(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリアモジュレーションを用いるデジタル加入者ライン通信において、１シーケンスのフレームにおけるオーバーヘッドデータの伝送速度を制御する方法であって、該方法は、
該フレームシーケンス内の各フレームについて、オーバーヘッドデータビットの変更可能な数を選択するステップであって、該シーケンス内の少なくとも１つのフレームについての該オーバーヘッドデータビットの数が、該シーケンス内の少なくとも１つの他のフレームについてのオーバーヘッドデータビットの数と異なるように、該フレームシーケンス内の各フレームについて、オーバーヘッドデータビットの変更可能な数を選択するステップ、
によって特徴付けられる方法。
【請求項２】
通信チャネルを介して、該シーケンスのフレームを伝送するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
通信チャネルを介して、該シーケンスのフレームを受信するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
初期化時またはトランシーバと安定状態通信を行なっている間に、各フレームについてのオーバーヘッドデータビットの該選択された変更可能な数を、該トランシーバと交渉するステップをさらに含む、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つのフレームにおける前記オーバーヘッドデータビットの数が０である、請求項１、２、または３に記載の方法。
【請求項６】
各フレームについて、オーバーヘッドデータビットの前記変更可能な数を決定する単一のパラメータを規定するステップをさらに含む、請求項１、２、または３に記載の方法。
【請求項７】
マルチキャリアモジュレーションを用いるデジタル加入者ライントランシーバであって、該マルチキャリアモジュレーションは、通信チャネルを介してシーケンスのフレームを伝送するように設計され、そして該トランシーバが、該フレームシーケンスにおける各フレームについてのオーバーヘッドデータビットの変更可能な数を選択することによって、オーバーヘッドデータの受信速度を制御するように設計されている点で特徴付けられ、その結果、該フレームシーケンスにおける少なくとも１つのフレームについてのオーバーヘッドデータの数が、該フレームシーケンス内の少なくとも１つの他のフレームについてのオーバーヘッドデータビットの数と異なる、トランシーバ。
【請求項８】
マルチキャリアモジュレーションを用いるデジタル加入者ライントランシーバであって、該マルチキャリアモジュレーションは、通信チャネルを介してシーケンスのフレームを受信するように設計され、そして該トランシーバが、該フレームシーケンスにおける各フレームについてのオーバーヘッドデータビットの変更可能な数を選択することによって、オーバーヘッドデータの受信速度を制御するように設計されている点で特徴付けられ、その結果、該フレームシーケンスにおける少なくとも１つのフレームについてのオーバーヘッドデータの数が、該フレームシーケンス内の少なくとも１つの他のフレームについてのオーバーヘッドデータビットの数と異なる、トランシーバ。
【請求項９】
請求項７または８に記載のトランシーバであって、該トランシーバが、初期化時または第二のトランシーバと安定状態通信を行なっている間に、第一および／または第二のパラメータを、該第二のトランシーバと交渉するようにさらに設計されている、トランシーバ。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのフレームにおける前記オーバーヘッドデータビットの数が０である、請求項７または８に記載のトランシーバ。
【請求項１１】
各フレームについて、オーバーヘッドデータビットの前記変更可能な数を決定する単一のパラメータを規定するようにさらに設計されている、請求項７または８に記載のトランシーバ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願との相互参照）
本出願は、１９９８年６月２６日付けで出願され「Ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｏｄｅｍ  ｗｉｔｈ  Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｒａｔｅ」の名称を有する米国仮特許出願第６０／０９０，８９１号の優先権を主張するものである。前記仮出願の開示の全体を本明細書において参考のために援用する。
