(57)【要約】  第１のデータレートでデータを搬送し、時間領域に挟み込まれそして境界表示子により分離された多重の支信号（８８，９６）からなる合成信号（１０４）を受信する通信の方法。受信した前記合成信号は、前記合成信号内の前記支信号間の前記境界表示子を自動検知することにより、前記支信号に分解（デマルチプレクス）される。支信号は、それぞれの出力データ流を生成するために前記第１のデータレートより低い第２のデータレートで動作する多重のそれぞれの復調器（８０）を使用して復調される。出力データ流は、前記データを再構築するために第１のデータレートで結合される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成信号を受信するステップと、
ここに前記合成信号は第１のデータレートでデータを搬送し、時間領域に挟み込まれそして境界表示子により分離された多重の支信号からなり、
受信した前記合成信号を、前記合成信号内の前記支信号間の前記境界表示子を自動検知することにより、前記支信号に分解（デマルチプレクス）するステップと、さらに、
それぞれの出力データ流を生成するために前記第１のデータレートより低い第２のデータレートで動作し、前記データを再構築するために前記出力データ流を結合する多重のそれぞれの復調器を使用して、前記支信号を復調するステップと、
を含むことを特徴とする通信の方法。
【請求項２】
前記合成信号は単一の発信機を起源とすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記復調器はバースト復調器を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記復調器はストリーム復調器を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記境界表示子は無音期間を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記境界表示子を自動検知する工程は、前記合成信号の瞬間出力を演算するステップと、前記演算された瞬間出力に対応して前期境界表示子を検知するステップとを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記境界表示子は既知のシンボルの配列を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項８】
前記境界表示子を自動検知する工程は、前記受信した合成信号の間と前記既知のシンボルの前記配列の間の関係性を演算するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記境界表示子を自動検知する工程は、１つまたはそれ以上の前記多重の復調器から１つまたはそれ以上の関係性表示を受け取るステップを含み、
ここに前記関係性表示は、前記それぞれの復調器により復調された前記支信号の間と前記既知のシンボルの前記配列の間の関係性を示す、ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記境界表示子は前期第１のデータレートを有する既知のサンプルの配列からなり、前記境界表示子を自動検知する工程は、前記受信した合成信号の間と前記既知のサンプルの前記配列の間の関係性を演算するステップを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１１】
前記境界表示子は既知のビットの配列を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１２】
前記支信号を復調する工程は、前記それぞれの復調器による少なくとも１つの支信号の１つのタイミングを回復するステップを含み、前記合成信号を受信する工程は、１つのアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）を使用して合成信号をデジタル化するステップと、前記回復したタイミングに基づき前記ＡＤＣのサンプリング・クロックを調整するステップと、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１３】
前記合成信号を受信する工程は前記合成信号のタイミングをデジタル的に回復するステップを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１４】
前記合成信号のタイミングを回復する工程は、前記それぞれの復調器による少なくとも１つの支信号のタイミングのズレを積算するステップと、前記少なくとも１つ以上の支信号の前記積算されたタイミングのズレに反応して、前記合成信号内の対応する１つのタイミングのズレを、デジタル補間法を使用して修正するステップと、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記合成信号は既知のサンプルの１つの配列を含み、前記合成信号のタイミングを回復する工程は、前期合成信号におけるタイミングのズレを前記既知のサンプルを処理することにより積算するステップと、デジタル補間法を前記合成信号に適用することにより、前期合成信号におけるタイミングのズレを修正するステップと、を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの復調器は、前記それぞれの支信号を復調するために使用される１つの適応受信機ループを含み、前記支信号を復調する工程は、前記支信号の継続する時間インターバルの間に累積された前記適応ループの１つの誤りを補償するステップを含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１７】
前記適用ループは位相回復ループを含み、前記誤りを補償する工程は、前記支信号の前記継続する時間インターバルの間に累積された１つの位相誤差を補償するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記適用ループはタイミング回復ループを含み、前記誤りを補償する工程は、前記支信号の前記継続する時間インターバルの間に累積された１つのタイミング誤差を補償するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２データレートの少なくとも２つが互いに異なることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項２０】
第１データレートを有する１つの入力データを、前記第１データレートより低いそれぞれの第２データレートを有する多重の支流に分離（デマルチプレクス）するステップと、
前記第２データレートで動作するそれぞれの多重の変調器を用いて前記支流を変調するステップと、
前記変調された支流を１つの時間領域に挟み込み、１つの変調された合成信号を生成するステップと、
前記合成信号内の前記変調された支流の間に境界表示子を挿入するステップと、そして、
通信リンク上で前記合成信号を送信するステップと、
を含むことを特徴とする通信の方法。
【請求項２１】
前記境界表示子は、無音期間、既知のシンボルの配列、既知のサンプルの配列、および既知のビット配列から構成される表示子型のグループから選択された、少なくとも１つの表示子型を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記支流を変調する工程は、前期支流のそれぞれの応答スペクトルを、スペクトル的に縮小されたスペクトルマスクの複製に従わせることにより、前期合成信号の１つの応答スペクトルを一定のスペクトルマスクに従わせるステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前期合成信号の前記応答スペクトルを前記一定のスペクトルマスクに従わせる工程はさらに、前記時間領域内の前記支信号を分離器で分離するステップを含み、前記分離器は、ガード区間と既知のシンボルの左右対称配列からなる型のグループから選択された、少なくとも１つの分離器型を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
合成信号を受信するように配置された１つのフロントエンドと、
