(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の送信器および少なくとも１つの受信器を含む通信システムにおいて使用するための方法であって、
複数の送信器と受信器との間のチャネル係数を同時に推定するステップと、
推定されたチャネル係数を利用して複数の送信器のうちの少なくとも１つによって受信器に送信される少なくとも１つのデータ信号を制御するステップとを含み、
チャネル係数を同時に推定するステップが、同じ共通プロービングシーケンスが別個のプロービング信号の各々を生成するのに使用されるように、それぞれが同じ共通プロービングシーケンスと複数の異なる周波数展開のうちの選択された周波数展開との別個の組合せに基づいて生成される、別個のプロービング信号を送信するステップをさらに含み、
別個のプロービング信号の各々が、時間と周波数の両方に応じて変わる、方法。
【請求項２】
それぞれが共通プロービングシーケンスと複数の異なる周波数展開のうちの選択された周波数展開との別個の組合せに基づいて生成される、別個のプロービング信号を送信するステップが、第１の周波数展開を共通プロービングシーケンスに適用して第１の別個のプロービング信号を生成することによって、また、第１の周波数展開とは異なる第２の周波数展開を共通プロービングシーケンスに適用して第２の別個のプロービング信号を生成することによって、共通プロービングシーケンスから少なくとも第１および第２の別個のプロービング信号を生成するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第１および第２の周波数展開がそれぞれ、共通プロービングシーケンスの異なる周波数変調を提供する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
第１および第２の別個のプロービング信号が、システムのそれぞれの第１および第２のチャネルを介して同時に送信される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
第１および第２の別個のプロービング信号が、システムの単一のチャネルを介して同時に送信される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
第１および第２のチャネルが、それぞれがトーンのセットを含む第１および第２のＤＭＴチャネルを含み、第１の周波数展開が、第１のプロービングシーケンス値を第１のＤＭＴチャネルのトーンのセットにおけるそれぞれのトーンに適用する、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
第２の周波数展開が、第１のプロービングシーケンス値を第２のＤＭＴチャネルのトーンのセットにおける第１のサブセットのトーンのそれぞれに適用し、第１のプロービングシーケンス値の反転を第２のＤＭＴチャネルのトーンのセットにおける第２のサブセットのトーンのそれぞれに適用し、第１のサブセットが、第２のＤＭＴチャネルのトーンのセットにおける全ての偶数トーンを含み、第２のサブセットが、第２のＤＭＴチャネルのトーンのセットにおける全ての奇数トーンを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
別個のプロービング信号が、システムのそれぞれのチャネルを介してそれぞれの受信器に送信されるそれぞれのパイロット信号を含み、共通プロービングシーケンスが、共通パイロットシーケンスを含み、チャネル係数を同時に推定するステップが、送信されたパイロット信号に基づいて受信器からフィードバックされた誤差サンプルを処理することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
別個のプロービング信号が、それぞれのプリコーダ係数に適用されるそれぞれの摂動信号を含み、共通プロービングシーケンスが、共通摂動シーケンスを含み、チャネル係数を同時に推定するステップが、送信された摂動信号に基づいて受信器からフィードバックされた干渉情報を処理することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの受信器との通信に適合された複数の送信器を含むアクセスノードであって、
複数の送信器と受信器との間のチャネル係数を同時に推定し、推定されたチャネル係数を利用して複数の送信器のうちの少なくとも１つによって受信器に送信される少なくとも１つのデータ信号を制御するように動作可能であるアクセスノード
を備える装置であって、
アクセスノードが、チャネル係数を同時に推定する際に、同じ共通プロービングシーケンスが別個のプロービング信号の各々を生成するのに使用されるように、それぞれが同じ共通プロービングシーケンスと複数の異なる周波数展開のうちの選択された周波数展開との別個の組合せに基づいて生成される、複数の別個のプロービング信号を送信し、
別個のプロービング信号の各々が、時間と周波数の両方に応じて変わる、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に通信システムに関し、より詳細には、そのようなシステムにおける通信チャネル間のクロストークを制御するための技法に関する。
【背景技術】
【０００２】
よく知られているように、通信システムは、システムの送信器と受信器との間で信号を伝達するために複数の通信チャネルを利用することができる。例えば、複数のチャネルを使用して異なる送信されたデータ信号を互いに区別するか、またはデータ速度の増加をもたらすことができる。
【０００３】
多チャネル通信システムにおいて生じ得る問題は、チャネル間クロストークとも呼ばれる、様々なチャネル間のクロストークに関する。例えば、デジタル加入者線（ＤＳＬ）広帯域アクセスシステムは通常、ツイストペア銅線で離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調を用いる。そのようなシステムにおける主な障害の１つは、同一のバインダ内または複数のバインダにまたがる複数の加入者線間のクロストークである。したがって、１つの加入者線上での送信を他の加入者線上で検出することができ、システムのスループット性能を低下させ得る干渉を引き起こす。より一般的には、所与の「犠牲」チャネルは、複数の「妨害」チャネルからのクロストークを経験する場合があり、やはり望ましくない干渉を引き起こす。
【０００４】
干渉に対処するため、またＤＳＬシステムの実効スループットおよびリーチを最大化するために、動的スペクトル管理（ＤＳＭ）技法が開発されている。一般にレベル１技法およびレベル２技法と呼ばれるより低いレベルのＤＳＭ技法は一般に、干渉を最小限にするために所与の加入者線に関連する出力レベルを調整する。レベル３技法はより高度であり、プリコーダを用いることでチャネル間クロストークの積極的な除去を可能にする。プリコーダは通常、中央局（ＣＯ）と顧客宅内機器（ＣＰＥ）との間の下り通信に対してクロストーク除去を達成するために使用される。いわゆる事後補償技法を使用して、ＣＰＥからＣＯへの上り通信に対してクロストーク制御を実施することも可能である。
【０００５】
ＤＳＬシステムにおける下り出力制御またはクロストーク除去のためにクロストーク係数を推定するための１つの知られている手法は、システムのＣＯとそれぞれのＣＰＥとの間のそれぞれの加入者線で別個のパイロット信号を送信することを含む。次いで、送信されたパイロット信号に基づくＣＰＥからの誤差フィードバックを使用してクロストークを推定する。他の知られている手法は、プリコーダ係数の摂動および信号対雑音比（ＳＮＲ）または他の干渉情報のフィードバックを含む。
【０００６】
