(57)【要約】マルチキャリアモデムは、それを介してデータが送信される複数のキャリアを有する。例えば、一以上の異なるマージンを各キャリアに割り当てることにより、データレートおよび障害に対する耐性が向上する。【選択図】図２
2004501535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア変調通信システムであって、
複数のサブチャネル、および
複数のマージン、を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項２】
請求項１のシステムおいて、前記複数のマージンは、少なくとも、クロストークのレベル、インパルス雑音、温度変化、線の長さ（ｗｉｒｅ ｌｉｎｅ ｌｅｎｇｔｈ）、無線周波数の干渉、ビットエラーレート、ＳＮ比、季節による変動（ｓｅａｓｏｎａｌ ｃｈａｎｇｅ）、統計情報（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、時間情報、日付情報、およびデータレート情報、のいずれか一つに基づいて決定されること、
を特徴とするもの。
【請求項３】
請求項１のシステムにおいて、前記複数のマージンは、少なくとも一の平均マージンおよびサブチャネル特定マージン（ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｍａｒｇｉｎ）であること、
を特徴とするもの。
【請求項４】
請求項３のシステムにおいて、前記複数のサブチャネルの一部に前記平均マージンが等しく適用されること、
を特徴とするもの。
【請求項５】
請求項１のシステムにおいて、さらに、少なくとも一のマージンを決定するマージン決定装置（ｍａｒｇｉｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｒ）を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項６】
請求項１のシステムにおいて、さらに、少なくとも一のマージンを記憶するマージン記憶装置（ｍａｒｇｉｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ）を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項７】
マルチキャリア変調通信システムであって、
複数のサブチャネル、および
その一つが、前記複数のサブチャネルの少なくとも一つに割り当てられている複数のマージン、を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項８】
請求項７のシステムにおいて、前記複数のマージンは、少なくとも、クロストークのレベル変化、インパルス雑音、温度変化、線の長さ、無線周波数の干渉、ビットエラーレート、ＳＮ比、季節による変動、統計情報（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、時間情報、日付情報、およびデータレート情報、のいずれか一つに基づいて決定されること、
を特徴とするもの。
【請求項９】
請求項７のシステムにおいて、前記複数のマージンは、平均マージンおよびサブチャネル特定マージンの少なくとも一つであること、
を特徴とするもの。
【請求項１０】
請求項９のシステムにおいて、前記複数のサブチャネルの一部に前記平均マージンが等しく適用されること、
を特徴とするもの。
【請求項１１】
請求項７のシステムにおいて、さらに、少なくとも一のマージンを決定するマージン決定装置を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項１２】
請求項７のシステムにおいて、さらに、少なくとも一のマージンを記憶するマージン記憶装置を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項１３】
ワイヤ線上で複数のサブチャネルを介して通信を行うマルチキャリア変調通信システムにおいて、前記ワイヤ線の長さによって決まる少なくとも一つのマージンは、前記複数のサブチャネルの少なくとも一つに割り当てられていること、
を特徴とするもの。
【請求項１４】
請求項１３のシステムにおいて、前記少なくとも一つのマージンは、少なくとも、クロストークのレベル変化、インパルス雑音、温度変化、無線周波数の干渉、ビットエラーレート、ＳＮ比、季節による変動、統計情報、時間情報、日付情報、およびデータレート情報、のいずれか一つに基づいて決定されること、
を特徴とするもの。
【請求項１５】
請求項１３のシステムにおいて、前記少なくとも一のマージンは、平均マージンおよびサブチャネル特定マージンの少なくとも一つに基づいて決定されること、
を特徴とするもの。
【請求項１６】
請求項１５のシステムにおいて、前記複数のサブチャネルの一部に前記平均マージンが等しく適用されること、
を特徴とするもの。
【請求項１７】
請求項１３のシステムにおいて、さらに、少なくとも一のマージンを決定するマージン決定装置を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項１８】
