(57)【要約】多重入出力（ＭＩＭＯ）通信ユニットは、複数のアナログ・フロント・エンドとＭＩＭＯ処理装置を含む。各アナログ・フロント・エンドは、加入者の建物内の個々の導線のうちの異なる２本の導線に接続可能であり、各々が一つのチャネルのデータを処理する。ＭＩＭＯ処理装置は、個々のチャネルのデータを一緒に処理する。一つの実施形態では、上記の導線は、位相導線、中性導線及び接地導線を含む、加入者の建物内の電力線導線である。別の実施形態では、上記の導線は電話線のペアである。
2010526469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物内マルチポイント・ネットワークに用いる多重入出力（ＭＩＭＯ）通信受信器であり、
加入者の建物内の個々の導線のうちの異なる２本の導線に各々が接続可能な複数のアナログ・フロント・エンドと、
前記導線は前記ネットワークの共有媒体を形成し、各前記フロント・エンドは一つのチャネルのデータを受信し、
前記個々のチャネルから受信したデータを一緒に処理するＭＩＭＯ処理装置と、を具備する受信器。
【請求項２】
前記複数は２個であり、前記導線は、前記建物の位相電力線導線、中性電力線導線及び接地電力線導線である、請求項１に記載の受信器。
【請求項３】
１個のアナログ・フロント・エンドは前記の位相導線と中性導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは前記の中性導線と接地導線に接続可能である、請求項２に記載の受信器。
【請求項４】
１個のアナログ・フロント・エンドは前記の位相導線と接地導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは前記の位相導線と中性導線に接続可能である、請求項２に記載の受信器。
【請求項５】
１個のアナログ・フロント・エンドは前記の位相導線と接地導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは前記の接地導線と中性導線に接続可能である、請求項２に記載の受信器。
【請求項６】
前記導線のうちの一つは、前記建物の接地電力線導線である、請求項１に記載の受信器。
【請求項７】
前記複数は３個以上であり、前記導線は、前記建物の中性電力線導線、接地電力線導線及び複数の位相の電力線導線である、請求項１に記載の受信器。
【請求項８】
前記導線は前記建物の電話線導線であり、各前記アナログ・フロント・エンドは電話線導線のペアに接続可能である、請求項１に記載の受信器。
【請求項９】
建物内マルチポイント・ネットワークに用いるＭＩＭＯ電力線通信送信器であり、
加入者の建物内の個々の導線のうちの異なる２本の導線に各々が接続可能な複数のアナログ・フロント・エンドと、
前記導線は前記ネットワークの共有媒体を形成し、各前記フロント・エンドは一つのチャネルのデータを送信し、
前記個々のチャネル上で送信されるべきデータを処理するＭＩＭＯ処理装置と、を具備する送信器。
【請求項１０】
前記個々のチャネル上の送信の品質を判定し、その判定に応じて所定のモードのセットから動作のモードを選択するモード・ネゴシエータをさらに具備する、請求項９に記載の送信器。
【請求項１１】
前記複数は２個であり、前記導線は、前記建物の位相導線、中性導線及び接地導線であり、前記所定のモードは、前記接地導線のみを通じた空間的ダイバーシチの複数信号送信と、前記中性導線と接地導線を介した送信時の電力の低減の少なくとも一つを含んでなる、請求項１０に記載の送信器。
【請求項１２】
１個のアナログ・フロント・エンドは前記の位相導線と中性導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは前記の中性導線と接地導線に接続可能である、請求項１１に記載の送信器。
【請求項１３】
１個のアナログ・フロント・エンドは前記の位相導線と接地導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは前記の位相導線と中性導線に接続可能である、請求項１１に記載の送信器。
【請求項１４】
１個のアナログ・フロント・エンドは前記の位相導線と接地導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは前記の接地導線と中性導線に接続可能である、請求項１１に記載の送信器。
【請求項１５】
前記導線のうちの一つは、前記建物の接地電力線導線である、請求項９に記載の送信器。
【請求項１６】
前記複数は３個以上であり、前記導線は、前記建物の中性電力線導線、接地電力線導線及び複数の位相の電力線導線である、請求項９に記載の送信器。
【請求項１７】
前記導線は前記建物の電話線導線であり、各前記アナログ・フロント・エンドは電話線導線のペアに接続可能である、請求項９に記載の送信器。
【請求項１８】
電力線を介して通信する方法であり、前記方法は、
２本以上のチャネルを通じて、少なくとも２つの建物内ネットワーク装置の間でデータを通信することを含んでなり、各チャネルは加入者の建物内の個々の導線のうちの異なる２本の導線によって決定される、方法。