クロストーク推定値は一般に、追加の回線をＤＳＬシステムにおけるアクティブな回線のグループに「接続する」ことが必要な状況において利用される。例えば、複数のアクティブな回線を既に含む同期グループにおいて１つまたは複数の非アクティブな回線をアクティブにすることが必要になる場合がある。したがって、追加の回線のそのような接続は、システム性能を最適化するために、電源制御またはプリコーダを調整する必要があり得る。
【０００７】
クロストーク推定値は、プリコードするかどうかを決定すること、ならびに犠牲回線および妨害回線上の出力レベルを設定することを含め、様々な他の回線管理用途においても使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
迅速かつ効率的に生成することができる正確なクロストーク推定値を有することが重要である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１つまたは複数の例示的な実施形態における本発明は、共通プロービングシーケンスから生成された複数の別個のプロービング信号を使用した、チャネル係数の同時推定のための技法を提供する。そのようなチャネル係数を、出力制御またはプリコーディングによってクロストークを制御するためのクロストーク推定値として使用することができ、多数の他の信号制御用途における使用にも適している。
【００１０】
本発明の一態様によれば、通信システムのアクセスノードは、少なくとも１つの受信器との通信に適合された複数の送信器を含む。アクセスノードは、例えば、ＤＳＬ通信システムの少なくとも１つのＣＯの少なくとも一部分を含むことができる。アクセスノードは、複数の送信器と受信器との間のチャネル係数を同時に推定し、推定されたチャネル係数を利用して複数の送信器のうちの少なくとも１つによって受信器に送信された少なくとも１つのデータ信号を制御するように動作可能である。チャネル係数を同時に推定するプロセスにおいて、アクセスノードは、それぞれが共通プロービングシーケンスと複数の異なる周波数展開のうちの選択された周波数展開との別個の組合せに基づいて生成される、複数の別個のプロービング信号を送信する。
【００１１】
複数の共通プロービングシーケンスを使用することができ、それぞれのそのような共通シーケンスは、異なる周波数展開と組み合わせられて複数の別個のプロービング信号のそれぞれのプロービング信号を生成する。
【００１２】
例示的な誤差フィードバックの実施形態では、別個のプロービング信号は、システムのそれぞれのチャネルを介してそれぞれの受信器に送信されたそれぞれのパイロット信号を含むことができ、共通プロービングシーケンスは、共通パイロットシーケンスを含むことができる。この実施形態におけるチャネル係数の同時推定は、例えば、送信されたパイロット信号に基づいて受信器からフィードバックされた誤差サンプルを処理することを含み得る。
【００１３】
例示的なＳＮＲフィードバックの実施形態では、別個のプロービング信号は、それぞれのプリコーダ係数に適用されるそれぞれの摂動信号を含むことができ、共通プロービングシーケンスは、共通摂動シーケンスを含むことができる。この実施形態におけるチャネル係数の同時推定は、例えば、送信された摂動信号に基づいて受信器からフィードバックされたＳＮＲレポートまたは他の干渉情報を処理することを含み得る。
【００１４】
有利には、例示的な実施形態により、他の方法で可能である場合よりもよりいっそう迅速にクロストーク推定値を取得することができ、結果としてシステム内の動作の速度を高める。例えば、他の方法で必要とされる場合よりも実質的に少ない時間で、所与の回線をアクティブな回線のグループに接続することができる。
【００１５】
本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、添付の図面および以下の詳細な説明からより明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の例示的な実施形態における多チャネル通信システムのブロック図である。
【図２】図１のシステムの１つの考えられる実施のより詳細な図である。
【図３Ａ】共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時クロストーク推定のための技法を示すグラフである。
【図３Ｂ】共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時クロストーク推定のための技法を示すグラフである。
【図３Ｃ】共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時クロストーク推定のための技法を示すグラフである。
【図４】共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時推定を使用することなくクロストーク推定値を取得するための誤差フィードバック手法を示すブロック図である。
【図５】共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時推定を使用することなくクロストーク推定値を取得するための誤差フィードバック手法を示すブロック図である。
【図６】図４の誤差フィードバック手法が、本発明の例示的な実施形態による、共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時推定を実施するように構成され得る方法を示すブロック図である。
【図７】図５の誤差フィードバック手法が、本発明の例示的な実施形態による、共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時推定を実施するように構成され得る方法を示すブロック図である。
【図８】共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時推定を使用することなくクロストーク推定値を取得するためのＳＮＲフィードバック手法を示すブロック図である。
【図９】共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時推定を使用することなくクロストーク推定値を取得するためのＳＮＲフィードバック手法を示すブロック図である。
【図１０】図８のＳＮＲフィードバック手法が、本発明の例示的な実施形態による、共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時推定を実施するように構成され得る方法を示すブロック図である。
【図１１】図９のＳＮＲフィードバック手法が、本発明の例示的な実施形態による、共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時推定を実施するように構成され得る方法を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、本明細書において、例示的な通信システムおよびそのようなシステムにおいてクロストーク推定値を取得するための関連する技法と共に説明される。クロストーク推定値は、加入者線または他の通信チャネルをそのようなシステムにおけるアクティブなチャネルのグループに接続することと共に、または他の回線管理機能のために使用され得る。しかし、本発明は特定のタイプの通信システムおよび開示されたチャネル推定用途と共に使用することに限定されないことを理解すべきである。チャネル係数の推定値を取得するための代替技法を使用して、様々な他の通信システムにおいて、また、そのような推定値を使用することを含む多数の代替用途において本発明を実施することができる。例えば、ＤＭＴ変調に基づくＤＳＬシステムとの関連で説明されているが、セルラシステム、多入力多出力（ＭＩＭＯ）システム、Ｗｉ−ＦｉまたはＷｉＭａｘシステムなどを含む様々な他のタイプの有線または無線通信システムに、開示された技法を直接的に適合することができる。したがって、この技法は、ＤＳＬの関連以外の他のタイプの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）システムに適用可能である。