ここに前記合成信号は第１のデータレートでデータを搬送し、時間領域に挟み込まれそして境界表示子により分離された多重の支信号からなり、
前記合成信号内の前記支信号間の前記境界表示子を自動検知することにより、前記受信した合成信号を前記支信号に分離するように配置された１つの分離器と、
前記第１データレートより低い前記第２データレートで動作し、それぞれの出力データ流を生成するために、前記それぞれの支信号を復調するように配置された多重の復調器と、そして、
前記データを再構築するために前記出力データ流を結合するように構成された１つのマルチプレクサと、
を含むことを特徴とする受信機。
【請求項２５】
前記合成信号は単一の発信機を起源とし、前記発信機は前記支信号を挟み込み、また前記境界表示子を挿入することを特徴とする請求項２４に記載の受信機。
【請求項２６】
前記復調器はバースト復調器を含むことを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項２７】
前記復調器はストリーム復調器を含むことを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機
【請求項２８】
前記境界表示子は無音期間を含むことを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項２９】
前記分離器は、受信した合成信号の瞬間出力を積算し、また前記演算された瞬間出力に対応して前期境界表示子を検知する、１つの出力検知器からなることを特徴とする請求項２８に記載の受信機。
【請求項３０】
前記境界表示子は既知のシンボルの配列を含むことを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項３１】
前記分離器は前記受信した合成信号のサンプルの間と前記既知のシンボルの前記配列の間の関係性を積算することと、前記関係性に基づいて前記境界表示子を検知するように配置されることを特徴とする請求項３０に記載の受信機。
【請求項３２】
前記復調器の少なくとも幾つかは関係子を含み、前記関係子は、前記それぞれの第２データレートで動作し、前記それぞれの復調器により復調された前記支信号の間と前記既知のシンボルの前記配列の間の関係性表示を積算し、前記分離器は前記復調器から前記境界を検知するために、前記関係性表示を受け取るように設定されていることを特徴とする請求項３０に記載の受信機。
【請求項３３】
前記境界表示子は前期第１のデータレートを有する既知のサンプルの配列からなり、前記分離器は前記受信した合成信号のサンプルの間と前記既知のサンプルの前記配列の間の関係性を演算し、前記関係性に基づき前記境界表示子を検知するように設定されることを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項３４】
前記境界表示子は既知のビットの配列を含み、またビット関係子を含み、前記ビット関係子は前記復調器の１つからの１つの出力に結合しており、前記復号器の１つの前記出力において、前記境界表示子を検知するため、出力データ流を既知のビットの前記配列と関係付けるように設定されていることを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項３５】
前記復調器の１つは、前記復調器により復調された前記支信号のタイミングを回復しするように設定され、サンプリング・クロックに従って前期合成信号をデジタル化するように設定されたアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）と、前記ＡＤＣの前記サンプリング・クロックを前記支信号の前記回復されたタイミングに基づいて調整する、タイミング調整回路と、を含むことを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項３６】
すくなくとも１つの前記復調器は、前記それぞれの少なくとも１つの支信号の１つのタイミングのずれを積算するように設定され、また、デジタル補間法を使用し、前記少なくとも１つ以上の支信号の前記積算されたタイミングのズレに反応して、前記合成信号内の対応するタイミングのズレを修正するように設定された１つのタイミング調整回路を含む、ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項３７】
前記合成信号はサンプルの１つの配列を含み、前記分離器は、前期合成信号におけるタイミングのズレを前記サンプルを処理することにより積算し、デジタル補間法を前記サンプルに適用することにより、前期合成信号におけるタイミングのズレを修正するように設定される、ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項３８】
少なくとも１つの復調器は、前記それぞれの支信号を復調するために使用される１つの適応受信機ループを含み、また、前記支信号の継続する時間インターバルの間に累積された、前記適応ループの１つの誤りを補償するように設定された１つの調整回路を含む、ことを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項３９】
前記適用ループは位相回復ループを含み、前記調整回路は、前記支信号の前記継続する時間インターバルの間に累積された１つの位相誤差を補償するように設定されることを特徴とする請求項３８に記載の受信機。
【請求項４０】
前記適用ループはタイミング回復ループを含み、前記調整回路は、前記支信号の前記継続する時間インターバルの間に累積された１つのタイミング誤差を補償するように設定されることを特徴とする請求項３８に記載の受信機。
【請求項４１】
前記第２データレートの少なくとも２つが互いに異なることを特徴とする請求項２４または２５に記載の受信機。
【請求項４２】
第１データレートを有する１つの入力データを、前記第１データレートより低いそれぞれの第２データレートを有する多重の支流に分離（デマルチプレクス）するように設定されたデマルチプレクサと、
前記第２データレートでそれぞれ動作し、前記支流を変調するように設定された多重の変調器と、
前記変調された支流を１つの時間領域に挟み込み、１つの変調された合成信号を生成するように設定された１つの結合器と、
前記合成信号内の前記変調された支流の間に境界表示子を挿入するように設定された１つの境界表示子と、
を含むことを特徴とする発信機。
【請求項４３】
前記境界表示子はデマルチプレクサ、変調器および結合器からなる装置のグループから選択された少なくとも１つの装置内に存在することを特徴とする請求項４２に記載の発信機。
【請求項４４】
前記境界表示子は、無音期間、既知のシンボルの配列、既知のサンプルの配列、および既知のビット配列から構成される表示子型のグループから選択された、少なくとも１つの表示子型を含むことを特徴とする請求項４２に記載の発信機。
【請求項４５】
前記変調器は、前期支流のそれぞれの応答スペクトルを、スペクトル的に縮小されたスペクトルマスクの複製に従わせることにより、前期合成信号の１つの応答スペクトルを一定のスペクトルマスクに従わせるように設定されることを特徴とする請求項４２に記載の発信機。
【請求項４６】
前記結合器は前期合成信号の前記応答スペクトルを前記一定のスペクトルマスクに従わせるために、１つの時間領域内の前記支信号を分離器で分離するように設定されており、前期分離器は、ガード区間と既知のシンボルの左右対称配列からなる型のグループから選択された、少なくとも１つの分離器型を含むことを特徴とする請求項４５に記載の発信機。
【請求項４７】
多重の変調器を有し、第１データレートを有する入力データを、前記第１データレートより低い第２データレートを有するそれぞれの支流に分離（デマルチプレクス）し、前記支流を前記第２のデータレートで動作する前記それぞれの変調器を使用して変調し、１つの時間領域内の前記変調された支流を挟み込んで１つの変調された合成信号を生成し、前記合成信号内の前記変調された支流の間に境界表示子を挿入し、そして、前記合成信号を送信する、ように設定された１つの発信機と、
前記第２のデータレートでそれぞれ動作する多重の復調器を有し、前記合成信号を受信し、前記境界表示子を自動検知することにより前記受信した信号を前記支信号に分離し、出力データ流を生成するため前記支信号を前記復調器を使用してそれぞれ復調し、そして、前記入力データを再構築するため前記出力データ流を結合する、ように設定された１つの受信機と、