請求項１３のシステムにおいて、さらに、少なくとも一のマージンを記憶するマージン記憶装置を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項１９】
複数のサブチャネルを有するマルチキャリア変調通信システムにおいて、少なくとも二のサブチャネルは、異なるマージンを有していること、
を特徴とするもの。
【請求項２０】
請求項１９のシステムにおいて、前記マージンは、少なくとも、クロストークのレベル変化、インパルス雑音、温度変化、線の長さ、無線周波数の干渉、ビットエラーレート、ＳＮ比、季節による変動、統計情報、時間情報、日付情報、およびデータレート情報、のいずれか一つに基づいて決定されること、
を特徴とするもの。
【請求項２１】
請求項１９のシステムにおいて、前記マージンは、平均マージンおよびサブチャネル特定マージンの少なくとも一つであること、
を特徴とするもの。
【請求項２２】
請求項２１のシステムにおいて、前記複数のサブチャネルの一部に前記平均マージンが等しく適用されること、
を特徴とするもの。
【請求項２３】
複数のサブチャネルを有するマルチキャリア変調システム用のマージン情報を記憶する情報記憶媒体において、少なくとも二つのサブチャネルは、異なるマージンを有していること、
を特徴とするもの。
【請求項２４】
複数のサブチャネルを介するマルチキャリア変調通信を促進させる方法であって、
少なくとも二の異なるマージンを用いて複数のサブチャネルを介して通信するステップ、を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項２５】
請求項２４の方法において、前記少なくとも二のマージンは、少なくとも、クロストークのレベル変化、インパルス雑音、温度変化、線の長さ、無線周波数の干渉、ビットエラーレート、ＳＮ比、季節による変動、統計情報、時間情報、日付情報、およびデータレート情報、のいずれか一つに基づいて決定されること、
を特徴とするもの。
【請求項２６】
請求項２４の方法において、前記少なくとも二のマージンは、平均マージンおよびサブチャネル特定マージンの少なくとも一つであること、
を特徴とするもの。
【請求項２７】
請求項２６の方法において、前記複数のサブチャネルの一部に前記平均マージンが等しく適用されること、
を特徴とするもの。
【請求項２８】
請求項２４の方法において、さらに、少なくとも一のマージンを決定するステップを備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項２９】
請求項２４の方法において、少なくとも一のマージンを記憶するステップを備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項３０】
複数のサブチャネルを介したマルチキャリア変調通信方法であって、
第一の数のサブチャネルを選択するステップ、
前記第一の数の前記サブチャネルに、第一のマージンを割り当てるステップ、
第二の数のサブチャネルを選択するステップ、および
前記第二の数の前記サブチャネルに、前記第一のマージンとは異なる第二のマージンを割り当てるステップ、を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項３１】
請求項３０の方法において、前記マージンは、少なくとも、クロストークのレベル変化、インパルス雑音、温度変化、線の長さ、無線周波数の干渉、ビットエラーレート、ＳＮ比、季節による変動、統計情報（、時間情報、日付情報、およびデータレート情報、のいずれか一つに基づいて決定されること、
を特徴とするもの。
【請求項３２】
請求項３０の方法において、前記マージンは、平均マージンおよびサブチャネル特定マージンの少なくとも一つであること、
を特徴とするもの。
【請求項３３】
請求項３２の方法において、前記サブチャネルの前記第一の数又は前記第二の数のいずれかの一部に、前記平均マージンが等しく適用されること、
を特徴とするもの。
【請求項３４】
請求項３０の方法において、さらに、少なくとも一のマージンを決定するマージン決定装置を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項３５】
請求項３０の方法において、さらに、少なくとも一のマージンを記憶するマージン記憶装置を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項３６】
複数のサブチャネルを用い、ワイヤ線を介してマルチキャリア変調通信を行う方法において、前記ワイヤ線の長さに基づいて決められた少なくとも一のマージンが、少なくとも前記複数の前記サブチャネルの一つに割り当てられること、
を特徴とするもの。
【請求項３７】
請求項３６の方法において、前記少なくとも一のマージンは、少なくとも、クロストークのレベル変化、インパルス雑音、温度変化、無線周波数の干渉、ビットエラーレート、ＳＮ比、季節による変動、統計情報、時間情報、日付情報、およびデータレート情報、のいずれか一つによって決まること、
を特徴とするもの。
【請求項３８】
請求項３６の方法において、前記少なくとも一のマージンは、平均マージンおよびサブチャネル特定マージンの少なくとも一つであること、
を特徴とするもの。
【請求項３９】
