(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅配線を介してデータを受信するためのネットワークステーションであって、
入来するパルス信号を受信するための入力回路と、
入来するパルス信号に応答して、入来するパルス信号のエネルギを表わすパルスエネルギ値を生成するエネルギ検出器と、
パルスエネルギ値に応答して、エネルギ検出器のゲインを適応的に制御し、それによりパルスエネルギ値を予め定められたレベルに維持する適応エネルギ検出器ゲイン制御回路とを含む、ネットワークステーション。
【請求項２】
前記適応エネルギ検出器ゲイン制御回路は、入来するデータパケットに先立つアクセス識別時間間隔の間にエネルギ検出器のゲインを制御するよう構成される、請求項１に記載のネットワークステーション。
【請求項３】
入力回路によって受信されるパケットの各々は、送信ネットワークステーションを識別するための、データパルスに先立つ複数のアクセス識別パルスを含む、請求項１に記載のネットワークステーション。
【請求項４】
前記適応エネルギ検出器ゲイン制御回路は、アクセス識別パルスのうちの少なくとも１つに応答して、エネルギ検出器のゲインを制御するよう構成される、請求項３に記載のネットワークステーション。
【請求項５】
前記適応エネルギ検出器ゲイン制御回路は、アクセス識別パルスのうちの少なくとも１つに応答してエネルギ検出器によって生成されたパルスエネルギ値を予め設定されたしきい値レベルと比較するための比較器を含む、請求項４に記載のネットワークステーション。
【請求項６】
前記適応エネルギ検出器ゲイン制御回路はさらに、エネルギ検出器にゲイン制御値を与えてエネルギ検出器のゲインを制御するためのコントローラを含む、請求項５に記載のネットワークステーション。
【請求項７】
前記コントローラは、比較器の出力に応答して、パルスエネルギ値がしきい値レベルを超えるとエネルギ検出器のゲインを減じ、パルスエネルギ値がしきい値レベル未満であればエネルギ検出器のゲインを増す、請求項６に記載のネットワークステーション。
【請求項８】
前記エネルギ検出器は、時間の経過につれて積分を行なうための積分器を含む、請求項１に記載のネットワークステーション。
【請求項９】
前記エネルギ検出器ゲイン制御回路は、積分器によって生成される積分された信号の値を調整するよう構成される、請求項８に記載のネットワークステーション。
【請求項１０】
前記入力回路は、入来するパルス信号のエンベロープを表わすエンベロープパルス信号を生成するための、エンベロープ検出器を含む、請求項１に記載のネットワークステーション。
【請求項１１】
前記エネルギ検出器は、エンベロープパルス信号の積分を行なってパルスエネルギ値を生成するよう構成される、請求項１０に記載のネットワークステーション。
【請求項１２】
住宅配線を介してデータを受信するための方法であって、
入来するパルス信号のエネルギを表わすパルスエネルギ値をエネルギ検出器によって生成するステップと、
生成されたパルスエネルギ値に応答して前記エネルギ検出器のゲインを適応的に制御して、パルスエネルギ値を予め定められたレベルに維持するステップとを含む、方法。
【請求項１３】
前記エネルギ検出器のゲインを適応的に制御するステップは、入来するデータパケットに先立つアクセス識別時間間隔の間に行なわれる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
入来するパケットは、送信ネットワークステーションを識別するためのデータパルスに先立つ複数のアクセス識別パルスを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記エネルギ検出器のゲインは、アクセス識別パルスのうちの少なくとも１つに応答して適応的に制御される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記エネルギ検出器のゲインを適応的に制御するステップは、アクセス識別パルスのうちの少なくとも１つに応答してエネルギ検出器によって生成されたパルスエネルギ値と予め設定されたしきい値レベルとを比較するステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
