(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードを有する自己校正網であって：
テスト信号と、網ロックコマンドとを送信するための該複数のノードのうちの第１のノードであって、
該網ロックコマンドが該複数のノードのうちの該第１のノードおよび第２のノード以外のノードが校正網上で通信することを止めさせるようになっている第１のノードを備え、
該第２のノードは、該第１のノードが該網ロックコマンドを送信した後に該テスト信号を受信し、および第１のノードと該第２のノードの間のデータ転送を最適化するために、第２のノード・トランシーバを調節し、該第２のノード・トランシーバの該調節は（ｉ）雑音測定値、伝搬遅延値およびビット誤り率から成る使用可能な基準のうちの少なくとも１つに基づいて行われ、および（ｉｉ）網アンロックコマンドが受信されるまで行なわれるものであり、
該網ロックコマンドは、該第１のノードおよび該第２のノード以外の該網上の他のノードが、該第２のノードによりこうむる校正結果に影響を与えることを防止し、および該網ロックコマンド以外は、該網上のすべてのノードが通信を再び開始することを許可するものであり、ならびに
該第１のノードは、該自己校正網の引きつづくノードのために該テスト信号および該網ロックコマンドを送信し、該引きつづくノードの各々は、該第１のノードと該引きつづくノードの間のデータ転送を最適化するために網アンロックコマンドを受信するまで該引きつづくノードのトランシーバを調節するようになっていることを特徴とする自己校正網。
【請求項２】
該第１のノード、該第２のノードおよび該引きつづくノードのうちの１つが該網上に該アンロックコマンドを発行する請求項１に記載の自己校正網。
【請求項３】
複数のノードを有する網を自己校正させるための方法であって、
該複数のノードのうちの第１のノードからテスト信号および網ロックコマンドを送信するステップであって、該網ロックコマンドが該複数のノードのうちの該第１のノードおよび第２のノード以外のノードが校正網上で通信することを止めさせるようになっているステップと、
該第１のノードが該網ロックコマンドを送信した後で、該第２のノードによって、該第１のテスト信号を受信するステップと、
該第１のノードと該第２のノードの間のデータ転送を最適化するために第２のノード・トランシーバを網ロックコマンドを受信するまで調節するステップであって、該第２のノード・トランシーバの調節が雑音測定値、伝搬遅延値およびビット誤り率から成る使用可能な基準のうちの少なくとも１つに基づいてなされるものであるステップとを含み、
該網ロックコマンドは、該第１のノードおよび該第２のノード以外の該網上の他のノードが、該第２のノードによりこうむる校正結果に影響を与えることを防止し、および該網アンロックコマンド以外は、該網上のすべてのノードが通信を再び開始することを許可するものであり、該方法は、さらに
該自己校正網の引きつづくノードのために該テスト信号および該網ロックコマンドを該第１のノードにより送信するステップと、
該第１のノードと該引きつづくノードの間の該データ転送を最適化するために、該網アンロックコマンドを受信するまで該引きつづくノードのトランシーバを、該引きつづくノードの各々により調節するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
該第１、該第２のノードおよび該引きつづくノードのうちの１つから該網上にアンロックコマンドを発行するようになっている請求項３に記載の方法。
【請求項５】
複数のノードを有する網を自己校正させるための手段であって、
該複数のノードのうちの第１のノードからテスト信号および網ロックコマンドを送信するための送信機手段であって、該網ロックコマンドが該複数のノードのうちの該第１のノードおよび第２のノード以外のノードが該網上で通信することを止めさせるようになっている送信機手段と、
該第１のノードが該網ロックコマンドを送信した後で、該第２のノードにより該テスト信号を受信するための受信機手段と、
第２ノードのトランシーバを該網アンロックコマンドを受信するまで調節して、該第１のノードと該第２のノード間のデータ転送を最適化するための調節手段であって、該第２のノードのトランシーバの調節が雑音測定値、伝搬遅延値およびビット誤り率から成る使用可能な基準のうちの少なくとも１つに基づいてなされるようになっている調節する手段と、を備え
