも１つの分配点ユニットを複数の顧客宅内機器へ接続する、システム。
【請求項１５】
請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法のステップのいずれか１つを実行するための機械実行可能な命令プログラムを符号化する、デジタルデータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、１つ以上の分配点ユニットと複数のユーザの間における、有線共有媒体を介したデータ送信に関する。特定の実施形態は、Ｇ．ｆａｓｔおよびディスクリートマルチトーン技術の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
ｘＤＳＬは、分配点ユニット（ＤＰＵ）などの中央ユニットと、顧客宅内機器（ＣＰＥ）との間のポイントツーポイント通信に向けた、アクセス技術の系列である。先行技術による解決策において、ＤＰＵと複数のＣＰＥの間の通信は、複数のｘＤＳＬ回線上で行われる。昨今、集合住宅内の同軸ケーブルを介したアクセスにいくらか関心が集まっている。ある実装形態では、同軸ケーブルのトポロジは、ｘＤＳＬが利用可能となるように、（たとえば地階からの）ポイントツーポイントとされる。とはいえ、同軸ケーブルのトポロジは（たとえば最終アンプからの）ポイントツーマルチポイントとなることも多く、それによりｘＤＳＬの効率的な利用が阻害される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の実施形態の目的は、有線共有媒体（たとえば同軸ケーブル）を介した、少なくとも１つのＤＰＵから複数のユーザへのデータ送信を可能にする、ＤＰＵ、ＣＰＥ、方法、およびシステムを提供することである。ＤＰＵは、信号が複数のＣＰＥに分配される場所に位置するユニットであると理解される。分配点の位置の例として、中央局、キャビネット、マンホール、電柱、壁、または地階が挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様によれば、ディスクリートマルチトーン（ＤＭＴ）技術を用いるＤＰＵが提供される。前記ＤＰＵは、利用可能なスペクトルに関連付けられた有線共有媒体へ接続するように構成され、前記有線共有媒体は、前記ＤＰＵを複数のユーザと接続する。前記ＤＰＵは、利用可能なスペクトルの第１の部分を前記複数のユーザのうちの第１のユーザに割り当て、利用可能なスペクトルの第２の部分を前記複数のユーザのうちの第２のユーザに割り当てるように構成される、割当ユニットを備える。ＤＰＵはさらに、ＤＭＴ技術を用いてデジタルデータを符号化および復号するように構成され、符号化されたデジタルデータを、第１のユーザとの間では割り当てられた第１の部分を介して、第２のユーザとの間では割り当てられた第２の部分を介して送受信するように構成される、送受信ユニットを備える。
【０００５】
「部分」という用語は、複数の副部分を指すことがある。これらの副部分は、必ずしも隣接した部分ではなく、重複した部分であってよい。
【０００６】
本発明の実施形態は、利用可能なスペクトルの部分を複数のユーザに割り当てることにより、ＤＭＴ技術を有線共有媒体において使用できるという洞察にとりわけ基づくものである。スペクトルの部分割当てと組み合わせたＤＭＴの利用は、時分割多重技術よりも優れたものとなる。なぜなら後者は、たとえ１人のユーザがスペクトルを完全に利用するには不十分な信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を有する場合でも、周波数スペクトルの全体が、特定のタイムスロット内でこの一人のユーザに割り当てられるという特徴を持つからである。たとえば、同軸ケーブル上で利用可能なスペクトルは、１ＧＨｚ程度である。
【０００７】
本発明の一実施形態によれば、利用可能なスペクトルの割り当てられた第１の部分は少なくとも２つの副部分を含み、第１の下り副部分は下りデジタルデータトラフィック用、第１の上り副部分は上りデジタルデータトラフィック用となり、利用可能なスペクトルの割り当てられた第２の部分は少なくとも２つの副部分を含み、第２の下り副部分は下りデジタルデータトラフィック用、第２の上り副部分は上りデジタルデータトラフィック用となる。そのような実施形態では、前記第１の下り副部分は前記第２の下り副部分と重複せず、前記第１の上り副部分は前記第２の上り副部分と重複しない。
【０００８】
別の実施形態では、第１の割当部分と第２の割当部分はともに、２つの異なる第１および第２の副部分に分割することができる。このようにすることで、下りトラフィックに使用される副部分は、上りトラフィックに使用される副部分とは異なるものにすることができる。ただし、通例、割り当てられたある部分において、２つの副部分が（部分的に）重複してもしなくてもよい。