【請求項１９】
前記方法の使用は、前記導線を通じて受信されたデータの多重入出力処理を含んでなる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記導線は、加入者の建物の位相導線、中性導線及び接地導線である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記導線は、加入者の建物の複数の位相の導線と、中性導線及び接地導線である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記導線は、加入者の建物内の電話線導線のペアである、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００７年５月２付け出願の米国仮特許出願Ｎｏ．６０／９１５，４８１による利益を主張し、その全体が参照により本文書に援用される。
【０００２】
本発明は、電力線ネットワークやその他の種類のネットワーク等の高速の建物内ネットワークに広く関係する。
【背景技術】
【０００３】
建物内ネットワークは、家屋、アパート、オフィスなどの個別の単体ごとにレイアウトされる、電話線導線、電力線、ケーブルテレビ線、及びデータ・ネットワーク配線などの、建物内配線を通じて稼動する。
【０００４】
電力線通信（ＰＬＣ）ネットワークは、中央局と顧客の建物の間のリンクを網羅するアクセス・ネットワーク、またはホーム・ネットワークのいずれかである。アクセス・ネットワークは、家屋への広帯域アクセスを供給するために、自動メータ読み取り（ＡＭＲ）のために、及び電力会社が行なうその他のネットワーク診断のために利用され得る。
【０００５】
ホーム電力線ネットワークには、低速と高速の２つの基本的なタイプがある。低速電力線ネットワークは、電気機器やその他の装置を遠隔制御・監視できる、いわゆる「スマート・ホーム」を設定するコマンド及び制御信号用に設計されている。この低速ネットワークは、通常、０〜５００ｋＨｚの低周波数範囲で動作する。
【０００６】
高速電力線ネットワークは、家屋の内部で広帯域サービスを振り分けるために使用される。利用されるものは、ウェブ閲覧、ＩＰＴＶ，高品質オーディオ及びビデオなどを含み得る。使用される周波数バンドは、様々な国々の現行規定によって異なると考えられる。
【０００７】
多数の企業や団体が、世界中でＰＬＣの標準と技術を開発中である。主要なものの一つは、２００５年１２月に高速ホーム・ネットワーキング仕様としてＨｏｍｅＰｌｕｇ  ＡＶを公表したホームプラグ・コンソーシアム（HomePlug consortium）である。別のコンソーシアムとしては、デジタル・システム・オン・シリコン（ＤＳ２）によって開発された技術を促進する、ユニバーサル・パワー・ライン・アライアンス（Universal Power line Alliance: ＵＰＡ）がある。パナソニックは、高精細度ＰＬＣ（ＨＤ−ＰＬＣ）と呼ばれる独自のＰＬＣ技術を開発した。また、ＴＲＲＥ  Ｐ  １９０１とＩＴＵ−Ｔ  Ｑ４／１５（Ｇ．ＨＮプロジェクトの下）の２つの標準委員会はどちらも、電力線通信のための標準を策定するための作業を行なっている。
【０００８】
既存のネットワークは、高速で（２００Ｍｂｐｓ程度で）通信するように設計されている。しかし、ホーム電力線の性質により、既存のネットワークはほとんど成功していない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】S. M. Alamouti, "A simple transmit diversity technique for wireless communications," in IEEE J. Select. Areas Commun., vol. 16, pp. 1451-1458, Oct. 1998
【非特許文献２】Power line Communications, by Dorset, Prentice Hall, NJ, 2001
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の好適な実施形態によると、建物内マルチポイント・ネットワークに用いる多重入出力（ＭＩＭＯ）通信受信器が提供される。当該受信装置は、複数のアナログ・フロント・エンドとＭＩＭＯ処理装置を含む。各アナログ・フロント・エンドは、加入者の建物内の導線のうちの異なる２本の導線に接続可能である。上記導線は、上記ネットワークの共有媒体を形成し、各フロント・エンドは一つのチャネルのデータを受信する。上記ＭＩＭＯ処理装置は、個々のチャネルから受信したデータを一緒に処理する。
【００１１】
さらに、本発明の好適な実施形態によれば、２個のアナログ・フロント・エンドがあり、上記導線は、上記建物の位相電力線導線、中性電力線導線及び接地電力線導線である。
【００１２】
本発明の好適な実施形態によれば、１個のアナログ・フロント・エンドは位相導線と中性導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは中性導線と接地導線に接続可能である。