該網ロックコマンドは、該第１のノードおよび該第２のノード以外の該網上の他のノードが、該第２のノードによりこうむる校正結果に影響を与えることを防止し、および該網ロックコマンド以外は、該網上のすべてのノードが通信を再び開始することを許可するものであり、ならびに
該第１のノードの送信手段は、該自己校正網の引きつづくノードのために該テスト信号および該網ロックコマンドを送信し、
該引きつづくノードの各々は、該引きつづくノードにより該テスト信号を受信するための対応する受信手段と、該第１のノードと該引きつづくノードの間のデータ転送を最適化するために網アンロックコマンドを受信するまで該引きつづくノードのトランシーバを調節するための対応する調節手段とから成るものであることを特徴とする手段。
【請求項６】
さらに、該網上にアンロックコマンドを、該第１のノード、該第２のノードおよび該引きつづくノードのうちの１つから発行する発行手段を備える請求項５に記載の手段。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的には、家庭などの小さな環境内のコンピュータのネットワーキングに関する。より詳細には、本発明は、適応型トランシーバを利用するホームネットワーキング通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ホームネットワキングシステムは電話回線を利用する家庭および／あるいは小規模ビジネス用のローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）に対する解決を提供する。
【０００３】
図４は従来の星型網を示す。
より詳細には、図４は慣習的に星型網として知られるトポロジを示す。星型網においては、網デバイスあるいは網ノード３１０、３２０、３３０および３５０は、星型構成に中央コンピュータ３６０に接続される。
【０００４】
星型網内のメッセージは、任意の網ノード３１０、３２０、３３０、３４０および３５０から中央コンピュータ３６０へとパスされる。中央コンピュータ３６０は、各メッセージに付けられた宛先アドレスを調べ、このメッセージを適当な網ノード３１０、３２０、３３０および３５０に方路する。中央コンピュータ３６０は、網ノードとしても機能し、自身のメッセージを任意の衛星ノード３１０、３２０、３３０、３４０および３５０に向けて送信する。
【０００５】
図５は、従来のリング型の網を示す。
より具体的には、図５は、慣習的にリング型の網として知られているトポロジを示す。リング型の網においては、網デバイスあるいは網ノード４１０、４２０、４３０および４４０は、経路４１５、４２５、４３５および４４５によって閉ループあるいはリング状に接続される。
【０００６】
リング網内のメッセージはリングのまわりを網ノードから網ノードへと一方向にパスされる。例えば、網ノード４１０から経路４１５を通じて網ノード４２０に、網ノード４２０から経路４２５を通じて網ノード４３０に、網ノード４３０から経路４３５を通じて網ノード４４０に、そして経路４４５を通じて最初の網ノード４１０へとパスされる。網ノード４１０がメッセージを受信すると、網ノード４１０は、そのメッセージに付けられている宛先アドレスを調べる。このアドレスが自身のノードアドレスと同一である場合は、ノード４１０はそのメッセージを受け取る。そうでない場合は、その網ノード４１０は、網メッセージを再生し、これをリングに沿っての与えられた方向の次の網ノード４２０にパスする。
【０００７】
星型網では、中央コンピュータの機能が故障した場合、その故障は網全体に波及する。ただし、このタイプの網では、衛星ノードの故障は、任意の特定のノードの故障は典型的には星型網内の残りのデバイスに悪影響を及ぼすことはないため、それほど重大ではない。星型網への網ノードの追加は、新たな網ノードと中央コンピュータとの間の新たな経路のみが必要されるため簡単である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ホームネットワーキングトランシーバの性能は、主として、チャネル特性および雑音環境に依存するが、これら両方もと家庭毎にことなる。チャネル特性は、電話回線の配線トポロジ、電話回線の状態および／あるいは電話回線に接続されるデバイスのタイプおよび数によって決まる。例えば、特定の電話回線にどのようなデバイスが接続されるかによって、その上の信号に対して発生するエコー、損失およびあるいは歪みも異なる。
