(57)【要約】      （修正有）【課題】ケーブル通信ネットワークにおいて、分割デュプレキシング技法を使用することなしに同軸ケーブルを介してデータを送信および受信できるようにする。【解決手段】ケーブル通信ネットワークは、ＤＦＤ対応ネットワークノードを含み、そのケーブルネットワークへの各加入者は、ＤＦＤモードで動作するように構成されたＤＦＤシステムを装備する。ＤＦＤシステムは、逆方向に伝搬する信号が１つの周波数チャネルを介して送信することができ、そして、ＤＦＤ技法は最初に送信された信号を回復するために使用され得る。さらに、ＤＦＤ技法は、ケーブル通信ネットワーク内で送信されるデータのセキュリティを強化するために、暗号化法とともに使用され得る。【選択図】図１
2013090334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル通信ネットワーク内のケーブルを介して第１の方向に第１のデバイスからデータを送信するステップと、
無分割デュプレキシング（ＤＦＤ）技法を使用して、前記ケーブルを介して前記第１の方向と反対の第２の方向に第２のデバイスからデータを送信するステップであって、前記データが前記第１の方向および前記第２の方向にほぼ同時に送信されるステップと
を備える、方法。
【請求項２】
前記第１のデバイスで前記第１の方向に送信される前記データを暗号化するステップと、
前記第２のデバイスで前記第２の方向に送信される前記データを暗号化するステップ
のうちの１つまたは複数を備える、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第２のデバイスで前記第１の方向に送信される前記データを受信するステップと、
前記第２のデバイスで前記第１の方向に送信される前記データを復号化するステップと
を備える、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記第１のデバイスから前記第２のデバイスに暗号変数を送信するステップを備える、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１のデバイスが前記第２のデバイスに前記暗号変数を送信する間に、前記第２のデバイスから広帯域ノイズを送信するステップと、
前記暗号変数を回復するために、前記第２のデバイスでＤＦＤ技法を使用して前記広帯域ノイズを取り除くステップと
を備える、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記ＤＦＤ技法が、
前記ケーブルからアナログ一次信号を受信するステップと、
送信機からアナログ参照信号を受信するステップと、
前記アナログ一次信号をデジタル一次信号に変換するステップと、
前記アナログ参照信号をデジタル参照信号に変換するステップと、
デジタル適応フィルタのフィルタ重みを判定するための入力として前記デジタル参照信号およびデジタル一次信号を使用して出力を提供するデジタル適応フィルタで、前記デジタル参照信号を処理するステップと、
前記デジタル一次信号から前記デジタル適応フィルタの出力を減算して、デジタルキャンセルされた信号を生成するステップと
を備える、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記第１の方向に送信される前記データおよび前記第２の方向に送信される前記データが同一周波数チャネルを介して送信される、請求項１記載の方法。
【請求項８】
その複数のノードの各々がＤＦＤモードで動作可能であるように構成された無分割デュプレキシング（ＤＦＤ）システムを各々備える、複数のノードと、
前記複数のノードの各々の動作のモードを制御するように構成された、プロセッサと
を備える、ケーブル通信システム。
【請求項９】
前記複数のノードのうちの２つ以上のノード間の通信が同軸ケーブルを介して伝送される、請求項８記載のケーブル通信システム。
【請求項１０】
前記複数のノードが、１つまたは複数のネットワークノードと複数のノードを各々備える１つまたは複数のファイバリングとを備え、前記１つまたは複数のネットワークノードの各々が１つまたは複数のファイバリングに接続された、請求項８記載のケーブル通信システム。
【請求項１１】