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、割り当てられた第１の部分は、割り当てられた第２の部分と重複しない。そのような実施形態では、割り当てられた第１の部分と割り当てられた第２の部分の全体が、下りと上りのデジタルデータトラフィックに使用され得る。
【００１０】
別の実施形態では、割当ユニットは、第１のユーザに割り当てられた第１の部分の範囲を示すために、割り当てられた第１の部分に含まれる少なくとも１つの搬送波の利得を第１の所定値に設定し、割り当てられた第１の部分に含まれない少なくとも１つの搬送波の利得を第２の所定値に設定するように構成される。
【００１１】
好ましい実施形態によれば、割当ユニットは、第１の割当部分および／または第２の割当部分を修正するように構成される。周波数分割多重を用いることにより、スペクトルの割り当てられた部分は、必要があれば柔軟に再割当てすることができる。この実施形態は、とりわけ時分割多重による解決策に勝る利点を持つ。時分割多重では、トラフィック負荷によっては、ユーザ間でタイムスロットを再割当てする柔軟性が限られる。
【００１２】
本発明の別の実施形態では、割当ユニットは、信号対ノイズ比パラメータおよび／またはデータレート要求を含むことが好ましい入力データを、複数のユーザのうちの少なくとも第１および第２のユーザから収集するように構成される。次いで、この入力データは、スペクトルの第１および／または第２の部分を、収集した入力データに基づいて修正するのに使用することができる。
【００１３】
例示的一実施形態では、割当ユニットは、初めに、利用可能なスペクトルの既定の初期化帯域の第１の部分および第２の部分をそれぞれ第１のユーザおよび第２のユーザに割り当て、続いて割り当てられた第１および第２の部分を所定の初期化帯域に含まれない別の第１および第２の部分に修正するように構成される。例示的一実施形態では、迅速な初期割当てを可能にするため、スペクトルの既定部分が初期化を開始する回線向けに予約される。この初期化処理は、限定されたトーンセットで行われることになる。あるユーザの利用可能な部分を同限定されたトーンセットに限定することは望ましくないため、初期化後に、この特定ユーザに関する部分の再割当てが行われ得る。加入してくるユーザに対し、スペクトルのこうした予約部分を使用することで、新たなユーザが加わるたびに、ＤＰＵが現ユーザに割り当てられている部分に干渉する必要がなくなる。この手法は、現ユーザのスペクトルを開放する間の時間の浪費を回避する。
【００１４】
例示的一実施形態によれば、割当ユニットは、パイロットトーンのセットを選択し、パイロットトーンの前記セットを前記複数のユーザへ送信し、前記複数のユーザから前記セットの選択を受信するように構成される。ループタイミングを容易にするため、ＤＰＵは、ユーザが１つ以上のパイロットトーンを自身で選択可能な、パイロットトーンのセットを選択することができる。パイロットトーンは初期化中に設定することが可能であり、以降は固定されたままとなる。この手法は、帯域幅の限られた分量だけがパイロットトーンにより占有されることを保証する。先行技術によるシステムでは、対照的に、各ユーザが他のユーザとは無関係にパイロットトーンのセットを選択できてしまう。各々が１６個のパイロットトーンのセットを選択する８人のユーザを持つ先行技術のシステムを想定すると、合計１２６個の異なるパイロットトーンが使用されることになる。例示的一実施形態によるＤＰＵにおいては、たとえば、１６個のパイロットトーンのセットが選択される可能性があり、８人のユーザ全員が、それらのセットから自身のパイロットトーンのセットを選択することになる。それによって、合計１６個の異なるパイロットトーンのみが使用され得るものとなり、データトラフィック用により広い帯域幅が利用可能となり得る。異なるユーザの上り送信の同期に関しては、すべてのＣＰＥがＤＰＵのクロックにロックされてよい。こうした同期にもかかわらず、ＣＰＥ間のタイミングにはいくらかの差異が存在し得るが、この差異はサイクリックエクステンション内に十分収まるほど小さく、シンボル間干渉（ＩＳＩ）および搬送波間干渉（ＩＣＩ）は回避される。
【００１５】
別の発展させた実施形態では、割当ユニットは、第１のステップにおいて利用可能なスペクトルの中間帯域を前記第１のユーザおよび前記第２のユーザに割り当て、第２のステップにおいて前記中間帯域の第１の部分を第１のユーザに割り当て前記中間帯域の第２の部分を第２のユーザに割り当てるように構成される。このようにすることで、初めにスペクトルをいくつかの中間帯域に分割することが可能となり、このとき、各中間帯域は複数のユーザからなるグループのために予約される。中間帯域の割当ては、第１の中間帯域を第１のＤＰＵに割り当て、第２の中間帯域を第２のＤＰＵに割り当てるなど（このとき、第１および第２のＤＰＵは、同一の有線共有媒体へ接続される）を行うように構成された、独立した中間割当モジュールによって実行可能であることに留意されたい。この場合、第１のＤＰＵは、自身に接続している複数のユーザに対し、第１の中間帯域の異なる部分の割当てを実行する第１の割当モジュールを持ち得る。同様に、第２のＤＰＵは、自身に接続している複数のユーザに対し、第２の中間帯域の異なる部分の割当てを実行する第２の割当モジュールを持ち得る。