【０００９】
家庭毎に電話回線に対する配線システムも異なり、このため、電話回線網のトポロジおよび回線条件は家庭毎に全くことなる。これら差異のために、全ての家庭あるいは小規模ビジネスに対して完全に適合する単一のトランシーバを設計することはほとんど不可能である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の原理によると、自己校正網は、第一のノードおよび第二のノードを備える。第一のノードは校正データパケットを送信する。第二のノードはこの校正データパケットを受信し、第一のノードから第二のノードへのデータの伝送を最適化するために、第二のノードに対する校正値を決定する。
【００１１】
本発明のもう一面によると、網を自己校正するための方法は、第一のノードから校正データパケットを送信するステップを含む。この校正データパケットは、第二のノードによって受信され、第一のノードから第二のノードへのデータの伝送を最適化するために、第二のノードに対する校正値を決定するために用いられる。
【００１２】
当業者においては、本発明の特徴および長所が以下の詳細な説明を図面を参照しながら読むことによって明らかとなるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明はホームネットワークトランシーバデバイスの特性をデータ帯域幅を最適化するために与えられた設備の特定の要件に基づいて調節するための方法および装置を提供する。本発明の原理によると、トランシーバは自身の他のトランシーバとの伝送を訓練信号および手続きを通じて最適化する。
【００１４】
図１は本発明の原理による第一の実施例を示す。図１は自身の他のホームネットワークトランシーバとの通信性能を最適化するために自己学習および自己調節するホームネットワークトランシーバを示す。
【００１５】
より詳細には、図１は、トランシーバ７５、雑音測定モジュール６５、伝搬遅延測定モジュール５５、ビットレートエラー（ビット誤り率）測定モジュール４５、局ＩＤ読出モジュール３５、プロセッサ２５、ＩＤ／校正メモリ１５、およびテスト信号生成器モジュール８５を備えるホームネットワークトランシーバ１０を示す。
【００１６】
動作において、テスト信号生成器モジュール８５は、最初は所定のデフォルトテスト信号を生成する。この所定のデフォルトテスト信号はトランシーバ７５に送信される。トランシーバ７５はこの所定のデフォルトテスト信号を通信リンク７６を通じて第二のホームネットワークトランシーバに送信する。
【００１７】
第二のホームネットワークトランシーバは、この所定のデフォルトテスト信号を通信リンク７７を通じて送り返す。トランシーバ７５はこの所定のデフォルトテスト信号を、雑音測定モジュール６５、伝搬遅延測定モジュール５５、ビットレートエラー測定モジュール４５、および局ＩＤ読出モジュール３５の各々に送信する。
【００１８】
雑音測定モジュール６５は、第二のホームネットワークトランシーバから送り返されたこの所定のデフォルトテスト信号を解析し、雑音測定値をプロセッサ２５に送信する。
【００１９】
伝搬遅延測定モジュール５５は、第二のホームネットワークトランシーバから送り返されたこの所定のデフォルトテスト信号を解析し、伝搬遅延値をプロセッサ２５に送信する。
【００２０】
ビットレートエラー測定モジュール４５は、第二のホームネットワークトランシーバから送り返されたこの所定のデフォルトテスト信号を解析し、ビットレートエラー（ビット誤り率）値をプロセッサ２５に送信する。
【００２１】
局ＩＤ読出モジュール３５は、第二のホームネットワークトランシーバから送り返されたこの所定のデフォルトテスト信号を解析し、第二のホームネットワークトランシーバの局ＩＤ値をプロセッサ２５に送信する。
【００２２】
プロセッサ２５は、これら雑音測定値、伝搬遅延値、ビットレートエラー値、および局ＩＤ値を受信する。プロセッサは、それぞれ、モジュール４５、５５、および６５から受信されたこれら雑音測定値、伝搬遅延値、ビットレートエラー値、および局ＩＤ値を解析し、初期校正値を、受信されたＩＤと連関させて、ＩＤ／校正メモリ１５内に格納する。
【００２３】