【００１８】
図１は、中央局（ＣＯ）１０２および顧客宅内機器（ＣＰＥ）１０４を含む通信システム１００を示す。より具体的には、ＣＰＥ１０４は、示されるように、個々にＣＰＥ１、ＣＰＥ２、．．．ＣＰＥ  Ｎと表され、それぞれの参照番号１０４−１、１０４−２、．．．１０４−Ｎによってさらに識別されるＮ個の別個のＣＰＥ要素を含む。所与のＣＰＥ要素は、例として、モデム、コンピュータ、もしくは他のタイプの通信デバイス、またはそのようなデバイスの組合せを含み得る。ＣＯ１０２は、それぞれが、例えば、ツイストペア銅線接続を含み得る、回線１、回線２、．．．回線Ｎと表されるそれぞれの加入者線を介して、これらのＣＰＥ要素に結合される。
【００１９】
例示的な実施形態では、最初にアクティブな回線は、Ｎ個の回線１０６−１から１０６−Ｎの全てよりも少なく、Ｎ個の回線のうちの少なくとも１つは、アクティブにされてアクティブな回線の既存のグループに接続されるべき「接続回線」である。最初にアクティブな回線は、本明細書においてアクティブな回線の「グループ」と呼ばれるものの一例である。そのようなグループは、例えば、プリコーディンググループとも呼ばれ得る同期グループ、または任意の他のタイプのアクティブな回線のグループであってもよい。
【００２０】
ＣＯ１０２とＣＰＥ１０４との間の通信は、アクティブな回線のそれぞれについて下り通信と上り通信の両方を含む。下り方向とはＣＯからＣＰＥへの方向を指し、上り方向はＣＰＥからＣＯへの方向である。図１に明示的に示されていないが、限定されることなく、システム１００の加入者線のそれぞれに関連した、下り方向での通信において使用するためのＣＯ送信器およびＣＰＥ受信器、ならびに上り方向での通信において使用するためのＣＰＥ送信器およびＣＯ受信器があるものと仮定される。よく知られている従来の技法を使用して、対応する送信器および受信器の回路をＣＯおよびＣＰＥに実装することができ、そのような技法は本明細書において詳細に説明されない。
【００２１】
本実施形態におけるＣＯ１０２は、出力制御要素１１２に結合されたクロストーク推定値生成器１１０を含む。ＣＯは、クロストーク推定値生成器を利用して回線１０６の少なくとも一部のそれぞれの回線についてのクロストーク推定値を取得する。出力制御要素１１２を使用して、クロストーク推定値に基づいて回線の１つまたは複数で送信された信号の出力レベルを調整する。
【００２２】
出力制御は、ＣＯ１０２において生成されたクロストーク推定値を利用することができる用途の例示的な一例に過ぎないことを理解すべきである。他の用途としては、例えば、ＣＯからＣＰＥに送信された下り信号の事前補償、およびＣＰＥからのＣＯにおいて受信された上り信号の事後補償が挙げられる。プリコーダを使用して事前補償技法を実施することができ、その一例は図２に関連して説明される。より一般的には、データ速度を高めること、誤差を減らすことなどによってシステム性能を改善するために、複数の送信器から送信された信号を調整することを含む任意の用途において、本明細書において記載される方法で生成されたクロストーク推定値を利用することができる。
【００２３】
クロストーク推定値生成器１１０は、ＣＰＥ１０４からＣＯ１０２にフィードバックされた誤差サンプル、ＳＮＲ値または他のタイプの測定値からクロストーク推定値を生成するように構成され得る。クロストーク推定値を生成するための特定の技法の例は、以下に詳細に説明される。
【００２４】
他の実施形態では、クロストーク推定値はＣＯ１０２の外で生成され、さらなる処理のためにＣＯに供給され得る。例えば、そのような推定値はＣＰＥ１０４において生成され、出力制御、プリコーディング、事後補償または他の用途において使用するためにＣＯに返され得る。
【００２５】
クロストーク推定値は、より一般的には本明細書において「チャネル係数推定値」、「推定されたチャネル係数」、または単に「チャネル推定値」と呼ばれるものの一例である。
【００２６】
クロストーク推定値生成器１１０は、ノイズ除去されたクロストーク推定値を生成するためのノイズ除去機能を包含することができる。本発明の実施形態と共に使用するのに適したクロストーク推定値ノイズ除去技法の例は、本願と共に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる、２００９年１月１３日に出願された「Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｅｎｏｉｓｅｄ  Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ  Ｅｓｔｉｍａｔｅｓ  ｉｎ  ａ  Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許出願第１２／３５２，８９６号に記載されている。しかし、本発明は任意の特定のノイズ除去技法を使用することを必要としないことを理解されたい。本明細書において記載される例示的な実施形態は、チャネル係数推定プロセスの一部として周波数フィルタを使用するノイズ除去機能を包含し得る。
【００２７】
以下により詳細に説明されるように、ＣＯ１０２は、共通プロービングシーケンスを使用した、チャネル１０６の複数のチャネルの同時推定のための技法を実施するように構成される。そのような技法を実施する際、ＣＯは別個のプロービング信号を送信し、ＣＰＥ１０４で得られた測定値に基づいてクロストーク推定値を取得する。次いで、ＣＯ１０２は出力レベルを調整し、プリコーディングを実行し、またはそうでなければ、クロストーク推定値に基づいてデータ信号送信を制御する。共通プロービングシーケンスを使用した同時推定は、共通プロービングシーケンスから少なくとも第１および第２の別個のプロービング信号を生成することによって達成され得る。これは一般に、第１の周波数展開を共通プロービングシーケンスに適用して第１の別個のプロービング信号を生成し、第１の周波数展開とは異なる第２の周波数展開を共通プロービングシーケンスに適用して第２の別個のプロービング信号を生成することを含む。第１および第２の別個のプロービング信号は、例えば、それぞれのチャネル上で、または特定のチャネルに関連するプリコーダ係数のそれぞれの摂動として、同時に送信される。誤差サンプルまたはＳＮＲ値などの対応する測定値は、ＣＰＥからＣＯへフィードバックされ、クロストーク推定値生成器１１０においてクロストーク推定値を生成するために利用される。
【００２８】
複数の共通プロービングシーケンスを使用することができ、それぞれのそのような共通シーケンスは、異なる周波数展開と組み合わされて複数の別個のプロービング信号のそれぞれのプロービング信号を生成する。例えば、一実施形態は、少なくとも第１および第２の共通プロービングシーケンス、ならびにＦ個の異なる周波数展開のセットを含むことができる。そのような実施形態において生成された別個のプロービング信号は、Ｆ個の異なる周波数展開のそれぞれの周波数展開を第１の共通プロービングシーケンスに適用することによって生成されたＦ個のプロービング信号の第１のセット、および同一セットのＦ個の異なる周波数展開のそれぞれの周波数展開を第２の共通プロービングシーケンスに適用することによって生成されたＦ個のプロービング信号の第２のセットを含むことができる。もちろん、この手法は２つを超える共通プロービングシーケンスに展開され得る。この手法は一般に、異なる周波数展開と単一のプロービングシーケンスとの組合せとして複数の別個のプロービング信号が生成されることを可能にする。より詳細な例は、図４から図１１に関連して説明される。
【００２９】