【００１３】
代替的に、本発明の好適な実施形態によれば、１個のアナログ・フロント・エンドは位相導線と接地導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは位相導線と中性導線に接続可能である。
【００１４】
さらに代替的に、本発明の好適な実施形態によれば、１個のアナログ・フロント・エンドは位相導線と接地導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは接地導線と中性導線に接続可能である。
【００１５】
さらに、本発明の好適な実施形態によれば、上記導線のうちの一つは、上記建物の接地電力線導線である。
【００１６】
代替的に、本発明の好適な実施形態によれば、３個以上のアナログ・フロント・エンドがあり、上記導線は、上記建物の中性電力線導線、接地電力線導線及び複数の位相の電力線導線である。
【００１７】
さらに代替的に、上記導線は上記建物の電話線導線であり、各上記アナログ・フロント・エンドは電話線導線のペアに接続可能である。
【００１８】
本発明の好適な実施形態によると、建物内マルチポイント・ネットワークに用いるＭＩＭＯ電力線通信送信器がさらに提供される。当該送信器は、複数のアナログ・フロント・エンドとＭＩＭＯ処理装置を含む。各アナログ・フロント・エンドは、加入者の建物内の個々の導線のうちの異なる２本の導線に接続可能である。上記導線は上記ネットワークの共有媒体を形成し、各フロント・エンドは一つのチャネルのデータを受信する。上記ＭＩＭＯ処理装置は、個々のチャネル上で送信されるべきデータを処理する。
【００１９】
さらに、本発明の好適な実施形態によれば、上記送信器は、個々のチャネル上の送信の品質を判定し、その判定に応じて所定のモードのセットから動作のモードを選択するモード・ネゴシエータを含む。
【００２０】
さらに、本発明の好適な実施形態によれば、２個のアナログ・フロント・エンドがあり、上記導線は、上記建物の位相導線、中性導線及び接地導線である。上記所定のモードは、前記接地導線のみを通じた空間的ダイバーシチの複数信号送信と、上記中性導線と接地導線を介した送信時の電力の低減の少なくとも一つを含む。
【００２１】
さらにまた、本発明の好適な実施形態によれば、１個のアナログ・フロント・エンドは位相導線と中性導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは中性導線と接地導線に接続可能である。
【００２２】
代替的に、本発明の好適な実施形態によれば、１個のアナログ・フロント・エンドは位相導線と接地導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは位相導線と中性導線に接続可能である。
【００２３】
さらに代替的に、本発明の好適な実施形態によれば、１個のアナログ・フロント・エンドは位相導線と接地導線に接続可能であり、もう１個のアナログ・フロント・エンドは接地導線と中性導線に接続可能である。
【００２４】
さらに、本発明の好適な実施形態によれば、上記導線のうちの一つは、上記建物の接地電力線導線である。
【００２５】
代替的に、本発明の好適な実施形態によれば、３個以上のアナログ・フロント・エンドがあり、上記導線は、上記建物の中性電力線導線、接地電力線導線及び複数の位相の電力線導線である。
【００２６】
本発明のさらに別の好適な実施形態によれば、上記導線は上記建物の電話線導線であり、各上記アナログ・フロント・エンドは電話線導線のペアに接続可能である。
【００２７】
本発明の好適な実施形態によれば、電力線を介して通信する方法がさらに提供される。当該方法は、２本以上のチャネルを通じて、少なくとも２つの建物内ネットワーク装置の間でデータを通信することを含み、各チャネルは加入者の建物内の個々の導線のうちの異なる２本の導線によって決定される。
【００２８】
さらに、本発明の好適な実施形態によれば、上記方法の使用は、上記導線を通じて受信されたデータの多重入出力処理を含む。
【００２９】
さらに、本発明の好適な実施形態によれば、上記導線は、加入者の建物の位相導線、中性導線及び接地導線である。
【００３０】
代替的に、本発明の好適な実施形態によれば、上記導線は、加入者の建物の複数の位相の導線と、中性導線及び接地導線である。
【００３１】
最後に、本発明の代替的な好適な実施形態によれば、上記導線は、加入者の建物内の電話線導線のペアである。
【００３２】
発明として見なされる内容は、本文書の結び部分の特許請求の範囲で特に指摘され、明確に主張される。しかしながら、本発明は、その目的、特徴、及び利点と共に構成と運用方法の両方に関して、添付の図面と共に読むとき、以下の詳細な説明を参照することにより最もよく理解されるであろう。
【００３３】