請求項３８の方法において、前記複数のサブチャネルの一部に前記平均マージンが等しく適用されること、
を特徴とするもの。
【請求項４０】
請求項３６の方法において、さらに、少なくとも一のマージンを決定するマージン決定装置を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項４１】
請求項３６の方法において、さらに、少なくとも一のマージンを記憶するマージン記憶装置を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項４２】
少なくとも二つのサブチャネルを有するマルチキャリア変調通信環境において通信を行う方法において、前記少なくとも二つのサブチャネルの少なくとも二つは、異なるマージンを有すること、
を特徴とするもの。
【請求項４３】
請求項４２の方法において、前記マージンは、少なくとも、クロストークのレベル変化、インパルス雑音、温度変化、ワイヤ線の長さ、無線周波数の干渉、ビットエラーレート、ＳＮ比、季節による変動、統計情報、時間情報、日付情報、およびデータレート情報、のいずれか一つに基づいて決定されること、
を特徴とするもの。
【請求項４４】
請求項４２の方法において、前記マージンは、平均マージンおよびサブチャネル特定マージンの少なくとも一つであること、
を特徴とするもの。
【請求項４５】
請求項４２の方法において、前記少なくとも二のサブチャネルの一部に前記平均マージンが等しく適用されること、
を特徴とするもの。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、通信技術に関し、具体的には、本発明は、複数のマージンを有するマルチモード・マルチキャリア変調システム関する。
【０００２】
【関連技術の説明】
マルチキャリア変調、又はディスクリートマルチトーン（ＤＭＴ）変調は、困難なメデイアを介した通信に広く用いられている送信方法である。マルチキャリア変調は、送信周波数帯域を、各キャリアがそれぞれビット又はビットの集合を変調する複数のサブチャネル、すなわち、キャリア又はビン（ｂｉｎｓ）に分割する。送信機は、一以上のキャリア、すなわちビン又はサブチャネル、を有する情報ビットを含む入力データストリームを変調するとともに、変調された情報を送信する。受信機は、送信された情報を出力データストリームとして再生するため、全てのキャリアを復調する。
【０００３】
マルチキャリア変調は、シングルキャリア変調を超える数々の利点を有している。かかる利点には、例えば、インパルス雑音に対する耐性（ｉｍｍｕｎｉｔｙ）が高いこと、マルチパス環境におけるイコライゼーション要件が複雑でないこと、狭い周波数帯への干渉に対する耐性が高いこと、データレートが高いこと、並びに、帯域幅の自由度が高いこと、が含まれる。マルチキャリア変調は、これらの利点を得るためだけでなく、他の理由からも、多くのアプリケーションに用いられている。かかるアプリケーションには、非対称デジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）システム、ワイヤレスＬＡＮシステム、電力線通信システム、および他のアプリケーションがある。ＩＴＵ規格Ｇ９９２．１およびＧ９９２．２並びにＡＮＳＩ  Ｔ１．４１３規格が、マルチキャリアを用いたＡＤＳＬトランシーバーの標準的な実装基準を特定する。
【０００４】
ディスクリートマルチトーン変調トランシーバーは、各サブチャネル上の多数のビットを変調し、かかる多数のビットは、当該サブチャネルのＳＮ比およびリンクのビットエラーレート（ＢＥＲ）要件によって決定される。２１．５ｄＢというのは、１Ｘ１０−７ のＢＥＲを有する４ＱＡＭを送信するために必要なＳＮ比なので、例えば、必要とされるＢＥＲが１Ｘ１０−７ 、すなわち、平均して、１０００万回に対して１ビットのエラーしか生じず、特定サブチャネルのＳＮ比が２１．５ｄＢである場合、かかるサブチャネルは、４ビットを変調することが可能である。他のサブチャネルは、異なるＳＮ比を有することができるので、それに対して同じＢＥＲを有する異なった数のビットを割り当てることができる。ビットローデイングに関する追加情報は、その全体が参照のためここに取り込まれる継続中の米国特許出願番号０９／５１０、７７３に記載されている。
【０００５】
多くのＤＭＴシステムにおいて、各サブチャネルに割り当てられるビット数を決定するために追加のパラメーターが用いられる。かかるパラメーターは、ＳＮ比”マージン”又は、単に、”マージン”と呼ばれる。このマージンは、特定されたＢＥＲ要件を維持するために必要とされるものに加え、サブチャネル毎のＳＮ比の余裕を特定する。例えば、６ｄＢのマージンを有するＤＭＴシステムにおいて、１Ｘ１０−７ のＢＥＲを有するサブチャネル上で４ビットを送信するためには、２１．５ｄＢ＋６ｄＢ＝２７．５ｄＢのＳＮ比が当該サブチャネル上で必要とされる。ここでは、システムに対し、６ｄＢのマージンが加えられているので、前の段落で説明した例で必要とされるものと比べて６ｄＢだけ多い。これについて他の見方をすると、前の段落の例においては、２１．５ｄＢのＳＮ比を有するサブチャネルに４ビットが割り当てられ、マージンが０ｄＢであった、と言うことができる。
【０００６】