を含むことを特徴とする通信リンク。
【請求項４８】
第１のデータレートを有する入力データを前記第１データレートより低い第２データレートを有する多重の支流に分離（デマルチプレクス）するステップと、
前記支流を前記第２データレートで動作するそれぞれの変調器を使用して変調するステップと、
１つの時間領域内の前記変調された支流を挟み込み、１つの変調された合成信号を生成するステップと、
前記合成信号内の前期変調された支流の間に境界表示子を挿入するステップと、
前記合成信号を１つの通信チャネル上で送信するステップと、
前記合成信号を前記通信チャネル上で受信するステップと、
前記受信した合成信号を前記支信号に前記境界表示子を自動検知することにより分離するステップと、
出力データ流を生成するため、前記支信号を前記第２のデータレートで動作するそれぞれの復調器を使用して復調するステップと、そして、
前記出力データ流を、前記入力データを再構築するため結合するステップと、
を含むことを特徴とする通信の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に通信リンクに関し、特に多重モデムを使用して高データレートで発信及び受信するための方法およびシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多重低レートモデムを使用して高データレートで発信及び受信するための方法およびシステムに関して幾つかの技術が開示されている。特許文献１には高データレート信号を処理する装置および方法が記載されており、ここに参照される。その装置は、受信した高データレート信号を、複数のデータ処理装置の入力の間で、時間分割により繰り返し切り換えるための、複数のデータ処理装置と、交換手段から構成される。それぞれのデータ処理装置は信号を高データレートより低いデータレートで処理することが可能で、装置はさらに、複数のデータ処理装置の出力の間で交換し、１つの合成高データレート信号を生成するように動作可能な連結手段を有する。装置と協同して処理された信号を受信し、装置により施された処理を逆処理し、処理された信号を元の高データレート信号に変換する受信装置も開示されている。
【０００３】
他の例を特許文献２で参照する。そこには多重低速通信リンクを使用して高速コンピュータ間データ転送を実現する方法および装置が記載されている。発信側には、高速データ流が多重の低速データ流に分岐され、低速リンク上にマルチプレクスされている。受信側は、デマルチプレクスし、緩衝し、多重の低速データ流を同期化して高速データ流を再生する。
また特許文献３は、モデムを使用した低コストデータ通信を記載している。提案されたシステムと方法では、入力バイナリデータは符号化モデムにより複数の平行な支流に分岐される。平行な支流は特有の直行短符号の１組にマッピングされ、１組の変調器により変調される。その後変調されたデータは、組み合わされ、ケーブル網や光通信網などの有線通信網を通って転送される。複合モデムは符号化モデムより符号化情報をうけとり、送信された情報を適切に復号することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＰＣＴ国際出願  ＷＯ２００６／０９７７３５
【特許文献２】アメリカ特許  ５，８０９，０７０
【特許文献３】アメリカ特許  ６，６４７，０５９
【発明の概要】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、合成信号を受信するステップと、
ここに合成信号は第１のデータレートでデータを搬送し、時間領域に挟み込まれそして境界表示子により分離された多重の支信号からなり、
受信した合成信号を、合成信号内の支信号間の境界表示子を自動検知することにより、支信号に分解するステップと、さらに、
それぞれの出力データ流を生成するために第１のデータレートより低い第２のデータレートで動作し、データを再構築するために出力データ流を結合する多重のそれぞれの復調器を使用して、支信号を復調するステップと、
を含むことを特徴とする通信の方法が提供される。
【０００６】
また他の実施形態によれば、合成信号は単一の発信機を起源とする。また他の実施形態では、復調器はバースト復調器を含む。ある実施形態では、復調器はストリーム復調器を含む。また他の実施形態では、境界表示子は無音期間を含む。さらに他の実施形態では、境界表示子を自動検知する工程は、合成信号の瞬間出力を演算するステップと、演算された瞬間出力に対応して境界表示子を検知するステップとを含む。ある実施形態では、境界表示子は既知のシンボルの配列を含む。またある実施形態では、境界表示子を自動検知する工程は、受信した合成信号の間と既知のシンボルの配列の間の関係性を演算するステップを含む。さらに他の実施形態では、境界表示子を自動検知する工程は、１つまたはそれ以上の多重の復調器から１つまたはそれ以上の関係性表示を受け取るステップを含み、ここに関係性表示は、それぞれの復調器により復調された支信号の間と既知のシンボルの配列の間の関係性を示す。ある実施形態では、境界表示子は第１のデータレートを有する既知のサンプルの配列からなり、境界表示子を自動検知する工程は、受信した合成信号の間と既知のサンプルの配列の間の関係性を演算するステップを含む。ある実施形態では、境界表示子は既知のビットの配列を含む。
【０００７】
また他の実施形態によれば、支信号を復調する工程は、それぞれの復調器による少なくとも１つの支信号の１つのタイミングを回復するステップを含み、合成信号を受信する工程は、１つのアナログ・デジタル変換機（ＡＤＣ）を使用して合成信号をデジタル化するステップと、回復したタイミングに基づきＡＤＣのサンプリング・クロックを調整するステップと、を含む。さらなる実施形態では、合成信号を受信する工程は合成信号のタイミングをデジタル的に回復するステップを含む。ある実施形態では、合成信号のタイミングを回復する工程は、それぞれの復調器による少なくとも１つの支信号のタイミングのズレを積算するステップと、少なくとも１つ以上の支信号の積算されたタイミングのズレに反応して、合成信号内の対応する１つのタイミングのズレを、デジタル補間法を使用して修正するステップと、を含む。またある実施形態では、合成信号は既知のサンプルの１つの配列を含み、合成信号のタイミングを回復する工程は、前期合成信号におけるタイミングのズレを既知のサンプルを処理することにより積算するステップと、デジタル補間法を合成信号に適用することにより、前期合成信号におけるタイミングのズレを修正するステップと、を含む。ある実施形態では、少なくとも１つの復調器は、それぞれの支信号を復調するために使用される１つの適応受信機ループを含み、支信号を復調する工程は、支信号の継続する時間インターバルの間に累積された適応ループの１つの誤りを補償するステップを含む。さらに他の実施形態では適用ループは位相回復ループを含み、誤りを補償する工程は、支信号の継続する時間インターバルの間に累積された１つの位相誤差を補償するステップを含む。ある実施形態では、適用ループはタイミング回復ループを含み、誤りを補償する工程は、支信号の継続する時間インターバルの間に累積された１つのタイミング誤差を補償するステップを含む。またある実施形態では、第２データレートの少なくとも２つが互いに異なる。
【０００８】
また他の実施形態によれば、第１データレートを有する１つの入力データを、第１データレートより低いそれぞれの第２データレートを有する多重の支流に分離するステップと、第２データレートで動作するそれぞれの多重の変調器を用いて支流を変調するステップと、変調された支流を１つの時間領域に挟み込み、１つの変調された合成信号を生成するステップと、合成信号内の変調された支流の間に境界表示子を挿入するステップと、そして、通信リンク上で合成信号を送信するステップと、を含むことを特徴とする通信の方法が提供される。ある実施形態では、境界表示子は、無音期間、既知のシンボルの配列、既知のサンプルの配列、および既知のビット配列から構成される表示子型のグループから選択された、少なくとも１つの表示子型を含む。さらにある実施形態では、支流を変調する工程は、前期支流のそれぞれの応答スペクトルを、スペクトル的に縮小されたスペクトルマスクの複製に従わせることにより、前期合成信号の１つの応答スペクトルを一定のスペクトルマスクに従わせるステップを含む。またある実施形態では、合成信号の応答スペクトルを一定のスペクトルマスクに従わせる工程はさらに、時間領域内の支信号を分離器で分離するステップを含み、分離器は、ガード区間と既知のシンボルの左右対称配列からなる型のグループから選択された、少なくとも１つの分離器型を含む。