当然のことながら、図示を簡単にし、明瞭にするために、図に示した要素は必ずしも一定の縮尺で描かれてはいない。例えば、要素の一部は、明瞭にするために他の要素に比べて誇大化されている。さらに、適切であると考えられる箇所では、同等のまたは類似の要素を示すために、複数の図の間で参照番号を繰り返すことがある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】典型的な家屋内の電力線の接続を示す略図である。
【図２】本発明の好適な実施形態により構成され、稼動する新たな建物内電力線通信システム示す略図である。
【図３】図２のシステムの一部を構成する装置の要素を示すブロック図である。
【図４】図２の装置に実用的なバラン接続を示す略図である。
【図５】本発明の代替的な実施形態を示す略図である。
【図６】本発明のさらに別の代替的な実施形態を示す略図である。
【図７】本発明の好適な実施形態により構成され、稼動する、家屋またはオフィス内に設備できるような、複数の電話線導線を介した新たな通信システムを示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下の詳細な説明において、本発明を十分に理解してもらうために数々の具体的な詳細を説明する。しかし、本発明はこれらの具体的な詳細を伴わなくても実施され得ることは、当業者には当然理解を得られるであろう。他の例では、本発明を曖昧にしないために、周知の方法、手順及び構成要素は詳細に説明されていない。
【００３６】
電力線通信（ＰＬＣ）ネットワークは、非常にノイズの多い環境にさらされる。電力線上の電流は、きれいなことはまれであり、しばしば、スパイク、サージ及び電圧低下を伴う。これに加えて、エアコンや暖房機などの大きなエネルギー要求量をもつ電気器具が電力信号に雑多なノイズを付加する。
【００３７】
このノイズの多い環境が、高レベルのサービス品質を保ちながら高速なネットワーキングを提供するネットワークの能力に影響をきたす。出願人は、標準の設定電流は、消費者が他の通信技術ではなじんできた速度と品質のレベルを達成し得ないことがあるという認識を得た。出願人は、複数のチャネルが速度と品質のレベルを上げるために十分な冗長性及び／または増加した帯域幅を提供できること、またホーム電力線は、一般に、位相、中性、及び接地導線の少なくとも３本の電力線導線を有するので、追加の配線を何も設けずに、上記複数のチャネルをホーム電力線上で送信可能であることを認識した。回線が複数の相を有する場合など、４本以上の電力線導線があるときには、もっと多くのチャネルを送信可能である。
【００３８】
出願人は、複数のチャネルによって達成される増加した値が、家屋の電力系統の一部としての接地導線にかかる必要条件に伴い、接地導線を使用するときに発生する厄介な問題を克服できるという認識を得た。
【００３９】
家屋、オフィス、アパート等などの建造物における建物用の標準的な電力線配線を示す図１をここで参照する。図１は、電力会社からの引き込み位相１０６−ｘ、引き込み中性導線１０８’及び接地導線１１０を示す。この典型的な配線では、位相１引き込み導線１０６’は、位相１内部導線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ及び１０６Ｄによって明示された４本の回線に分岐される。位相２引き込み導線１０６−２は、位相２内部導線１０６Ｅによって明示された１本の回線をもつ。同様に、位相３引き込み導線１０６−３は、位相３内部導線１０６Ｆと１０６Ｇによって明示された２本の回線をもつ。各回線は、回線中の電流が、通常数アンペア程度のある所定の限度を超えないようにするサーキット・ブレーカ１６２Ａ〜１６２Ｇによって保護される。サーキット・ブレーカ１６２は、ショートカットや感電死に対してネットワークを保護する。また、全位相にわたって家屋内へ運ばれる全電流がある限度を超えないことを確実にするための主ブレーカ（図示せず）もある。見てわかるとおり、建物内のほとんどの回線は、電気の一つの位相だけを使用し（電気の３位相が示されるが、国によっては２位相だけのところもある）、各位相では複数の回線が存在し得る。また、エアコンやオーブンなどの大電力の電気器具に対しては特に、複数の位相回線が存在し得る。
【００４０】
中性導線１０８は、位相導線１０６によって明示された回線上に存在し得る、負荷Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４などのいずれかの負荷に接続する。負荷Ｌ１、Ｌ２及びＬ３は単一位相の負荷であり、一方、負荷Ｌ４は複数位相の負荷である。サーキット・ブレーカ１６２Ｄ、１６２Ｅ及び１６２Ｆは、複数位相のサーキット・ブレーカを形成できる。
【００４１】
中性導線１０８は、第１の端末ブロック１６４を介して最初の導線１０８’へ戻る。接地導線１１０は、第２の端末ブロック１６６を介してアースに接続する。ほとんどの電気器具は接地導線に接続されるが、すべての負荷が接地導線に接続されるわけではない。低抵抗の分流抵抗器１６８は、接地導線１１０と中性導線１０８を「結合する」ことができる。
【００４２】