【００１６】
例示的一実施形態では、有線共有媒体は同軸線である。同軸リンク上で利用可能なＧＨｚスペクトルは、現在利用可能なあらゆるｘＤＳＬ技術よりも広い。一実施形態によれば、このＧＨｚスペクトルは、たとえば幅１００ＭＨｚ程度の複数の中間周波数ブロックに分離させることを通じて、ｘＤＳＬによって完全に処理され得る。例示的一実施形態では、利用可能なスペクトル部分の初期割当ては、２つのステップで行われる。第１のステップにおいて、割当ユニットが、中間周波数ブロックを、初期化を行うユーザに割り当てる。この中間周波数ブロックは、永続的な割当てが可能であり、シームレスに再構成されなくてもよい。ただし、他の実施形態では、この中間周波数ブロックは再構成可能であってよい。第２のステップにおいて、割当ユニットが、中間周波数ブロック内の利用可能なスペクトルの部分を、初期化を行うユーザに割り当てる。利用可能なスペクトルの同部分は、一時的に割り当てられてよく、初期化後にシームレスに再構成されて構わない。
【００１７】
本発明の別の態様によれば、複数のユーザと接続され、利用可能なスペクトルに関連付けられた有線共有媒体と関連して、ＤＭＴ技術を使用するための方法が提供される。本方法は、利用可能なスペクトルの第１の部分を前記複数のユーザのうちの第１のユーザに割り当て、利用可能なスペクトルの第２の部分を前記複数のユーザのうちの第２のユーザに割り当てることを含む。本方法は、ＤＭＴ技術を用いてデジタルデータを符号化および復号することと、符号化されたデジタルデータを、第１のユーザとの間では第１の割当部分を介して、第２のユーザとの間では第２の割当部分を介して送受信することとを、さらに含む。
【００１８】
一実施形態では、利用可能なスペクトルの割り当てられた第１の部分は、少なくとも２つの副部分、すなわち、下りデジタルデータトラフィック用となる第１の下り副部分と、上りデジタルデータトラフィック用となる第１の上り副部分とを含む。同様に、利用可能なスペクトルの割り当てられた第２の部分は、少なくとも２つの副部分、すなわち、下りデジタルデータトラフィック用となる第２の下り副部分と、上りデジタルデータトラフィック用となる第２の上り副部分とを含む。前記第１の下り副部分は前記第２の下り副部分と重複せず、前記第１の上り副部分は前記第２の上り副部分と重複しない。
【００１９】
好ましい実施形態では、本方法は、第１のユーザに割り当てられた第１の部分の範囲を示すために、割り当てられた第１の部分に含まれる少なくとも１つの搬送波の利得を第１の所定値に設定することと、割り当てられた第１の部分に含まれない少なくとも１つの搬送波の利得を第２の所定値に設定することとを含む。
【００２０】
本発明の別の実施形態では、本方法は、入力データを複数のユーザのうちの少なくとも第１および第２のユーザから収集することと、第１の部分および／または第２の部分を収集した入力データに基づいて修正することとをさらに含む。この入力データは、信号対ノイズ比パラメータおよび／またはデータレート要求を含むことが好ましい。
【００２１】
例示的一実施形態では、本方法は、初めにスペクトルの既定の初期化帯域の第１の部分および第２の部分をそれぞれ第１のユーザおよび第２のユーザに割り当てることと、続いて割り当てられた第１および第２の部分を所定の初期化帯域に含まれない別の第１および第２の部分に修正することとを含む。
【００２２】
例示的一実施形態では、既存のＧ．ｆａｓｔ規格の機能が、利用可能なスペクトルの第１の部分を第１のユーザに初めに割り当てるために活用され得る。スペクトルの任意の部分が柔軟に再割当て可能となることを保証するために、以下の手続きが取られ得る：
−  全スペクトルにわたり参照ＰＳＤマスクＭＲＥＦＰＳＤＭＡＳＫを定義する。
−  参照ＰＳＤマスクを下回る、実際のＭＲＥＦＰＳＤを、初めに割り当てられたスペクトルの部分に対し使用する。
−  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｉｎｉｔｉａｔｅｄ  Ｇａｉｎ  Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ（ＴＩＧＡ）を使用して、初期割当て後に搬送波を再割当てする。
【００２３】
例示的一実施形態では、ＴＩＧＡを用いた再割当てが、以下のようになされ得る：
