(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワーク媒体を介して別のネットワーク送受信機から変調キャリア信号を受信するよう構成されたネットワーク受信機であって、
ａ）  複数の増幅器利得設定のうち１つに従い、受信された変調キャリア信号を増幅し、増幅されたキャリア信号を出力するための入力増幅器と、
ｂ）  前記増幅されたキャリア信号に応答して包絡線信号を出力するよう構成された包絡線検波器と、
ｃ）  前記包絡線信号に応答して第１の利得設定を選択するよう構成された第１の利得制御回路とを含み、前記第１の利得設定はパルス位置変調キャリア信号を受信するのに最適であり、前記ネットワーク受信機はさらに
ｄ）  前記包絡線信号に応答して第２の利得制御設定を選択するよう構成された第２の利得制御回路を含み、前記第２の利得設定は直交振幅変調信号を受信するのに最適であり、前記ネットワーク受信機はさらに
ｅ）  前記包絡線信号がパルス位置変調キャリアを表わすのか、または振幅変調キャリアを表わすのかを判断し、前記増幅器利得設定をそれぞれ前記第１の利得設定に設定するか、または第２の利得設定に設定するかを判断するよう構成された、選択回路を含む、ネットワーク受信機。
【請求項２】
前記増幅されたキャリア信号に応答してデジタルキャリア信号を発生するアナログ−デジタル変換器をさらに含み、前記包絡線検波器は前記デジタルキャリア信号に応答する、請求項１に記載のネットワーク受信機。
【請求項３】
前記増幅されたキャリア信号に応答してデジタルＩチャネルキャリア信号およびデジタルＱチャネルキャリア信号を発生するヒルベルト変換器をさらに含み、前記包絡線検波器は、前記デジタルＩチャネルキャリア信号および前記デジタルＱチャネルキャリア信号に応答する、請求項２に記載のネットワーク受信機。
【請求項４】
前記選択回路は、前記包絡線信号の中の電力パルスの持続時間を検出するためのキャリアセンス回路を含む、請求項３に記載のネットワーク受信機。
【請求項５】
前記選択回路は、電力パルスの持続時間がパルス位置変調電力パルスの持続時間のオーダの持続時間未満である場合に前記第１の利得設定を選択する、請求項４に記載のネットワーク受信機。
【請求項６】
前記選択回路は、電力パルスの持続時間がパルス位置変調電力パルスの持続時間のオーダの持続時間よりも大きい場合に前記第２の利得設定を選択する、請求
項５に記載のネットワーク受信機。
【請求項７】
前記包絡線信号は、前記Ｉチャネルキャリア信号の平方と、前記Ｑチャネルキャリア信号の平方との和の平方根を表わす、請求項６に記載のネットワーク受信機。
【請求項８】
前記第１の利得制御回路は複数の比較器を含み、各々の比較器は前記包絡線信号を複数の参照信号のうち１つと比較するよう構成され、前記第１の利得設定は、複数の利得設定の各々を反復的にテストする際に少なくとも１つの比較器の飽和を検出することにより決定される、請求項７に記載のネットワーク受信機。
【請求項９】
前記第２の利得制御回路は、前記包絡線信号を表わす対数信号を発生する対数ルックアップテーブルと、前記対数信号を参照信号と比較して差信号を発生する比較器と、前記差信号をループ利得定数で乗じて積を発生する乗算器と、前記積を積分して前記第２の利得設定を発生する積分器とを含む、請求項８に記載のネットワーク受信機。
【請求項１０】
前記ループ利得定数は、検出された電力パルスの第１の部分のためには或る大きな値、検出された電力パルスの第２の部分のためにはより小さな値、および検出された電力パルスの残りの持続時間のためには０となるよう選択される、請求項９に記載のネットワーク受信機。
【請求項１１】
ネットワーク媒体から変調キャリア信号を受信するよう構成された受信機において、増幅されたキャリア信号を発生する入力増幅器のための利得設定を決定する方法であって、
ａ）  前記増幅されたキャリア信号の電力を表わす前記増幅されたキャリア信号から包絡線信号を発生するステップと、
ｂ）  前記包絡線信号に応答して第１の利得設定を決定するステップとを含み、前記第１の利得設定はパルス位置変調キャリア信号を受信するために選択され、前記方法はさらに
ｃ）  前記包絡線信号に応答して第２の利得設定を決定するステップを含み、前記第２の利得設定は直交振幅変調キャリア信号を受信するために選択され、前記方法はさらに
ｄ）  前記変調キャリア信号がパルス位置変調キャリアであるか、または直交振幅変調キャリアであるかを判断するステップと、