パルスエネルギ値がしきい値レベルを超えるとエネルギ検出器のゲインは減じられ、パルスエネルギ値がしきい値レベル未満であればエネルギ検出器のゲインは増加される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ゲインを適応的に制御するステップは、エネルギ検出器において生成される積分された信号の値を調整するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
入来するパルス信号のエンベロープを表わすエンベロープパルス信号をエネルギ検出器に与えるステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
エンベロープパルス信号の積分を行なって、パルスエネルギ値を生成するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
この発明はネットワークインターフェイシングに関し、より特定的には、既存の住宅電話線配線を介したデータ通信のための物理層送受信機内のエネルギ検出器のゲインを適応的に制御するための方法およびシステムに関する。
【０００２】
関連技術の説明
ＷＯ−Ａ−９８／１０５５４は、デジタル受信機および送信機ユニットを含む、マルチキャリア伝送システムを開示する。この開示は、送信機におけるいかなるスケーリングの変化も受信機において補償されねばならず、したがって受信機においてはアナログ入力ゲイン制御を用いる点で特別の注意を払うことが要求されることを教示する。
ＷＯ−９８／２０６９４は、住宅電話配線を用いてホームネットワークを形成することを開示する。同様に、ＵＳ−Ａ−５  ６９６  ７９０は、撚り対電話線を用いて住宅にローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を作ることを開示する。ＬＡＮは透過的で、ＬＡＮと共用する回線をわたる電話サービスの受信から独立させることが可能である。
ローカルエリアネットワークは、ネットワークケーブルまたは他の媒体を用いてネットワーク上のステーションをリンクする。ローカルエリアネットワークアーキテクチャの各々は、媒体アクセス制御（ＭＡＣ）を用いて、ステーションの各々でのネットワークインターフェイスカードが媒体へのアクセスを共有できるようにする。
【０００３】
従来のローカルエリアネットワークアーキテクチャは媒体アクセスコントローラを使用するが、これは１０ＢＡＳＥ−Ｔなどの予め規定されたネットワーク媒体を用いるハーフデュプレクスまたはフルデュプレクスイーサネット（Ｒ）（ＡＮＳＩ／ＩＥＥＥ規格８０２．３）プロトコルに従って動作する。より新しいオペレーティングシステムは、ネットワークステーションがネットワークの存在を検出できることを必要とする。イーサネット（Ｒ）１０ＢＡＳＥ−Ｔ環境においては、ネットワークは、物理層（ＰＨＹ）送受信機によるリンクパルスの伝送によって検出される。１０ＢＡＳＥ−Ｔ媒体上の周期的なリンクパルスはＰＨＹ受信機によって検出されるが、これは周期的なリンクパルスの検出に基づいてネットワーク媒体上で伝送する別のネットワークステーションの存在を判断する。こうして、ステーションＡでのＰＨＹ送受信機は、ステーションＢでの１０ＢＡＳＥ−Ｔ媒体上のＰＨＹ送信機からのリンクパルスの受信によって、データパケットの送受信なしでステーションＢの存在を検出できる。
【０００４】