プロセッサ２５は、これら雑音測定値、伝搬遅延値、およびビットレートエラー値の解析を終えた後、これらの値のいずれかが許容レンジから外れるか否か決定する。これら値のいずれかが最適レンジから外れる場合は、プロセッサ２５はテスト信号生成器モジュール８５に対して新たなテスト信号を生成するように指令する。この新たなテスト信号は、ホームネットワークトランシーバ１０と第二のホームネットワークトランシーバの間の通信特性の改善を目指して、ホームネットワークトランシーバ１０の伝送特性を増分的に変化される。
【００２４】
この新たなテスト信号は、所定のデフォルトテスト信号との関連で上で説明したのと同様のやり方にて、ホームネットワークトランシーバ１０から第二のホームネットワークトランシーバへと伝送される。この新たなテスト信号はホームネットワークトランシーバ１０に送り返され、ここで新たなテスト信号が解析され、再びホームネットワークトランシーバ１０と第二のホームネットワークトランシーバとの間の通信特性が決定される。
【００２５】
プロセッサ２５は、この新たなテスト信号に対して、それぞれ、モジュール４５、５５および６５から送られた雑音測定値、伝搬遅延値、およびビットレートエラー値を最初に所定のデフォルトテスト信号からの格納されたそれら値と比較する。モジュール４５、５５および６５によって生成されたこれら値のいずれかがホームネットワークトランシーバ１０と第二のホームネットワークトランシーバとの間の通信品質の損失（劣化）を示す場合は、プロセッサ２５は、品質の劣化を与えるその構成（校正値）を、その特定のＩＤに対して格納することはしない。
【００２６】
プロセッサ２５が、新たなテスト信号に対してモジュール４５、５５および６５から送り返された値を最初に所定のデフォルトテスト信号の解析から格納された値と比較し、ホームネットワークトランシーバ１０と第二のホームネットワークトランシーバとの間の通信に信頼性の改善が見られることを決定した場合は、新たな校正値が、その特定のＩＤを持つ第二のホームネットワークトランシーバと連関させて、ＩＤ／校正メモリ内に格納される。
【００２７】
プロセッサ２５は、テスト信号生成器８５によって生成されるテスト信号を解析し、テスト信号生成器８５によって生成される信号を増分的に変化させる。テストパラメータの全ての可能な組合せを用いることで、多数のテスト信号が生成され、これによって、トランシーバ７５によって第二のホームネットワークトランシーバから受信される信号の品質が、雑音、伝搬遅延、およびビットレートなどの伝送特性の観点から達成可能な最高の品質となることが保障され、これが達成された時点で、その特定のＩＤに対するこの過程は終了する。
【００２８】
プロセッサ２５は、ホームネットワークに接続された全てのホームネットワークトランシーバに対して校正手続きを先導する。いったんホームネットワーク内の全てのホームネットワークトランシーバが校正されると、各トランシーバは、各々のトランシーバに対する個別に最適化された校正値にて互いに通信することが可能となり、こうして、ホームネットワークトランシーバがその中で用いられる任意の特定の環境に対して通信が最適化される。
【００２９】
図１に示す実施例においては、ホームネットワークトランシーバ１０の機能を遂行する個別のモジュールが開示されるが、これら機能は、本発明の目的を損なうことなく、より少数のモジュールに統合することもできる。
【００３０】
図１に示す実施例においては、ホームネットワークトランシーバ１０の機能を遂行する個別のモジュールが開示されるが、これら機能の多くは、本発明の目的を損なうことなく、プロセッサ２５によって実行されるソフトウェアを通じて遂行することもできる。
【００３１】
図１に示す実施例においては、２つの通信経路７６および７７を持つトランシーバ７５を利用するホームネットワークトランシーバ１０が開示されるが、本発明は、例えば、無線トランシーバ、光ファイバトランシーバ、同軸トランシーバ、電話回線トランシーバなどあらゆるタイプのトランシーバを利用するホームネットワークトランシーバに適用できるものである。
【００３２】
図２は本発明の原理による第二の実施例を示す。図２は、自身と他のトランシーバとの間の通信性能を最適化するために自己学習および自己調節する、他のトランシーバに接続されたホームネットワークトランシーバを示す。
【００３３】