ｅ）  前記変調キャリア信号がパルス位置変調キャリアであると判断された場合に前記入力増幅器の利得を前記第１の利得設定に設定し、前記変調キャリア信号が直交振幅変調キャリアであると判断された場合に前記入力増幅器利得を前記第２の利得設定に設定するステップとを含む、方法。
【請求項１２】
前記増幅されたキャリア信号をデジタルキャリア信号へと変換するステップをさらに含み、前記包絡線信号は前記デジタルキャリア信号から発生される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記デジタルキャリア信号からＩチャネル信号およびＱチャネル信号を発生するステップをさらに含み、前記包絡線信号は前記Ｉチャネル信号および前記Ｑチャネル信号から発生される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記入力増幅器の利得を設定する前記ステップは、前記包絡線信号の中の電力パルスの持続時間を検出するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
電力パルスの持続時間がパルス位置変調電力パルスの持続時間のオーダの持続時間未満である場合に前記入力増幅器の利得は前記第１の利得設定に設定される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
電力パルスの持続時間がパルス位置変調電力パルスの持続時間のオーダの持続時間よりも大きい場合に前記入力増幅器の利得は前記第２の利得設定に設定される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記包絡線信号は、前記Ｉチャネル信号の平方と前記Ｑチャネル信号の平方との和の平方根を表わす、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の利得設定は、前記包絡線信号を複数の参照レベルと比較
し、複数の利得設定の各々を、少なくとも１つの参照レベルで飽和が生じているかどうかに関し反復的にテストして前記第１の利得設定を決定することにより決定される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の利得設定は、前記包絡線信号を、前記包絡線信号を表わす対数信号に変換し、前記対数信号を参照レベルと比較して差を求め、前記差をループ利得定数で乗じて積を求め、前記積を積分して前記第２の利得設定を決定することにより決定される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記ループ利得定数は、検出された電力パルスの第１の部分のためには或る大きな値、検出された電力パルスの第２の部分のためにはより小さな値、および検出された電力パルスの残りの持続時間のためには０となるよう選択される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
ネットワーク媒体を介して別のネットワーク送受信機から変調キャリア信号を受信するよう構成されたネットワーク受信機であって、
ａ）  複数の増幅器利得設定のうち１つに従い、受信された変調キャリア信号を増幅し、増幅されたキャリア信号を出力するための入力増幅器と、
ｂ）  第１の変調方法に従って変調されたキャリア信号に基づき、第１の増幅器利得設定を与えるための第１の利得制御回路と、
ｃ）  第２の変調方法に従って変調されたキャリア信号に基づき、第２の増幅器利得設定を与えるための第２の利得制御回路と、
ｄ）  前記キャリア信号を分析し、前記キャリア信号が前記第１の変調方法に従って変調されたか、または前記第２の変調方法に従って変調されたかを自動的に識別し、利得制御信号を前記入力増幅器に与えて、選択回路によって識別される前記変調方法に基づき前記第１の増幅器利得設定または前記第２の増幅器利得設定で前記キャリア信号を増幅するための、選択回路とを含み、前記選択回路は前記包絡線信号の中の電力パルスの持続時間を検出するための包絡線検波回路を含み、前記選択回路は、電力パルスの持続時間がパルス位置変調電力パルスの持続時間のオーダの持続時間未満である場合に、前記第１の増幅器利得設定を前記入力増幅器に結合する利得制御信号を与える、ネットワーク受信機。
【請求項２２】
前記選択回路は、電力パルスの持続時間がパルス位置変調電力パルスの持続時間のオーダの持続時間よりも大きい場合に、前記第２の増幅器利得設定を前記入力増幅器に結合する利得制御信号を与える、請求項２１に記載のネットワーク受信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は一般的にネットワークインターフェイスに関し、より特定的には、ネットワーク媒体に接続されたネットワークステーション間のデータ伝送を制御するためのシステムと、データネットワークにおいて複数の信号フォーマットのための入力利得を調整するための装置および方法とに関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