１０ＢＡＳＥ−Ｔなどの確立されたローカルエリアネットワーク媒体の代わりに、従来の撚り対電話線を用いて、コンピュータ同士をリンク可能にするアーキテクチャの開発に努力がなされている。そのような構成は、以下ホーム電話配線ネットワーク環境と称するが、住宅内の既存の電話配線を用いてホームネットワーク環境を実現化できる利点をもたらす。しかしながら、電話線は、たとえば調光器スイッチ、家庭用具の変圧器などの住宅内の電気装置によって引き起こされるスプリアスノイズのために本来ノイズが多いという性質がある。さらに撚り対電話線は、標準の従来方式の電話システム（Plain Old Telephone System、ＰＯＴＳ）の電話からのオンフック、オフフック、およびノイズパルスからの、さらに過熱および空気調整システムなどの電気システムからの、ターンオン過渡から影響を被る。
【０００５】
電話配線ネットワークにおけるさらなる問題は、伝送される波形の信号条件（すなわち形状）が、配線トポロジーに大きく依存することである。撚り対電話線媒体における多数の分岐接続と、分岐接続の異なった関連の長さとは、伝送されるネットワーク信号に多数の信号反映を引き起こすおそれがある。電話配線トポロジーは、１つのネットワークステーションからのネットワーク信号に１０から２０ミリボルトのオーダのピーク−ピーク電圧をもたらし得る一方、別のネットワークステーションからのネットワーク信号は、１から２ボルトのオーダの値を有し得る。よって、受取られるパルスの振幅と形状とは、受信したパルスから伝送データを回復することは実質的に困難になるほど歪められているかもしれない。
【０００６】
従って、ホームネットワーク環境内の受信回路の特徴を適応的に制御して、受信したパルスの処理を最適化可能である、物理層送受信機を提供することが望ましいであろう。
【０００７】
発明の開示
この発明は、住宅配線を介して送信されたデータを受信するための、新規なネットワークステーションを提供する。ネットワークステーションは、入来するパルス信号を受取るための入力回路と、入来したパルス信号に応答して、入来したパルス信号のエネルギを表わすパルスエネルギ値を生成するエネルギ検出器とを含み得る。適応エネルギ検出器ゲイン制御回路は、パルスエネルギ値に応答してエネルギ検出器のゲインを適応的に制御し、それによりパルスエネルギ値を予め定められたレベルに維持する。
【０００８】
この発明の好ましい実施例によると、入力回路によって受取られたパケットの各々は、送信ネットワークステーションを識別するための、データパルスに先立つ複数のアクセス識別パルスを含む。適応エネルギ検出器ゲイン回路は、アクセス識別パルスのうちの少なくとも１つに応答してエネルギ検出器のゲインを制御するよう構成される。
【０００９】
好ましくは、適応エネルギ検出器ゲイン制御回路は、エネルギ検出器によって生成されたパルスエネルギ値と予め設定されたしきい値レベルとを比較するための比較器と、エネルギ検出器にゲイン制御値を与えるためのコントローラとを含む。比較器の出力に応答して、コントローラは、パルスエネルギ値がしきい値レベルを超えるとエネルギ検出器のゲインを減じ、パルスエネルギ値がしきい値レベル未満であればエネルギ検出器のゲインを増す。
【００１０】
たとえば、エネルギ検出器は時間の経過につれて積分を行なう積分器を含み得る。エネルギ検出器ゲイン制御回路は、積分器によって生成された積分された信号の値を調整するよう構成し得る。
【００１１】
この発明の方法によると、住宅配線を介して送信されたデータを受取るための以下のステップが行なわれる。すなわち、
エネルギ検出器によって、入来するパルス信号のエネルギを表わすパルスエネルギ値を生成するステップ、および
エネルギ検出器のゲインを適応的に制御して、パルスエネルギ値を予め定められたレベルに維持するステップ、である。
【００１２】
この発明のさらなる他の目的および利点は、以下の詳細な説明から当業者には容易に明らかとなるものであり、この発明の好ましい実施例のみが、単にこの発明を実施するために企図される最良の形態を例示するために示され説明される。明らかとなるように、この発明は他のおよび異なった実施例が可能であって、そのいくつかの細部はさまざまな明確な意味において変更が可能であり、これらのすべてが発明から逸脱しない。したがって、説明と図面とは、限定的ではなく、例示的な性質のものと理解されるべきである。