複数チャネルの電力線通信システム１００の一つの実施形態を示す図２をここで参照する。システム１００は、いろいろな回線に接続された複数のＭＩＭＯ（多重入出力）装置１０１を備える。つまり、ＭＩＭＯ装置１０１Ａは位相導線１０６Ｂの回線に接続され、ＭＩＭＯ装置１０１Ｂは位相導線１０６Ｃの回線に接続され、ＭＩＭＯ装置１０１Ｃは位相導線１０６Ｄ、１０６Ｅ、１０６Ｆの複数の位相回線に接続され、ＭＩＭＯ装置１０１Ｄは位相導線１０６Ｇの回線に接続され得る。
【００４３】
ＭＩＭＯ装置１０１は、マルチポイント・ネットワーク上の通信のための共有媒体として、建物内電力線を使用できる電力線通信〈ＰＬＣ〉装置であり得る。本発明の好適な実施形態によると、ＭＩＭＯ装置１０１どうしは、建物内の位相導線、中性導線、及び接地導線１０６、１０８及び１１０を介してそれぞれ通信する。
【００４４】
ＭＩＭＯ装置１０１Ｃについて示すように、例えば、複数の位相回線として、その回線に存在する導線は４本以上あり、これらのすべての導線が、３本以上のチャネルを送信できる装置１０１に接続され得る。チャネルの最大数は、導線の数より一つ少なくなり得る。
【００４５】
図２のＭＩＭＯ装置１０１の各要素を詳細に示す図３をここで参照する。各ＭＩＭＯ装置１０１は、別々の要素として、図３に示した送信器１０２と受信器１０４を具備することができる。ここに示すように、一つのＭＩＭＯ装置１０１の送信器１０２は、位相導線、中性導線、及び接地導線１０６、１０８及び１１０を介して、それぞれ、その次の第２のＭＩＭＯ装置１０１の受信器１０４と通信できる。
【００４６】
本実施形態では、送信器１０２は、ＭＩＭＯ送信処理装置１２０と複数のアナログ・フロント・エンド（ＡＦＥｓ）１２２―ここでは２個のＡＦＥ、１２２Ａと１２２Ｂが示される―を具備することができる。ＡＦＥ １２２Ａは位相導線１０６と中性導線１０８に接続され、ＡＦＥ １２２Ｂは中性導線１０８と接地導線１１０に接続され得る。３本の導線の他の組合せも可能であり、本発明に含まれる。例えば、ＡＦＥ １２２Ａを位相導線１０６と接地導線１１０に接続し、ＡＦＥ １２２Ｂを位相導線１０６と中性導線１０８に接続してもよい。本使用書の残りの部分で、図３に示した組合せが言及されるが、当然のことながら、その言及は変更すべきところは変更してその他の組合せにも当てはまる。
【００４７】
受信器１０４は、ＭＩＭＯ受信処理装置１３０と複数のアナログ・フロント・エンド（ＡＦＥｓ）―ここでも２個のＡＦＥ、１３２Ａと１３２Ｂが示される―を具備することができる。送信器１０２と同様に、ＡＦＥ １３２Ａは位相導線１０６と中性導線１０８に接続され、ＡＦＥ １３２Ｂは中性導線１０８と 接地導線１１０に接続され得る。各ＡＦＥ １２２はデジタル―アナログ変換器（ＤＡＣ）を備え、各ＡＦＥ １３２はアナログ―デジタル変換器（ＡＤＣ）を備えることができる。さらに、各ＡＦＥ １２２または１３２は、アナログ・フィルタ及び／またはデジタル・フィルタ、ミキサ、及び増幅器を備えることができる。
【００４８】
装置１０１Ａ、１０１Ｂ、及び１０１Ｄなどの単一位相のＭＩＭＯ装置１０１を導線１０６、１０８及び１１０に接続するために実用的なバラン接続１１１を示す図４をここで簡単に参照する。バラン接続１１１は、三つ又電気プラグ１１２、２個のハイパス・フィルタ１１３、２個の変圧器１１４、２個のバンドパス・フィルタ１１６及び２個のデータ・コネクタ１１８から構成され得る。
【００４９】
プラグ１１２は、建物内の電気コンセント（図示せず）に差し込むことができ、それにより建物の電気配線に装置１０１を接続する。プラグ１１２の３つの突起は、位相導線１０６、中性導線１０８及び接地導線１１０に接続できる。図４の実施形態では、３本の導線が図３に示したのと同様の態様で組み合わされる。すなわち、位相導線と中性導線１０６と１０８が一つのチャネル（「Ａ」チャネル）を形成し、中性導線と接地導線１０８と１１０が第２のチャネル（「Ｂ」チャネル）を形成する。
【００５０】
各チャネルは、ハイパス・フィルタ１１３、変圧器１１４及びバンドパス・フィルタ１１６によって処理され得る。各ハイパス・フィルタ１１３は、例えば、ＭＩＭＯ装置１０１による送信信号を形成するような高周波数信号のみをフィルタ通過させることができる。したがって、各ハイパス・フィルタ１１３は、ＭＩＭＯ装置１０１によって利用される周波数だけを通過させるように調整可能であり、それにより電力線１０６、１０８及び１１０によって通常提供される電力信号を排除する。
【００５１】
変圧器１１４は、電力信号からデータ信号を分離するように、及び一定のＤＣバイアスを除去するように、さらに動作することができる。電力線１０６、１０８及び１１０上のどのようなスパイクも変圧器１１４のもう片方に伝達されることはない。しかし、高周波数の比較的平滑なデータ信号は通過する。
【００５２】
バンドパス・フィルタ１１６は、その他のノイズをフィルタ除去することができ、データ・ネットワークに割り当てられた周波数をだけを維持する。
【００５３】
最後に、データ・コネクタ１１８が、各チャネルをその該当のＡＦＥに接続できる。つまり、コネクタ１１８ＡはチャネルＡをＡＦＥ １２２ＡにまたはＡＦＥ １３２Ａ（コネクタが送信器１０２の一部であるか、受信器１０４の一部であるかによる）へ提供でき、一方、コネクタ１１８ＢはチャネルＢをＡＦＥ １２２ＢにまたはＡＦＥ １３２Ｂへ提供できる。