さまざまな種類のデジタルデータをコンピュータ間で伝送することが重要性を増し続けている。このようなデジタルデータを伝送する一般的な方法は、デジタルデータを低周波のベースデータ信号に符号化するステップと、ベースデータ信号を高周波のキャリア信号上に変調するステップとを含む。次に高周波のキャリア信号は、ネットワークケーブル媒体にわたって、ＲＦ信号、変調された光照射、またはその他のネットワーク媒体を介し、遠隔の計算ステーションへと送信される。
【０００３】
高周波のキャリア信号は遠隔の計算ステーションで受信されて復調され、こうして最初のベースデータ信号が回復されることになる。ネットワーク媒体にわたってキャリア信号に歪が全く生じなければ、受信されたキャリアは位相、振幅、および周波数に関して送信されたキャリアと同一であり、これを公知の混合の技術を用い復調してベースデータ信号を回復できるはずである。次に、公知のサンプリングアルゴリズムを用いてベースデータ信号をデジタルデータへと回復できるはずである。
【０００４】
しかしながら、ネットワークトポロジーは高周波キャリア信号を歪める傾向にあり、これは、数々の分岐接続およびこれら分岐の異なる長さが、伝送されたキャリアの数々の反射を引起こすことによる。高周波のキャリアはさらに、ケーブル媒体付近で動作する電気機器により引起こされるスプリアス雑音によって歪められる。これらの問題は、家庭用電話配線をネットワークケーブル媒体として用いたネットワークにおいてより顕著となるが、これは、数々の分岐および接続は典型的には．３−３．４キロヘルツの周波数の単純旧式電話システムＰＯＴＳ信号の伝送用に設計されたものであり、７メガヘルツのオーダの高周波キャリア信号の伝送用に設計されたものではないからである。さらにまた、高周波キャリア信号は、ネットワークケーブルを利用しているＰＯＴＳのオンフック雑音パルスおよびオフフック雑音パルスによるターンオン過渡によってもまた歪められる。
【０００５】
このように高周波キャリア信号の周波数、振幅および位相が歪むことは、ネットワークの性能を低下させ、よりデータレートの高いネットワークの設計を妨げる傾向にあり、設計者に対し変調技術およびデータ回復技術を絶えず向上させてデータレートを向上させることを要求する。たとえばＨＰＮＡ１．０規格の下ではキャリアのパルス位置変調（ＰＰＭ）を用いて１メガビットのデータレートが達成され、一方でより最近の２．０規格は、周波数分散直交振幅変調（ＱＡＭ）を利用する複雑な変調方式を用いて１０メガビットのデータレートを達成する。
【０００６】
規格の進歩およびデータレートの増加に関連する１つの問題は、ＨＰＮＡの例におけるように、変調技術が同じでないことである。このため、旧版との互換性は、より新しいシステムの設計に固有のものとはならない。たとえばＨＰＮＡシステムにおいて、旧版との互換性を保とうとすれば、より新しい２．０式受信機は、１．０規格に従うＰＰＭ変調キャリアと、２．０規格に従う周波数分散ＱＡＭ変調キャリアとの両方を復調できなければならない。このため、受信機における機能の多くを、ＰＰＭ用の１回路とＱＡＭ用の１回路との２つの別個の回路において実現しなければならず、受信機のコストおよび複雑さを増加させる。
【０００７】
たとえば、典型的に受信機は変調キャリア信号をサンプリングし、或るサンプリング周波数で生じる一連のサンプルを発生させるための、Ａ／Ｄ変換器を含む。これら一連のサンプルは、典型的にデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）上で実現される受信機回路の残りへと入力される。
【０００８】
信号パラメータがＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジ内にあるようＡ／Ｄ変換器が保証するのに先立ち、増幅器がその利得設定に従い信号を調節する。典型的に増幅器の利得は、閉ループフィードバックシステムを用いて設定される。１つの問題は、ＰＰＭ変調キャリア信号とＱＡＭ変調キャリア信号との電力包絡線が著しく異なることに存する。より具体的には、ＰＰＭ変調キャリア上の電力は３μｓｅｃのオーダの短いパルスで生じ、ＱＡＭ変調キャリア上の電力は伝送フレーム全体にわたる連続的なものである。パルス化した電力の環境で入力利得を設定するのに用いられ得るフィードバック回路は、連続的な電力の環境で入力利得を設定するのに用いられ得るフィードバック回路と根本的に異なる。このため、ＰＰＭ信号とＱＡＭ信号との両方のための急速利得調整に対処するためには複雑なフィードバック回路が必要となる。このような回路は受信機のサイズおよびコストを著しく増加させるであろう。