【００１３】
発明の実施の形態
図１は、ネットワーク媒体として撚り対電話線配線などの既存の住宅配線を用いる、この発明の実施例に従ったホーム電話配線ネットワーク１０の図である。図１に示すように、イーサネット（Ｒ）（ＩＥＥＥ８０２．３）標準を支持するネットワーク１０は、ネットワークステーション１２ａおよび１２ｂを含み、該ネットワークステーション１２ａおよび１２ｂはＲＪ−１１電話ジャック１６ａおよび１６ｂを介して撚り対電話線１４にそれぞれ接続される。ＲＪ−１１電話ジャック１６ｃに接続された電話１８は、ステーション１２ａおよびステーション１２ｂが通信している間も、通話を続けることが可能である。
【００１４】
図１に示すように、ネットワークステーション１２の各々、たとえばパーソナルコンピュータ、プリンタまたは民生用情報電子機器は、物理層（ＰＨＹ）送受信機２０、媒体アクセス（ＭＡＣ）層２２、およびＯＳＩ基準モデルに従ってより高い層の機能を果たすオペレーティングシステム（ＯＳ）層を含む。
【００１５】
ステーション１２ａおよびステーション１２ｂは、アナログネットワーク信号において変調されるネットワークデータを担持する帯域制限パルスを送信することにより通信する。特に、物理層送信機は、図２Ａに示す帯域制限パルス５を送信する。図２Ｂに示すように、受信したパルスの到着位置は、受信した信号の絶対値６を表わす波形エンベロープ８を用いて検出される。エンベロープ８は、以下に説明する、受信したパルスの到着位置１１を識別するよう選択されたしきい値レベル９を有するスライシング回路に与えられる。エンベロープ８がしきい値レベル９を超えると、スライシング回路はパルスの到着位置１１をデータパターンを表わす事象として検出する。この事象は、受信した信号から送信クロックおよび送信データを回復するために用い得る。
【００１６】
しかしながら、電話配線ネットワークにおいては、受信したエンベロープ波形は配線トポロジーに大きく依存する。配線トポロジーが多数の信号反映を引起し得ることから、受信したパルスの形状は、エンベロープが多数の局所化された最大点を有し得るほど歪められているおそれがある。さらに、ホームネットワークにおける配線トポロジーは可変である。したがって受信したパルスの歪みは予測できず、図２Ｃに示す波形２６をもたらす。図２Ｃに示すように、受信したパルス信号の歪められた波形２６は、配線トポロジーのために、多数の局所化された最大点および最小点２６ａおよび２６ｂを有する。図２Ｄは、歪められた波形２６のエンベロープ波形２８を示す。したがって、もししきい値がデータパルスの検出のために適切に設定されていなければ、スライシング回路はしきい値レベルを超える多数のパルス位置を識別し得る。その結果、受信したパルスの位置に対する固有の時間値を検出し得ず、データ回復エラーをもたらす。
【００１７】
開示される実施例によると、適応物理層送受信機アーキテクチャは、信号処理回路を受信側および送信側の両方で適応的に調整して、送信されたネットワーク信号からの正確な回復データを最適化する。特に、たとえば受信回路の最適なゲイン選択などの受信特徴の改良は、受信データパケットのビット誤り率を減じ、送信されるデータパケットが受信ネットワークステーションによってより確実に受信されることを可能にする。
【００１８】
図３は、この発明の実施例による物理層送受信機２０のブロック図である。図３に示すように、物理層送受信機２０は、図２Ｃに示すネットワーク信号などの、電話媒体から受信したアナログネットワーク信号を増幅するための入力増幅器３０を含む。入力増幅器３０は、受信したネットワーク信号を増幅するための７ビットゲイン信号（RxGain）によって制御される可変ゲインを有する。物理層送受信機２０はまた信号調整回路３２をも含み、該信号調整回路３２はエンベロープ検出回路３４とエネルギ検出回路３６とを含む。エンベロープ検出回路３４は、増幅された受信信号２６に応答してエンベロープ信号２８を生成する。たとえば、エンベロープ検出器３４は、増幅された受信信号２６の絶対値を表わす絶対値信号３９を生成する絶対値回路（たとえば整流回路）と、整流回路に結合されて、整流された信号の高周波成分を取り除き、エンベロープ信号２８をもたらすローパスフィルタとを含む。エンベロープ信号２８は、エンベロープ検出器３４から出力され、エネルギ検出器３６に与えられる。エネルギ検出器３６は積分器を含み、該積分器は時間の経過につれてエンベロープ信号２８の積分の数学的処理を行ない、受信したパルス信号のエネルギに比例する信号をもたらす。