ＤＭＴトランシーバーは、時間に基づいて変化する様々な機能的障害（ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔｓ）に対するシステムの耐性を向上させるため、マージンを用いる。ＤＳＬシステムにおける、かかる障害の例としては、他の通信システムからのクロストークのレベル変化、インパルス雑音、電話線の温度変化等がある。ＤＭＴシステムは、プラスのＳＮ比マージンで動作中に、マージンのレベルによって雑音を瞬時に変化させることが可能であり、この場合でもシステムは、必要とされるＢＥＲを維持し続ける。例えば、システムが６ｄＢのマージンで動作する、すなわち、１Ｘ１０−７ のＢＥＲ用に２７．５ｄＢのＳＮ比を有するキャリアに４ビットが割り当てられている、場合、クロストークのレベルを６ｄＢだけ増加させることが可能であるとともに、必要とされる１Ｘ１０−７ のＢＥＲでシステムを動作させることができる。マージンが０ｄＢの場合、２７．５ｄＢのＳＮ比を有するサブチャネルは、１Ｘ１０−７ のＢＥＲで６ビットを変調することができるので、堅牢性（ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ）が上昇することによる不利益として、データレートが低下することは明かである。
【０００７】
したがって、電話線等のチャネルの堅牢性と達成可能なデータレートとの間でトレードオフが生じる。マージンは、かかるトレードオフを数値化するために用いることができる。マージンが大きい場合、達成可能なデータレートを犠牲にすることにより、チャネル条件の変更に対する耐性が高くなる。同様に、マージンが小さい場合、チャネル条件の変更に対する耐性を犠牲にすることにより、データレートが高くなる。
【０００８】
現在のＤＭＴシステムにおいては、全てのサブチャネルに対して固定されたマージンを割り当てる。例えば、通常、ＡＤＳＬシステムは、データビットを搬送する全てのサブチャネルで６ｄＢのマージンを用いている。この６ｄＢのマージンは、かかるマージンが防御しようとする障害の種類に関係なく全てのサブチャネルで一定である。
【０００９】
【発明の概要】
参照の容易のため、本発明のシステムおよび方法を、以下でトランシーバー、又は、マルチキャリアモデム、総称してモデムと呼ぶ。かかるモデムの一方は、通常、家又は仕事場等の顧客の構内に位置し、それと通信を行う電話局の”下流”に位置する。他方のモデムは、通常、電話局に存在し、顧客の構内の”上流”に位置する。業界基準と一致させるため、かかるモデムは”ＡＴＵ−Ｒ”（ＡＤＳＬトランシーバーユニット、遠隔、すなわち、顧客の構内にある）および”ＡＴＵ−Ｃ”（ＡＤＳＬトランシーバーユニット、電話局、すなわち、電話局内にある）と呼ばれる。各モデムは、データを送信する送信部およびデータを受信する受信部を含んでいるとともに、ディスクリートマルチトーン、すなわち、モデムは限定された帯域幅の複数のサブチャネルを介してデータを送信する、タイプである。上流又はＡＴＵ−Ｃモデムは、通常、周波数の高いサブチャネルである第一のサブチャネルセットを介して下流又はＡＴＵ−Ｒモデムにデータを送信するとともに、通常、小さく周波数が低いサブチャネルである第二のサブチャネルセットを介して下流又はＡＴＵ−Ｒモデムからデータを受信する。
【００１０】
例えば、デジタル加入者線（ＤＳＬ）技術においては、送信されるデータを、総計され加入者ループを介して送信された複数の分割周波数キャリア上に変調することによって、電話局と加入者の構内間のローカル加入者ループを介した通信が行われる。個々に、分離し、重複しない通信サブチャネルからのキャリアは、一定の帯域幅から構成されている。キャリアは、全体として、実質的にブロードバンド通信チャネルを形成する。かかるキャリアは、受信機側において、復調され、データが再生される。
【００１１】
ＤＳＬシステムは、隣接する電話線上の、ＡＤＳＬ、ＨＤＳＬ、ＩＳＤＮ、Ｔ１等の他のデータサービスからの外乱（ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ）を受ける場合もある。また、ＤＳＬシステムは、インパルス雑音、クロストーク、温度変化等による障害を受ける場合もある。これらの障害は、対象となるＤＳＬサービスが開始された後で始まるようしてもよいが、インターネットアクセス用のＤＳＬの常時接続が想定されることから、かかる障害の影響は、対象となるＤＳＬトランシーバーによって考慮されるべき事項である。また、電話線の長さも、一のＡＤＳＬ加入者と他の加入者間で変化する障害の一つであるので、ＡＤＳＬモデムの性能に影響を及ぼす。
【００１２】
本発明のシステムおよび方法は、障害の種類に応じてディスクリートマルチトーン変調システムにおけるマージンを変化させることを可能とする。例えば、この障害は、一定期間、又は、あるインスタレーションから他のインスタレーションまでに変更することができる。したがって、ディスクリートマルチトーン変調通信システムにおいて、一以上のキャリアに対し、異なるマージンを割り当てることができる。
【００１３】
上述のように、リンクの堅牢性と達成可能なデータレートとの間でトレードオフが生じる。より高いマージンを設定した場合、達成可能なデータレートを犠牲にすることにより、チャネル条件の変更に対する耐性が高くなる。同様に、マージンが小さい場合、データレートは高くなるが、チャネル条件の変更に対する耐性が低くなってしまう。