前記１つまたは複数のファイバリングに接続された前記複数のノードの各々が、前記１つまたは複数のネットワークノードのうちの１つから暗号変数を受信するように構成された、請求項１０記載のケーブル通信システム。
【請求項１２】
前記１つまたは複数のファイバリングに接続された前記複数のノードの各々が、前記暗号変数を受信する間にノイズを送信し、ＤＦＤ技法を使用して前記暗号変数を回復するように構成された、請求項１１記載のケーブル通信システム。
【請求項１３】
前記プロセッサが、前記１つまたは複数のネットワークノードのうちの１つからの前記暗号変数の送信と、前記１つまたは複数のファイバリングに接続された前記複数のノードの各々での前記暗号変数の受信とを制御するように構成された、請求項１１記載のケーブル通信システム。
【請求項１４】
前記１つまたは複数のファイバリング内の前記複数のノードの各々が、前記ケーブル通信システムのユーザに結合された、請求項１１記載のケーブル通信システム。
【請求項１５】
前記複数のノードの各々が、
一次信号を受信し、
送信機から参照信号を受信し、
適応フィルタのフィルタ重みを判定するための入力として前記参照信号および一次信号を使用して出力を提供する適応フィルタで、前記参照信号を処理し、そして、
前記一次信号から前記適応フィルタの出力を減算してキャンセルされた信号を生成する
ための命令を備える、請求項９記載のケーブル通信システム。
【請求項１６】
前記プロセッサが、分割デュプレキシング方式を使用して前記複数のノードのそれぞれのノードを操作するように構成された、請求項９記載のケーブル通信システム。
【請求項１７】
ケーブルネットワーク内の同軸ケーブルからアナログ一次信号を受信する能力がある受信機と、
前記同軸ケーブルにアナログ送信信号を送信する能力がある送信機と、
前記アナログ送信信号の一部をサンプリングしてアナログ参照信号を提供する能力がある方向性結合器と、
前記アナログ一次信号をデジタル一次信号に変換する能力がある第１のアナログ−デジタル変換器と、
前記アナログ参照信号をデジタル参照信号に変換する能力がある第２のアナログ−デジタル変換器と、
適応フィルタのフィルタ重みを判定するための入力として前記デジタル参照および一次信号を使用して出力を提供する適応フィルタで、前記デジタル参照信号を処理し、そして、
前記デジタル一次信号から前記適応フィルタの出力を減算してデジタルキャンセルされた信号を生成する
ための命令を備える、プロセッサと
を備える、無分割デュプレキシング（ＤＦＤ）システム。
【請求項１８】
前記ＤＦＤシステムが、ケーブル通信ネットワーク内のネットワークノードに結合されるように構成された、請求項１７記載のＤＦＤシステム。
【請求項１９】
前記ＤＦＤシステムが、ケーブル通信ネットワーク内のユーザデバイスに結合されるように構成された、請求項１７記載のＤＦＤシステム。
【請求項２０】
前記送信機が、そこから受信機が前記アナログ一次信号を受信する同周波数で前記同軸ケーブルに前記アナログ送信信号を送信するように構成された、請求項１７記載のＤＦＤシステム。
【請求項２１】
前記送信機が、前記同軸ケーブルに暗号変数を送信するのに適した、請求項１７記載のＤＦＤシステム。
【請求項２２】
前記受信機が暗号変数を受信するのに適し、そして、前記送信機が、前記受信機が前記暗号変数を受信する間にノイズを送信するのに適し、そして、前記プロセッサが、前記適応フィルタを使用するおよび前記適応フィルタの出力を減算して前記暗号変数を回復するための命令を備える、請求項２１記載のＤＦＤシステム。
【請求項２３】
前記プロセッサが、前記回復された暗号変数を使用して、前記受信機で受信された暗号化された信号を復号化するための命令をさらに備える、請求項２２記載のＤＦＤシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、通信システムに関し、特に、無分割デュプレキシングを使用して通信を行うシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークは、様々な通信ルートを介して通信する能力がある複数の通信デバイスを含み得る。そのネットワークの構成に応じて、通信ルートは、デバイスを接続する中央ネットワークノードを介して、１つの通信デバイスから別の通信デバイスに作ることができ、または、通信ルートは、そのネットワークの任意のデバイス間のリンクを含み得る。たとえば、ケーブル通信ネットワークは、そのファイバリング内で接続された複数のユーザの間で共用される同軸ケーブルを有するファイバリングの１つまたは複数のサブネットワークを含み得る。各ファイバリングは、住宅の近傍をサポートすることができ、たとえば、接続された住宅の各々の中のデバイスは、中央ネットワークノード（たとえば、インターネットアクセスポイント、ケーブルテレビジョンプロバイダなど）を有する共用同軸ケーブルを介して通信することができる。