【００１９】
図３に示すように、物理層送受信機２０はまた、スライサ回路３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、および３８ｄと、アナログしきい値信号をスライサ回路３８に与えるためのデジタル−アナログ（Ｄ／Ａ）変換器４０とを含む。物理層送受信機２０はまた、デジタル−アナログ変換器４０を制御してスライサ回路３８に与えるしきい値信号を出力させるよう構成されるデジタルコントローラ４１をも含む。
【００２０】
デジタルコントローラ４１は、スライサ３８からデジタルコントローラ４１に与えられる信号に基づいて、スライサ３８ａ、３８ｂ、３８ｃおよび３８ｄに適用されるしきい値を制御するよう構成される。特に、スライサ回路３８ａは、デジタルコントローラ４１の制御下でデジタル−アナログ変換器４０によって与えられるピークしきい値（Ｐ）をエンベロープ信号２８が超えるかどうかを、時間について示すピーク事象信号を出力する。スライサ回路３８ｂおよび３８ｃは、エンベロープ信号２８がデータ送信しきい値（Ｄ）およびノイズしきい値（Ｎ）のそれぞれを超えるかどうかを時間について示す、データ事象信号およびノイズ事象を出力する。スライサ回路３８ｄは、エネルギ検出器３６によって出力されるエネルギ信号がＤ／Ａ変換器４０によって与えられるエネルギしきい値（Ｅ）を超えるかどうかを時間に対して示す、エネルギ事象信号を出力する。
【００２１】
したがって、スライサ回路３８ａ、３８ｂ、および３８ｃはそれぞれ、エンベロープ信号２８が、ピークしきい値（Ｐ）、データ送信しきい値（Ｄ）、およびノイズしきい値（Ｎ）を超えるかどうかを時間について示す、ピーク、データ遷移、およびノイズ事象信号を出力する。スライサ３８ｄは、エネルギ検出器３６からのエネルギ信号がエネルギしきい値（Ｅ）をこえるかどうかを時間について示すエネルギ事象信号を出力する。
【００２２】
デジタルコントローラ４１は、スライサ３８ｃおよび３８ａからそれぞれ出力されるノイズ事象信号およびピーク事象信号に基づいてノイズ、ピーク、データ遷移およびエネルギしきい値を制御し、エネルギ事象信号またはデータ事象信号のいずれかを用いて検出された受信パルスの到着位置に基づき、デジタルデータ信号を生成する。デジタルデータ信号は、媒体独立インターフェイス（ＭＩＩ）５０を介して媒体アクセスコントローラ２２に出力される。
【００２３】
デジタルコントローラ４１は、アクセス識別（ＡＩＤ）間隔の間にエネルギ検出器３６のゲインを適応的に制御する。開示される実施例によると、ＡＩＤは１０ＢＡＳＥ−Ｔイーサネット（Ｒ）（ＩＥＥＥ  ８０２．３）システムにおいて従来用いられるプリアンブルに置き換わる。ＡＩＤは、ネットワークステーション１２ごとに固有である、特定の識別子である。たとえば、ＡＩＤは送信ステーションのＰＨＹ送受信機２０から電話媒体１４に出力される一連の８パルスであって、第１のパルスから後続の７パルスの間の時間間隔はそれぞれの値を規定し得る。たとえば、ＰＨＹ送受信機２０から第１のパルスを追って、時間間隔Ｔ１の後に第２のパルスが出力されたと想定する。もしＴ１が６６クロックサイクル（１クロックが１１６ナノ秒であると想定する）と等しければ、対応する値は００である。もしＴ１が８６、１０６、および１２６クロックサイクルに等しければ、値はそれぞれ０１、１０、または１１であり、パルス間の最大間隔は１２８クロックサイクルである。第１のパルスと、第２のパルスを追う６パルスの各々との間の時間間隔Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６およびＴ７を表わす値を検出するために同じ構成を用い得る。よって、有効なＡＩＤの存在は、第１のパルスを検出し、かつ、たとえば１２８クロックサイクルの予め定められた期間を有する検出ウィンドウを用いて、後の７パルスの存在を検出することにより、判断される。