本明細書において使用される「同時推定」という用語は、例として、パイロット信号または摂動信号の実質的な同時送信の場合と同様に、推定値が基づくプロービング信号が実質的に同時にシステム内で送信される構成を包含することが意図される。したがって、複数のチャネル係数推定値を生成するために使用される所与の推定プロセスの全ての態様は、本明細書においてその用語が使用されるように推定が同時であるために、それぞれの推定値に対して同時に生じる必要はない。
【００３０】
ＣＯ１０２は、メモリ１２０に結合されたプロセッサ１１５をさらに含む。メモリは、プロセッサによって実行されて本明細書において記載される機能を実施する１つまたは複数のソフトウェアプログラムを格納するために使用され得る。例えば、クロストーク推定値生成器１１０および出力制御要素１１２に関連する機能は、そのようなソフトウェアプログラムの形態で少なくとも部分的に実施され得る。メモリは、実行可能なプログラムコードを格納するコンピュータ可読記憶媒体の一例である。
【００３１】
ＣＯ１０２またはその一部は、より一般的には本明細書において通信システムの「アクセスノード」と呼ばれるものの一例とみなされ得る。単一のアクセスノードは、複数のＣＯもしくは１つまたは複数のＣＯの一部を含むことができるが、そうする必要はない。考えられるアクセスノードの別の例は、ＤＳＬアクセスマルチプレクサ（ＤＳＬＡＭ）である。したがって、本明細書において使用される「アクセスノード」という用語は、例えば、ＤＳＬＡＭなどのＣＯ内の特定の要素、またはＣＯ自体、ならびにＣＯを含まないシステムにおける他のタイプのアクセスポイント要素を包含するように広範に解釈されることが意図される。
【００３２】
図１の例示的な実施形態では、回線１０６は全て、単一のアクセスノードを含み得る同一のＣＯ１０２に関連する。しかし、他の実施形態では、これらの回線は複数のアクセスノードにわたって分散され得る。そのような複数のアクセスノードの異なるアクセスノードは、異なるベンダからのものであってもよい。例えば、従来のシステムでは、別個のベンダのいくつかのアクセスノードをＤＳＬ回線の同一の束に接続することができることがよく知られている。これらおよび他の条件下では、様々なアクセスノードは、最適な干渉除去を達成するために互いにやり取りしなければならない場合がある。
【００３３】
「顧客宅内機器」またはＣＰＥという用語は、非ＤＳＬシステムとの関連で他のタイプのユーザ機器を含むものとして一般的に解釈されるべきである。
【００３４】
プリコーダを含む図１のシステム１００の実施は、図２を参照して以下に説明される。そのようなプリコーダは、ＣＯ１０２とＣＰＥ１０４との間の下り通信に対する積極的なクロストーク除去に使用される。しかし、上り通信に対するクロストークの制御に使用するために、開示された技法を直接的に適合することができることが強調されるべきである。さらに、この技法は、特定の定義された下り方向または上り方向がない対称通信を伴うシステムに適用可能である。
【００３５】
次に図２を参照すると、コントローラ２００、プリコーダ２０２、および２０４−１から２０４−Ｎと表されたＮ個の送信器のセットを含むものとして、この特定の実施態様におけるＣＯ１０２が示されている。コントローラは、システム１００における下り信号の送信を制御するために、プリコーダおよび送信器に結合されている。送信器は、下りデータ経路２２０−１から２２０−Ｎを介してそれぞれのＣＰＥ１０４−１から１０４−Ｎに送信されるＤＭＴ符号のそれぞれのストリームを生成する。プリコーダ２０２は、クロストーク推定値を利用して、下りデータ経路を通過する際に導入されるクロストークを除去する傾向がある方法で、送信前に下り信号を調整する。任意の様々な知られているプリコーディング技法を使用して本明細書において記載されるタイプの複数の接続回線およびアクティブな回線に対するクロストーク除去を実施することができる。そのようなプリコーディング技法は当業者によってよく理解されており、したがって詳細に説明されない。
【００３６】
図２に示される下りデータ経路２２０は、図１に示されるそれぞれのＤＳＬ回線１０６の下り信号経路を表す。システム１００は、図１に示されるＤＳＬ回線１０６のそれぞれのアクティブな回線の上り信号経路であってもよいリアルタイムフィードバック信号経路２２２も含む。接続回線は、その回線がグループに接続されて完全にアクティブになるときまで、そのようなリアルタイムフィードバック信号経路を有することができないが、他の実施形態では、例えば、初期モード中に接続回線にリアルタイムフィードバック信号経路を提供することができることに留意すべきである。コントローラ２００は、例えば、ＤＳＬ回線１０６内の１つまたは複数の指定されたおよびその他の従来の制御チャネルを表してもよい制御信号経路２２４を介して制御信号をＣＰＥに供給する。
【００３７】
コントローラ２００およびプリコーダ２０２は、図１のプロセッサ１１５を使用して全体的にまたは部分的に実施され得ることに留意すべきである。例えば、要素２００および２０２に関連する機能の部分は、プロセッサ１１５上で動作するソフトウェアの形態で実施され得る。
【００３８】
ＣＰＥ１０４のそれぞれは、これにより本発明の譲受人に譲渡され、参照により本明細書に組み込まれる、２００８年４月１日に出願された「Ｆａｓｔ  Ｓｅａｍｌｅｓｓ  Ｊｏｉｎｉｎｇ  ｏｆ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ  ｉｎ  ａ  Ｍｕｌｔｉ−Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国特許出願第１２／０６０，６５３号に記載されているように、制御信号経路２２４を介してＣＯ１０２によって供給される制御信号に応答する複数の操作モードに構成可能であってもよい。そのような操作モードとしては、例えば、接続モードおよびトラッキングモードが挙げられる。しかし、このタイプの複数モード操作は、本発明の要件ではない。
【００３９】
本発明の例示的な実施形態は、本明細書においてＤＭＴトーンに関して説明される。しかし、本明細書において使用される「トーン」という用語は、ＤＭＴトーンだけでなく他のマルチキャリア通信システムの他のタイプの副搬送波も包含するように広範に解釈されることが意図される。
【００４０】
例示的な目的のみのために、システム１００におけるＮ個のチャネル１０６のそれぞれを介した下り送信は、チャネル当たりＫ個のトーンを有するＤＭＴ変調を使用して実施されると仮定される。特定のトーンにおける１つの送信器から１つの受信器までのチャネルの性質を、複素係数によって説明することができる。したがって、所望のクロストーク推定値を取得するためにＮ２Ｋ個のチャネル係数が必要である。
【００４１】
典型的な従来の手法は、それぞれのチャネルを介してパイロット信号を送信し、受信器で測定を行うことである。より具体的には、相互直交パイロット信号がチャネルを介して送信され、次いで、今度は受信された信号がそれぞれのパイロット信号と相関される。それぞれのトーンにおいて並行してこの手順に従う、すなわち、同一のパイロット信号値が所与の回線のそれぞれのトーンにおいて送信される。Ｎ２Ｋ個の係数が推定されており、ＮＫ個の測定をそれぞれのいわゆる「チャネル使用」において行うことができるので、Ｎ個のチャネル使用が必要とされる。Ｎ個のパイロットシーケンスｐ１、ｐ２、．．．、ｐＮを選択することができる。それぞれのパイロットシーケンスは、Ｌ個の複素数ｐ１［１］、ｐ１［２］、．．．、ｐ１［Ｌ］のシーケンスであり、それぞれのシーケンスは異なる送信器に割り当てられる。送信器ｉは、Ｌ個の複素数のそれぞれを順番に送信することによってパイロットシーケンスｐｉを送信する。時間ｔでの特定のトーンｋにおいて、所与の受信器は、追加の測定雑音に加えて、Ｎ個の送信器からの信号の重畳を観測する。受信される信号は：