【０００９】
また他の実施形態によれば、合成信号を受信するように配置された１つのフロントエンドと、ここに合成信号は第１のデータレートでデータを搬送し、時間領域に挟み込まれそして境界表示子により分離された多重の支信号からなり、合成信号内の支信号間の境界表示子を自動検知することにより、受信した合成信号を支信号に分離するように配置された１つの分離器と、第１データレートより低い第２データレートで動作し、それぞれの出力データ流を生成するために、それぞれの支信号を復調するように配置された多重の復調器と、そして、データを再構築するために出力データ流を結合するように構成された１つのマルチプレクサと、を含むことを特徴とする受信機が提供される。ある実施形態では、第１データレートを有する１つの入力データを、第１データレートより低いそれぞれの第２データレートを有する多重の支流に分離するように設定されたデマルチプレクサと、第２データレートでそれぞれ動作し、支流を変調するように設定された多重の変調器と、変調された支流を１つの時間領域に挟み込み、１つの変調された合成信号を生成するように設定された１つの結合器と、合成信号内の変調された支流の間に境界表示子を挿入するように設定された１つの境界表示子と、を含むことを特徴とする発信機が提供される。またある実施形態では、境界表示子はデマルチプレクサ、変調器および結合器からなる装置のグループから選択された少なくとも１つの装置内に存在する。
【００１０】
また他の実施形態によれば、多重の変調器を有し、第１データレートを有する入力データを、第１データレートより低い第２データレートを有するそれぞれの支流に分離し、支流を第２のデータレートで動作するそれぞれの変調器を使用して変調し、１つの時間領域内の変調された支流を挟み込んで１つの変調された合成信号を生成し、合成信号内の変調された支流の間に境界表示子を挿入し、そして、合成信号を送信する、ように設定された１つの発信機と、第２のデータレートでそれぞれ動作する多重の復調器を有し、合成信号を受信し、境界表示子を自動検知することにより受信した信号を支信号に分離し、出力データ流を生成するため支信号を復調器を使用してそれぞれ復調し、そして、入力データを再構築するため出力データ流を結合する、ように設定された１つの受信機と、を含むことを特徴とする通信リンクが提供される。更にある実施形態では、第１のデータレートを有する入力データを第１データレートより低い第２データレートを有する多重の支流に分離するステップと、支流を第２データレートで動作するそれぞれの変調器を使用して変調するステップと、１つの時間領域内の変調された支流を挟み込み、１つの変調された合成信号を生成するステップと、合成信号内の前期変調された支流の間に境界表示子を挿入するステップと、合成信号を１つの通信チャネル上で送信するステップと、合成信号を通信チャネル上で受信するステップと、受信した合成信号を支信号に境界表示子を自動検知することにより分離するステップと、出力データ流を生成するため、支信号を第２のデータレートで動作するそれぞれの復調器を使用して復調するステップと、そして、出力データ流を入力データを再構築するため結合するステップと、を含むことを特徴とする通信の方法が提供される。
本発明は以下に記述する、本発明の実施形態の詳細説明および図により更に十分に理解される。  
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に基づく、通信リンクのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態に基づく、多重の変調器に生成された信号の合成高データレート信号への変換を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に基づく、多重の復調器を使用する受信機のブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に基づく、高データレートにおいて、多重のモデムを使用して通信する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施形態の詳細説明
概論
本発明の実施形態によれば、データを送信機から受信機に多重のモデムを使用して、より低いデータレートで動作して、高データレートで送信する改良された方法とシステムが提供される。ある実施形態によれば、送信機は入力データ流を多重の支流に分岐する。支流はそれぞれ多重の変調器により処理され、それぞれの変調器は入力データ流のデータレートより低いデータレートで動作する。送信機は変調器の出力を時間領域に挟み込み、１つの変調合成信号を生成する。変調器の出力すなわち、変調された支流はここでは支信号と呼ばれる。
【００１３】
典型的には、送信機は、受信機がこれら境界を探知し、異なる支信号を区別出来るように、合成信号内の支信号の間に境界表示子を挿入する。境界は例えば、無音期間を設けたり、既知のビットまたはシンボルの配列を使用して、標識付けされてもよい。合成信号は次に受信機に送られる。
受信機は合成信号を受信し、境界表示子を使用して、変調された支信号間の境界を自動的に検知する。検知された境界に基づき、受信機は合成信号を個々の支信号に振り分ける。変調された支信号はそれぞれの復調器で処理され、ここにそれぞれの復調器は合成信号のデータレート（即ち、入力データ流のデータレート）より低いデータレートで動作する。受信機は復調器の出力を統合（マルチプレクス）し、高データレート入力データ流を再構築する出力データ流を生成する。
【００１４】
送信機と受信機の間で合意された固定のプロトコルに従って入力データが支流に分岐される既知の方式と異なり、ここに記載の方式およびシステムは、送信機と受信機間の交換時間の事前調整なしに、異なるモデムの間で柔軟なデータの分岐を可能にする。
以下に幾つかの典型的な送信機と受信機の構成の例を示す。特に、支信号間の境界を検知する方式や、異なる支信号の受信を同期化する方式についての異なる受信機の方式を記述している。例えば、送信機と受信機のモデム（即ち、変調器および復調器）はバーストモデムまたは連続作動するストリームモデムからなってもよい。
場合によっては、送信機と受信機は現存するモデムと回路を殆ど又は全く変更なしで使用しても良い。例えば、以下に記述する受信機構成では、個々の復調器により提供されるある同期化表示を支信号の境界の探知に使用している。  
【００１５】
システムの記述
図１は本発明の実施形態に基づく、通信リンク２０のブロック図である。図１に例示的に示されたように、リンク２０は、点対点マイクロ波またはミリ波のリンクであってもよい。または、リンク２０はケーブルデータ転送リンクのような有線リンクであってもよい。  
リンク２０は、データを高データレートで受信機２８に送信する送信機２４からなる。たとえば、リンクはギガビット・イーサネット（登録商標）（ＧｂＥ）接続、同期化転送モード４（ＳＴＥＭ４）リンク、光キャリア１２（ＯＣ１２）または他の適切な高データレート接続に適応している。
【００１６】
受信機は高データレートの入力データ流を受信する。デマルチプレクサ３２は入力データ流を多重の支流に分岐する。支流はそれぞれの変調器３６により並行処理される。ここに各変調器は入力データ流のデータレートより低いデータレートで動作する。変調器３６は変調された支流、または支信号を生成し出力する。それぞれの変調器３６は、典型的に前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号を使用してデータ支流を符号化し、符号化データをある変調構成に基づいて変調し、変調シンボルの１つの配列を生成する。
変調器は、直交振幅変調（ＱＡＭ）や位相変調（ＰＳＫ）など、どのような好適な変調構成を使用しても良く、変調シンボルは１シンボルあたり好適な数のサンプルで表されてもよい。
場合によっては、変調器はプリアンブルのような既知のシンボル配列を支信号に加えてもよい。このようなシンボル配列の使用は以下でさらに述べる。