【００２４】
物理層送受信機２０はまた、デジタルコントローラ４１によって生成された送信データ（ＴｘＤ）をアナログネットワーク信号に変換する送信部分５２（たとえば、出力電流増幅器）をも含む。アナログネットワーク信号は、デジタルコントローラ４１によって出力される７ビット送信ゲイン（ＴｘＧａｉｎ）信号に基づいて、１２８の出力ゲイン値のうちの選択された１つに出力される。
【００２５】
さらに、物理層トランシーバ２０は、汎用シリアルインターフェイス（ＧＰＳＩ）変換器４４に対する媒体独立インターフェイス（ＭＩＩ）と、管理インターフェイス論理４６と、バス４８ａおよび４８ｂとを含む。バス４８ａは、ＭＡＣ２２とデジタルコントローラ４１との間でデータをＧＰＳＩフォーマットで送受信する。変換器４４は、ＧＰＳＩフォーマットデータを、ＭＩＩ５０を介してＭＡＣ２２に転送するためにニブル幅データに変換する。同様に、ＭＡＣからＭＩＩ５０を介して与えられる送信データは、ニブル幅データからＧＰＳＩフォーマットに変換され、ＧＰＳＩデータバス４８ａを介してデジタルコントローラ４１に与えられる。
【００２６】
出力インターフェイス４２はまた、デジタル変換器４１と管理インターフェイス論理４６との間で構成データとステータス情報とを転送するための、制御データバス４８ｂをも含む。特に、管理インターフェイス論理４６は、選択された制御レジスタ６０におけるデジタルコントローラ４１に、ＭＡＣ２２からＭＩＩ５０を介して受信した構成データをストアするよう構成される。エネルギ検出器スライサ回路３８ｄに対するしきい値Ｅは、ＭＩＩ５０を介して管理エージェントに与えられ、構成レジスタ６０内に設定されることに留意されたい。デジタルコントローラ４１はまた、ステータスレジスタ６２をも含み、該ステータスレジスタ６２はたとえばしきい値信号Ｐ、Ｄ、およびＥに対するしきい値と、７ビット入力および出力増幅器ゲイン制御信号（RxGain、TxGain）とを含む。
【００２７】
出力インターフェイス４０はまた、有効なリンクがネットワーク媒体１４で検出されたかどうかを判断するための、リンク検出論理４７をも含む。３つの連続し、かつ各々が約８００ミリ秒の好ましい持続期間を有する検出間隔内で、有効なＡＩＤが検出されなければ、リンクステータスは無効状態に送られる。有効なＡＩＤは、データパケットに対するリンクパケットまたはプリアンブルのいずれかであり得る。
【００２８】
上述のように、ＡＩＤ間隔を用いて物理層送受信機２０の受信特徴を調整し得る。特に、この発明によると、トランシーバ２０によって受取られるデータパケットごとのＡＩＤ間隔の間に、エネルギ検出器３６のゲインが適応的に制御される。
【００２９】
ＡＩＤ間隔９０を規定するために用いられる一連のエンベロープパルス２８を例示する図４に示すように、８つのＡＩＤ間隔パルス２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄ、２８ｅ、２８ｆ、２８ｇおよび２８ｈがデータパケットの前に挿入され、該データパケットは、最後のＡＩＤエンベロープパルス２８ｈの後に続くエンベロープパルス２８ｉをもって開始する。上述のように、エンベロープパルス２８は受信したネットワーク信号５に応答してエンベロープ検出器３４によって生成される。エネルギ検出器３６に与えられるＡＩＤエンベロープパルス２８を用いて、ネットワークから受信したデータパケットの各々に対するゲインを適応的に制御する。
【００３０】