−  ＴＩＧＡを使用して、帯域幅部分をそれまで使用されていない搬送波まで拡張する。これは、同搬送波が監視されるトーンとなることを意味するとＣＰＥが理解する既定の第１の値に利得アジャスタを設定することによって行われる。ＣＰＥは、この搬送波に対する自身の周波数イコライザ（ＦＥＱ）を構築した後、ビットローディングを要求することになる。
−  ＴＩＧＡを使用して、ＤＰＵが別のユーザに再割当てすることを望む搬送波を空にする。これはＴＩＧＡ利得アジャスタをそれらの搬送波上でゼロに設定することによって行われる。
【００２４】
別の発展させた実施形態では、割り当てることは、第１のステップにおいて利用可能なスペクトルの中間帯域を第１のユーザおよび第２のユーザに割り当てることと、第２のステップにおいて前記中間帯域の第１の部分を第１のユーザに割り当て前記中間帯域の第２の部分を第２のユーザに割り当てることとを含む。このようにすることで、初めにスペクトルをいくつかの中間帯域に分割することが可能となり、このとき、各中間帯域は複数のユーザからなるグループのために予約することが可能となる。
【００２５】
例示的一実施形態では、有線共有媒体は、スペクトルがたとえば１から１．２ＧＨｚの同軸線とすることができる。一実施形態によれば、このＧＨｚスペクトルは、たとえば幅１００ＭＨｚまたは２００ＭＨｚ程度の複数の中間周波数ブロックに分離させることを通じて、ｘＤＳＬによって完全に処理され得る。例示的一実施形態では、利用可能なスペクトル部分の初期割当ては、２つのステップで行われる。第１のステップにおいて、中間周波数ブロックが、初期化を行うユーザに割り当てられる。この中間周波数ブロックは、永続的な割当てが可能であり、シームレスに再構成されなくてもよい。ただし、他の実施形態では、この中間周波数ブロックは再構成可能であってよい。第２のステップにおいて、初期化を行うユーザに、中間周波数ブロックの部分が割り当てられる。この部分は、一時的に割り当てられてよく、初期化後にシームレスに再構成されて構わない。
【００２６】
本発明の別の態様によれば、有線共有媒体を通じてＤＰＵと接続されるための顧客宅内機器（ＣＰＥ）が提供される。ＣＰＥは、利用可能なスペクトルの部分を前記ＤＰＵによって割り当てられ、ＤＭＴ技術を用いてデジタルデータを符号化および復号するように構成される。ＣＰＥは、符号化されたデジタルデータを、ＤＰＵとの間で割り当てられた部分を介して送受信するようにさらに構成される。
【００２７】
別の実施形態では、ＣＰＥは、パイロットトーンのセットをＤＰＵから受信し、前記セットのうちの少なくとも１つのパイロットトーンを選択し、選択された少なくとも１つのパイロットトーンをＤＰＵへ送信するようにさらに構成される。
【００２８】
例示的一実施形態では、ＣＰＥは、搬送波の利得アジャスタデータをＤＰＵから受信し、前記受信された利得アジャスタデータが、搬送波が割当対象部分を有すると示す所定の基準を満たすのであれば前記搬送波を監視されるトーンセットに配置し、前記搬送波に対する周波数イコライザを構築し、前記搬送波に対するビットローディングを要求することにより、利用可能なスペクトルの部分を割り当てられるように構成される。
【００２９】
例示的一実施形態では、ＣＰＥは、初めに、利用可能なスペクトルの所定の初期化帯域の部分を割り当てられ、続いて所定の初期化帯域に含まれない別の部分を割り当てられるように構成される。
【００３０】
別の発展させた実施形態では、ＣＰＥは、第１のステップにおいてスペクトルの中間帯域を割り当てられ、第２のステップにおいて前記中間帯域の部分を割り当てられるように構成される。このようにすることで、初めにスペクトルをいくつかの中間帯域に分割することが可能となり、このとき、各中間帯域は複数のＣＰＥからなるグループのために予約することが可能となる。特定の実施形態では、ＣＰＥは、２つのステップによる初期化処理を通じて、スペクトルの部分を割り当てられるように構成される。第１のステップにおいて、ＣＰＥは、限られたトーンの第１のセット上で、ＤＰＵとハンドシェイクを行う。ＣＰＥは、この第１のステップ中、中間周波数ブロックを永続的に割り当てられるように構成され得る。第２のステップにおいて、ＣＰＥは、中間周波数ブロック内の利用可能なスペクトルの部分を割り当てられ、チャネル発見、ならびに／あるいはチャネル分析および／またはチャネル交換を含む、割り当てられた部分へのトレーニングを実行するように構成され、その後、割り当てられた部分は、ＤＰＵによる修正が可能となる。
【００３１】
例示的一実施形態では、ＣＰＥは衝突回避のためにさらに構成される。複数のＣＰＥが、有線共有媒体上でＤＰＵとのハンドシェイクまたは初期化の確立を試みる可能性がある。ＣＰＥは、別のＣＰＥとのハンドシェイクまたは初期化が進行中であることを感知した場合、自身のハンドシェイクまたは初期化を遅延させることができる。複数のＣＰＥからのハンドシェイクまたは初期化信号同士が衝突した場合、ＣＰＥはランダムに生成される遅延時間だけ、自身のハンドシェイクまたは初期化を遅延させることになる。衝突の影響をさらに緩和するため、ＣＰＥは、一意のユーザ識別情報をＤＰＵへ送信し得る。この識別情報は、そのメッセージの意図された宛先を示すために、ＤＰＵによって使用される。