【００１４】
しかし、全てのサブチャネルに対して等しいマージンを設定することによっては、少なくとも、時間経過とともに変化する障害を明かにすること（ａｃｃｏｕｎｔ ｆｏｒ）も、かかる障害が異なる周波数のサブチャネル上でどのような影響を及ぼすのかを明かにすることも、できない。例えば、温度変化および線の長さは、異なる干渉の程度を有する異なった周波数に影響を及ぼす。
【００１５】
本発明の側面は、複数のマージンを有する通信システムに関する。
【００１６】
また、本発明の側面は、複数のマージンを通信システムに割り当てる方法に関する。
【００１７】
さらに、本発明の側面は、変化する障害を明らかにするため、異なるマージンを異なるサブチャネルに割り当てるマルチキャリア変調システムならびに方法に関する。
【００１８】
本発明の上記およびその他の特徴、ならびに効果は、以下で述べる実施形態の詳細な説明において説明され、または、それによって明らかである。
【００１９】
【詳細な説明】
本発明の実施形態の一例において、マージンは、ディスクリートマルチトーン変調システムにおける少なくとも異なった二のサブチャネル上に設定される。この例示した実施形態においては、障害のレベルについて非常に大きな変化を受けるであろうサブチャネルは、高いマージンに設定されるが、障害のレベルについて小さな変化しか受けないと予想されるサブチャネルは、低いマージンに設定される。本実施形態の例として、電話線を介してデータを送信するＡＤＳＬ送信システムとともに、気温の変動を原因とする障害によってチャネル条件が変更される場合を考える。電話線は、通常、銅製であるため、減衰、すなわち、挿入損失（ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）特性は、線の温度により変化する。線の温度が上昇するにつれ、減衰、すなわち、挿入損失は、増加する。また、温度が変化すると、挿入損失は周波数とともに変化する。したがって、温度が上昇すると、挿入損失全体が増加するだけでなく、周波数が低い場合の挿入損失の増加に比べ、周波数が高い場合の挿入損失の増加が大きい。テーブル１は、例えば、７０°Ｆおよび１２０°Ｆにおける１３、５００フィートのＡＷＧ線の周波数対挿入損失の相関関係を示す。
【００２０】
【表１】
2004501535.tif 000003
テーブル１から、１２０°Ｆと７０°Ｆの挿入損失の差は、２０ｋＨｚで２．１ｄＢであるが、１１００ｋＨｚでの１２０°Ｆと７０°Ｆの挿入損失の差は、６ｄＢであることが明かである。この実施形態の例においては、高い周波数においては高いマージンが割り当てられ、低い周波数においては低いマージンが割り当てられる。例えば、気温が７０°Ｆから１２０°Ｆまで変化したとしても、挿入損失が２．１ｄＢしか変化しないので、２０ｋＨｚのキャリアでは２．１ｄＢのマージンしか必要とされず、したがって、温度変化の後であってもシステムのビットエラー要件は充足される。同様に、気温が７０°Ｆから１２０°Ｆまで変化すると、挿入損失が６ｄＢだけ変化するので、１１００ｋＨｚのキャリアでは６ｄＢのマージンが必要となり、したがって、温度変化後でもシステムのビットエラー要件が充足される。
【００２１】
しかしながら、マージンは、各サブチャネルに固定的ではなく、時間経過とともに変化すると予想される障害、又は、あるＤＳＬ設定地点（ＤＳＬ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ）から他のＤＳＬ設定地点における障害に基づいて割り当てられること、が理解されよう。しかし、このことは、異なるサブチャネルに同じマージンが割り当てられるという可能性を妨げるものではない。例えば、他のサブチャネルが他の障害に基づき同じマージンを割り当てられている場合であっても、あるサブチャネルは、特定の障害に基づいて割り当てられた特定のマージンを有していてもよい。かかる障害は、他の通信システムからのクロストークのレベルの変化、インパルス雑音、温度変化、線の長さ、無線周波数干渉および他のイングレス（ｉｎｇｒｅｓｓ）等を含むが、これらに限定されるものではない。この結果、例えば、特定のサブチャネルに共通のマージンによる過度の割り当てがなされないので、システムの堅牢性を犠牲にすることなくシステム全体のデータレートを高速化することができる。
【００２２】
例えば、更にテーブル１を参照すると、周波数の低いキャリアのマージンを６ｄＢから２．１ｄＢに低下させることにより、チャネルのデータレートが高くなる。低い周波数においては、高い周波数よりも温度変化による影響を受けにくいので、かかるデータレートの上昇を、線における温度変化に対する耐性を失うことなく生じさせることができる。一般に、本発明のシステムおよび方法は、時間とともに変化するどのような障害に応じて、すなわち、インスタレーションに基づいてマージンを設定すること、に適用可能であり、しかも、異なる周波数において異なる方法で適用することができる。
【００２３】