【００５４】
当然のことながら、 前述したとおり、３本の導線のその他の組合せも可能であり、本発明に含まれる。したがって、バルン・コネクタ１１１は、導線の異なるセットを組み合わせて、チャネルＡとチャネルＢを形成することができる。しかし、処理は図示したとおりのままであり得る。同様に、複数位相のバルン・コネクタの場合には、一つの複数位相のプラグがあればよいが、３本以上のチャネルを処理可能である。
【００５５】
送信処理装置１２０は、通常パケットの形態で送信されるべきデータを有することができる、データストリームとしての入力データを処理することができる。送信処理装置１２０は、この入力データから独立した信号ｘ１とｘ２を生成することができ、信号ｘ１は位相導線１０６と中性導線１０８の間のＡＦＥ １２２Ａによって送信され、信号ｘ２は中性導線１０８の接地導線１１０の間のＡＦＥ １２２Ｂによって送信され得る。
【００５６】
受信器１０４は、送信器１０２の構成と逆の構成をとり得る。ＡＦＥ１３２は、導線から信号を受信し、処理することができ、受信信号ｙ１とｙ２を作る。当然のことながら、受信信号ｙ１とｙ２は、「直線経路」（すなわち、ＡＦＥが接続されているチャネル）と「横断経路」（すなわち、ＡＦＥが接続されていないチャネル）の両方からの寄与成分を含んでなり得る。この関係は、周波数領域において次のように記述することができる。
【００５７】
【数１】
2010526469.tif 000003
【００５８】
2010526469.tif 000004
【００５９】
受信処理装置１３０は、信号ｘ１とｘ２を作るために数式１を利用することができ、出力データのデータストリームを生成するために信号ｘ１とｘ２を処理することができる。一つの実施形態では、出力データのデータストリームについての式は、次のようになり得る。
【００６０】
【数２】
2010526469.tif 000005
【００６１】
ここで、
【００６２】
【数３】
2010526469.tif 000006
【００６３】
式１と２は、２本の入力チャネルと２本の出力チャネルを与える。しかし、前述したように、マトリックス形式はこれより多い数のチャネルにも有効である。
【００６４】
当然のことながら、 出力データのデータストリームを生成するために、他のＭＩＭＯ検出方法を利用することもできる。
【００６５】
また、当然のことながら、２個の信号を送信することによって、システムの最大データ伝送速度は２倍までに増加され得る。これは、データストリームとしての入力データから２個の独立した信号を生成することによって達成され得る。例えば、送信処理装置１２０は、 各奇数ビットを信号ｘ１に入れ、各偶数ビットを信号ｘ２に入れることができる。入力データストリームを分割する他の方法も可能であり、本発明に含まれる。例えば、一つおきのＱＡＭシンボルを一つの信号に入れ、それ以外をもう一つの信号に入れることによって、入力データストリームを分割することができる。
【００６６】
代替的に、チャネル・ダイバーシチを増加するために２本のチャネルを使用することができ、それによって冗長性を増加させて、各データ・パケットが正しく受信されるチャンスを増やす。本実施形態の場合には、送信処理装置１２０は空間−時間エンコーダ１４０を具備し、受信処理装置１３０は空間−時間デコーダ１４２を具備することができ、これによって、一般的に効率的な方式で同じ情報を２本の経路上に符号化することができる。例示的な空間−時間符号化方法は、無線通信で使用される、非特許文献１に記載された、アラモウティ（Alamouti）符号を使用できる。
【００６７】
空間−時間符号化によって、これを行なわない場合に失われた可能性のあるデータを取り戻すことができる。例えば、位相導線１０６と中性導線１０８の間の接続が、インパルス・ノイズによる衝撃を受け、データが壊されたとする場合に、中性導線１０８と接地導線１１０の間の接続によって運ばれた信号からデータを取り出すことができる（このことは、第２のチャネルがインパルスによる影響の受け方が比較的弱い場合に特にあてはまる）。
【００６８】
送信器１０２と受信器１０４は、チャネルが比較的きれいなときに２つの独立した信号を送信すること、及び上記のようにチャネルの一方または両方がノイズが多いときに空間的ダイバーシチにより送信することのうち、どちらかを選択をするために、モード・ネゴシエータ１５０と１５２をそれぞれ具備できる。
【００６９】
当然のことながら、本発明はネットワーク用の導線のすべてを利用することができる。このことが、様々な組合せにおける導線のうちの２本しか利用しなかった従来の技術に比べて顕著な利点をもたらすことができる。
【００７０】
図２に戻り、同一の位相に属する回線は、サーキット・ブレーカ１６２を介して連結される。しかし、異なる位相に属する回線は、例えば、内部位相導線１０６Ｂと１０６Ｇ上の回線は、それらの間の導電接続（galvanic connection ）をもたない。したがって、内部位相導線１０６Ｂに接続したＭＩＭＯ装置１０１Ａと内部位相導線１０６Ｇに接続したＭＩＭＯ装置１０１Ｄは、両方とも内部位相導線に接続されていても、通信するのに問題をきたすと見られる。