【０００９】
したがって、サイズおよびコストの低減という業界で認知された目標に基づき、複数の変調技術を用いて変調された変調キャリア信号を受信できる受信機において増幅器のための入力利得を調整するための装置および方法が必要とされている。
【００１０】
【発明の概要】
この発明の第１の局面は、ネットワーク媒体を介して別のネットワーク送受信機から変調キャリア信号を受信するよう構成されたネットワーク受信機を提供することである。ネットワーク受信機は、ａ）受信された変調キャリア信号を複数の増幅器利得設定の１つに従い増幅し、増幅されたキャリア信号を出力するための入力増幅器と、ｂ）増幅されたキャリア信号に応答して包絡線信号を出力するよう構成された包絡線検波器と、ｃ）包絡線信号に応答して第１の利得設定を選択するよう構成された第１の利得制御回路とを含み、第１の利得設定はパルス位置変調キャリア信号を受信するのに最適であり、ネットワーク受信機はさらに、ｄ）包絡線信号に応答して第２の利得制御設定を選択するよう構成された第２の利得制御回路を含み、第２の利得設定は直交振幅変調信号を受信するのに最適であり、ネットワーク受信機はさらに、ｅ）包絡線信号がパルス位置変調キャリアを表わすのか、または振幅変調キャリアを表わすのかを判断し、増幅器利得設定をそれぞれ第１の利得設定または第２の利得設定に設定するよう構成された選択回路を含む。
【００１１】
ネットワーク受信機はさらに、増幅されたキャリア信号に応答してデジタルキャリア信号を発生するアナログ−デジタル変換器と、増幅されたキャリア信号に応答してデジタルＩチャネルキャリア信号およびデジタルＱチャネルキャリア信号を発生するヒルベルト変換器とを含むことができ、包絡線検波器は、Ｉチャネルキャリア信号およびＱチャネルキャリア信号に応答する。
【００１２】
選択回路は、包絡線信号中の電力パルスの持続時間を検出するためのキャリアセンス回路を含み、電力パルスの持続時間がパルス位置変調電力パルスの持続時間のオーダの持続時間未満である場合に第１の利得設定を選択し、電力パルスの持続時間がパルス位置変調電力パルスの持続時間のオーダの持続時間よりも大きい場合に第２の利得設定を選択することができる。
【００１３】
包絡線信号は、Ｉチャネルキャリア信号の平方と、Ｑチャネルキャリア信号の平方との和の平方根を表わし得る。第１の利得制御回路は複数の比較器を含むことができ、各々の比較器は包絡線信号を複数の参照信号のうち１つと比較するよう構成され、第１の利得設定は、複数の利得設定の各々を反復的にテストする際に少なくとも１つの比較器の飽和を検出することにより決定される。第２の利得制御回路は、包絡線信号を表わす対数信号を発生する対数ルックアップテーブルと、対数信号を参照信号と比較して差信号を発生する比較器と、差信号をループ利得定数で乗じて積を発生する乗算器と、積を積分して第２の利得設定を発生する積分器とを含み得る。ループ利得定数は、検出された電力パルスの第１の部分のためには或る大きな値、検出された電力パルスの第２の部分のためにはより小さな値、および検出された電力パルスの残りの持続時間のためには０となるよう選択され得る。
【００１４】
この発明の第２の局面は、ネットワーク媒体から変調キャリア信号を受信するよう構成された受信機において、増幅されたキャリア信号を発生する入力増幅器のための利得設定を決定する方法を提供することである。この方法は、ａ）増幅されたキャリア信号電力を表わす増幅されたキャリア信号から包絡線信号を発生するステップと、ｂ）包絡線信号に応答して第１の利得設定を決定するステップとを含み、第１の利得設定はパルス位置変調キャリア信号を受信するために選択され、この方法はさらに、ｃ）包絡線信号に応答して第２の利得設定を決定するステップを含み、第２の利得設定は直交振幅変調キャリア信号を受信するために選択され、この方法はさらに、ｄ）変調キャリア信号がパルス位置変調キャリアであるのか、または直交振幅変調キャリアであるのかを判断するステップと、ｅ）変調キャリア信号がパルス位置変調キャリアであると判断された場合に入力増幅器利得を第１の利得設定に設定し、変調キャリア信号が直交振幅変調キャリアであると判断された場合に入力増幅器利得を第２の利得設定に設定するステップとを含み得る。
【００１５】