【００１７】
変調器３６の出力はバッファ４０により緩衝される。流束結合器４４は変調したサンプルの多重流を１つの単一合成変調信号に挟み込む。合成信号はこのように、個々の変調器のデータレートの総計と実質的に同一のデータレートを有する。２つの低レート変調支信号を高レート合成信号に統合（マルチプレクス）する工程が例示的に図２に示される。
流束結合器４４に生成された合成信号はデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）４８を使用してアナログ信号に変換される。アナログ信号は送信機フロントエンド（ＴＸＦＥ）５２により好適な無線周波数に上方変換され、濾過されそして増幅される。そして、送信アンテナ５６を経由して受信機２８に送信される。受信機２８において、送信機２４より送信された信号は受信アンテナ６０に受信される。受信機フロントエンド（ＲＸＦＥ）６４は受信信号を増幅し、濾過し、好適な中間周波数または基本周波数帯に下方変換する。信号はその後アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）６８によりデジタル化され、デジタル信号はバッファ７２により緩衝される。
【００１８】
流束分離器７６は受信した合成信号を、以下に詳述する方法を使用して、個々の変調支信号に分離する。支信号は、合成信号のデータレートよりも低いデータレートで動作する、多重の復調器８０により並行処理される。各復調器８０は典型的にその支信号を復調し、前方誤り訂正符号を復号する。復調器はタイミングの同期化、搬送波の回復、周波数帯の等化および利得の制御などの機能を果たしてもよい。典型的に、しかし必須ではないが、各復調器８０は、特定の送信機の変調器で生成された支信号を処理する。
マルチプレクサ８４は復調器８０の出力を統合（マルチプレクス）して出力データ流を生成し、その出力データ流は送信機２４への入力データ流を再構築する。
変調器３６と復調器８０は低下データレートで動作するため、それらの回路は単純化出来、コストは低減される。さらに、このような並列構成は、単一のモデムを使用しては技術的に困難または不可能なデータレートで、リンク２０が動作することを可能にする。ある場合には、その並列構成は、既知のまたは現存の低データレートのモデム回路や装置を再使用しても、リンク２０が高データレートで動作することを可能にする。
【００１９】
「高データレート」および「低データレート」という用語はここでは、それぞれ、入力データ流のデータレートおよび個々の変調器と復調器のデータレートを意味し、相対的意味であり、絶対的なものではない。言い換えれば、入力データ流のデータレートはいかなる値（それはリンクの始端と終端間のデータレートである）であってもよく、個々の変調器と復調器のデータレートも、入力データ流のデータレートより低いかぎり、いかなる値を取っても良い。
【００２０】
図１において、リンク２０は単一方向リンクとして示されているが、この構成は構想を明確にする目的のためである。実施形態の幾つかでは、リンク２０は双方向リンクであり、その場合は２つの通信システムが互いにデータを通信する。このような構成の場合、各通信システムは送信機２４に似た１つの送信機と、受信機２８に似た１つの受信機とからなる。ある場合には、複数の既知の双方向モデムが特定の通信局の変調器３６と復調器８０の１対の組として使用される。例えばＰｒｏｖｉｇｅｎｔ社（米国、カリフォルニア州サンタクララ）は、この目的に使用可能なＰＶＧ−３１０という名の単一チップモデムを提供している。この機器に関する詳細はウェブページｗｗｗ．ｐｒｏｖｉｇｅｎｔ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ＿３１０．ｈｔｍにある。
【００２１】
変調器３６と復調器８０は常に同一のデータレートとボーレートで動作しても、あるいは異なるデータレートで動作してもよい。一般的には、異なる変調器は異なる変調構成、前方誤り訂正符号およびデータ／ボーレートを使用している。
ある実施形態によれば、デマルチプレクサ３２と流束結合器４４は、支流が挟み込まれる命令に対し、流束結合器４４が支流を正しい順序で結合するように協業する。例えば、適切な制御インターフェースがデマルチプレクサ３２と流束結合器４４の間で定義される。これらの実施形態では、デマルチプレクサ３２はその制御インターフェースを使用して、流束結合器４４に対する支流の挟み込み順序を表示する。この種の協業方法は入力データ流および支流に追加の負荷や周波数帯を強要しないが、必ずしも変調器３６にサポートされない制御特性を必要とすることがある。
【００２２】
他の実施形態では、デマルチプレクサ３２が、流束結合器４４に支流の結合方法を表示するため、制御情報（例えば既知のビット配列）を支流に挿入する。この方法は典型的に変調器３６に対し透過であるが、リンクの全体性能を低下させる。
さらに場合によっては、デマルチプレクサ３２と流束結合器４４の協業は不要である。例えば、ある実施形態では、既にパケットに分割されており、デマルチプレクサ３２はそのパケット構造に従って入力データ流を支流に分割する。リンク制御の上部層がパケットの受信された順序に不可知であると仮定すると、デマルチプレクサ３２と流束結合器４４との協業は不要である。
【００２３】
図２は本発明の実施形態に基づく、２つの其々の変調器３６に生成された２つの変調支信号８８と９６の、高データレート合成信号１０４への変換を示す図である。支信号８８は３つのフレーム９２Ａ，９２Ｂおよび９２Ｃからなる。支信号９６は１００Ａ，１００Ｂおよび１００Ｃからなる。同じ支信号のフレームは同一長であっても、異なった長さであってもよい。同様に、異なる支信号のフレームは同一長であっても、異なった長さであってもよい。本実施形態では２つの支信号は同一のデータレートを有する。しかし一般的には、支信号はそれぞれ異なるデータレートを有する。
【００２４】
変調した支信号８８と９６は、流束結合器４４により折り込まれ合成信号１０４を生成する。ここに合成信号１０４のデータレートはそれら支信号のデータレートの２倍である。信号１０４のフレーム１０８Ａ，１０８Ｃおよび１０８Ｅは支信号８８のフレーム９２Ａ，９２Ｂおよび９２Ｃの複製であり、２倍のデータレートで動作する。同様に、信号１０４のフレーム１０８Ｂおよび１０８Ｄは支信号９６のフレーム１００Ａと１００Ｂの複製であり、２倍のデータレートで動作する（即ち、個々のサンプリング周波数の２倍のサンプリング周波数を有する）。
合成信号１０４のデータレートは支信号８８と９６のそれの２倍であるため、個々の支信号に比べて２倍の周波数スペクトル帯域幅を複写する。合成信号や個々の支信号のスペクトルマスクについての考察は後に記述される。
【００２５】
図３は本発明の実施形態に基づく、受信機２８の詳細ブロック図である。特に流束分離器７６および復調器８０の詳細を図示している。幾つかの例示的発信機および受信機の構成が図３を参照して記述される。図に示される要素の幾つかは構成によって選択可能であり、削除可能である。
リンク２０の変調器３６と復調器８０（統合的にモデムと呼ぶ）は、バーストモデムまたはストリームモデムからなる。バーストモデムは個々の自己包含のデータのバーストを処理し、それは多くの場合他のバーストを無視して実行される。それぞれのバーストは典型的に、プリアンブルやミッドアンブルのような既知のシンボル配列からなり、復調器での適応ループや他の信号処理工程によりタイミングと搬送波位相の回復のために使用される。受信機ループは多くの場合、以前に受信したバーストと無関係にそれぞれのバーストを個別に処理する。ある場合には受信機は効率を上げるため、以前に受信したバーストからの積算パラメータを使用してもよい。バーストモデムはある場合、バーストを連続的に送信することが出来、送信された信号は連続しているように見える。
【００２６】
ストリームモデムは反対に、データの連続した流れを処理する。プリアンブルやミッドアンブルのような既知のシンボル配列が定期的にシンボル流に挿入されるが、流れは通常、絶対的論理的境界を持たない。ストリームモデムの受信機ループは多くの場合信号の連続性を利用する。例えば、ストリームモデムの搬送波回復ループはしばしば低速で、搬送波の位相は徐々に時間をかけて変移することを前提にしている。ここに述べる発信機と受信機の構成はバーストモデムとストリームモデムの両方を示している。