【０００２】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は概して通信に関し、特に、オーバヘッドチャネルデータ伝送レートを制御可能に変更することが可能なマルチキャリア通信システムおよび方法に関する。
【０００３】
（関連従来技術の簡単な説明）
公衆切替電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）は、大部分の個人および事業に対して、最も広範に利用可能な形態の電子通信を提供する。ＰＳＴＮは、容易に利用可能であることと、これに代わる施設を提供するためには多大なコストがかかることから、大量のデータの伝送を高いレートで伝送することの需要の高まりに対応するために、ますます必要とされている。本来音声通信を提供するために構築されており、その結果としての狭帯域幅要求から、サービス需要に応じるため、ＰＳＴＮはますますデジタルシステムに依存している。
【０００４】
高レートデジタル伝送を実現できるための主要な制限ファクタは、電話中央局（ＣＯ）と加入者の敷地との間の加入者ループであった。このループは最も普通には、単一対の撚線から構成されており、これは、０〜４ｋＨｚの帯域でもかなり十分である低周波数の音声通信を搬送するためにはよく適しているが、広帯域幅通信（すなわち数百キロヘルツ以上程度の帯域幅）には新しい通信技術を採用することなしには容易には対応できない。
【０００５】
この問題に対する１つのアプローチとして、離散マルチトーンデジタル加入者ライン（ＤＭＴ  ＤＳＬ）技術およびその変形例としての、離散ウェーブレットマルチトーン加入者ライン（ＤＷＭＴ  ＤＳＬ）技術があった。これらおよび他の形態の離散マルチトーンデジタル加入者ライン技術（例えばＡＤＳＬ、ＨＤＳＬなど）を、以下まとめて包括的に「ＤＳＬ技術」、またはしばしば単に「ＤＳＬ」と呼ぶ。離散マルチトーンシステムの動作およびそれらのＤＳＬ技術への応用が、「Ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｆｏｒ  Ｄａｔａ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：Ａｎ  Ｉｄｅａ  Ｗｈｏｓｅ  Ｔｉｍｅ  Ｈａｓ  Ｃｏｍｅ」、ＩＥＥＥ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｍａｇａｚｉｎｅ、１９９０年５月、ｐｐ．５〜１４においてより詳細に論じられている。
【０００６】
ＤＳＬ技術において、ローカル加入者ループを介した中央局と加入者敷地との間の通信は、伝送するデータを多数の離散周波数の搬送波上に変調し、これらを加算して、加入者のループを介して伝送することによって達成される。搬送波は、個々としては限定された帯域幅の離散的かつ非重複的な通信サブチャネルを形成し、集合的には実効的に広帯域通信チャネルを形成する。受信側において、搬送波は復調され、ここからデータが回復される。
【０００７】
各サブチャネルを介して伝送されるデータシンボルは、サブチャネルのシグナル／ノイズ比（ＳＮＲ）に依存してサブチャネル毎に変動し得る、複数のビットを搬送する。指定された通信条件下において適応され得るビットの数は、そのサブチャネルの「ビット割り当て」として知られ、各チャネルについてサブチャネルの測定さされたＳＮＲおよびそれに関連するビットエラーレートの関数として、公知の方法により計算される。
【０００８】
各サブチャネルのＳＮＲは、様々なサブチャネルを介して基準信号を伝送し、受信された信号のＳＮＲを測定することにより決定される。ローディング情報は典型的には加入者ラインの受信側すなわち「ローカル」側（例えば中央電話局から加入者への伝送の場合においては加入者敷地において、また加入者敷地から中央局への伝送の場合には中央局において）において計算され、他方（伝送すなわち「リモート」）の側へ通信されることにより、互いに通信している各伝送者−受信者対は同じ情報を通信に用いる。ビット割り当て情報は、各サブチャネル上において特定の受信者にデータを伝送する際に用いられるビットの数を定義するために使用されるために、通信対リンクの両側において格納される。その他のサブチャネルパラメータ、例えばサブチャネルゲイン、時間、および周波数領域イコライザ係数などや、他の特性もまたサブチャネルの定義を助けるために格納され得る。
【０００９】