この方法はさらに、増幅されたキャリア信号をデジタルキャリア信号へと変換するステップと、デジタルキャリア信号からＩチャネル信号およびＱチャネル信号を発生するステップとを含むことができ、Ｉチャネル信号およびＱチャネル信号から包絡線信号が発生される。
【００１６】
入力増幅器の利得を設定するステップは、包絡線信号の中の電力パルスの持続時間を検出するステップと、電力パルスの持続時間がパルス位置変調電力パルスの持続時間のオーダの持続時間未満である場合に入力増幅器利得を第１の利得設定に設定するステップと、電力パルスの持続時間がパルス位置変調電力パルスの持続時間のオーダの持続時間よりも大きい場合に入力増幅器利得を第２の利得設定に設定するステップとを含み得る。包絡線信号は、Ｉチャネル信号の平方とＱチャネル信号の平方との和の平方根を表わし得る。
【００１７】
第１の利得設定は、包絡線信号を複数の参照レベルと比較し、複数の利得設定の各々を、少なくとも１つの参照レベルで飽和が生じているかどうかに関し反復的にテストして第１の利得設定を決定することにより決定され得る。第２の利得設定は、包絡線信号を、包絡線信号を表わす対数信号に変換し、対数信号を参照レベルと比較して差を求め、この差をループ利得定数で乗じて積を求め、この積を積分して第２の利得設定を決定することにより決定され得る。ループ利得定数は、検出された電力パルスの第１の部分のためには或る大きな値、検出された電力パルスの第２の部分のためにはより小さな値、および検出された電力パルスの残りの持続時間のためには０となるよう選択され得る。
【００１８】
【好ましい実施例の説明】
次に、図面を参照しながらこの発明を詳細に説明する。図面においては、同じ参照番号は全体を通じて同じ要素を示すのに用いられる。
【００１９】
図１は、撚対ネットワーク媒体を用いた家庭における環境で実現される、この発明の実施例に従うローカルエリアネットワーク１０の図である。図１に示すように、ネットワーク１０はネットワークステーション１２（ａ）−１２（ｃ）を含み、これらはそれぞれＲＪ−１１電話ジャック１４（ａ）−１４（ｃ）を介して電話回線（撚対）配線１８に接続される。電話１６がＲＪ−１１電話ジャック１４（ｄ）に接続され、ネットワーク装置１２（ａ）−１２（ｃ）がネットワークデータの通信を行なっている間でも通話を続けることができる。
【００２０】
図１に示すように、各々のネットワーク装置１２は、パーソナルコンピュータ、プリンタ、サーバ、またはその他の民生用情報機器であることができ、各々のネットワーク装置は、ネットワーク媒体１８を介し他のネットワーク装置１２（ａ）−１２（ｃ）と通信を行なうための送受信機１３（ａ）−１３（ｃ）をそれぞれ含む。
【００２１】
ネットワーク装置１２（ａ）−１２（ｃ）の各々は、ネットワークデータで変調されたキャリア信号を含むアナログネットワーク信号を伝送することにより通信を行なう。ネットワーク装置１２（ａ）−１２（ｃ）の一部はパルス位置変調（ＰＰＭ）を利用でき、ネットワークデータは離散的な帯域制限されたパルスを利用したキャリア上で変調される。ネットワーク装置１２（ａ）−１２（ｃ）の別の部分はＰＰＭ変調または直交振幅変調（ＱＡＭ）を選択的に利用でき、ネットワークデータは、複雑な符号化コンステレーションに従いキャリアの振幅と位相との両方を変化させることによりキャリア上で変調される。好ましい実施例においてＰＰＭ変調は、カリフォルニア州、サニィベイル（Sunnyvale， California）のアドバンスト・マイクロ・ディバイシィズ・インコーポレイテッド（Advanced Micro Devices, Inc.）社を含むネットワーク設備プロバイダの企業共同体によって公表されているホーム・フォンライン・ネットワーク・アライアンス（Home Phoneline Network Alliance）（ＨＰＮＡ）１．０規格に準拠して１メガビットのデータレートに備えるものであり、ＱＡＭ変調はＨＰＮＡ２．０規格に準拠して１０メガビットのデータレートに備える。このため、ＰＰＭ変調のみが可能であるネットワーク装置１２とその他のあらゆる装置との間のデータ通信はＰＰＭ変調キャリアを利用することが認められるであろう。しかしながらＰＰＭ変調とＱＡＭ変調との両方が可能である２つの装置間のデータ通信は、より早いＱＡＭ変調キャリアのデータレートを利用することになる。したがって受信ネットワーク装置においては、ＰＰＭとＱＡＭとの両方が可能である送受信機１３（ａ）−１３（ｃ）は、ＰＰＭ変調キャリアとＱＡＭ変調キャリアとの両方を利用したデータを受信できなければならず、これは、このようなキャリアの各々の存在を検出することと、このようなキャリアの各々を区別することと、このようなキャリアの各々を受信および復調することとを含むことが認められるであろう。