エンベロープパルス２８に応答して、エネルギ検出器３６は受信したパルス信号のエネルギを表わすパルスエネルギ信号を生成する。上述のように、エネルギ検出器３６は積分器を含み、該積分器は時間の経過につれて積分の数学的処理を行なって受信したパルス信号のエネルギに比例するパルスエネルギ値を生成する。ホームネットワーク環境における波形の形状は配線トポロジーに大きく依存することから、エネルギ検出器３６の入力に与えられるエンベロープパルス２８の振幅は、広い範囲にわたって変動し得る。したがって、エネルギ検出器３６によって生成されるパルスエネルギ値は、受信ダイナミックレンジの最大レベルに対応する値よりも高くなって受信機の飽和を引起すか、またはデータ信号をノイズ信号から区別するために必要なレベルよりも低くなるおそれがある。
【００３１】
したがって、エネルギ検出器のゲインを調整して、その出力値を、たとえば受信ダイナミックレンジの最大レベルに対応する、予め設定された最適なレベルに維持することが望ましいであろう。そのような調整を行なうために、スライサ回路３８ｄは、ＡＩＤエンベロープパルス２８に応答してエネルギ検出器３６によって生成されるパルスエネルギ値と、デジタルコントローラ４１によって確立される予め設定されたエネルギ検出テストレベルとを比較する。Ｄ／Ａ変換器４０は、エネルギ検出テストレベルのデジタル値をアナログ信号に変換してスライサ回路３８ｄに与える。スライサ回路３８ｄの出力はデジタルコントローラ４１に与えられる。パルスエネルギ値が予め設定されたエネルギ検出テストレベルよりも高ければ、デジタルコントローラ４１はエネルギ検出器３６のゲインを減じるエネルギ検出器ゲイン制御信号を生成する。しかしながら、パルスエネルギ値が予め設定されたエネルギ検出テストレベルよりも低ければ、デジタルコントローラ４１によって生成されるエネルギ検出器ゲイン制御信号は、エネルギ検出器３６のゲインを増す。
【００３２】
たとえば、エネルギ検出器３６の積分器は、電流源から供給される電流が与えられるキャパシタを含み得る。エネルギ検出器３６のゲインを調整するために、キャパシタに供給される電流の値を変化させるようエネルギ検出器ゲイン制御信号によって電流源が制御される。その結果、積分器から生成される積分された信号の値を調整し得る。
【００３３】
開示される実施例によると、エネルギ検出器ゲイン制御値を最適のレベルに設定するために、バイナリサーチを用い得る。この発明の適応エネルギ検出器ゲイン制御手順を示す図５に示すように、データ通信セッションの開始時においては、デジタルコントローラ４１は、エネルギ検出器３６に与えられるエネルギ検出器ゲイン制御（ＥＤＧＣ）値を初期化してゲインを制御する（ブロック１０２）。たとえば、３ビットのエネルギ検出器ゲイン制御値が用いられた場合、デジタルコントローラ４１はエネルギ検出器ゲイン制御値をＥＤＧＣ＝４（バイナリ１００）に初期設定し得る。よって、ＥＤＧＣをエネルギ検出器ゲイン制御範囲（バイナリ０００からバイナリ１１１）のほぼ中間に初期設定し得る。
【００３４】
また、デジタルコントローラ４１は、エネルギ検出器ゲイン調整のために用いられる逐次近似アルゴリズムにおける反復の最大の回数を規定するパルステスト数（ＰＴＮ）を初期化し、調整手順に対するインクリメントを判断し得る。たとえば、３回までの反復を行なうよう、パルステスト数を初期にＰＴＮ＝２に設定し得る（ＰＴＮ＝２からＰＴＮ＝０まで）。
【００３５】
さらに、デジタルコントローラ４１はエネルギ検出器ゲイン制御に対するしきい値として用いられるエネルギ検出テストレベルを設定する。たとえば、エネルギ検出テストレベルは、物理層送受信機２０のダイナミックレンジ（すなわち線形領域）の最大値に対応するレベルに設定することができる。
【００３６】
次いで、デジタルコントローラ４１は予め定められたＡＩＤパルスが受信されるまで待機する（ブロック１０４）。たとえば、デジタルコントローラ４１は４番目のＡＩＤエンベロープパルス２８ｄ（図４）がエネルギ検出器３６に与えられるまで待機し得る。
【００３７】