【数１】
0005265026.tif 000002
によって与えられ、ここで、ｇｎ［ｋ］はトーンｋにおける送信器ｎからのチャネル係数であり、ｗ［ｔ，ｋ］は雑音である。前に述べたように、所与の受信器が異なる送信器によって送信された信号を区別するために、パイロット信号は通常、ｎがｍと等しくないときはいつでも
【数２】
0005265026.tif 000003
となるように、互いに直交するように選択される。
【００４２】
次いで、例えば、受信された信号を適切なパイロット信号と相関して、信号出力によって正規化することによって、今度はそれぞれのチャネル係数を取得することができる。処理された推定値は、
【数３】
0005265026.tif 000004
であり、ここで、
【数４】
0005265026.tif 000005
はトーンｋにおける残留推定雑音である。
【００４３】
上述の従来の手法の重大な欠点は、パイロットシーケンスの長さＬ、およびそれによってチャネル使用の数が、少なくともＮと同程度の大きさでなければならないということである。パイロットシーケンスを同時に送信することを可能にするためには、シーケンスは線形独立でなければならず、したがって、それぞれのシーケンスの長さは少なくともシーケンスの数と同程度の長さでなければならない。パイロットシーケンスが相互直交であることを保証するために、またはより一般的にはパイロットシーケンス相関行列が可逆であることを保証するために、このことが必要とされる。その結果、使用される別個のパイロットシーケンスが多くなるほど、これらのシーケンスはより長くなる必要がある。したがって、この構成において所望の推定値を取得するために必要とされるチャネル使用の数は、チャネルの数と同じである。それぞれのチャネル使用は、かなりの時間、典型的なＤＳＬシステムにおいては１秒の約１／１６をかけることがあるので、Ｌが少なくともＮと同程度の大きさでなければならないということは、新しい回線をアクティブな回線のグループに接続するために過度の時間を必要とする、またはアクティブな回線のグループに接続したばかりの新しい回線上で最適な性能を達成するために過度の時間を必要とするなどの問題を引き起こす。
【００４４】
本発明の例示的な実施形態は、前に述べた共通プロービングシーケンスを使用した複数のチャネルの同時推定によって、従来の実施のこの欠点を克服する。このことは、異なるプロービングシーケンスの数を低減することを可能にし、その結果、線形独立を達成するために必要とされるプロービングシーケンス長も低減される。
【００４５】
そのような一実施形態では、送信されるパイロットシーケンスは、トーンならびに時間に依存する。トーンｋにおいて時間ｔで送信される値は：
ｐ［ｔ，ｋ］＝ｕ［ｋ］ｐ［ｔ］
の形であってもよく、ここで、ｕ［ｋ］は周波数シーケンスを表す。この実施形態は、Ｆ個の異なる周波数シーケンスｕ１［ｋ］、．．．、ｕＦ［ｋ］およびＬ個の相互直交時間シーケンスｐ１［ｔ］、．．．、ｐＬ［ｔ］を利用する。なお、それぞれの送信器に対する固有の時間シーケンスは必要ない。その代わりに、それぞれの送信器は、固有の時間／周波数シーケンスのペアを有することが必要である。このことは、Ｎ個の送信器からのチャネルをＬ＝Ｎ／Ｆ個のチャネル使用のみにおいて推定できることを意味する。
【００４６】
時間シーケンスは、より一般的には本明細書において「プロービングシーケンス」と呼ばれるものの一例であり、周波数シーケンスは、より一般的には本明細書において「周波数展開」と呼ばれるものの一例である。本明細書において開示された同時推定技法は一般に、それぞれが共通プロービングシーケンスと複数の異なる周波数展開のうちの選択された周波数展開との別個の組合せに基づいて生成される、別個のプロービング信号を生成して送信することを含む。
【００４７】
測定値から推定値を取得するためには、上述の従来の手法と同様に時間相関を実行するが、次いでトーンを介して平滑化操作も実行する。平滑化操作は、測定雑音を低減する特性も有する。この操作は、以下でより詳細に説明される。
【００４８】
性能利得は、識別可能な周波数シーケンスの数Ｆに依存する。これはクロストークチャネルの固有の平滑性によって決定される。Ｋ個のトーンの帯域に対する係数をＫ／Ｑ個のパラメータのみを使用して表すことができる場合、チャネルはＱ個のトーンの干渉性帯域幅を有すると言えよう。この場合、通常、Ｆ＝Ｑ個もの識別可能な周波数シーケンスを見出すことが可能である。干渉性帯域幅Ｑの存在は、チャネルを表すためにＮ２Ｋ／Ｑ個のパラメータのみを推定する必要があることを意味する。ＮＫ個の測定値はそれぞれのチャネル使用において取得されるので、Ｎ／Ｑ個のチャネル使用において必要な推定値を取得することが可能であり、このことは従来の手法に比べて著しい改善である。
【００４９】
次に、図３Ａから図３Ｃを参照して、Ｆ＝２個の別個の周波数シーケンスおよびフーリエベースの平滑化を使用する例が説明される。
【００５０】
Ｎ＝４８個の送信器から所与の受信器へのクロストークを知りたいと仮定する。通常、時間シーケンスを使用すると、長さＬ＝４８の４８個のシーケンスが必要となる。本発明の技法を使用すると、その代わりに長さＬ＝２４の２４個のシーケンスを使用することができる。このことは、２つの送信器のペアが同一の時間シーケンスを共有しなければならないことを意味する。これらのペアは別個の周波数シーケンスを有するので、同一の時間シーケンスを共有することができる。
【００５１】
共通時間シーケンスｐ［ｔ］、ｔ＝１、．．．、Ｌを共有する２つのそのような送信器を考える。ｋ＝０、．．．、Ｋ−１であるトーンｋの関数として、ｇ［ｋ］は第１の送信器からのクロストークチャネルを表すものとし、ｈ［ｋ］は第２の送信器からのチャネルを表すものとする。Ｇ［ｔ］はｇ［ｋ］の離散フーリエ変換（ＤＦＴ）を表すものとし、同様にＨ［ｔ］はｈ［ｋ］のＤＦＴであるものとする。ｇ［ｋ］およびｈ［ｋ］の両方は少なくともＱ個のトーンの干渉性帯域幅を有する、つまり、Ｇ［ｔ］およびＨ［ｔ］はいずれも、ｔ＝Ｍ、．．．、Ｋ−１（ここで、Ｍ＝Ｋ／Ｑである）の場合、ほぼゼロであると仮定する。また、Ｑは少なくとも２である、すなわち、ＭはＫ／２未満であると仮定する。
【００５２】
第１の送信器は、従来の手法において通常行われるように、それぞれのトーンにおいてパイロットシーケンスｐ［ｔ］を送信する。第２の送信器は、偶数のトーンにおいてパイロットシーケンスｐ［ｔ］を送信し、奇数のトーンにおいてパイロットシーケンス−ｐ［ｔ］を送信する。言い換えると、２つの周波数シーケンスはｕ１［ｋ］＝１およびｕ２［ｋ］＝（−１）ｋ、すなわち、ｐ１［ｔ，ｋ］＝ｐ［ｔ］およびｐ２［ｔ，ｋ］＝（−１）ｋｐ［ｔ］である。
【００５３】
次に、受信器で測定された信号は、時間シーケンスｐ［ｔ］と相関されて、従来の手法と同じ方法で信号出力によって正規化される。相関後の結果は、
【数５】
0005265026.tif 000006
の形の信号であり、ここで、
【数６】
0005265026.tif 000007
は測定雑音である。時間相関は、ｐ［ｔ］に直交する２３個の時間シーケンスのうちの１つを使用する４６個の送信器の影響を排除する。残っているのは、ｒ［ｋ］を処理して同一の時間シーケンスｐ［ｔ］を共有した２つのチャネル応答ｇ［ｋ］およびｈ［ｋ］を抽出することである。
【００５４】