より詳細には、図２は、２つの他のノード、つまり、ノード１２０とノード１３０に接続されたノード１００を示す。伝送ライン１３５はノード１００をノード１２０とノード１３０に接続し、伝送ライン１２５はノード１２０をノード１００と１３０に接続する。通信ライン１１２および１１４は、それぞれ、データを送信および受信するために、ノード１００とプロセッサ１１０を接続する。ノード１００内の校正メモリ１４０は校正値をある特定のノード識別（ＩＤ）と連関させて格納する。
【００３４】
図２に示す実施例においては、３つのノードの接続が開示されるが、網内で接続可能なノードの具体的な数は、ノードを接続するために用いられるハードウェアおよび実際のノードの数によってのみ制限される。加えて、図２においては、プロセッサ１１０は網内にノード１００の外側に配置されるが、プロセッサは、本発明の機能を損なうことなく、ノード１００内に組み込むこともできる。
【００３５】
動作において、ノード１００は、ノード１２０およびノード１３０のいずれかと伝送ライン１３０および伝送ライン１２５を通じて通信する。任意の特定の時刻において、一方は送信、他方は受信の一対の局のみが通信する。
【００３６】
ノード１２０あるいはノード１３０のいずれかから開始し、これら２つのノードの一方がテスト信号をノード１００に送信する。例えば、ノード１３０が、ノード１００に対して最初に校正されるノードであるものと想定すると、テスト信号はノード１３０からノード１００に送信される。ノード１００は、その通信信号の発信元を示すノードＩＤ値とテスト信号を、受信された校正データパケット内に受信する。
【００３７】
局１００は、ノード１３０から校正データパケット内に受信されたテスト信号を、通信ライン１１２を通じてプロセッサ１１０に送信する。プロセッサ１１０は、すると、例えば、信号内の雑音、ノード間の伝搬遅延、ビットパターン内の誤り率などのテスト信号の特性を解析する。この解析の結果として、校正値が生成され、これが通信ライン１１４を通じてノード１００に送り返される。
【００３８】
プロセッサ１１０からノード１００によって受信された校正値は校正メモリ１４０内に格納される。この校正値は、ノード１３０との間でのデータの送信および受信を最適化するために、トランシーバの特性を調節するために用いられる。
【００３９】
残りのノード１００および１２０の各々によっても、テスト信号が網内の他方のノードに、上述のノード１００の校正と同様なやり方にてノード１２０および１３０を校正するために送信される。こうして、網内の全てのノードが、他の通信ノードの各々との最適な性能が得られるように校正される。
【００４０】
説明の好ましい実施例においては、網内の個々のノードが網内の他の個々のノードとの最適性能が得られるように最適化されるが、ある特定のノード内で、複数のノードとの通信に対してたった一つの校正値を用いることもできる。このような一つの校正値の使用は網内の殆どのノードに対して妥協となるが、ただし、たった一つの校正値を使用するやり方では、任意のある与えられた時点において、通信相手である特定のノードに基づいて複数の校正値を切り替える必要がなくなるために、網内の通信が簡素化される。
【００４１】
図３はノードの動作を、網内の他のノードとの関連で最適な性能が得られるように校正するための方法を示す。
【００４２】
図３はノード１３０が、自身のノードＩＤおよび校正データパケットを、図２に示すノード１００に送信する様子を示す。図３にノード１００とノード１３０との関連で説明される方法は、図２の網内の全てのノードの校正に対して用いられる校正データパケットの送信および受信の単に一例にすぎない。
【００４３】
ステップ２００において、ノード１３０が、他のノードは網上でデータを送信してない状態にして、校正データパケットを送信する。
【００４４】
網上の他のノードが校正過程の際に送信することを防止するために、校正データパケットを開始するノードによって網ロック（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｌｏｃｋ）が発行される。網ロックは、送信ノードによって、その後、網アンロック（ｎｅｔｗｏｒｋ  ｕｎｌｏｃｋ）信号が発行されるまで、他のノードが網にアクセスすることを阻止する。これによって、網上の他のノードが、受信ノードの校正結果を妨害および／あるいはこれに影響を与える可能性が防止される。
【００４５】
ステップ２１０において、図２のノード１００が、ステップ２００においてノード１３０によって送信された校正データパケットを受信する。
【００４６】