【００７１】
一つの従来技術の解決策（Dorsetの著した本である、非特許文献２に記載されている）は、ホーム・ネットワークが動作する高周波数においてのみ各位相を結合するために、各位相の間にキャパシタ（コンデンサ）などのハイパス・カプラーを追加することである。
【００７２】
本発明は、しかし、中性導線と接地導線に沿った第２のチャネルをもつ。中性導線１０８と接地導線１１０は、通常、建造物の各建物内のすべての回線に共通するものであるから、回線１０８と１１０を介した通信は、導電接続の欠如に陥ることはないと考えられる。したがって、送信元と送信先のネットワーク装置が異なる位相の回線に接続されるときには、モード・ネゴシエータ１５０と１５２は、独立の信号によってより高速化するよりもむしろ、（少なくとも第２のチャネル上できれいな信号を得ようとして）空間的ダイバーシチを利用するように選択することができる。
【００７３】
別の例では、いくつかの国々は、いかなる建物の接地導線１１０と中性導線１０８も、分流抵抗器１６８を介して短結合されることを義務付けている。あいにく、主パネルを横切るいかなる経路についても、この結合は高い減衰を引き起こす可能性があり、それによって、中性導線１０８と接地導線１１０間の通信が劣化する恐れがある。したがって、接地導線１１０と中性導線１０８の間の通信は、送信元と送信先のネットワーク装置が両方とも主パネルからかなりの距離離れていて、かつ同じ回線上にあるときのみ有効であると考えられる。
【００７４】
この場合もまた、本発明は、空間的ダイバーシチ用エンコーダ１４０と空間的ダイバーシチ用デコーダ１４２によって、主パネルに近い位置でのこの問題を解決できる。代替的にまたは追加的に、Dostertによって提案されたように、分流抵抗器と直列に接続されたインダクタ１７０を主パネルに追加してもよい。インダクタ１７０は、ネットワークの高周波数においては接地導線１１０と中性導線１０８の結合を切り離すことができ、その結果、主パネルに近い位置でも接地導線１１０と中性導線１０８の間の通信が得られる。
【００７５】
建物には、通常、さらに他の保護もあることに留意する。ほとんどの建物は、電流不均衡を感知すると、すなわち、すべての位相導線を通じて家屋に入ってくる総電流と中性導線を通じて家屋から出て行く総電流の間に差があるとき、すぐに起動される残留電流装置（ＲＣＤ）を含む。これは、位相導線から接地への電流を人間が導通する恐れがある場所での感電死に対する保護のために設けられる。最大電流不均衡は、米国では５ｍＡに、欧州では１０〜３０ｍＡに設定されている。
【００７６】
中性−接地間のチャネル上を通るネットワーク信号が、主パネルの入口で中性導線と位相導線の間の不均衡を引き起こす可能性がある。ＲＣＤがあるため、この不均衡は比較的低いしきい値に制限されるはずである。本発明の好適な実施形態によれば、中性導線１０８と接地導線１１０を通じて送信できるＡＦＥ １２２Ｂの電力レベルは、位相導線１０６と中性導線１０８を介して送信できるＡＦＥ １２２Ａの電力レベルよりも十分に低くできる。
【００７７】
当然のことながら、モード・ネゴシエータ１５０と１５２は、測定されたチャネル特性と所望の動作速度に基づいて、各チャネルにとって適切であり得る、本文書で説明した動作のモードのどちらかを選択できる。
【００７８】
ここで参照する図５に示した本発明の代替的な好適な実施形態によると、ＭＩＭＯ装置１８０は、単一チャネルの送信器１８２とＭＩＭＯ受信器１０４を備えることができる。ここでもまた、各要素は別々の装置の一部として示される。送信器１８２は、位相導線と中性導線１０６と１０８のそれぞれに接続され得る一方、受信器１０４は、３本のすべての導線１０６、１０８及び１１０に接続され得る。
【００７９】
上述した中性−位相間の不均衡により、位相導線と中性導線１０６と１０８のそれぞれを通じて運ばれる送信信号は、接地導線１１０に、受信器１０４によって測定可能な電流を誘起できる。ＭＩＭＯ受信処理装置１３０は、２つの信号を合成するために、例えば、次に定義される最大比合成（ＭＲＣ）を利用することができる。
【００８０】
【数４】
2010526469.tif 000007
ここで、ＡＦＥ数ｉ＝１と２として、ｙｉとｈｉは、それぞれ、受信信号と周波数領域でのチャネル係数を示す。またここで、ｘ＊はｘの複素共役を示す。
【００８１】
信号ｓは復号するために「十分な統計値」と見なすことができ、ＭＩＭＯ受信処理装置１３０は着信信号を復号するためにこの信号を利用できる。信号ｓは十分な統計値であり得るので、信号ｙ１とｙ２を別々に考慮する必要はないと考えられる。さらに、信号ｓは分母がなくても生成可能であり、及び／または、必要に応じて、信号ｙ１とｙ２に依存しない定数を信号ｓに乗じてもよい。
【００８２】
当然のことながら、送信器１８２は、どのような組合せの電力導線に接続されてもよく、送信器が接続された導線上で送信するとき、残りの導線に電流を誘起することになる。