本発明者らは、ｇ［ｋ］およびｈ［ｋ］の平滑性により、両方の信号の不偏推定値をｒ［ｋ］から抽出できることに気付いた。これを行うには、最初にｒ［ｋ］のＤＦＴを求めてＲ［ｔ］＝Ｇ［ｔ］＋Ｈ［ｔ−Ｋ／２］＋Ｗ［ｔ］を取得する。ＤＦＴを用いて作業するときによくあるように、Ｈ［ｔ−ｘ］はＨ［ｔ］の循環桁送りを意味する。ｇ［ｋ］およびｈ［ｋ］が平滑であるので、Ｇ［ｔ］およびＨ［ｔ−Ｋ／２］は変換Ｒ［ｔ］の異なる部分を占める。図３Ａに図示されるように、Ｇ［ｔ］に関する情報は、ｔ＝０、．．．、Ｍ−１の範囲においてＲ［ｔ］に限定されるが、Ｈ［ｔ−Ｋ／２］に関する情報は、範囲ｔ＝Ｋ／２、．．．、Ｋ／２＋Ｍ―１に限定される。ｇ［ｋ］の推定値を回復するには、最初に、図３Ｂに図示するように、ｔ＞Ｍ―１に対してＲ［ｔ］＝０を設定することによってノイズ除去する。このことはｈ［ｋ］の影響を完全に取り除く。逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）を適用すると、雑音が低減されたｇ［ｋ］の不偏推定値が取得される。ｈ［ｋ］の推定値を回復するには、循環桁送りを実行して
Ｒ［ｔ＋Ｋ／２］＝Ｇ［ｔ＋Ｋ／２］＋Ｈ［ｔ］＋Ｗ［ｔ＋Ｋ／２］
を取得する。次に、図３Ｃに図示されるようにこの信号をノイズ除去すると、ｇ［ｋ］の影響が完全に排除される。ＩＤＦＴを適用すると、雑音が低減されたｈ［ｋ］の不偏推定値が取得される。
【００５５】
比率Ｑ＝Ｋ／Ｍが大きくなるほど、使用することができる異なる周波数シーケンスの数が大きくなり、したがって、同一のパイロットシーケンスを共有することができる送信器の数が大きくなる。一般に、
ｕｑ［ｋ］＝ｅｘｐ（ｊ２πｋｑ／Ｑ）、ｑ＝０、．．．、Ｑ−１
によって定義されるＦ＝Ｑ個の周波数シーケンスを使用することができ、ここで、ｕｑ［ｋ］ｇ［ｋ］のＤＦＴはＧ［ｔ−ｑＫ／Ｑ］である。
【００５６】
異なるタイプの平滑化モデルおよびノイズ除去操作に適した、この手法における変形形態を定義することも可能である。他のモデルの例としては、離散コサイン変換、アダマール変換、区分線形モデルなどを挙げることができる。異なる手法の間でトレードオフが存在し得る。例えば、アダマール変換は非常に低い複雑性を有するが、この変換を用いて達成することができるＦの値は通常、ＤＦＴを用いて達成することができるＦの値よりも小さい。同時推定技法を大きな帯域にわたって適用する必要はない。その代わりに、トーンのグループ間で平滑化を局所的に行うことができ、このことは複雑性および並列化の観点から有益であり得る。
【００５７】
上記の例は、誤差フィードバック手法との関連におけるものであった。そのような手法のさらなる詳細は、図４から図７に関連して以下に説明される。しかし、本発明の同時推定技法を、ＳＮＲフィードバックによるクロストーク推定などの他の状況に直接的に適合することができる。ＳＮＲフィードバック手法では、パイロット信号それ自体は存在しないが、プリコーダ係数に適用される摂動信号が存在する。従来の実施では、同一の摂動値が全てのトーンにおいて適用され、その摂動値が一度に１つの回線に適用される。その代わりに、本発明の所与のＳＮＲフィードバックの実施形態は、それぞれの回線に固有の周波数シーケンスを使用して、同一の摂動値を同時に複数の回線に適用する。この場合におけるプロービング信号のタイプは異なるが、数学的モデルは類似しており、変換、桁送り、およびノイズ除去の手順は実質的に同じである。本発明の例示的な実施形態によるＳＮＲフィードバック手法のより詳細な例は、図８から図１１に関連して以下に説明される。
【００５８】
本明細書において使用される「プロービング信号」という用語は、誤差フィードバックの実施形態において使用されるパイロット信号およびＳＮＲフィードバックの実施形態において使用される摂動信号の両方を包含するように一般的に解釈されることが意図される。より具体的には、誤差フィードバックの実施形態の１つまたは複数では、別個のプロービング信号は、異なる周波数展開を共通パイロットシーケンスに適用することによって生成されたそれぞれのパイロット信号を含むことができる。同様に、ＳＮＲフィードバックの実施形態の１つまたは複数では、別個のプロービング信号は、異なる周波数展開を共通摂動シーケンスに適用することによって生成されたそれぞれの摂動信号を含むことができる。
【００５９】
したがって、所与の誤差フィードバックの実施形態は、所与のＳＮＲフィードバックの実施形態と一定の特性を共有し得る。例えば、両方の実施形態では、共通シーケンスに由来する別個のプロービング信号が同時に利用されて、１つまたは複数の受信器で得られた測定値に基づいて複数のチャネルを推定する。
【００６０】
測定値の時間領域処理は、それぞれのトーンに対するクロストークチャネル係数の推定値をもたらす。より具体的には、時間領域処理の結果は、両方の回線のクロストーク係数の重み付き合成の推定値である。干渉出力または他のタイプの干渉情報は二者択一的に使用され得るが、誤差フィードバックの場合、プロービングシーケンスはパイロットシーケンスであり、測定値は誤差サンプルであり、一方、ＳＮＲフィードバックの場合、プロービングシーケンスはプリコーダ摂動シーケンスであり、測定値はＳＮＲ値である。周波数の関数としての一方の回線に対する重みが他方の回線における重みと異なるということを利用すると、適切な周波数領域フィルタを重み付き合成の推定値に適用することによって、所与の回線に対するクロストーク係数を決定することができる。
【００６１】
誤差フィードバックまたはＳＮＲフィードバックを利用しない実施形態において本発明を実施することができることに留意すべきである。例えば、別個のプロービング信号が時間シーケンスおよび周波数展開の別個の組合せとして形成される他の実施形態が実施され得る。本明細書において使用される「周波数展開」という用語は、時間シーケンス値がトーンに適用される方法が周波数に応じて変化する様々な構成を包含することが意図される。
【００６２】
次に、誤差フィードバックの実施形態のより詳細な例が、図４から図７を参照して説明される。
【００６３】
図４および図５は、同時チャネル推定を使用することなく、４つの回線の間でクロストークを推定するための誤差フィードバック手法を示す。図６および図７は、複数のチャネルの同時推定を実施するために図４および図５の手法が変更される方法を示す。
【００６４】
最初に図４を参照すると、別個のプロービング信号は、それぞれの送信器４００−１から４００−４を使用して、４つのＤＳＬ回線１０６−１から１０６−４上で送信される。別個のプロービング信号は、それぞれのＣＰＥ１０４−１から１０４−４に送信される。この例におけるそれぞれのＣＰＥは、示されるように配置された受信器４０２、スライサ４０４および信号合成器４０６を含む。この例における別個のプロービング信号はそれぞれ、関連する回線の全てのＫ個のトーンにおいて対応するパイロットシーケンスのパイロット値を繰り返すことだけを含む、ｆｘとも表される単一の周波数展開４１０と共に、異なるパイロットシーケンスｐ１、ｐ２、ｐ３またはｐ４を使用して生成される。ＣＰＥ１０４−１から１０４−４は、送信器４００−１から４００−４を含むものと仮定されるＣＯ１０２にフィードバックされた誤差値ｅ１、ｅ２、ｅ３またはｅ４の形で、それぞれの測定値を生成する。誤差値は、より一般的には本明細書において「誤差サンプル」と呼ばれるものの例である。送信器４００−１から４００−４は図２の送信器２０４−１から２０４−４に対応することができ、それぞれはコントローラ２００、プリコーダ２０２、または他のＣＯ要素の部分を含むことができる。
【００６５】
図５は、ＣＯ１０２がＣＰＥ１０４によってフィードバックされた誤差値ｅ１、ｅ２、ｅ３またはｅ４からクロストーク推定値を生成する方法を示す。所与のクロストーク推定値
【数７】
0005265026.tif 000008
は、回線ｊから回線ｉに入るクロストークを表し、最初に時間相関器５００において誤差値ｅｉをパイロットシーケンスｐｊと相関し、次いで周波数フィルタ５０２において相関結果をノイズ除去することによって生成される。図５の時間相関器および周波数フィルタは、場合によっては、プロセッサ１１５によって実行され、メモリ１２０に格納されるソフトウェアを利用して、ＣＯ１０２のクロストーク推定値生成器１１０に実装され得る。当業者であれば、本明細書において提供される教示を考慮すれば、そのような要素を実装する方法が分かるであろう。