【００２７】
アナログ・デジタル変換器のサンプリング・クロック制御
図３を参照して、受信機のアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）６８のサンプリング・クロックは無制御であるか、１つ以上の復調器８０により復調された受信信号のタイミングを追跡するかである。ＡＤＣ６８のサンプリング・クロックが無制御の場合、クロックオシレータ１１２がサンプリング・クロックを生成し、セレクタ（スイッチまたはマルチプレクサ）１２０を介してＡＤＣ６８を駆動する。
あるいは、ＡＤＣ６８のサンプリング・クロックは１つ以上の復調器８０により復調された送信機クロックを追跡するか、或いは送信機クロックに固定されている。ある実施形態によれば、復調器８０は、受信した支信号に基づき復調器８０と送信機内の変調器３６とのタイミングのズレを積算する、タイミング積算器１３６からなる。復調器はさらに、タイミング積算器１３６からズレ値または好適修正値を受け取り、それに従い復調器のクロックを修正するタイミング修正器１４０からなる。結果的に、復調器のタイミングは対応する変調器のタイミングを追跡する。図３に例示的に示すタイミング回復ループはフィードフォワード構成になっている。あるいはフィードバックのループが使用されてもよい。
【００２８】
タイミング積算器１３６により積算されたタイミングのズレまたは修正値は、ＡＤＣ６８のサンプリング・クロックの調整にも使用されることがある。図３では例えば、「Ａ」と表示される積算器１３６の出力は、ＡＤＣサンプリング・クロックを生成する位相固定ループ（ＰＬＬ）１１６に対し参照として提供される。セレクタ１２０はこのクロックでＡＤＣ６８を駆動するように設定されてもよい。
ある実施形態では、受信信号のタイミングはデジタルで回復される。この実施形態ではタイミング回復工程は位相と周波数の回復の両方を含む。モデムがバーストモデムで構成される場合は、周波数と初期の位相がそれぞれの支信号のインターバルの初期に典型的に積算され、そしてインターバルの間追跡される。モデムがストリームモデムから構成される場合は、周波数と位相は典型的には連続して追跡される。ある場合には、それぞれのモデムの部分的稼動サイクルのため、復調器は其々の支信号のインターバルの初期において位相の不連続に遭遇する。この位相の不連続に対する補償の方法を以下でさらに述べる。
【００２９】
送信機２４内の全ての変調器３６のタイミングが同一のクロックに同期しているような実施形態では、ＡＤＣサンプリング・クロックは復調器の１つの内の単一のタイミング積算器１３６の出力により制御されうる。しかし他の実施形態では、異なる復調器は互いに同期していない。この場合には、対応する支信号が受信されるインターバルの間ＡＤＣサンプリング・クロックを制御する、夫々のタイミング積算器とともに、復調器８０の全てのタイミング積算器１３６の出力が使用されうる。
【００３０】
ある実施形態では、一度受信信号のタイミングが回復されると、タイミング修正は、受信機においてデジタルに信号を補間するか、あるいは再サンプリングすることにより行われる。タイミングのズレ（タイミング誤差）は復調器における１つ以上の支信号、即ち低データレートで、あるいは合成信号のサンプル、即ち高データレートで、から積算可能である。この実施形態では、タイミング誤差はその後、デジタル補間法を使用して修正される。補間は低データレートで支信号のシンボルに対してか、高データレートで合成信号のサンプルに対して適用されうる。
【００３１】
支信号境界探知方法
上述のように、発信機は支信号間の境界を標識付けするため、境界表示子を挿入し、受信機はその境界表示子を自動認識して合成信号を個々の支信号に分解する。
分離器７６は選択論理子に制御されるデマルチプレクサ１２４からなる。分離器７６は合成信号内の異なる変調支信号により使用される時間インターバルの間で、境界または遷移を検知する。分離器が支信号遷移（即ち、１つの支信号に使用されたインターバルの最後、および／または  もう１つの始まり）を検知すると、選択論理子１２８はデマルチプレクサ１２４を制御し、現在始まっている支信号が適切な復調器８０に送られるようにする。
【００３２】
選択論理子は、受信した合成信号に挟み込まれた異なった支信号を分別するために、異なった機構と基準を使用する事ができる。これら機構の幾つかは分離器７６に自己包含され、その他は復調器８０により供給された同期化表示を使用する。
ある実施形態では、発信機２４は、合成信号に無音期間を挿入し、異なった支信号に使用された隣接する時間インターバルを分離する。それぞれの無音期間は、送信機が殆ど送信しないか全く送信しない時間インターバルからなる。典型的な無音期間の長さは数１０シンボルの単位であるが、それ以外の長さでもよい。ある場合には、ある時間インターバルを無音期間として同定するためには、通常平均信号出力に関して、送信出力水準を１０−２０ｄＢのような既定の量を減少させるだけで十分である。
本出願の文脈および請求項では、「無音期間」という用語は、受信機がこのインターバルを検知し、この検知を境界表示子として使用することを可能にする程度に十分な量だけ、信号パワーが減少することを言う。無音期間はバーストモデムまたはストリームモデムのいずれかに関連して使用される。  
【００３３】
他の実施形態では、送信機は、既知のシンボルの配列を使用した異なる支信号により使用された、時間インターバルの間の境界に標識付けする。例えば、バーストモデムを使用する場合、それぞれのバーストは典型的に、変調器３６により生成されたプリアンブルに先行される。生来、異なるバーストが合成信号に結合される場合、全ての２つの隣接するバーストは１つのプリアンブルにより分離される。ストリームモデムを使用する場合、送信機２４内の結合器４４は、適切な既知のシンボル配列を、それぞれの支信号のインターバルの最初と／あるいは最後に追加することができる。ある実施形態では、既知のシンボル配列が支信号レベル即ち低データレートで追加される。あるいは、既知のシンボル配列が直接合成信号に高データレートで挿入される。
【００３４】
受信機２８内の分離器７６は境界表示子、即ち、無音期間または既知のシンボル配列を検知し、それに従いデマルチプレクサ１２４を切り換える。例えばある実施形態では、分離器７６は合成信号の高データレートで動作するサンプル関係子１３２からなる。
支信号が既知のシンボル配列により分離された場合、関係子１３２は、受信した合成信号のサンプルの間と、望ましい既知の配列の間で関係性を継続的に演算する。関係性が検知された場合、即ち関係子の出力が既定の閾値に入った場合、関係子は選択論理子１２８に対し境界が検知されたと表示する。それに対して選択論理子１２８は、現在始まっている支信号を、適切な復調器にデマルチプレクサ１２４を切り換えることにより振り向ける。
【００３５】
ある実施形態では、各支信号（及び各変調器／復調器の組）は固有の既知のシンボル配列により同定される。この実施形態では、関係子１３２は適切な復調器の同定を選択論理子１２８に表示してもよい。あるいは、全てのモデムおよび支信号は同じ既知の配列を使用してもよい。この実施形態の場合は、無音期間を使用する場合を含め、好適な初期同期化を行った後、選択論理子およびマルチプレクサ１２４は、典型的に復調器において検知された関係の順序に変化する。
ある実施形態では、必須ではないが、選択論理子１２８とデマルチプレクサ１２４は、適切な復調器が各々の支信号を復調するように確実に切り換えられるため、同期化機構を使用する。このような同期化は、各支信号または支流を適切な復調器に振り分ける追加のシンボルを、送信機において挿入することにより実行される。
【００３６】
無音期間を使用する場合、エナジーまたは出力検知器が関係子１３２の替わりに使用される。エナジー検知器は合成信号の瞬間出力を算出する。エナジー検知器の出力が無音期間を示した場合（例えば、出力が既定の時間内で既定の閾値より低い場合）、エナジー検知器は選択論理子１２８に対し境界の検出を表示する。他の好適な出力検出手段がこの目的で使用されてもよい。
【００３７】