【００３２】
本発明の別の態様によれば、少なくとも１つのＤＰＵと、好ましくは同軸ケーブルである有線共有媒体と、複数のＣＰＥとを備えるシステムが提供される。このとき、有線共有媒体は、少なくとも１つのＤＰＵを複数のＣＰＥへ接続する。
【００３３】
本発明の別の態様によれば、上述した実施形態のいずれか１つが持つステップのいずれか１つを実行するための機械実行可能な命令プログラムを符号化する、デジタルデータ記憶媒体が提供される。
【００３４】
本発明の別の態様によれば、コンピュータプログラムが提供され、このプログラムは、自身がコンピュータ上で実行されたときに、上述した方法の実施形態のいずれか１つが持つステップのいずれか１つを実行する、コンピュータ実行可能な命令を含む。
【００３５】
本発明の別の態様によれば、上述した方法の実施形態のいずれか１つが持つ１つ以上のステップを実行するようにプログラムされた、コンピュータデバイスまたは他のハードウェアデバイスが提供される。別の態様によれば、上述した方法の実施形態のいずれか１つが持つ１つ以上のステップを実行するために、プログラムを機械可読かつ機械実行可能な形式に符号化する、データ記憶デバイスが提供される。
【００３６】
添付の図面は、現在好ましいとされる、本発明のデバイスに関する、非限定的な例示的実施形態を例示するために使用されるものである。以下の詳細な説明を添付図面と併読することにより、本発明の特徴および目的が持つ上記および他の利点はより明瞭なものとなり、本発明がより良く理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明によるＤＰＵの例示的実施形態を概略的に示す図である。
【図２Ａ】本発明の例示的実施形態において、利用可能なスペクトルの異なる部分が下りトラフィックに割当て可能となっていることを示す図である。
【図２Ｂ】本発明の例示的実施形態において、利用可能なスペクトルの異なる部分が上りトラフィックに割当て可能となっていることを示す図である。
【図３Ａ】本発明の例示的実施形態において、スペクトルの所定部分が新たなユーザを加入させるために予約されていることを示す図である。
【図３Ｂ】本発明の例示的実施形態において、スペクトルの所定部分が新たなユーザを加入させるために予約されていることを示す図である。
【図４Ａ】本発明の例示的実施形態において、利用可能なスペクトルの各部が、割当ユニットにより収集された入力データに基づき、どのように再割当てされるかを示す図である。
【図４Ｂ】本発明の例示的実施形態において、利用可能なスペクトルの各部が、割当ユニットにより収集された入力データに基づき、どのように再割当てされるかを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、ディスクリートマルチトーン（ＤＭＴ）技術を利用する、分配点ユニット（ＤＰＵ）１００を示す。ＤＰＵ１００は、利用可能なスペクトルに関連付けられた有線共有媒体２００への接続用に構成される。有線共有媒体２００は、ＤＰＵ１００を複数のユーザ（ＣＰＥ）３００と接続する。ＤＰＵ１００は割当ユニット１０１を備え、このユニットは、利用可能なスペクトルの第１の部分を前記複数のユーザのうちの第１のユーザに割り当て、利用可能なスペクトルの別の第２の部分を前記複数のユーザのうちの第２のユーザに割り当てるように構成される。ＤＰＵ１００は、ＤＭＴ技術を用いてデジタルデータの符号化と復号を行うように構成された、送受信ユニット１０２をさらに備える。送受信ユニット１０２は、符号化されたデジタルデータを、第１のユーザとの間では、少なくとも割り当てられた第１の部分を介して、第２のユーザとの間では、少なくとも割り当てられた第２の部分を介して、送受信するようにさらに構成される。
【００３９】