【００６６】
前に述べたように、図４および図５の構成は、回線１０６−１から１０６−４のそれぞれに対して異なるパイロットシーケンスを利用する。パイロットシーケンスを同時に送信するためには、シーケンスは線形独立でなければならず、したがって、それぞれのシーケンスの長さは少なくともシーケンスの数と同程度の長さでなければならないことは上記で述べた。言い換えると、使用される別個のパイロットシーケンスが多くなるほど、これらのシーケンスはより長くなる必要がある。したがって、この構成において所望の推定値を取得するために必要とされるチャネル使用の数は、チャネルの数と同じである。
【００６７】
図６は、本発明の一実施形態による複数のチャネルの同時推定を使用することによって、どのようにこの構成を著しく改善することができるかを示す。図４にあるように、別個のプロービング信号は、それぞれの送信器４００−１から４００−４を使用して、４つのＤＳＬ回線１０６−１から１０６−４上で送信される。別個のプロービング信号は、それぞれがやはり受信器４０２、スライサ４０４および信号合成器４０６を含む、それぞれのＣＰＥ１０４−１から１０４−４に送信される。しかし、この例における別個のプロービング信号はそれぞれ、別個のパイロットシーケンスｐ１またはｐ２と別個の周波数展開４１０または４１２との異なる組合せを使用して生成される。２つの別個の周波数展開はそれぞれ、ｆｘ１およびｆｘ２とも表される。第１の周波数展開４１０は、図４において使用される周波数展開と同じであり、関連する回線の全てのＫ個のトーンにおいて対応するパイロットシーケンスのパイロット値を繰り返すことを含む。第２の周波数展開４１２は、関連する回線の全ての偶数のトーンにおいて対応するパイロットシーケンスのパイロット値を繰り返し、関連する回線の全ての奇数のトーンにおいて対応するパイロットシーケンスの反対または逆の値を繰り返すことを含む。
【００６８】
この構成は、有利には、回線１０６−１および１０６−２に対するプロービング信号が第１の共通パイロットシーケンスを同時に使用することを可能にする。同様に、回線１０６−３および１０６−４に対するプロービング信号は、第２の共通パイロットシーケンスを同時に使用する。その結果、別個のパイロットシーケンスの数は２分の１に低減され、シーケンスは線形独立となるために半分の長さでありさえすればよい。したがって、所望のチャネル推定値を取得するために必要とされるチャネル使用の数は、２分の１、同時推定なしで必要とされる、４つのチャネル使用から２つのチャネル使用に低減される。
【００６９】
ＣＰＥ１０４−１から１０４−４はやはり、送信器４００−１から４００−４を含むものと仮定されるＣＯ１０２にフィードバックされた誤差値ｅ１、ｅ２、ｅ３またはｅ４の形で、それぞれの測定値を生成する。
【００７０】
図７は、ＣＯ１０２がＣＰＥ１０４によってフィードバックされた誤差値ｅ１、ｅ２、ｅ３またはｅ４からクロストーク推定値を生成する方法を示す。やはり、所与のクロストーク推定値
【数８】
0005265026.tif 000009
は、回線ｊから回線ｉに入るクロストークを表し、最初に時間相関器５００において誤差値ｅｉを適切なパイロットシーケンスｐ１またはｐ２と相関することによって生成される。しかし、次いで、対応する別個のプロービング信号を生成するために使用される周波数展開４１０または４１２に従って、異なる周波数フィルタ５１０または５１２が適用される。本明細書において前に述べた類似の要素と同様に、図７の時間相関器および周波数フィルタは、場合によっては、プロセッサ１１５によって実行され、メモリ１２０に格納されるソフトウェアを利用して、ＣＯ１０２のクロストーク推定値生成器１１０に実装され得る。
【００７１】
もちろん、図６および図７に示される複数のチャネルの同時推定を用いた誤差フィードバック手法を、パイロットシーケンスおよび周波数展開の様々な他の組合せに展開することができる。例えば、Ｎ個の回線を有する所与のシステムにおいて３つの別個の周波数展開を使用してチャネル使用の数を３分の１に低減することができ、４つの別個の周波数展開を使用してチャネル使用の数を４分の１に低減することができる、などである。やはり、所与のそのような実施形態におけるそれぞれの別個のプロービング信号は、パイロットシーケンスおよび周波数展開の別個の組合せとして生成される。同一のパイロットシーケンスから生成された別個のプロービング信号はそれぞれの回線を介して同時に送信され、対応する誤差値は同時に生成され、ＣＯ１０２にフィードバックされ得る。
【００７２】
所与の誤差フィードバックの実施形態では、例えば、Ｆ＝２またはＦ＝４などのＦの固定値を使用することができる。パイロットシーケンスは周波数によって変化することができると規定すること、より詳細には、シーケンスが特定の周期Ｆで周波数において周期的であることを可能にすることによって、そのような構成をサポートするように既存のＤＳＬ規格を変更することができる。このことは、様々なパイロットシーケンス値がＣＰＥで確実に検出されることを可能にし、高品質の誤差フィードバックを可能にする。
【００７３】
次に、ＳＮＲフィードバックの実施形態のより詳細な例が、図８から図１１を参照して説明される。
【００７４】
図８および図９は、同時チャネル推定を使用することなく、２つのＤＳＬ回線１０６−１および１０６−２から第３の回線１０６−３に入るクロストークを推定するためのＳＮＲフィードバック手法を示す。図１０および図１１は、本発明の例示的な実施形態による複数のチャネルの同時推定を実施するために図８および図９の手法が変更される方法を示す。
【００７５】
次に図８を参照すると、信号源８００−１、８００−２、および８００−３はそれぞれ、コンステレーション点ｘ１、ｘ２、およびｘ３を生成する。これらは、回線とトーンとの間で独立した、ランダムな複素数としてモデル化され得る。回線１０６−３上で送信された実際の信号は、プリコード値ｙ３＝ｘ３＋ｃ３１ｘ１＋ｃ３２ｘ２であり、ここで、ｃ３１およびｃ３２はプリコーダ係数を表す。直接チャネル利得を補償した後のＣＰＥ１０４−３における受信された値は、他の２つの回線１０６−１および１０６−２からのクロストークによって破壊された送信されたプリコード値であり：
ｒ３＝ｙ３＋ｇ３１ｙ１＋ｇ３２ｙ２＝ｘ３＋（ｃ３１＋ｇ３１）ｘ１＋（ｃ３２＋ｇ３２）ｘ２
によって与えられる。
【００７６】
ＣＰＥ１０４−３で、ｘ３はスライサ４０４において推定され、推定値は信号合成器４０６における受信された信号から減算されて誤差信号をもたらす。次いで、積算要素８０２において生成された誤差信号で二乗された大きさは、加算要素８０４においてある期間にわたって累積されて、その期間でのそれぞれのトーンにおける回線１０６−３上の合計干渉レベルの推定値をもたらす。この干渉レベルはＩ３と表され、さらなる処理のためにＣＯ１０２にフィードバックされて対応するクロストーク推定値を生成する。
【００７７】
この例示的なＳＮＲフィードバック手法では、摂動信号はプリコーダ係数ｃ３１およびｃ３２に適用され、Ｉ３における対応する変化が観測される。ＣＯ１０２に実装された差異推定器は、摂動信号および観測された干渉レベルを取り込み、クロストークチャネルを推定する。図８に示されるように、異なる摂動シーケンスｐ１およびｐ２は、それぞれの回線１０６−１および１０６−２に関連する。それぞれの回線上で、摂動シーケンスは、全てのトーンにおいて同一の摂動値を繰り返すことを含む同一の周波数展開４１０を使用して展開される。摂動シーケンスは、一定の期間にわたってプリコーダ係数をその基準値から変化させる。
【００７８】
図９は、クロストーク推定値が生成される方法を示す。回線１０６−１から回線１０６−３に入るクロストークの推定値
【数９】