他の例として、他の通信システムからのクロストークを考慮する。クロストークを起こしている通信システムが、ディスクリートマルチトーン変調システムによって用いられている周波数スペクトルの一部しか用いていないことが判っている場合、クロストークを起こしているシステムの周波数スペクトルの外側にあることが判っているキャリア上のマージンを低下させることが可能である。例えば、ＩＳＤＮシステムは、ＡＤＳＬシステムのクロストーク源の一例である。ＩＳＤＮシステムは、通常、最大約１５０ｋＨｚでの送信しか行うことができない。したがって、例えば、本発明の教示を用いることにより、そこでＩＳＤＮクロストークが生じる１５０ｋＨｚ未満のキャリアのマージンよりも低いマージンで１５０ｋＨＺを超えるキャリアを動作させることができる。
【００２４】
他の例としては、電話線の長さに基づいて、ＡＤＳＬシステムにおけるマージンを変更することができる。テーブル２は、例えば、７０°Ｆおよび１２０°Ｆにおける９、０００フィートのＡＷＧ線の周波数対挿入損失の相関関係を示す。
【００２５】
【表２】
2004501535.tif 000004
テーブル１とテーブル２を比べると、温度の上昇による挿入損失の増加は、電話線の長さにも関係することが明かである。したがって、９、０００フィートの電話線で５０°Ｆの温度変化が生じた場合であっても、挿入損失は平均して２．８ｄＢしか上昇しない。１３、５００フィートの電話線で５０°Ｆの温度変化が生じると、挿入損失は平均４．３ｄＢも上昇する。この実例に関しては、サブチャネル上のマージンが、電話線の長さに基づいて変化する。例えば、電話線が短い、例えば、９、０００フィート、の場合、電話線の温度変化に対する耐性を犠牲にすることなく、長さ１３、５００フィートの場合に比べて、サブチャネル上のマージンの平均を４．３−２．８＝１．５ｄＢだけ低下させることができる。電話線が短いと、長い電話線ほど大きな挿入損失が生じないので、このことを達成することができる。
【００２６】
この実例に関して、異なるサブチャネルに割り当てられたマージンは、電話線の長さに関する情報を考慮に入れる。例えば、長さ１３、５００フィートの場合の２０ｋＨｚにおける７０°Ｆと１２０°Ｆの挿入損失の相違は、２．１ｄＢである。他方、長さ９、０００フィートの場合の２０ｋＨｚにおける７０°Ｆと１２０°Ｆの挿入損失の相違は、１．４ｄＢである。したがって、この例の場合、１．４ｄＢのマージンが９、０００フィートの線に２０ｋＨｚで割り当てられるとともに、２．１ｄＢのマージンが１３、５００フィートの線に２０ｋＨｚで割り当てられる。線の温度変化に対する耐性は、９、０００フィートで動作するシステムでも、１３，５００フィートで動作するシステムでも同じである。したがって、堅牢性を犠牲にすることなく、短い線によりシステム全体のデータレートを上昇させることができる。
【００２７】
図１は、マルチキャリアモデム１００の実施形態の一例を示す。具体的には、マルチキャリアモデム１００は、これら全てがリンク５で接続されている、コントローラ１０、メモリ２０、ディスクリートマルチトーン変調システム３０、データレート決定器（ｄａｔａ ｒａｔｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｅｒ）４０、ＳＮ比決定器（ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｎｉｓｅ ｒａｔｉｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｒ）５０、マージン決定装器（ｍａｒｇｉｎ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｒ）６０、マージン記憶装置７０、を備えている。マルチキャリアモデム１００は、通信リンク１０を介して、一以上のコンピュータ又はコンピュータ型装置８０および追加のモデム（図示せず）にも接続されている。マルチキャリアモデム１００は、図示を容易にするため、本発明の例示実施形態に必要とされる部品だけを用い、ブロックダイヤグラムの形式で描かれている。例示したマルチキャリアモデムの動作および構成に関する追加情報ならびに議論は、その全体が参照のためここに取り込まれる継続中の米国特許出願番号０９／４８５、６１４、発明の名称”スピッタレスマルチキャリアモデム”に記載されている。
【００２８】
図１に示す実施形態の例は、マルチキャリアモデム１００および共に配置されるその他の部品を示しているが、マルチキャリアモデムの様々な部品の全部又は、一部をＡＴＵ−Ｒおよび／又はＡＴＵ−Ｃ内に再構成し、配置してもよいことが理解されよう。また、マルチキャリアモデム１００の部品を、ＰＯＴＳネットワーク等の配信ネットワーク内、又は、それに匹敵する電気通信ネットワーク内、の様々な場所に位置させてもよいことが理解されよう。したがって、マルチキャリアモデム１００の部品を組み合わせて一つの装置にしても、複数の装置にして配置するようにしてもよいこと、を理解すべきである。マルチキャリアモデムの部品は、以下の説明から理解されるとともに、計算効率化の観点から、システムの動作に影響を及ぼさない限り、電気通信ネットワーク内、および／又は、モデム内のどの場所に配置してもよい。
【００２９】
リンク５および１０は、線でリンクしても、無線リンクであってもよく、さらに、電子データを提供し、接続する部品との通信を行いうる既知の、又は、以後開発される部品であってもよい。また、コンピュータ装置８０は、例えば、パーソナルコンピュータ又は他の装置でもよい。一般に、コンピュータ装置８０は、データを送信および／又は受信するモデムを用いるどのような装置でもよい。