【０００３】
概して、各ユーザを別のユーザにまたはネットワークノードに接続する同軸ケーブルは、信号の双方向伝送に関与することができる。逆方向に伝搬する信号間の直接干渉を避けるために、デュプレキシング技法が通常は使用され得る。デュプレキシング技法は、２つの通信するデバイスが情報（たとえば、データ、音声信号など）の送信および受信の両方を行えるようにするための時分割、周波数分割、および／または符号分割デュプレキシングを含み得る。たとえば、時分割デュプレキシングは、時間内に入力（受信される）信号および出力（送信される）信号を分離するために、時分割多重化を使用することができる。信号の時分割は、信号が同時に送信および受信されているとして認識され得るように、十分に速いことがある。周波数分割デュプレキシングには、異なる周波数で動作する信号送信機および受信機を必要とし得る。送信および受信信号の周波数は、それらの変調された周波数スペクトルが重複しないように、十分に分離することが可能であり、各通信デバイスの受信機は、同時に、意図した周波数を受信し、それ自体の送信信号は拒否するように調整可能である。符号分割デュプレキシングは、ある種の信号が通信の受信側で受信されるときに他の信号から分離され得るように、符号での送信信号の符号化を含み得る。
【０００４】
分割デュプレックスシステムは、信号のほぼ同時の送信および受信を可能にすることができるが、そのようなシステムは、ますます複雑になったある種の通信ネットワークには不十分であることがある。たとえば、時分割デュプレックスシステムを使用するネットワークは、信号の時間多重化により信号の受信で時間を無駄にすることがあり、周波数分割デュプレックスシステムを使用するネットワークは、ますます多数になる通信デバイスをサポートする伝送リンクについて限られた量の使用可能な周波数スペクトルを有することがある。さらに、データセキュリティは、ケーブル通信ネットワークにとって共通の問題であり、通常のデュプレックスシステムは、そのような問題に対処するのに十分ではないことがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第７３４９６７８号明細書
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態で、通信ネットワークにおいて通信を管理する方法が提供される。本方法は、ケーブル通信ネットワーク内のケーブルを介して第１の方向で第１のデバイスからデータを送信するステップと、そのケーブルを介して第１の方向と反対の第２の方向で第２のデバイスからデータを送信するステップとを含む。第１の方向で送信されるデータおよび第２の方向で送信されるデータは、無分割デュプレキシング（ＤＦＤ）技法を使用し、ほぼ同時に送信される。
【０００７】
もう１つの実施形態は、複数のノードを含むケーブル通信システムを提供する。その複数のノードの各々は、その複数のノードの各々がＤＦＤモードで動作可能であるように構成された無分割デュプレキシング（ＤＦＤ）システムを含む。そのケーブル通信システムはさらに、その複数のノードの各々の動作のモードを制御するように構成されたプロセッサを含む。
【０００８】
さらに別の実施形態は、ケーブルネットワーク内の同軸ケーブルからアナログ一次信号を受信する能力がある受信機とその同軸ケーブルにアナログ送信信号を送信する能力がある送信機とを含む無分割デュプレキシング（ＤＦＤ）システムを提供する。本ＤＦＤシステムは、アナログ参照信号を提供するためにアナログ送信信号の一部をサンプリングする能力がある方向性結合器を含む。本ＤＦＤシステムはまた、アナログ一次信号をデジタル一次信号に変換する能力がある第１のアナログ−デジタル変換器とアナログ参照信号をデジタル参照信号に変換する能力がある第２のアナログ−デジタル変換器とを含む。さらに本ＤＦＤシステムは、適応フィルタのフィルタ重みを判定するための入力としてデジタル参照および一次信号を使用して出力を提供する適応フィルタでデジタル参照信号を処理するための命令を有するプロセッサを含む。そのプロセッサはまた、デジタル一次信号から適応フィルタの出力を減算してデジタルキャンセルされた信号を生成するための命令を含む。