【００２２】
さらに、ＨＰＮＡ１．０装置とＨＰＮＡ２．０装置との両方を含むネットワーク１０において装置１２（ａ）−１２（ｃ）間の通信を容易にするために、互換性モード（ＣＭ）と呼ばれる第３の動作モードが存在する。互換性モードフレームは、ＱＡＭ変調データのすぐ前にあるＰＰＭ変調ヘッダを利用する。送受信機１３（ａ）−１３（ｃ）はさらに、ＰＰＭフレームと互換性モードフレームとを区別して各々を適当に受信できなければならない。
【００２３】
上で論じたように、ＰＰＭを利用して変調されたキャリアの電力包絡線と、ＱＡＭを用いて変調されたキャリアの電力包絡線とは根本的に異なる。図２ａを参照して、ＰＰＭ変調キャリア２０の電力包絡線は複数の別個の電力パルス２２（ａ）−２２（ｃ）を含み、各フレーム内でこれらパルスは電力休止２４（ａ）−２４（ｃ）により分離される。図２ｂを参照して、ＱＡＭ変調キャリア２６の電力包絡線は、フレーム間に生じる電力休止３０を有するフレーム２８の持続時間中の連続的な電力キャリアを含む。
【００２４】
さらに、先に論じたように、ネットワーク媒体の配線トポロジー（図１）は著しい歪を引起し、このため信号の強さが著しく変動し、受信されたキャリア信号に複数の局所化した極大値および極小値が生じる恐れがある。送受信機１３（ａ）−１３（ｃ）の各々にある各々の受信機１５（ａ）−１５（ｃ）は、キャリアの存在の検出、およびＱＡＭ変調キャリアとＰＰＭ変調キャリアとの区別に加え、ネットワークデータ受信時に上のような歪に対処しなければならない。受信されたアナログ変調キャリアがＡ／Ｄ変換器でサンプリングされてこのようなキャリアのデジタル表現を発生するデジタル環境で実現される受信機１５（ａ）−１５（ｃ）においては、上のような歪への対処は、入力増幅器を利用してキャリア信号を増幅し、こうしてＡ／Ｄ変換器のダイナミックレンジを適当に利用することを含む。
【００２５】
図３を参照して、入力増幅器３４の利得を設定してＡ／Ｄ変換器３８のダイナミックレンジをいっぱいに利用するのに用いられ得る回路３２が示される。動作において、入力増幅器３４は受信された信号３６を利得設定３５に基づき増幅する。次に、増幅された信号３７はＡ／Ｄ変換器３８に入力される。Ａ／Ｄ変換器は増幅された信号３７をサンプリングし、変調キャリアを表わす一連のデジタルサンプル値を発生するよう機能する。次に、デジタルサンプル値はヒルベルト変換器４０に入力され、これは公知の技術を用いてデジタルサンプル値からのＩチャネル信号４２（Ｉ）とＱチャネル信号４２（Ｑ）とを分離するよう機能する。Ｉチャネル信号４２（Ｉ）およびＱチャネル信号４２（Ｑ）は包絡線検波器４４に入力され、これは公知の技術を利用してＩ2＋Ｑ2の和の平方根を算出し、これを表わす包絡線信号４６を発生する。
【００２６】
Ｉチャネル信号４２（Ｉ）およびＱチャネル信号４２（Ｑ）はさらに、線４１（Ｉ）および線４１（Ｑ）上のＱＡＭ変調データを回復するための受信機（図示せず）に結合され、一方で包絡線信号４６はＰＰＭ変調データを回復するための受信機（図示せず）に結合される。
【００２７】
包絡線信号４６はさらに、ＱＡＭ自動利得制御（ＱＡＭ  ＡＧＣ）回路４８とＰＰＭ自動利得制御（ＰＰＭ  ＡＧＣ）回路５０との各々にも結合される。ＱＡＭ  ＡＧＣ回路４８はＱＡＭ利得値（ＱＡＭ  ＲｘＧａｉｎ）を発生するよう機能し、一方でＰＰＭ  ＡＧＣ回路５０はＰＰＭ利得値（ＰＰＭ  ＲｘＧａｉｎ）を発生するよう機能する。マルチプレクサ５２は、受信された信号３６を線６１上の利得選択信号に従い増幅するために、ＱＡＭ  ＲｘＧａｉｎとＰＰＭ  ＲｘＧａｉｎとのうちいずれを用いるかを選択するよう動作する。マルチプレクサ５２からの選択された利得信号、ＱＡＭ  ＲｘＧａｉｎまたはＰＰＭ  ＲｘＧａｉｎのいずれかは、対数Ｄ／Ａ変換器５４に入力され、これはアナログ利得信号３５を発生し、これが入力増幅器３４の利得を設定する。
【００２８】
包絡線信号４６はさらにローパスフィルタ５６にも入力され、これはフィルタ処理された包絡線信号を発生し、これが今度は利得選択回路５８に結合されるが、この利得選択回路は、ＰＰＭフレーム、ＱＡＭフレームおよび互換性モードフレームの検出に従いＱＡＭ  ＲｘＧａｉｎまたはＰＰＭ  ＲｘＧａｉｎを選択するためのものである。
【００２９】
図４を参照して、利得選択回路５８は典型的に、線５７上のフィルタ処理された包絡線信号を受信するためのスライサ９２またはその他のしきい値検出器を含む。スライサ９２はフィルタ処理された包絡線信号をしきい値と比較し、線９４上にスライサ出力信号を発生し、この信号は、フィルタ処理された包絡線信号がしきい値以上である場合には論理Ｈであり、フィルタ処理された包絡線信号がしきい値未満の場合には論理Ｌである。