ステップ２２０において、ノード１００によって校正データパケット内のノードＩＤが読み出され、校正データパケットがプロセッサ１１０に送信される。
【００４７】
ステップ２３０において、校正データパケットを解析することで、送信ノードのノードＩＤと連関させるべき最適校正値が決定される。
【００４８】
ステップ２４０において、ノード１００とノード１３０との間の通信リンクの性能にまだ改善の余地が残されているか否かが決定される。
【００４９】
ノード１００とノード１３０との間の通信リンクの性能に改善の余地がある場合は、この方法はステップ２６０に分岐する。ステップ２６０において、トランシーバに対する新たな受信パラメータが計算され、これがステップ２７０においてトランシーバ１００に書き込まれる。この方法は、次に、再び校正データパケットを受信するためにステップ２７０からステップ２１０に分岐する。いったん校正データパケットが再び受信されると、最適パラメータを決定するための過程が最適パラメータが決定されるまで反復される。
【００５０】
ステップ２３０において解析された校正データパケットが最適であることが決定され、このためノード１００の所のトランシーバに対するそれ以上の変更は必要ない場合は、方法はステップ２８０に分岐する。
【００５１】
ステップ２８０において、ノード１００との間でのデータのやりとりのために、他のノードを校正する必要があるか否かが決定される。ノード１００との通信のために他のノードを校正する必要がある場合は、このプログラムはステップ２９０の分岐する。ステップ２９０において、網を通じてノード１３０に、ノード１３０に対する校正過程が完了したことを示す信号が送信される。加えて、ステップ２９０において、網アンロック信号も発行される。この網アンロック信号は、網上の他のノードが自身の校正過程を開始することを可能にする。
【００５２】
ステップ２８０において、ノードＩＤに基づいて網内の全てのノードが校正されたことが決定された場合は、このサブルーチンはステップ３００に分岐し、ステップ３００において校正サブルーチンを終える。
【００５３】
本発明が伝送ラインを利用するホームあるいは小規模ビジネスＬＡＮを校正するための実施例との関連で説明されたが、本発明の原理は無線トランシーバを利用するＬＡＮの校正にも同様に適用できる。
【００５４】
本発明がホームあるいは小規模ビジネス用の網内の個々のノードを校正する実施例との関連で説明されたが、本発明の原理はある網内の任意の２つのノード間の校正値を決定し、この校正値をその網内の他のノードに送信する実現にも同様に適用する。
【００５５】
さらに、説明の実施例は、ＨｏｍｅＰＡＮシステムに関するが、本発明の原理はイーサネット（登録商標）（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））ベースのシステムおよびパケットベースのアプリケーション全般にも同様に適用するものである。
【００５６】
上では本発明が幾つかの実施例との関連で説明されたが、当業者においては、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、本発明の説明の実施例に対する様々な修正が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理による自己学習および自己調節ホームネットワークトランシーバを示す。
【図２】本発明の原理によるホームネットワークトランシーバの自己学習および自己調節網を示す。
【図３】本発明の原理によるチャネルを学習し、ホームネットワークを最適化する一例としての過程を示す流れ図である。
【図４】従来の星型の網を示す。
【図５】従来のリング型の網を示す。
【符号の説明】
１０  ホームネットワークトランシーバ
１５  ＩＤ／校正メモリ
２５  プロセッサ
３５  局ＩＤ読出モジュール
４５  ビットレートエラー（ビット誤り率）測定モジュール
５５  伝搬遅延測定モジュール
６５  雑音測定モジュール
７５  トランシーバ
７６  通信リンク
７７  通信リンク
８５  テスト信号生成器モジュール
【図１】
0004451601.tif 000002
【図２】
0004451601.tif 000003
【図３】
0004451601.tif 000004
【図４】
0004451601.tif 000005
【図５】
0004451601.tif 000006