0005265026.tif 000010
を形成するために、最初に差異推定器（「ｄｅ」）９００−１が摂動シーケンスｐ１の値をそれぞれのトーンにおける観測された干渉レベルＩ３と比較し、次いでその結果が周波数フィルタ５０２−１においてノイズ除去される。同様に、回線１０６−２から回線１０６−３に入るクロストークの推定値
【数１０】
0005265026.tif 000011
を形成するために、別の差異推定器９００−２が摂動シーケンスｐ２の値をそれぞれのトーンにおける観測された干渉レベルＩ３と比較し、その結果が周波数フィルタ５０２−２においてノイズ除去される。
【００７９】
通常、共通の基本値のゼロを全ての回線に対して使用することができ、２つのゼロでない摂動値がそれぞれの回線に対して必要とされ、差動推定器を単純にしておくために、異なる回線からのゼロでない摂動値が異なる時間に生じるように計画される。したがって、典型的な摂動シーケンスは、
ｐ１＝［０  ａ  ｉａ  ０  ０］
ｐ２＝［０  ０  ０  ｂ  ｉｂ］
とすることができ、ここで、ａおよびｂは複素数であり、ｉは単位虚数である。この特定のタイプの手法では、２つの妨害回線から犠牲回線に入るクロストークを推定するために５つのＳＮＲレポートが必要とされる。レポートの数、したがって必要とされる時間は、妨害回線の数にほぼ比例する。
【００８０】
上述したように、図８および図９の構成は、妨害回線１０６−１および１０６−２に対して異なる摂動シーケンスを利用する。
【００８１】
図１０は、本発明の一実施形態において妨害回線１０６−１および１０６−２の両方に対して単一の共通摂動シーケンスｐ１を使用することによって、どのようにこの構成を著しく改善することができるかを示す。単一の摂動シーケンスは、別個の周波数展開４１０および４１２と組み合わされて回線１０６−１および１０６−２に対する別個のプロービング信号を生成する。周波数展開４１０は、前に述べたように、全てのトーンにおいて摂動シーケンス値を繰り返すことを含む。周波数展開４１２は異なり、全ての偶数のトーンにおいて摂動シーケンス値を繰り返し、全ての奇数のトーンにおいて対応する逆の値を繰り返す。この実施形態における典型的な摂動シーケンスは、基本値のゼロおよび２つのゼロでない値、例えば：
ｐ１＝［０  ａ  ｉａ］
を含み得る。このシーケンスを用いると、２つの妨害回線から犠牲回線に入るクロストークを推定するために３つのＳＮＲレポートのみが必要とされる。本発明の代替のＳＮＲフィードバックの実施形態において、他のタイプの摂動シーケンスを利用することができる。
【００８２】
図１１は、クロストーク推定値が図１０において取得された干渉測定値から生成される方法を示す。摂動シーケンスｐ１および測定された干渉Ｉ３は、単一の差異推定器９００に適用される。推定器９００の出力は、偶数トーンにおけるｇ３１＋ｇ３２の推定値、および奇数トーンにおけるｇ３１−ｇ３２の推定値である。したがって、それぞれ、ｆ１およびｆ２とも表される２つの異なる周波数フィルタ５１０および５１２はそれぞれ、ｇ３１およびｇ３２の推定値を抽出するために利用される。これらの周波数フィルタ５１０および５１２は、図７の実施形態において利用されるものと同じである。
【００８３】
図１０および図１１に示されるＳＮＲフィードバック手法は、複数の回線が同一の摂動シーケンスｐ１を利用して同時に推定されるので、ＳＮＲレポートの数を著しく低減することを可能にする。一般に、Ｑ個の回線が同一の摂動シーケンスを用いて同時に推定される場合、レポートの数は約Ｑ分の１に低減される。したがって、Ｑ＝１０の係数を用いると、１０個の回線からのクロストークを同時に推定することができ、ＣＰＥモデムでの切り替え間の遅延の大幅な低減をもたらし、最大帯域幅を取得する。
【００８４】
上記の例示的な実施形態は、有利には、複数の送信器から共通の受信器に入るＮ個の異なるチャネルを推定するために必要とされる時間の大幅な低減をもたらす。例えば、所与の誤差フィードバックの実施形態の場合、要件はＮ個のチャネル使用からＮ／Ｆ個のチャネル使用に低減し、ここで、Ｆは、トーンにおけるチャネルの干渉性帯域幅であるＱ以下である。トーンが約４ｋＨｚの間隔で配置されるＤＭＴを利用する典型的なＤＳＬシステムでは、Ｑ＝１０以上の値があり得る。そのようなシステムにおける本発明の技法の使用は、多数の回線からのクロストークを推定するために必要とされる時間を桁違いに低減することができる。
【００８５】
前に述べたように、本明細書において開示された技法は、様々な他のタイプの通信システムに適用可能である。例えば、ＯＦＤＭシステムは通常、周波数応答が１つのトーンの幅にわたってほぼ一定となるように設計される。これにより、応答を単一の複素係数によって表すことができる。これは、チャネルが２つのトーンにわたってあまり変動しないということ、つまり、少なくともＱ＝２の値が一般にＯＦＤＭシステムにおいて広く達成可能であると期待されるということを意味する。
【００８６】
システム１００のＣＯ１０２またはＣＰＥ１０４のメモリまたは他のプロセッサ可読媒体に格納される１つまたは複数のソフトウェアプログラムの形態で、本発明の実施形態を少なくとも部分的に実施することができる。そのようなプログラムは、ＣＯまたはＣＰＥにおけるプロセッサによって取得され、実行され得る。コントローラ２００は、そのようなプロセッサの一例とみなされ得る。もちろん、本発明に従ってこれらおよび他のシステムの要素を実装する際に、任意の組合せにおけるハードウェア、ソフトウェアまたはファームウェアの多数の代替の構成を利用することができる。
【００８７】
上述の実施形態は例示的な例のみとして提示されることが改めて強調されるべきである。他の実施形態は、特定の通信用途のニーズに応じて、異なる通信システム構成、ＣＯおよびＣＰＥ構成、通信チャネル、ならびにクロストーク推定値生成ステップおよびクロストーク制御プロセスステップを使用することができる。したがって、代替実施形態は、少なくともトーンの一部に対して迅速にクロストーク係数を取得することが望ましい他の状況において、本明細書において記載される技法を利用することができる。
【００８８】
図２の例示的な実施形態では、全ての回線がプリコーディングの対象であると仮定される。しかし、他の実施形態をそのように構成する必要はなく、１つまたは複数の回線は関連するプリコーディングを有していなくてもよい。このタイプの構成では、開示された技法を使用してプリコードされていないアクティブな回線においてどのくらいクロストークが引き起こされるかを測定することができ、次いで、この干渉を引き起こしているいくつかのトーンにおける出力レベルを低減するよう決定することができる。
【００８９】
例示的な実施形態を記載する関連において行われた特定の仮定は、本発明の要件として解釈されるべきではないことにも留意すべきである。これらの特定の仮定が適用されない他の実施形態において、本発明を実施することができる。
【００９０】
添付の特許請求の範囲の範囲内にあるこれらおよび多数の他の代替実施形態は、当業者に容易に明らかとなろう。
【図１】
0005265026.tif 000012
【図２】
0005265026.tif 000013
【図３Ａ】
0005265026.tif 000014
【図３Ｂ】
0005265026.tif 000015
【図３Ｃ】
0005265026.tif 000016
【図４】
0005265026.tif 000017
【図５】
0005265026.tif 000018
【図６】
0005265026.tif 000019
【図７】
0005265026.tif 000020
【図８】
0005265026.tif 000021
【図９】
0005265026.tif 000022
【図１０】
0005265026.tif 000023
【図１１】
0005265026.tif 000024