【００３０】
動作中、マルチキャリアモデム１００は、例えば、顧客の構内又は電話局内において設定される。この設定中、線の長さ等の特定の固定数量（ｆｉｘｅｄ ｑｕａｎｔｉｔｙ）が認識され、マルチキャリアモデム１００内に記憶される。初期設定の間、又は、初期設定に続き、その間にマージンを再決定するのに適した期間中、例えば、ビットエラーレートの上昇、ＳＮ比の変化、季節による変動等に基づき、コントローラ１０は、メモリ２０、ディスクリートマルチトーン変調システム３０およびマージン決定装置６０と協働して、マージンを決定し、記録することができる。例えば、上記のテーブル１および２の例に示したように、実際の設定および履歴等に基づき、温度変動および線の長さに応じて、マージンを決定することができる。また、一以上のキャリアに関する情報を評価し（ｅｖａｌｕａｔｅ）、コンパイルするため、マージン決定器６０によりルーチンを生成することができる。例えば、モデムのアイドリング時間中、一以上のキャリア上で見られる障害に応じて、この統計上の情報をコンパイルすることができる。かかる統計情報は、次に、一以上のキャリア用に適切なマージンを決定するため用いることができる。
【００３１】
それに代えて、モデムは、アイドリング時間における線上の雑音を測定し、他のＡＤＳＬ又はＨＤＳＬモデム等の特定のタイプのクロストーク源（ｃｒｏｓｓｔａｋｌｅｒ）、が存在することを判断するようにしてよい。これらのタイプのクロストーク源のスペクトルの内容は既知であるから、この情報はマージンを決定するために用いられる。例えば、クロストーク源がＡＴＵ−Ｒ  ＡＤＳＬモデムである場合、ＡＴＵ−Ｒ  ＡＤＳＬモデムは、約２０−１３０ｋＨｚの範囲の送信を行うことが判る。かかる情報は、２０−１３０ｋＨｚの周波数範囲のキャリア用マージンを決定するため用いることができる。
【００３２】
それに代えて、例えば、既知の障害用の、所定のセットのマージンは、例えば、電話局又は通信ネットワーク内の他の箇所からダウンロード可能である。決定されたおよび／又はダウンロードされたマージンは、次に、マージン記憶装置７０に記憶される。同様に、例えば、地理的情報、季節情報、線の長さ情報等に基づき、マージンのグループを記憶することも可能である。
【００３３】
マルチキャリアモデム１００の調整（ｔｒａｉｎｉｎｇ）中、ＳＮ比決定器５０は、コントローラ１０、メモリ２０及びＤＭＴ３０と協働して、キャリアのＳＮ比を決定する。キャリアのＳＮ比を知ることにより、データレート決定器４０は、ＳＮ比およびビットエラレートに基づいてキャリアの生データレート（ｒａｗ ｄａｔａ ｒａｔｅ）を決定する。この生データは、マージンを有しないキャリアのデータレートを示している。
【００３４】
一般に、ビットエラーレートは、製造者等により予め設定されている。また、データレートは、通常、例えば、ＤＳＬプロバイダーが最大と保証する範囲に収められる。したがって、設定されたビットエラーレートに基づき、既知量のビット用のＳＮ比を決定することができる。
【００３５】
ＳＮ比を知ることにより、例えば、一以上の、入力された基準又は定められた基準、あるいは、それらの組み合わせ、に基づき、キャリア用のマージンを設定することができる。例えば、入力された基準は、ループ長に基づいて決定することができる。定められた基準は、例えば、サービスプロバイダーからダウンロードできる標準温度分布情報等に基づいて決定可能である。また、それに代えて、例えば、線の障害に関する履歴データに基づいてマージンを設定することができる。一般に、データレートと障害に対する耐性間のバランスが最大となるようマージンを設定することができる。
【００３６】
一以上のキャリア用のマージンを取り込むことにより、ＤＭＴシステム３０においてマージンを設定することが可能となる。次に、各キャリアの最新データレートを決定するため、キャリアからマージンを減じることができる。マージンを設定するとともに、データレートを知ることにより、次に、ＤＭＴシステムは、通信リンク１０を介して通信を開始する。
【００３７】
図２は、本発明にかかる一実施形態のキャリアに対するマージン割り当て方法の一例を示している。具体的には、動作はステップＳ１００で開始され、ステップＳ１１０へと続く。ステップＳ１１０においては、マージンが決定さるか否かの判断がなされる。マージンが決定される場合、ステップＳ１２０へと続く。そうでない場合は、ステップＳ１３０へジャンプする。
【００３８】
ステップＳ１２０において、マージンが決定され、記憶される。続いて、ステップＳ１３０へと続く。
【００３９】
ステップＳ１３０においては、キャリアのＳＮ比が決定される。次に、ステップＳ１４０では、ＳＮ比およびビットエラーレートに基づき、キャリアの生のデータレートが決定される。さらに、ステップＳ１５０において、キャリア用のマージンが受信される。次に、ステップＳ１６０へと続く。
【００４０】
ステップＳ１６０においては、キャリア用にマージンが設定される。次に、ステップＳ１７０では、各キャリア用の最新データレートを決定するため、キャリアからマージンが減じられる。次に、ステップＳ１８０へと続く。