【００３０】
スライサ出力信号は一連の遅延要素９６（ａ）−９６（ｇ）に逐次入力される。遅延要素９６（ａ）−９６（ｇ）は各々がスライサ出力信号を０．５μｓｅｃだけ遅延させるよう機能する。スライサ９２および遅延要素９６（ａ）−９６（ｇ）の各々からのスライサ出力信号は、タップ線１００（ａ）−１００（ｈ）を通じて論理回路９８に入力される。
【００３１】
遅延要素９６（ａ）−９６（ｇ）は各々がスライサ出力信号における０．５μｓｅｃの遅延を表わすので、スライサ出力信号が３μｓｅｃの持続時間だけ論理Ｈであり続ける場合、タップ線１００（ａ）−１００（ｈ）により論理回路に入力される６つの逐次の遅延要素の出力が論理Ｈとなることが理解されるであろう。
【００３２】
線９４上のスライサ出力信号はさらにタイムアウト回路１０２にも結合される。タイムアウト回路１０２は線６３上にタイムアウト信号を与え、これは、スライサ出力信号が論理Ｈから論理Ｌに遷移した後、３．５μｓｅｃを超える期間キャリアが検出されなかったことを示すものである。
【００３３】
論理回路９８は利得選択信号を線６１上に発生するよう動作し、これは図５に示す利得選択ステートマシン１０３に従うＰＰＭ  ＲｘＧａｉｎおよびＱＡＭ  ＲｘＧａｉｎを表わす。
【００３４】
図５のステートマシン図を参照して、１０４は、利得選択信号がＱＡＭ  ＲｘＧａｉｎを表わす状態を表わし、状態１０６は、利得選択信号がＰＰＭ  ＲｘＧａｉｎを表わす状態を表わす。
【００３５】
論理回路９８が状態１０４にあるとき、検出されたパルス幅が３μｓｅｃ未満でない（たとえばタップ線１００（ａ）−１００（ｈ）上で３μｓｅｃの間パルスが検出されない、または連続的なパルスが検出される）限り、または、受信機によって互換性モードが線６０上に示される限り、論理回路９８はループ１１２を通じて状態１０４にとどまる。これに対応して、検出されたパルス幅が３μｓｅｃ未満であり、かつ線６０上に互換性モードが示されない場合、ステートマシン１０３は遷移１１４を通じて状態１０６へと遷移する。
【００３６】
ステートマシン１０３は、ＰＰＭモードが受信機からの線６０上に示される限り、ループ１０８を通じて状態１０６にとどまることになる。これに対応して、ＰＰＭモードが受信機からの線６０上に示されなければ、ステートマシンは遷移１１０を通じて遷移し状態１０４へと戻る。
【００３７】
図６を参照して、ＣＲＳステートマシンの例示の動作を示すタイミング図が示される。キャリア信号１１６は、ＰＰＭフレーム１１８、ＱＡＭフレーム１２０、および互換性モードフレーム１２２を含み、互換性モードフレームはＰＰＭヘッダおよびこれに続くＱＡＭデータから構成される。図５を参照して論じたように、利得選択信号１２４は、３μｓｅｃ未満のパルスが検出されず、かつ互換性モードが示されない限り、ＱＲＭ  ＲｘＧａｉｎ状態にとどまる。ＰＰＭフレーム１１８の始まりに近い遷移１２６は、３μｓｅｃ未満の持続時間のパルスの検出時におけるＰＰＭ  ＲｘＧａｉｎへの遷移を示す。同様に、互換性モードフレーム１２２の始まりに近い遷移１３０は、３μｓｅｃ未満の持続時間のパルスの検出時におけるＰＰＭ  ＲｘＧａｉｎへの遷移を表わす。しかしながら遷移１３２は、互換性モードが受信機により示されるとすぐに遷移しＱＡＭ利得に戻ることを表わす。受信機が遷移１３０前に互換性モードを検出しかつ示すことができる場合には、遷移１３０は生じないことが認められるであろう。
【００３８】
ＰＰＭフレーム１１８の完了時に、ＱＡＭ  ＲｘＧａｉｎへの遷移１２８は遷移１１０（図５）と同時に生じる。
【００３９】
図７を参照して、ＱＡＭ  ＡＧＣ回路４８を表わすブロック図が示される。包絡線信号４６が対数ルックアップテーブル６２に入力され、これは包絡線信号４６の２０Ｌｏｇを表わす対数信号を発生する。対数信号は次に比較器６８により予め定められた参照レベル６４と比較され、参照レベル６４と対数信号との差は乗算器７０においてループ利得定数６７で乗じられ、積信号を発生する。積信号は次に積分器７２に入力され、これが今度はＱＡＭ  ＲｘＧａｉｎ信号を発生する。積分器７２は典型的に、当業者に公知のように、遅延要素７４、フィードバック回路７６、および加算器７８を含む。
【００４０】
ループ利得定数６７はループ利得定数回路６６により発生される値であり、ループ利得定数回路は以下のステートマシン規則に従うステートマシンとして機能する。
【００４１】