本発明の一実施形態では、割当ユニット１０１はまず、第１のユーザ３００へのスペクトルの第１の部分の初期割当てを実行する。この初期割当てにより、スペクトルの既定部分と特定ユーザ３００の間にリンクが確立される。この初期割当ての間、ユーザ３００は割当ユニット１０１により、スペクトルのどの部分を同ユーザに割り当てるか、すなわち、スペクトルのどの部分を同特定ユーザ３００が監視することになるかを知らされる。この初期割当ての間、ユーザ３００はまた、スペクトルのどの部分を同ユーザに適用しないか、すなわち、スペクトルのどの部分を同特定ユーザ３００が無視し得るかも知らされる。初期割当てを成立させるために、ＤＰＵ１００は、このスペクトルの割り当てられた部分についての情報を含む信号を送出する。この初期信号にはさらに、特定ユーザ３００によって認識されるユーザ識別子も含まれる。このようにすることで、ユーザ３００は同信号を自分向けの信号として認識する。この時点以降、ユーザ３００は、スペクトルの一部を割り当てられるとともに、この部分がデータの受信を監視されることになると認識する。初期割当ての後、ＤＰＵ１００は、割り当てられた帯域において、同ユーザに向けてユーザ識別子のない信号を送信することができる。なぜなら、ＤＰＵ１００と同ユーザ３００の間には、今や専用回線が存在するからである。ＤＰＵ１００によってユーザ３００へ送信される情報またはデータはすべて、スペクトルの割り当てられた部分を介して送信可能であり、ユーザ３００はこのデータが自分向けのものであると認識する。
【００４０】
例示的一実施形態では、割り当てられた部分を用いることで、下り（ＤＰＵからユーザへ）と上り（ユーザからＤＰＵへ）のトラフィックがともに可能となる。ＤＰＵ１００とユーザ３００の間のトラフィックを監視することにより、割当ユニット１０１は同特定ユーザ向けの入力データを受信可能となる。この入力データには、たとえば信号対ノイズ比（ＳＮＲ）パラメータが含まれてよい。入力データは、特定ユーザの選好をＤＰＵに通知する、特定のユーザ設定によって取得することもできる。この入力データに基づき、割当ユニットはスペクトルの既に割り当てられた部分について、再割当てを実行することができる。たとえば、あるユーザがＤＰＵから遠く離れた場所におり、したがってＳＮＲが低い場合、割当ユニットは、良好な品質の信号を提供するために、この特定ユーザに対し、スペクトルのより低い部分を再割当てすることが可能である。有益な再割当ての別の例は、ＤＰＵ１００とユーザ３００の間のトラフィックを基に同ユーザがダウンロードを大量に行うことが明白な場合、割当ユニット１０１が、この特定ユーザへの下りトラフィック用に、より広域な部分を再割当てするものである。再割当てにかかわる、ＤＰＵ１００とユーザ３００の間のすべての通信は、同特定ユーザに現在割り当てられている部分を介して行われる。
【００４１】
本発明の例示的一実施形態では、送受信ユニット１０２は数多くのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１０３を備える。ＤＳＰ１０３は、割当ユニット１０１によって制御され、周波数マルチプレクサ１０４により、好ましくは同軸ケーブルである有線共有媒体２００へ接続される。ＤＳＰ１０３は通常、データ送信に関係する以下のタスクを実行するように構成される：
−  データ符号化（フレーミング、スクランブリング、エラー訂正符号化、インタリービング、など）
−  信号変調。搬送波オーダリングテーブルに従い搬送波をオーダリングするステップと、オーダリングされた搬送波のビットローディングに従い符号化されたビットストリームを解析するステップと、各ビットワードを適切な送信コンステレーション点に（それぞれの搬送波振幅および位相を用いて）マッピングするステップとを含む。
−  信号スケーリング
−  逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）
−  サイクリックプレフィックス（ＣＰ）挿入
−  時間窓掛け処理（ｔｉｍｅ−ｗｉｎｄｏｗｉｎｇ）
【００４２】
別の実施形態では、周波数多重化操作は、デジタル領域において実施されてよく、ＩＦＦＴ操作を包含してもよい。その場合、各ＤＳＰ１０３は、スケーリングされた各々の周波数成分を、ＩＦＦＴ、ＣＰ挿入、および窓掛け処理の各操作を構成する周波数マルチプレクサ１０４へ送信する。
【００４３】
ＤＳＰ１０３は通常、データ受信に関係する以下のタスクを実行するようにさらに構成される：
−  時間領域信号等化
−  サイクリックプレフィックス（ＣＰ）除去
−  高速フーリエ変換（ＦＦＴ）
−  周波数領域信号等化
−  信号の復調および検出。等化された周波数サンプルを１つ残らず適切なコンステレーショングリッド（パターンはそれぞれの搬送波ビットローディングに依拠する）に適用するステップと、予期される送信コンステレーション点および対応する送信ビットシーケンスを検出するステップと、検出されたすべてのビットワードを搬送波オーダリングテーブルに従って再オーダリングするステップとを含む。
−  データ復号（データデインタリービング、ＲＳ復号（バイトエラーがあればこのステップ中に訂正される）、デスクランブリング、フレーム識別（ｆｒａｍｅ  ｄｅｌｉｎｅａｔｉｏｎ）、など）
【００４４】
別の実施形態では、周波数多重分離操作は、デジタル領域において実施されてよく、ＦＦＴ操作を包含してもよい。その場合、各ＤＳＰ１０３は、等化されていない周波数領域信号を、時間等化、ＣＰ除去、およびＦＦＴ操作を構成する周波数デマルチプレクサから受信する。