【０００９】
本発明のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、以下のような図面を通じて同様の文字が同様の部分を表す添付の図面を参照して、以下の詳細な説明が読まれるときに、よりよく理解されることになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本技法の実施形態による、ファイバリングに接続されたケーブル通信ネットワークの一部の一例の図である。
【図２】本技法の実施形態による、図１に示すケーブル通信ネットワークと使用するのに適した無分割デュプレキシングシステムの一例の図である。
【図３】本技法の実施形態による、図２に示すシステムのハードウェア実装のブロック図である。
【図４】本技法の実施形態による、無分割デュプレキシングシステムにおける暗号変数の伝送を表す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
通信ネットワークは、信号を送信および／または受信する能力がある複数の相互接続されたデバイスを含み得る。通信ネットワークは、１つのデバイスを別のデバイスに接続する様々なタイプの構成を有し得る。たとえば、ケーブル通信ネットワークは、各ファイバリング内で接続された複数のユーザの間で共用されるケーブル（たとえば、同軸ケーブル）を有するファイバリングの１つまたは複数のサブネットワークを含み得る。各ファイバリングは、住宅の近傍をサポートすることができ、たとえば、接続された各々の住宅の中の接続されたデバイスは、共用同軸ケーブルを介して通信することができる。データは、接続されたデバイスおよび中央ネットワークノード（たとえば、インターネットアクセスポイント、ケーブルテレビジョンプロバイダなど）の間の共用同軸ケーブルを介して送信および受信され得る。
【００１２】
図１は、中央ネットワークノード８に接続されたファイバリング１２を有する通信ネットワーク１０の一構成の図である。ファイバリング１２は、互いに通信するようにおよび／または中央ネットワークノード８と通信するように構成された複数のファイバハブ１４を接続することができる。いくつかの実施形態で、ファイバハブ１４の各々は、ファイバノード１５を介して接続することができる。各ファイバノード１５は、同軸ケーブル２０を介して住宅の近傍１６（たとえば、住宅１６ａ〜１６ｄ）を接続することができ、各住宅１６は１つまたは複数のユーザ１８（たとえば、ラップトップ１８ａの１ユーザおよびデスクトップ１８ｂの１ユーザ）を有し得る。データは、ファイバリング１２および同軸ケーブル２０を介してネットワーク１０内で通信され得る。同軸ケーブル２０は、データの双方向伝送のために構成され得る。双方向データ伝送は、逆方向でのデータのほぼ同時の転送を意味し得る。たとえば、データは、その住宅からファイバノード１５へおよびファイバノード１５から住宅１６への方向で送信され得る。
【００１３】
同軸ケーブル２０は双方向であるので、住宅１６ａ内のデバイス１８またはデバイス１８ａおよび１８ｂは、データをほぼ同時に送信および受信することができ得る。概して、双方向信号のほぼ同時の伝送は、逆方向に伝搬する信号の間の直接干渉を回避するための技法を含み得る。デュプレキシング技法とも呼ばれるそのような技法は、２つの通信するデバイスが情報の送信および受信の両方を行えるようにするために、時分割、周波数分割、および／または符号分割デュプレキシングを含み得る。しかし、分割デュプレックス技法はほぼ同時の双方向通信ルートを可能にし得るが、そのような分割デュプレックスシステムは、典型的ケーブル通信システムでの様々な問題に対処するには不十分であることがある。
【００１４】