ある実施形態では、幾つかまたは全ての復調器８０が、分離器７６により支信号の境界を検知するため使用される、同期化関連の表示を行ってもよい。例えば、幾つかの復調器は、モデムに使用されるプレアンブル、ミッドアンブルまたは他の既知のシンボル配列との関係を検知する、物理層（ＰＨＹ）関係子１４４からなる。物理層（ＰＨＹ）関係子の出力は、図３で「Ｂ」と表示されるが、選択論理子１２８に供給されて、支信号の境界を同定する引き金として使用されてもよい。図３は選択論理子１２８に接続するただ１つの物理層（ＰＨＹ）関係子の出力を示すが、復調器８０のいかなる又は全ての物理層（ＰＨＹ）関係子の出力は同様に選択論理子１２８への入力として接続可能である。
【００３８】
ストリームモデムを使用する時のような幾つかの場合には、既知の変調シンボルの配列は、支信号間の境界の標識付けのため、送信機内のデマルチプレクサ３２または流束結合器４４により挿入されうる。
ある実施形態では、送信機２４は、異なる変調器と復調器で処理された支信号間の境界を標識付けするため、既知のビット配列を入力データ流に挿入する。例えば、送信機内のデマルチプレクサ３２が入力データ流を異なる支流に分岐させる場合、既知のビット配列を各支流の最初または最後に追加してもよい。このようなビット配列を、変調シンボルから構成され、データビットから構成されない、上述の既知のシンボル配列と誤認してはならない。  
【００３９】
既知のビット配列を使い支流の境界（結果的に、支信号の境界）を標識付けすることは、例えば、ストリームモデムを使用する場合に、使用可能であるが、それぞれの支信号が既知のシンボル配列で始まるまたは終わることは保証できない。あるいは、ある復調器においては物理層（ＰＨＹ）関係子の出力を分離器７６に供給することは不可能か、または現実的でない。既知のビット配列の存在は通常変調器および復調器に対して透過である。
【００４０】
支信号の境界が既知のビット配列により標識付けされた場合、ビット関係子１５６は復調器の出力側で、復調器の復調出力と望ましいビット配列との間の関係性を演算する。ビット関係子の出力は、図３では「Ｃ」と表示され、選択論理子１２８に供給される。選択論理子は検出されたビット配列関係性に基づき、マルチプレクサ１２４を切り換える。
選択論理子１２８は、単一の境界表示子（例えば、サンプル関係子１３２、物理層（ＰＨＹ）関係子１４４またはビット関係子１５６の出力）または表示子の組合せをマルチプレクサ１２４を制御するため使用してもよい。例えば、バーストモデムを使用する場合、選択論理子は、支信号の境界を判定するため、モデムの物理層（ＰＨＹ）関係子の出力のみならず、バーストの間の無音期間の検出を結合してもよい。異なる表示に基づき境界を判定するため、選択論理子１２８によりいかなる適切な優先順位、分類、基準が使用されてもよい。
【００４１】
適応ループ補償
前述のようにリンク２０の変調器および復調器は、部分的稼動サイクルで動作している。復調器はしばしば、受信信号に基づいて、変調器と復調器の間のタイミング、位相および／または周波数ズレを積算する適応ループを有する。変調器３６と復調器８０がストリーム変調器とストリーム復調器からなる場合、これら適応ループはモデムが動作する部分的稼動サイクルにより分裂させられる。
部分的稼動サイクルの影響は、バーストモデムはまず第１に、すでに部分的稼動サイクルで稼動しているため、通常バーストモデムの場合よりストリームモデムの場合の方が重大である。変調器３６と復調器８０がバースト変調器とバースト復調器からなる場合、復調器は前のバーストのタイミング、位相および／または周波数ズレの積算を現在受信しているバースト内のループの初期積算値として使用する。このような初期積算値は、モデムが動作する部分的稼動サイクルにより歪められる可能性がある
【００４２】
。
例えば、復調器８０は、復調器と対応する変調器３６との間の搬送波の位相ズレを積算する、搬送波位相積算器１４８からなる。積算器１４８の出力は位相修正器１５２によりこの位相ズレを補償するために使用される。従来型のストリームモデムでは、積算器１４８と修正器１５２は継続的に位相ズレを追跡し、修正する。このようなモデムがリンク２０で作動している時、モデムは位相追跡や修正のみならず、一方で変調や復調を時間の一部で行っている。
しかし変調器と復調器との間の位相誤差は、モデムが実際に稼働しているか否かにかかわらず時間と共に累積される。結果的に、復調器は各支信号のインターバルの始まりにおいて、搬送波位相の不連続性に遭遇し、その性能を低下させ、さらに位相固定を失わせる原因ともなる。
【００４３】
ある実施形態によれば、復調器８０と分離器７６が、位相不連続性による影響を低減し、または抹消するため、復調器の非稼動期間（即ち、当該支信号の前のインターバルの終わりから現在のインターバルの始まりまで）に累積した位相ズレを積算し、修正する。例えば、復調器８０は累積位相を変調器と復調器との間の周波数ズレ（これは典型的に位相積算器１４８により積算される）に、非稼動インターバルの継続時間を乗じて積算してもよい。積算器１４８の出力は図３で「Ｄ」と表示され、分離器７６内の位相修正器１６０に供給され、位相修正器は累積した位相ズレを補償するため支信号の位相を変移させる。
【００４４】
また他の実施形態では、全ての変調器が単一のクロックに同期され、かつ全ての復調器が単一のクロックに同期されている場合は、位相補償は、修正器１６０を使用してそれぞれの支信号に位相補償を個別に行うのではなく、受信合成信号に対して行われる。さらにあるいは、ストリームモデムの位相ズレは、特定の支信号のインターバルの始まりにおいて、既知のシンボルまたはビットの配列から積算可能であり、その後は、バーストモデムの動作と同様に、インターバルの間追跡される。
ある場合には、タイミング回復または自動利得制御（ＡＧＣ）のような、ストリームモデムの他の適応ループが非稼動インターバルの間、同様の非連続性を経験する。これら非連続性は同様の方法により補償できる。
【００４５】
スペクトルマスクの考慮
合成信号のデータレートは個々の支信号のデータレートより高いため、空中に送信された合成信号は各支信号より広いバンド幅を占有する。しかし多くの実務的事例では、発信機２４より発信された合成信号の応答スペクトルが、特定のスペクトル割当を満たす、あるいは、特定の基準や無線インターフェースに準拠するなどのための、一定のスペクトルマスクを超過しないことが要求される。
各支信号のサンプルが統合（マルチプレクス）され合成信号を形成すると、これらサンプリング周波数は一定の要因により増加する。例えば、１秒間にＲ個のレートでサンプリングされた３つの支信号が統合（マルチプレクス）された場合、合成信号のサンプリング周波数は３・Ｒとなる。従って、合成信号の応答スペクトルは、同一の要因により、典型的に個別の支信号の応答スペクトルより幅広となる。このように、各支信号を、特定のマスクからこの要因により縮小したスペクトルマスクに適合するように設計することは、通常合成信号が特定のスペクトルマスクに適合することを確実にする。
【００４６】
適切に設計された支信号をもってしても、１つの変調器から他の変調器へ切り換える時に生成される過渡応答により、合成信号は特定のスペクトルマスクから乖離する。この過渡応答のいくつかは、変調器のパルス成形フィルタのインパルス応答の切頭処理に起因している。これら過渡現象を低減または消滅させる他の手段をとることができる。
例えば、バーストモデムを使用する場合、パルス成形フィルタのインパルス応答が衰える時間を与えるため、ガード区間、即ち無音期間を連続するバーストの間に挿入してもよい。この無音期間の長さは成形フィルタの長さと同じオーダーで、典型的には数十シンボル長である。ガード区間の始めに、復調器のパルス成形フィルタは前のバーストの最後の値より衰退し、フィルタはガード区間の終わりに次のバースト始まりに向かって立ち上がる。
ストリームモデムを使用する場合、既知のシンボル配列を使って、支信号間の境界を標識付けすることにより、境界が振幅／位相非連続性を殆どあるいは全く有しないように、過渡応答を低減することができる。例えば、既知のシンボル配列は、中央部分で左右対称で、長さが少なくとも送信機と受信機のパルス成形フィルタの継続時間より長いように設計可能である。
【００４７】
多重のモデムの通信方法の記述