パルス２８ｄに応答してエネルギ検出器３６によって生成されるパルスエネルギ値は、スライサ回路３８ｄによってエネルギ検出テストレベルと比較される（ブロック１０６）。デジタルコントローラ４１がパルスエネルギ値がテストレベルを超えることを検出すると、これはエネルギ検出器３６に与えられるゲイン制御値を減じることにより、エネルギ検出器３６のゲインを減じる（ブロック１０８）。たとえば、デジタルコントローラ４１はＥＤＧＣ値をＰＴＮ値分だけ減じ得る。
【００３８】
パルス２８ｄに応答して生成されるパルスエネルギ値がエネルギ検出テストレベルよりも低ければ、デジタルコントローラ４１はＥＤＧＣ値を増すことにより、エネルギ検出器３６のゲインを増す（ブロック１１０）。たとえば、ＥＤＧＣ値をＰＴＮ値分だけ増加し得る。
【００３９】
次いで、ＰＴＮは１だけデクリメントされ（ブロック１１２）、デジタルコントローラ４１は新しいＰＴＮ値が０と等しいかどうかを判断する（ブロック１１４）。そうでなければ、システムは次のＡＩＤパルス、たとえばパルス２８ｅを待機つ（ブロック１１６）。パルス２８ｅに応答してエネルギ検出器３６によって生成されるパルスエネルギ値は、スライサ回路３８ｄによってエネルギ検出テストレベルと比較され、パルスエネルギ値がテストレベルよりも高いか低いかに応じて、ステップ１０８または１１０が繰返される。
【００４０】
エネルギ検出器ゲイン制御手順は、デジタルコントローラがステップ１１４においてＰＴＮ＝０であることを検出するまで行なわれる。こうして、開示される実施例によると、ＡＩＤパルス２８ｄ、２８ｅ、および２８ｆが用いられてエネルギ検出器３６のゲインを適応的に制御する。
【００４１】
よって、ネットワークから受取られるデータパケットごとのＡＩＤ間隔の間に、この発明の物理層送受信機２０はエネルギ検出器３６のゲインを、たとえば受信ダイナミックレンジの最大レベルに対応する、最適のレベルに適応的に調整する。
【００４２】
当業者においては、この発明はこの発明の概念の範囲内に、いくつもの変更を認めることが理解されるであろう。たとえば、エネルギ検出器ゲイン制御手順はいくつもの異なった方法において実現化し得る。たとえば、これはデジタル信号プロセッサおよび適切なプログラミングを用いて実現化し得る。また、エネルギ検出器ゲイン制御値は初期に最大レベルに設定され、次いで所望の最適なレベルに適応的に減じられてもよい。
【００４３】
先の記載においてこの発明の好ましい実施例であると考えられることを説明してきたが、多くの変更を行なうことが可能であり、かつこの発明はさまざまな形および実施例において実現化することが可能であって、その一部のみがここに開示される多くの用途に適用されることを理解されたい。前掲の特許請求の範囲によって、発明の真の範囲内に入るそのような変形および変更のすべてを申請することが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  住宅撚り対配線を介して展開される、ローカルエリアネットワークを示すブロック図である。
【図２Ａ】  この発明の実施例に従った、図１の物理層送受信機によって受信された波形の処理を示す図である。
【図２Ｂ】  この発明の実施例に従った、図１の物理層送受信機によって受信された波形の処理を示す図である。
【図２Ｃ】  この発明の実施例に従った、図１の物理層送受信機によって受信された波形の処理を示す図である。
【図２Ｄ】  この発明の実施例に従った、図１の物理層送受信機によって受信された波形の処理を示す図である。
【図３】  この発明の実施例に従った、図１の物理層送受信機のアーキテクチャを示すブロック図である。
【図４】  この発明のアクセス識別間隔を示す図である。
【図５】  この発明の実施例に従った、図３のエネルギ検出器のゲインを適応的に制御するための方法を示す、フロー図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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