ケーブル通信ネットワークは大きさおよび複雑さを増しているので、帯域幅およびセキュリティなどのある種の問題はますます重要になり得る。たとえば、広い近傍にいる多数のユーザを含むケーブル通信システムは、帯域幅消費の増加をもたらし得る。ネットワーク１０を例にすると、ネットワークノード１５を介して住宅１６におよび住宅１６から送信される信号は、各ネットワークノード１５に接続された住宅１６が増えるにつれて、および／または、住宅１６の近傍を接続するより多くのネットワークノード１５がネットワークハブ１４に接続されるにつれて、より多くの帯域幅を使用し得る。たとえば、周波数分割デュプレキシング技法がネットワークノード１５および住宅１６の間で信号を送信するために使用される場合、各住宅１６は２つの別個の周波数チャネルを使用することができ、１つのチャネルが信号の受信に使用可能であり、そして１つのチャネルが信号の送信に使用可能である。住宅１６および／または住宅１６内のデバイス１８の追加はさらに、住宅１６およびネットワークノード１５の間の双方向通信をサポートするために使用される周波数チャネルの数を増やし得る。接続された住宅１６のある一定の数を超えると、所与の周波数スペクトル内の利用可能な周波数チャネルの数は限られるようになり得る。
【００１５】
さらに、セキュリティ上の問題もまた、ケーブル通信ネットワークの複雑性が増すことから生じ得る。接続された住宅１６の各々の間で送信されるすべての信号はネットワークノード１５を介して共用同軸ケーブル２０で送信されるので、ネットワーク１０内のユーザは、その同軸ケーブル２０の特定の部分を介して送信されるすべての波形信号へのアクセスを有し得る。たとえば、インターセプタは、同軸ケーブル２０の一部を傍受することによって、住宅１６の各々によって送信および受信される信号にアクセスすることができ得る。そのような信号を分離してオリジナルコンテンツを判断することは、その信号が典型的な分割デュプレキシング技法を使用して送信および受信されている場合、可能であり得る。たとえば、周波数分割デュプレキシング技法が使用される場合、インターセプタは、各または任意の個々の周波数チャネルで送信される信号に比較的容易にアクセスしてそのような送信信号のオリジナルコンテンツを判断することができ得る。
【００１６】
本技法は、帯域幅および／またはセキュリティの問題に対処することができるケーブル通信ネットワークにおける無分割デュプレキシングの使用を含む。無分割デュプレキシングは、ケーブルネットワーク内の２つのデバイスが、逆方向に伝搬する信号により生じる干渉を低減することによって、同周波数を介してそして同時間内に信号を送信および受信することを可能にし得る。さらに、ケーブルネットワークにおける無分割デュプレキシングの実装は、同時に同一導体を介して反対方向で信号を送信すること、および同一スペクトル空間を使用することを伴う。いくつかの実施形態で、１つの周波数チャネルでケーブルを介して伝わる、逆方向に伝搬する送信信号および受信信号の間の信号干渉は、送信信号の代表的な干渉構成要素を含む受信信号をもたらし得る。正常な動作中、受信機入力ポートは、２つの信号構成要素、強い送信信号とかなり弱い受信信号、を含むことになる。受信される送信信号のバージョンは通常は何らかの歪みを被っているので、受信機側での送信信号の単純な減算は一般に、この干渉をなくするには不十分である。送信信号の受信されたコピーは、オリジナル信号のマルチパス反射された画像、位相歪みおよび振幅変化、ならびに／または遅延などの影響によって「破損」していることがある。したがって、単純な減算は、受信信号の送信信号干渉構成要素における変化のタイプおよび大きさを説明することはできない。
【００１７】
ケーブル通信システムにおける無分割デュプレキシング技法の実装は、受信機入力ポートで受信される信号の変化を説明することができる。いくつかの実施形態で、ソフトウェアベースの適応フィルタは、ネットワーク内の１つまたは複数のデバイスに実装されて、受信機入力ポートに存在する「破損した」バージョンにデバイスの送信機入力ポートでサンプリングされた「きれいな」送信信号を時間および位相調整することができる。そのような技法は、高速アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器およびソフトウェア制御デジタル信号プロセッサによって実施することができる。たとえば、２つの１４ビット変換器および単ループ適応フィルタアルゴリズムを使用することによって、送信信号のレベルを下回る狭帯域入力信号が復号され得る。
【００１８】