勿論、情報は、加入者ラインを介していずれの方向にも伝送され得る。加入者へのビデオやインターネットサービスなどの配給などの多くのアプリケーションにおいて、中央局から加入者への必要とされる帯域幅は、加入者から中央局への必要とされる帯域幅の何倍にもなる。そのような能力を提供する最近開発されたサービスの１つは、離散マルチトーン非対称デジタル加入者ライン（ＤＭＴ  ＡＤＳＬ）技術に基づくものである。このサービスの１つの形態において、各々が４３１２．５Ｈｚの帯域幅を有する最大２５６個のサブチャネルが、下流（中央局から加入者敷地へ）の通信専用に用いられ、やはり各々が４３１２．５Ｈｚの帯域幅を有する最大３２個のサブチャネルが、上流（加入者敷地から中央局へ）の通信を提供する。通信は、データの「フレーム」および制御情報を介して行われる。現在使用されている形態のＡＤＳＬ通信において、６８個のデータフレームおよび１つの同期フレームが、伝送中を通じて繰り返される１つの「スーパーフレーム」を形成する。データフレームは伝送されるべきデータを含む。同期または「シンク」フレームは、伝送側モデムと受信側モデムとを同期させるために用いられ、またとりわけシグナル／ノイズ比（ＳＮＲ）などの伝送サブチャネル特性の決定を容易にする、既知のビット列を提供する。
【００１０】
フルレートＡＤＳＬについて、ＤＳＬ伝送用のＤＭＴ規格がＡＮＳＩ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ団体により文献（「Ｔ１Ｅ１．４／９７−００７Ｒ６  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｎｅｔｗｏｒｋ  ａｎｄ  ｃｕｓｔｏｍｅｒ  ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ  ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  ｌｉｎｅ（ＡＤＳＬ）  ｍｅｔａｌｌｉｃ  ｉｎｔｅｒｆａｃｅ」、１９９７年９月２６日発行（以降「Ｔ１．４１３  Ｉｓｓｕｅ２」と呼ぶ））において確立されている。この規格はまた、スプリッタレスＤＳＬ動作において用いられるべき標準的変調技術として、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ＡＤＳＬ  Ｗｏｒｋｉｎｇ  Ｇｒｏｕｐ（ＵＡＷＧ）により推奨されている（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ＡＤＳＬ  Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ  ＴＧ／９８−１０Ｒ１．０」、ＵＡＷＧにより１９９８年４月２２日発行（以降「ＵＡＤＳＬ」規格と呼ぶ）を参照）。この規格化ＤＭＴ技術の変形もまた「Ｇ．Ｌｉｔｅ」と呼ばれる規格としてＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｕｎｉｏｎにより承認されることが期待されている。これらの規格化ＤＭＴ技術によれば、数百個の４．３１２５キロヘルツ（ｋＨｚ）のサブチャネルが、電話会社中央局（ＣＯ）と遠隔端末（ＲＴ）または顧客敷地（自宅または業務用）との間でのＤＳＬ伝送に用いられる。データは、下流方向（ＣＯからＲＴへ）と上流方向（ＲＴからＣＯへ）との両方向に伝送される。これらの規格によれば、フルレートＡＤＳＬシステムの集合帯域幅（すなわち上流方向伝送と下流方向伝送との両方に用いられる帯域幅の和）は１メガヘルツ（ＭＨｚ）を越え、一方、Ｇ．Ｌｉｔｅのそれは５００ｋＨｚを越える。
【００１１】
スーパーフレームの持続期間は、１７ミリ秒である。１フレームの持続期間は実効的に２５０マイクロ秒であり（逆に言えばフレームレートは約４ｋＨｚ）であり、バイトの集合体からなる（１バイトは８ビットに対応する）。
【００１２】
あるＤＳＬモデムが別のＤＳＬモデムとのアクティブな通信セッションを初期化しかつ確立した後、これらのモデムは安定状態すなわち情報伝送モードに入る。このモードにおいて、データは、セッションを確立する初期化プロセス中に確立されたデータレートで、上流方向および下流方向に輸送される。安定状態モード中において、モデムにより伝送／受信されるデータの各フレームは、オーバーヘッド部分およびペイロード部分から構成される。オーバヘッド部分は、通信中にある２つのＤＳＬモデム間の通信を管理するために用いられる情報を含み、ペイロード部分はモデム間で通信されるべき実際の（例えばユーザ）データを含む。