【００４１】
ステップＳ１８０では、通信が開始される。その後、動作は、制御シーケンスが終了するステップＳ１９０に移る。
【００４２】
しかし、図２のステップが、図示された順序で実行されなくてもよいことが理解されよう。例えば、いずれかの時点で、マージンを再び決定するようにしてもよい。同様に、例えば、一日の特定の時間（ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄａｙ）、日（ｄａｙ）、場所（ｌｏｃａｔｉｏｎ）、エラーレート、サービスプロバイダーへの指示（ｓｅｒｖｉｃｅ ｐｒｏｖｉｄｅｒ ｄｉｒｅｃｔｉｖｅ）、サービス要件に関する質の変更等、に基づき、マージンを調整することもできる。これに代えて、いつでも、最新マージンをダウンロードし、マージン記憶装置に記憶させることもできる。また、生データが使用されないことが知られているので、マージンがデータレートの決定ステップに組み込まれていることが判っている場合、これに代え、ステップＳ１４０をとばす（ｂｙｐａｓｓｅｄ）ようにしてもよい。
【００４３】
また、本発明のシステムおよび方法は、ＬＡＮ  ８０２．１１およびＥＴＳＩ  ハイパーリンク標準、ワイヤレスアクセスシステム、ホームアンドパワーライン通信システム等のワイヤレスＬＡＮを含む、マルチキャリア変調型のいずれの通信システムにも適用することができる。
【００４４】
図１に示すように、マルチキャリアモデムおよび関連するコンポーネントは、ＤＳＬモデム、又は、通信装置を有する、別のプログラム済み汎用コンピュータによって実行することができる。しかし、かかるマルチキャリアモデムは、特殊な用途のコンピュータ、プログラム済みのマイクロプロセッサー、又は、マイクロコントローラ兼周辺集積回路素子、ＡＳＩＣ又は他の集積回路、デジタル信号プロセッサー、個別素子（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ），ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ、ＰＡＬ等及び関連する通信機器等のプログラマブルロジック装置等のプログラム組み込み済みハードウエア（ｈａｒｄｗｉｒｅｄ）又は電子ロジック回路によっても実行可能である。一般に、図２に示すフローチャートを連続して実行可能な有限状態機械（ｆｉｎｉｔｅ ｓｔａｔｅ ｍａｃｈｉｎｅ）を実現することができる装置であれば、どのような装置でも本発明にかかるマルチキャリアモデム１００に使用することが出来る。
【００４５】
また、開示された方法は、様々なコンピュータ、ワークステーション、又は、モデムハードウエア上で使用可能なポータブルソースコードを提供するオブジェクト又はオブジェクト指向のソフトウエア開発環境により、直ちに実現することができる。それに代えて、開示されたモデムは、その一部又は全部を、標準的なロジック回路又はＶＬＳＩデザインを用いたハードウエアにより実現しても良い。本発明にかかるシステムを実現するため、当該システムの速度、および／又は、効率についての要求事項、特定の機能、特定のソフトウエア、および／又は、ハードウエアシステム、又はマイクロプロセッサー、すなわち、用いられるマイクロコンピュータシステムによっては、他のソフトウエア又はハードウエアを用いても良い。しかし、ここで示されているマルチキャリアモデムは、ここで記載された機能の説明およびコンピュータならびに通信技術の一般的な知識を用いることにより、適用可能な技術の当業者によって、既知の、又は、以後開発されるシステム又は構成、装置、および／又は、ソフトウエアを用いたハードウエア、および／又は、ソフトウエアを用いて、直ちに実現することが出来る。
【００４６】
また、開示された方法は、プログラムされた汎用コンピュータ、特殊な用途のコンピュータ、マイクロプロセッサおよび関連する通信機器、ＤＳＬモデム等のモデム、上で実行されるソフトウエアとして直ちに実現することが出来る。このような場合、本発明の方法およびシステムは、ＤＳＬモデム等のモデムに組み込まれたプログラムとして実現することが出来る。かかるマルチキャリアモデムは、前記システムおよび前記方法を、ＡＤＳＬモデム等のモデムのハードウエアおよびソフトウエアシステム、等のソフトウエア、および／又は、ハードウエアシステム内、に物理的に組み込むことによっても実現可能である。
【００４７】
したがって、本発明によって、キャリアにマージンを割り当てるシステムおよび方法が提供されることは、明かである。本発明は、いくつかの実施形態に関して説明されているが、適用可能な技術の当業者にとっては、多くの代替手段、変更例があることは、明らかに理解できる。したがって、出願人は、本発明の精神およびの範囲中にある、かかる代替手段、変更例、均等物を含むことを意図している。
【図面の簡単な説明】
本発明の実施形態は、以下の図面を参照して説明された。
【図１】
図１は、本発明にかかるモデムの一例を示す機能ブロック図である。
【図２】
図２は、本発明にかかるマージン割り当て方法の例を概説するフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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