ケーブル通信ネットワーク１０に実装され得る無分割デュプレキシング（ＤＦＤ）システムの一例が図２に示される。ＤＦＤシステム２２は、ケーブル通信ネットワーク１０内の各住宅１６および／または各ネットワークノード１５に実装され得る。ネットワーク１０内の住宅１６の各々を接続する同軸ケーブル２０は、ＤＦＤシステム２２に送信するおよびそこから受信することができる。システム２２の送信機部分では、信号２６ｂの大部分はケーブル２０へ出力されるが、送信源（送信機２８）の信号２６の一部は、送信信号２６の代表の減衰された信号２６ａを生成するための方向性結合器３０へ入力される。減衰された信号２６ａは、送信機入力ポート３２へ入力され、Ａ／Ｄ変換器３６によってデジタル信号３４に変換される。
【００１９】
本システムの受信機部分では、入力信号２４が、受信信号４０を生成するために、受信機フロントエンド３８で受信され得る。受信機フロントエンド３８は、広帯域バッファ増幅器などのアナログ増幅器および／またはフィルタを含み得る。受信信号４０は、一実施形態では、入力ジャックなどのハードウェア構成要素を含むことができ、Ａ／Ｄ変換器４６によってデジタル信号４４に変換され得る受信機入力ポート４２へ入力されてもよい。複数の実施形態で、受信信号４０および減衰された信号２６ａは、単一のＡ／Ｄ変換器（たとえば、高速１４ビット変換器）によって、または複数のＡ／Ｄ変換器によって、デジタル信号に変換され得る。一次入力信号４４とも称される、結果として生じるデジタル受信信号４４は、その場合、アナログ加算器４８および適応フィルタタップ重み推定器５０へ入力される。参照信号３４とも称される、デジタル減衰された信号３４はまた、推定器５０およびデジタル適応フィルタ５２へ入力される。タップ重み推定器５０は、タップ重み値をデジタルフィルタ５２に定期的に提供することができる。デジタルフィルタ５２は、キャンセルされた信号５４を提供するために、アナログ加算器４８で受信信号から減算され得る送信信号の推定を提供することができる。
【００２０】
デジタル適応フィルタ５２およびアナログ加算器４８は、複数の実施形態で、ソフトウェア制御され、逆方向適応フィルタタップ推定器またはブロック順方向タップ推定器を含み得る。一実施形態で、適応フィルタ／アナログ加算器差分方程式は、次の方程式によって与えられる：
【００２１】
【数１】
2013090334.tif 000003
但し、ｙ（ｉ）は出力サンプルであり、ｒ（ｉ）は受信機入力ポートサンプル（一次入力信号としても知られる）であり、ｔ（ｉ）は送信機入力ポートサンプル（参照入力信号としても知られる）であり、Ｍは適応フィルタの長さであり、そして、ａ（ｋ）は適応フィルタタップ重みである。フィルタタップは、以下の行列方程式の解によって推定され得る：
【００２２】
【数２】
2013090334.tif 000004
但し、
【００２３】
【数３】
2013090334.tif 000005
および、
【００２４】
【数４】
2013090334.tif 000006
であり、但し、Ｎは、それを介してフィルタタップを推定するための送信機入力ポート／受信機入力ポートサンプルのブロックの長さである。
【００２５】
デジタルフィルタ５２がアナログ加算器４８を使用して受信信号から減算され得る送信信号の推定値を提供した後は、結果として生じるキャンセルされた信号５４は、次いでソフトウェア制御のデジタル受信機５６への入力されてもよく、任意の適切な形でさらに処理され得る。キャンセルされた信号５４は、１つの周波数またはチャネルを介する信号の送信および受信の結果として生じる干渉を比較的よく取り除かれ得る。一実施形態で、システム２０は、デジタル適応フィルタ５２によって処理されることなしに、受信機５６に直接信号４０を渡すためのバイパススイッチ５８を含み得る。たとえば、そのような実施形態は、信号４０がデジタルキャンセルが有効になり得ないほどまでに劣化したまたは破損した場合に実装され得る。
【００２６】
いくつかの実施形態で、図２に示すようなＤＦＤシステムは、通信ネットワーク１０内で接続された１つまたは複数のノード１４または住宅１６内で実装され得る。ＤＦＤ対応ノードと称される、これらのノードまたは住宅は、ネットワーク１０内の接続されたデバイス１８が、逆方向に伝搬する信号に起因し得る信号干渉の影響を減らしおよび／またはなくしながら、分割デュプレックス技法なしで（たとえば、同周波数でおよび同時に）信号を送信および受信できるようにすることができる。
【００２７】