図４は本発明の実施形態に基づく、高データレートにおいて、多重のモデムを使用して通信する方法のフローチャートである。本方法は送信機２４内のデマルチプレクサ３２が入力データ流を多重の支流に振り分け、その支流を変調器に分配する、分配ステップ１７０から始まる。変調器３６はそれぞれの支流を処理し、変調された支信号を、変調ステップ１７４において生成する。挟み込みおよび送信ステップ１７８において結合器４４は支信号を挟み込み１つの合成信号を生成し、合成信号は受信機２８に送信される。送信機２４は、異なる支信号により使用された時間インターバルの間の境界を、無音期間、既知のシンボルの配列、および／または既知のビット配列など、上述のいずれかの境界表示子を使って標識付けする。
【００４８】
受信機２８は合成信号を、受信ステップ１８２にて受信する。分離器７６は発信機により挿入された境界表示子を、境界同定ステップ１８６にて同定する。分離器は上述の同定方法よび表示、例えば、無音期間の検知および／または既知のビットまたはシンボル配列との関係性の検出など、のいずれを使用してもよい。分離器は自前の検知構造（内部サンプル関係子を使用するなど）を使用するか、復調器により提供される同期化表示を使用する。
同定された境界に基づき、分離器７６は、デマルチプレクス・ステップ１９０において合成信号を分離（デマルチプレクス）し異なる支信号を再生し、支信号を復調器８０に振り分ける。復調器は個々の支信号を処理し支流を復調ステップ１９４において再生する。マルチプレクサ８４は支流を結合（マルチプレクス）し高データレートのデータ流に再構築する。
【００４９】
ここに記載された実施形態は主として無線リンクを記述しているが、本発明の原理は有線リンクにも使用でき、また他の高データレート通信にも使用できる。
上述の実施形態は例示として参照されたものであり、本発明は上記で特に示され記載されたものに限定されない。むしろ、本発明の範囲は、ここに記載された種々の特徴の組合せや準組合せを含み、当業者が従来技術にない上記の記載を読んだときに想起される多様化や変更を含む。
【符号の説明】
【００５０】
２０：リンク
２４：発信機
２８：受信機    
３２，１２４：デマルチプレクサ  
３６：変調器
４０，７２：バッファ
４４：流束結合器、結合器
４８：デジタル・アナログ変換器
５２：送信機フロントエンド  
６４：受信機フロントエンド
６８：アナログ・デジタル変換器
７６：流束分離器、分離器
８０：復調器
８４：マルチプレクサ
１２０：セレクタ
１２８：選択論理子
１３２：サンプル関係子
１３６：タイミング積算器
１４０：タイミング修正器
１４４：物理層関係子
１４８：搬送波位相積算器
１５２：搬送波位相修正器
１５６：ビット関係子
１６０：位相修正器
【図１】
2010518773.tif 000003
【図２】
2010518773.tif 000004
【図３】
2010518773.tif 000005
【図４】
2010518773.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月14日(2009.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成信号を受信するステップと、
ここに前記合成信号は第１のデータレートでデータを搬送し、時間領域に挟み込まれそして境界表示子により分離された多重の支信号からなり、
受信した前記合成信号を、前記合成信号内の前記支信号間の前記境界表示子を自動検知することにより、前記支信号に分解（デマルチプレクス）するステップと、さらに、
それぞれの出力データ流を生成するために前記第１のデータレートより低い第２のデータレートで動作し、前記データを再構築するために前記出力データ流を結合する多重のそれぞれの復調器を使用して、前記支信号を復調するステップと、
を含むことを特徴とする通信の方法。
【請求項２】
前記合成信号は単一の発信機を起源とすることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記復調器はバースト復調器を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記復調器はストリーム復調器を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記境界表示子は無音期間を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
前記境界表示子を自動検知する工程は、前記合成信号の瞬間出力を演算するステップと、前記演算された瞬間出力に対応して前期境界表示子を検知するステップとを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記境界表示子は既知のシンボルの配列を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項８】
前記境界表示子は前期第１のデータレートを有する既知のサンプルの配列からなり、前記境界表示子を自動検知する工程は、前記受信した合成信号の間と前記既知のサンプルの前記配列の間の関係性を演算するステップを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項９】
前記境界表示子は既知のビットの配列を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１０】
前記支信号を復調する工程は、前記それぞれの復調器による少なくとも１つの支信号の１つのタイミングを回復するステップを含み、前記合成信号を受信する工程は、１つのアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）を使用して合成信号をデジタル化するステップと、前記回復したタイミングに基づき前記ＡＤＣのサンプリング・クロックを調整するステップと、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１１】
前記合成信号を受信する工程は前記合成信号のタイミングをデジタル的に回復するステップを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つの復調器は、前記それぞれの支信号を復調するために使用される１つの適応受信機ループを含み、前記支信号を復調する工程は、前記支信号の継続する時間インターバルの間に累積された前記適応ループの１つの誤りを補償するステップを含む、ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項１３】
第１データレートを有する１つの入力データを、前記第１データレートより低いそれぞれの第２データレートを有する多重の支流に分離（デマルチプレクス）するステップと、
前記第２データレートで動作するそれぞれの多重の変調器を用いて前記支流を変調するステップと、
前記変調された支流を１つの時間領域に挟み込み、１つの変調された合成信号を生成するステップと、
前記合成信号内の前記変調された支流の間に境界表示子を挿入するステップと、そして、
通信リンク上で前記合成信号を送信するステップと、
を含むことを特徴とする通信の方法。
【請求項１４】
合成信号を受信するように配置された１つのフロントエンドと、
ここに前記合成信号は第１のデータレートでデータを搬送し、時間領域に挟み込まれそして境界表示子により分離された多重の支信号からなり、
前記合成信号内の前記支信号間の前記境界表示子を自動検知することにより、前記受信した合成信号を前記支信号に分離するように配置された１つの分離器と、
前記第１データレートより低い前記第２データレートで動作し、それぞれの出力データ流を生成するために、前記それぞれの支信号を復調するように配置された多重の復調器と、そして、
前記データを再構築するために前記出力データ流を結合するように構成された１つのマルチプレクサと、
を含むことを特徴とする受信機。
【請求項１５】
第１データレートを有する１つの入力データを、前記第１データレートより低いそれぞれの第２データレートを有する多重の支流に分離（デマルチプレクス）するように設定されたデマルチプレクサと、
前記第２データレートでそれぞれ動作し、前記支流を変調するように設定された多重の変調器と、
前記変調された支流を１つの時間領域に挟み込み、１つの変調された合成信号を生成するように設定された１つの結合器と、
前記合成信号内の前記変調された支流の間に境界表示子を挿入するように設定された１つの境界表示子と、
を含むことを特徴とする発信機。
【国際調査報告】
2010518773.tif 000007