【００４５】
本発明の例示的一実施形態では、第１のユーザに対する利用可能なスペクトルの第１の部分の初期割当ては、同ユーザに割り当てられるスペクトル部分についての情報を含む、ロバスト管理チャネル（ＲＭＣ）シンボル（Ｇ．ｆａｓｔ規格参照）を提供することによって達成される。初期割当てのために、スペクトルの既定部分が特定ユーザに割り当てられるよう、ＲＭＣシンボルにはユーザ識別子も含まれる。ＲＭＣの使用は、有線共有媒体へ接続された他のユーザが自分向けではないデータを拾うことを防止する。トーンオーダリングテーブルは、初期割当て時に設定され、それ以降は固定され得る。ＲＭＣトーンセットは、トーン再オーダリングテーブル内に第１のトーンを含み得る。ただし、このＲＭＣトーンセットは、必要であれば、初期割当ての後に拡張または縮小されてよい。したがって、トーンオーダリングテーブル内の第１のトーンがユーザに割り当てられていないとき、有効ＲＭＣトーンは、トーンオーダリングテーブル内の第１のアクティブトーンとなる。
【００４６】
本発明の一実施形態では、ユーザとスペクトルの対応部分との間の関連付けを構成するために、割当ユニットはＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｉｎｉｔｉａｔｅｄ  Ｇａｉｎ  Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ（ＴＩＧＡ）など、既存のＧ．ｆａｓｔプロトコルを利用することが可能である。
【００４７】
図２Ａ−２Ｂは、利用可能なスペクトルの割り当てられた第１の部分が２つの副部分を含み得て、第１の副部分の１つは下りデジタルデータトラフィック用、第１の副部分の１つは上りデジタルデータトラフィック用であると同時に、利用可能なスペクトルの割り当てられた第２の部分が少なくとも２つの副部分を含み、第２の副部分の１つは下りデジタルデータトラフィック用、第２の副部分の１つは上りデジタルデータトラフィック用であることを示す。
【００４８】
本発明の一実施形態では、下りと上りで異なる割当てが適用され得る。図２Ａは、２人のユーザ１および２の下り送信パワーを示し、ユーザ２がダウンロードを大量に行う。図２Ｂは、同じ２人のユーザ１および２の上り送信パワーを示し、ユーザ１がアップロードを大量に行う。点線は、下りと上りのトラフィック用に第１のユーザへ割り当てられた第１の副部分は、それぞれ（部分的に）重複可能であることを示すものである。同様に、第２の割り当てられた部分の第２の副部分も、ともに重複可能である。しかし、第１および第２のユーザの第１および第２の割り当てられた部分は重複せず、これらはスペクトルの２つの別部分である。別の実施形態では、第２の下り副部分が第１の上り副部分と重複してもよく（しかし第１の下り副部分とは重複しない）、第１の下り副部分が第２の上り副部分と重複してもよい（しかし第２の下り副部分とは重複しない）ことに留意されたい。また、図２Ａ−２Ｂは、割り当てられた各部分が２つの異なる副部分に分割されると示しているが、この分割は必須ではないことも当業者には明白である。また、割り当てられた部分について、その２つの副部分が実際には同一であり、よって割り当てられた部分の全体を下りと上りの両方のデータトラフィックに用いる、ということも可能である。割り当てられた部分に考えられる別のレイアウトは、同部分が下りおよび上りトラフィック用の副部分を複数含み、それらが必ずしも隣接した部分ではなく、重複した部分となり得る、というものである。
【００４９】
図３Ａおよび図３Ｂは、利用可能なスペクトルの既定の第１の部分が、複数のユーザのうちの第１のユーザに対する初期割当てのために予約されるという、本発明の好ましい一実施形態を示す。迅速な初期割当てを可能にするため、スペクトルの既定部分が初期化を開始する回線向けに予約されることが推奨される。この初期化処理は、限定されたトーンセットで行われることになる。あるユーザの利用可能な部分を同限定されたトーンセットに限定することは望ましくないため、初期化後に、この特定ユーザに関する部分の再割当てが必要となる。図３Ａは、２人の加入するユーザ３および４を示し、各自にはスペクトルの所定の部分、すなわち予約された、より低い部分が初めに割り当てられる。加入してくるユーザに対し、スペクトルのこうした予約部分を使用することで、新たなユーザが加わるたびに、ＤＰＵが現ユーザ１および２に割り当てられている部分に干渉する必要がなくなる。この手法は、現ユーザのスペクトルを開放する間の時間の浪費を回避する。図３Ｂは、後の時点における、新たなユーザ５が初期化のために加えられるときの状況を示す。このとき、ユーザ３および４にはスペクトルの他の部分が既に再割当てされており、この部分はすなわち、以前に（部分的に）ユーザ１および／または２に割り当てられていた、回線加入用のスペクトルの予約部分の外側にある部分に相当する。