図３は、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、および／または、本技法とともに使用され得る組込み型のシステムなどのコンピュータシステムの広義のカテゴリを表すことを意図したハードウェアシステムの一実施形態を示す。いくつかの実施形態で、ＤＦＤシステム２２は、ハードウェアシステムなどに結合可能であり、ＤＦＤシステム２２の個々の構成要素の制御を含む、ＤＦＤ技法を実装するためのハードウェアおよびソフトウェア構成要素を有する外部制御を含み得る。図３に示す実施形態で、ＤＦＤシステム２２のハードウェア構成要素は、高速バス６４に結合されたプロセッサ６０および大容量記憶デバイス６２を含み得る。ユーザインターフェースデバイス６６もまた、バス６４に結合され得る。適当なインターフェースデバイス６６の例は、表示デバイス、キーボード、１つまたは複数の外部ネットワークインターフェースなどを含み得る。入力／出力デバイス６８もまた、バス６４に結合され得る。一実施形態で、ユーザインターフェースデバイス６６、たとえばディスプレイ、は、適応フィルタ５２および／またはソフトウェア制御のデジタル受信機（図２）の動作の状況に関するある種の情報を通信することができる。たとえば、そのディスプレイは、適応フィルタキャンセルの品質に関する情報を表示することができる。
【００２８】
ある種の実施形態は、追加の構成要素を含むことができ、前述の構成要素のすべてを必要としないことがあり、または、１つもしくは複数の構成要素を結合することができる。たとえば、大容量記憶デバイス６２は、プロセッサ６０とオンチップでもよい。加えて、大容量記憶デバイス６２は、電気的消去可能プログラマブル読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を含むことができ、そこでソフトウェアルーチンはＥＥＰＲＯＭからの適所で実行される。いくつかの実施形態は、すべての構成要素が結合された単一のバス、または、様々な追加の構成要素が結合され得る１つもしくは複数の追加のバスおよびバスブリッジを使用することができる。追加の構成要素は、追加のプロセッサ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、追加のメモリ、および他の周辺構成要素を含み得る。
【００２９】
ケーブル通信システム内のそのようなＤＦＤ技法は、ケーブルネットワーク内の帯域幅の問題に対処することができる。送信および受信信号は、単一の周波数を介して、そして同軸ケーブル２０を介してほぼ同じ時間に、伝搬され得るので、周波数分割および時分割デュプレキシング技法は必要ではないことがある。ＤＦＤ技法を使用するケーブルネットワーク１０内の接続された住宅１６によって使用される周波数チャネルの総数は、周波数分割ケーブルネットワークで使用される周波数チャネルの数に比べてかなり少ない（たとえば、半分）になり得る。さらに、ＤＦＤ対応ネットワーク１０におけるデータ率は、時分割デュプレキシングを使用するネットワークにおけるデータ率に比べてかなり（たとえば、２倍に）改善され得る。いくつかの実施形態で、ＤＦＤ技法は、各住宅１６のＤＦＤシステム２２でおよび／またはネットワークノード１５のＤＦＤシステム２２で使用することができるが、典型的な分割デュプレキシング技法はやはり、住宅１６にある複数のデバイス１８に使用され得る。たとえば、ＤＦＤ対応住宅１６ａ内の複数のデバイス１８ａおよび１８ｂは、時分割、周波数分割、および／または符号分割デュプレキシング技法を使用して、住宅１６ａの同軸ケーブルポートに接続されたＤＦＤシステム２２からデータを送信および受信することができる。
【００３０】
ケーブル通信システムにおけるＤＦＤ技法の実装はまた、ケーブルネットワークにおけるセキュリティ上の問題に対処することができる。各住宅１６によって送信および受信される信号は同軸ケーブル２０を介して逆方向に伝搬するので、住宅１６からまたはネットワークノード１５から送信されたオリジナル信号は、信号が傍受される場合に、分離するのがより難しくなり得る。さらに、いくつかの実施形態で、ＤＦＤシステム２２は、セキュリティ強化のために送信および／または受信信号を暗号化および／または復号化するように構成され得る。たとえば、ケーブル会社は、ネットワーク１０内で転送されるデータの内容を保護するために、ＤＦＤシステム２２で様々な暗号化技法を使用することができる。そのような実施形態では、ＤＦＤシステム２２内の送信機２８は、送信信号２６をケーブル２０に出力する前に、送信信号２６を暗号化するのに適したソフトウェアを含み得る。ソフトウェア制御のデジタル受信機５６はまた、オリジナル情報を判断するために、キャンセルされた信号５４を復号化するのに適したソフトウェアを含み得る。