フレームの最初の０．５μｓｅｃの間Ｋ１を選択（ＱＡＭキャリアが線６０上に示される）
０．５μｓｅｃから１．５μｓｅｃまでＫ２を選択
１．５μｓｅｃ後、フレームの終わりまで０（たとえば固定利得）を選択（線６３上にタイムアウト信号）
図８を参照して、ＰＰＭ  ＡＧＣ回路５０を表わすブロック図が示される。包絡線信号４６は４つの比較器８２（ａ）−８２（ｄ）のバンクに入力され、これら比較器の各々は包絡線信号４６を４つの参照レベルＲＬ（１）−（４）のうち１つと比較する。マイクロコントローラ８０が比較器８２（ａ）−８２（ｃ）の各々からの値を受信し、これから各々の参照レベル信号ＲＬ（１）−ＲＬ（４）およびＰＰＭ  ＲｘＧａｉｎ信号を発生する。
【００４２】
図８との関連で図９を参照して、マイクロコントローラ８０の動作を示すフローチャートが示される。ステップ８４において、マイクロコントローラ８０はＰＰＭ  ＲｘＧａｉｎを最大利得に設定し、参照レベルＲＬ（１）−ＲＬ（４）の各々を予め定められた参照レベルに設定する。好ましい実施例では、ＲｘＧａｉｎは３ビット信号であり、こうして８つの可能な離散利得設定を表わし、ここで最大設定は２進数の１１１で表わされる。ステップ８６でマイクロコントローラ８０は、飽和があるかどうか、より具体的には、包絡線信号４５が４つの参照レベルＲＬ（１）−ＲＬ（４）のうち１つを一貫して上回っているかどうかを判断する。飽和が検出されると、ステップ８８で利得が調整される。利得調整は、反復的なプロセスで最上位ビットから最下位ビットまで、正しい利得設定へと急速に収束するようにして達成される。マイクロコントローラ８０によりキャリア上に検出される各ＰＰＭパルスにつき１つの反復が行われる。したがってステップ８８において、利得は２進数の０１１に調整される。利得がステップ８８で調整された後、ステップ９０において、最適利得を選択するのに必要となり得る反復の最大数とカウンタが比較され、もしカウンタがより小さければ、これはステップ９２でインクリメントされ、マイクロコントローラは利得調整を停止させ、こうして利得を固定する。ステップ８６で飽和が検出されなければ、マイクロコントローラは直接ステップ８６からステップ９０に進む。
【００４３】
上述の装置および方法は、ネットワーク環境で動作する受信機のための入力増幅器利得設定を選択するための単純化されたシステムを提供するものであり、ここで受信機は複数の変調技術を利用したデータを区別および受信しなければならないことが認められるであろう。
【００４４】
この発明を或る好ましい実施例に関して示しかつ説明したが、当業者がこの明細書を読みかつ理解すれば均等物および変形例に思い至ることは明らかである。たとえば、例示の実施例はＰＰＭ変調およびＱＡＭ変調に向けられたものであるが、周波数変調、位相シフトキーイング、およびその他の変調技術が容易に代用される。さらに、例示の実施例は変調技術を区別するための包絡線検波器を利用するものであるが、区別のための他の技術が、選択された変調技術を利用して変調されたキャリア信号の特性を区別することに基づいて容易に用いられる。この発明はこのような均等物および変形例をすべて含み、前掲の特許請求の範囲の範囲内によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の一実施例に従うローカルエリアネットワークのブロック図である。
【図２ａ】  この発明の一実施例に従うパルス位置変調キャリアの図である。
【図２ｂ】  この発明の一実施例に従う直交振幅変調キャリアの図である。
【図３】  この発明の一実施例に従う利得制御フィードバックループのブロック図である。
【図４】  この発明の一実施例に従う利得選択回路のブロック図である。
【図５】  図４の利得選択回路の動作を示すステートマシン図である。
【図６】  図５のステートマシンの例示の動作を示す図である。
【図７】  この発明の一実施例に従う、直交振幅変調キャリアのための増幅器利得設定を決定するのに用いられ得る利得制御回路のブロック図である。
【図８】  この発明の一実施例に従う、パルス位置変調キャリアのための増幅器利得設定を決定するのに用いられ得る利得制御回路のブロック図である。
【図９】  図８の回路で用いられ得るマイクロコントローラの動作を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【図８】
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【図９】
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