【００５０】
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の一実施形態における入力データの使用を示す。図４Ａは、好ましくは同軸ケーブルである有線共有媒体２００により、４人のユーザ３００に接続されたＤＰＵ１００を示し、各ユーザ３００はＤＰＵ１００からそれぞれ異なる距離に位置している。図４Ａにおいて、ユーザ１がＤＰＵ１００の最も近くに位置し、ユーザ４がＤＰＵ１００から最も遠くに位置する。ＤＰＵ１００とユーザ３００の距離は、特定ユーザ３００についての信号対ノイズ比（ＳＮＲ）に比例する。図４Ｂは、４人のユーザに再割当てされたスペクトルの部分を示す。ＤＰＵ１００からの距離が異なるユーザのＳＮＲプロファイルに基づき、ＤＰＵ１００は、自身から最も離れたところに位置していることを理由に、ユーザ４にスペクトルの低い部分を再割当てしている。したがって、ＤＰＵの最も近くに位置するユーザ１には、スペクトルの高い部分が割り当てられている。
【００５１】
例示的一実施形態では、有線共有媒体は、スペクトルが１．２ＧＨｚの同軸線とすることができる。たとえば、６４人のユーザが、この同軸線へ接続され得る。そのような構成では、８つのＤＰＵが提供され得、すなわち、１つのＤＰＵが８人のユーザ向けのものとなる。この場合、各ＤＰＵはスペクトルの中間帯域に帰属し得るものとなり、次いで各中間帯域の部分が、関連ＤＰＵへ接続された８人のユーザに柔軟に割り当てられ得る。
【００５２】
上述した種々の方法のステップは、プログラミングされたコンピュータによって実行可能なものであることは、当業者であれば容易に認識されよう。本明細書において、いくつかの実施形態は、たとえばデジタルデータ記憶媒体など、プログラム記憶デバイスも対象に含むことが意図されている。かかるプログラム記憶デバイスは、機械可読またはコンピュータ可読であり、かつ機械実行可能またはコンピュータ実行可能な命令プログラムの符号化を行う。前記命令は、前記上述した方法が持つステップの一部または全部を実行する。プログラム記憶デバイスは、たとえば、デジタルメモリ、磁気記憶媒体（磁気ディスク、磁気テープなど）、ハードドライブ、または光学的に読取可能なデジタルデータ記憶媒体とすることができる。各実施形態は、上述した方法の前記ステップを実行するようにプログラミングされたコンピュータも対象に含むことが意図されている。
【００５３】
「ユニット」、「プロセッサ」、または「モジュール」と呼称される機能ブロックを含む、図面に示された種々の要素が持つ機能は、専用ハードウェアやソフトウェアの実行が可能なハードウェアを、適切なソフトウェアと連携させて使用することで提供され得る。こうした機能は、プロセッサによって提供されるときには、単一の専用プロセッサ、単一の共有プロセッサ、または複数の独立したプロセッサ（その一部が共有であってよい）によるものとなり得る。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」という用語が明示的に使用されたとしても、ソフトウェアの実行が可能なハードウェアのみを指すものと解釈されてはならない。こうした用語には、限定するものではないが、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ソフトウェアを記憶するためのリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、不揮発性ストレージ、などが暗に含まれ得る。従来型および／またはカスタムの他のハードウェアもこれに含まれ得る。同様に、各図に示されたスイッチはすべて概念的なものにすぎない。それらの機能は、プログラム論理の動作、専用論理、プログラム制御と専用論理の相互作用、または手動によってさえ実行可能なものであり、特定の技法は、文脈からより具体的に理解されるように実装者が選択可能である。
【００５４】
本明細書のブロック図はいずれも、本発明の原理を体現する例示的回路の概念図を表すことは、当業者によって認められよう。同様に、フローチャート、流れ図、状態遷移図、擬似コードなどはいずれも、コンピュータ可読媒体内で実質的に表され、明示的に示されるか否かを問わないコンピュータまたはプロセッサによりそのように実行され得る、種々の処理を表すことも理解されよう。
【００５５】
本発明の原理について、特定の実施形態と関連付けて上に記載したが、かかる記述は例証を目的になされたにすぎず、保護範囲を限定するものではないことを理解されたい。かかる保護範囲は、添付の請求項によって明確化される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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