【００３１】
たとえば、暗号化された信号の送信は、ＤＦＤ通信で１つのまたは両方の方向で暗号変数を最初に送信することを伴い得る。一実施形態で、図４に示すように、ＤＦＤ技法は、暗号化された信号を通信する前に暗号変数７０の送信に使用され得る。暗号変数７０は、送信または受信信号の暗号化または復号化を実行するためのアルゴリズムまたは鍵を示し得る。いくつかの実施形態で、暗号変数７０は、通信のどちらか一方の側のＤＦＤ対応ネットワークノードによって送信または受信され得る。たとえば、ユーザのＤＦＤシステム２２（たとえば、住宅１６ａ内のケーブル加入者のＤＦＤシステム２２）またはネットワークノード１５にあるＤＦＤシステム２２のいずれかが、ケーブル２０を介して暗号変数７０を送信することができる。暗号変数７０の送信は、生じる第１のＤＦＤシステム２２ａおよび第２のＤＦＤシステム２２ｂとして図４に表される。
【００３２】
いくつかの実施形態で、第１のＤＦＤシステム２２ａは、暗号変数７０を第２のＤＦＤシステム２２ｂに送信することができる。第２のＤＦＤシステム２２ｂが暗号変数７０を受信する間に、第２のＤＦＤシステム２２ｂはまた、インターセプタがケーブル２０を傍受することによって暗号変数７０を容易に暴くことができないような広帯域ノイズ７２を送信することができる。したがって、暗号変数７０およびノイズ７２の転送は、ほぼ双方向、同時でもよく、２つのＤＦＤシステム２２ａおよび２２ｂの間の同一ケーブル２０を介して生じ得る。第２のＤＦＤシステム２２ｂは送信信号２６ｂの減衰されたバージョン（すなわち、ノイズ７２）を形成するので、第２のシステム２２ｂは、その減衰された信号（すなわち、図２の信号２６ａ）を使用して、第１のＤＦＤシステム２２ａによって送信される暗号変数７０を回復することができる。暗号変数７０が回復された後は、第２のＤＦＤシステム２２ｂは、暗号変数７０を使用して、第１のＤＦＤシステム２２ａから受信された他の暗号化された信号を復号化することができる。いくつかの実施形態で、プロセッサ６０（図３）は、信号の復号化および／または暗号化のプロセスを制御するために使用され得る。
【００３３】
本発明のある特定の特徴のみが本明細書に説明され、記載されているが、多数の修正形態および変更形態が当業者には思い浮かぶことになろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨内にあるものとしてすべてのそのような修正形態および変更形態を対象とすることが企図されていると理解されたい。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ケーブル通信ネットワーク
１２  ファイバリング
１４  ネットワークノード
１６  住宅
１８  デバイス
２０  同軸ケーブル
２２  ＤＦＤシステム
２４  受信信号
２６  送信信号
２８  送信機
３０  方向性結合器
３２  送信機入力ポート
３４  参照入力
３６  高速Ａ／Ｄ変換器
３８  受信機フロントエンド
４０  受信信号
４２  受信機入力ポート
４４  デジタル信号
４６  高速Ａ／Ｄ変換器
４８  アナログ加算器
５０  フィルタ
５２  適応フィルタ
５４  キャンセルされた信号
５６  デジタル受信機
５８  バイパススイッチ
６０  プロセッサ
６２  大容量記憶デバイス
６４  バス
６６  ユーザインターフェース
６８  Ｉ／Ｏデバイス
７０  プロセス
７２  通信を開始する
７４  暗号変数を受信する
７６  暗号変数
７８  ノイズを送信する
８０  ノイズ
８２  暗号変数を回復する
８４  暗号変数でのＤＦＤ通信
【図１】
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【図２】
2013090334.tif 000008
【図３】
2013090334.tif 000009
【図４】
2013090334.tif 000010
【外国語明細書】
2013090334000001.pdf