【００８３】
本発明のさらに別の実施形態を示す図６をここで参照する。図６では、当該技術において知られているような、空間的に分割された多重化アルゴリズム（ＳＤＭＡ）（"Multi-User MIMO"という表題の付いた一つの説明がウィキペディア（Wikipedia）で参照できる）が利用され得る。ここで、２００とラベル付けした単一の送受信器は、２つの独立した情報ストリームＺａ０とＺａ１をおそらく同時に、かつ重複する周波数帯域を使用して、異なる送信先（送受信器２０２と２０４）へ通信できる。図６では、一対の導線（例えば、位相導線１０６と中性導線１０８）を送受信器２０２に割り当て、別の一対の導線（例えば、中性導線１０８と 接地導線１１０）を送受信器２０４に割り当てることができる。通信は、送受信器２００と２０２の間及び送受信器２００と２０４の間で双方向に流れることができる。したがって、同じ周波数帯域を使用する２つの独立した同時の通信チャネルを確立することが可能である。逆に、送受信器２０２と２０４は、同じ送信先である送受信器２００に同時に、同じ周波数帯域を使用し、異なる対の導線を使用することによって送信する２つの別々の送信器として動作可能である。送受信器２００は、各チャネルに対して一つずつ、２つの受信処理装置を有することができる。
【００８４】
当然のことながら、本発明の概念を使用するネットワーク装置は、必要に応じて、送信器、受信器またはその両方を有することができる。
【００８５】
出願人、 建物のローカル・エリア・ネットワーク内で提供される通信サービスの品質を向上させるために、本発明を加入者の建物内の他の種類の導線に適用することができるという認識を得た。例えば、本発明は、個々の電話線ケーブルがそれらの中で２対以上のペアをもつような建物内の電話線導線にも適用可能である。
【００８６】
出願人は、隣接する電話線ペアがクロストークをもち得る（すなわち、各ペアはその他のペアによって運ばれた信号を受信することもできる）という認識を得た。このクロストークは、自チャネル上の信号を正しく解釈するためには、信号の受信器の能力を妨害する。しかし、出願人は、上述したように、「直線経路」と「横断経路」（すなわち、クロストーク）からの両方からの寄与成分に対応する式１のマトリックス形式を用いて、ＭＩＭＯ受信器１３０（図５）はこのようなクロストークを処理できることを認識した。この実施形態では、２本以上のチャネルが存在し得る。
【００８７】
例えば、ケーブル３００のような複数のペアの電話線ケーブルを介して動作する、本発明の代替的な実施形態を示す図７をここで参照する。ケーブル３００は、ＣＡＴ５ケーブル（５対の電話線導線のペアをもつ）、電話線配線（２対の電話線導線のペアをもつ）、ＣＡＴ３、カッド、ツイストペアまたはフラットペア配線など、加入者の建物において見られる適当な電話線ケーブルであればどんなものでもよい。図７では、ケーブル３００は、少なくとも２対の電話線導線のペア３０１と３０３をもつ。
【００８８】
前述の実施形態と同様に、別個に設計された、または同一の装置の一部として設計された送信器３０２と受信器３０４が存在し得る。送信器３０２は、ＭＩＭＯ送信処理装置１２０と複数のアナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）３２２を備えることができる。楕円によって示されるように、もっと多数が可能であるが、２個のＡＦＥ３２２Ａと３２２Ｂが図７には示される。図７では、ＡＦＥ ３２２Ａは電話線ペア３０１に接続され、ＡＦＥ３２２Ｂは電話線ペア３０３に接続される。送信器３０２は、空間−時間エンコーダ３４０とモード・ネゴシエータ３５０も具備することができる。
【００８９】
受信器３０４は、ＭＩＭＯ受信処理装置１３０と複数のアナログ・フロント・エンド（ＡＦＥ）３３２を備えることができる。もっと多数が可能であるが、２個のＡＦＥ３３２Ａと３３２Ｂが示される。ＡＦＥ３３２Ａは電話線ペア３０１に接続され、ＡＦＥ３３２Ｂは電話線ペア３０３に接続される。受信器３０４は、空間−時間デコーダ３４２とモード・ネゴシエータ３５２も具備することができる。
【００９０】
空間−時間エンコーダ３４０及びデコーダ３４２は、前述の実施形態の空間−時間エンコーダ１４０及びデコーダ１４２と同様であり得る。しかし、チャネルはもっと多数あり得る。一般的には、この実施形態に用いるＭＩＭＯチャネルの数は、３対以上あり得る電話線導線ペアの数に等しくすることができる。
【００９１】
本発明の特徴をいくつかここに図示し説明したが、多くの変形、代替、変更及びそれに同等なことが当業者には今後、発生するであろう。したがって、添付した特許請求の範囲は、本発明の真正な精神の内に入るすべてのそのような変形や変更を含むものと意図されていることを理解すべきできある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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