上述の仕様を有するＤＭＴ通信規格に適合するＤＳＬ通信において、データの各フレームの最初のバイトが、オーバヘッドバイトとして指定される。オーバヘッド部分は、サイクリック冗長性検査（ＣＲＣ）データ、インジケータビット（ＩＢ）データ、埋め込み動作チャネル（ＥＯＣ）データおよびＡＤＳＬオーバヘッドチャネル（ＡＯＣ）データを含み得る。サイクリック冗長性データは、２つのＤＳＬモデム間の通信リンクの完全性を検査するために用いられる。インジケータビットデータは、通信セッション中に起こり得る特定の通信エラー条件を示すために用いられる。ＥＯＣデータおよびＡＯＣデータば通信セッションのステータスに関する情報を提供する。オーバヘッドデータのこれらの部分によって提供されるフォーマットおよび情報は、Ｔ１．４１３  Ｉｓｓｕｅ２に詳細に記載されている（例えばＴ１．４１３  Ｉｓｓｕｅ２のＳｅｃｔｉｏｎ６．４．１．３、８．１、１０．１およびＴａｂｌｅ３を参照）。
【００１３】
Ｔ１．４１３  Ｉｓｓｕｅ２に記述されているように、所与のＤＳＬ通信セッション中において、データは、データインターリービングありまたはデータインターリービングなしで通信モデム間を輸送される。データインターリービングを用いる場合は、輸送されるデータは「インターリーブバッファ」を介して送られる。逆に、輸送されるデータがインターリーブされていない場合、データは「ファーストバッファ（Ｆａｓｔ  Ｂｕｆｆｅｒ）」を介して送られる。前述のように、各フレーム中の最初のバイトはオーバヘッドデータバイトである。データインターリービングを用いない場合、このオーバヘッドバイトは、「シンクバイト」と呼ばれる。しかし、インターリービングを用いない場合、オーバヘッドバイトは「ファーストバイト（Ｆａｓｔ  Ｂｙｔｅ）」と呼ばれ得る。
【００１４】
以下の表１は、Ｔ１．４１３、Ｉｓｓｕｅ  ２の表７からとったものであり、オーバーヘッドデータが従来のＤＳＬ通信セッション中に伝送されるフレームで、どのように配信され得るかを示す。ここで、「低減オーバーヘッドモード」の動作が用いられている。Ｔ１．４１３、Ｉｓｓｕｅ  ２のセクション６．４．４．２に詳細に記載されているように、「低減オーバーヘッドモード」の動作において、同期または高速バイトが「統合」されている。
【００１５】
表１  高速および同期バイトが統合された状態での、低減オーバーヘッドモード用のオーバーヘッド機能
【００１６】
【表１】
0003883384.tif 000002
上記表１に示すように、１番目のフレーム内の最初のオーバーヘッドバイトは、ＣＲＣデータを伝送するために用いられる。２番目のフレーム内の最初のバイトは、最初の８つのインジケータビットを伝送するために用いられる。３４番目のフレーム内の最初のバイトは、８番目から１５番目のインジケータビットを伝送するために用いられる。３５番目のフレーム内の最初のバイトは、１６番目から２３番目のインジケータビットを伝送するために用いられる。残りのすべてのフレーム内の最初のバイトは交互に、ＥＯＣデータとＡＯＣデータとを伝送するために用いられる。しかし、この従来のスキームにおいて、実際のＥＯＣまたはＡＯＣデータが伝送に使用可能でないことが、このスキームによってＥＯＣまたはＡＯＣデータがフレーム内に含まれるべきときに、しばしば起こり得る。この場合、使用不可能な実際のＥＯＣまたはＡＯＣデータの代わりに、所定のダミーバイトが用いられる。
【００１７】
不運にも、従来のＤＬＳ通信中の各スーパーフレーム内の各フレームの１バイトは、オーバーヘッドデータ専用であるため、対応するオーバーヘッドデータ速度は必然的に３２ｋｂｐｓに固定され、ペイロードデータ伝送速度が変化するときにも、実際のＥＯＣデータおよびＡＯＣデータもいずれもがフレーム内に含めるのに使用不可能であるときにも、変化しない。さらに、ＤＳＬ通信で用いられるいくつかの電話回線は、非常に低品質であるため、このような回線を用いて最大限可能なＤＳＬデータ通信速度は１２８ｋｐｂｓを越えないかもしれない。不運にも、このことは、ＤＳＬ通信がこのような低品質の回線を介して実行されているときに、ＤＳＬ通信システムの望まれないほど高い割合（例えば、最高２５％）のスループットがオーバーヘッドデータを伝送するために用いられ得ることを意味する。所与の通信セッション中のいずれの時刻でも、総通信帯域幅は一定である。従って、この場合がそうであり得るように、上流方向または下流方向の総データ通信伝送速度はＤＳＬ通信セッション中のいずれの時刻でも一定である。そのため、上記のことは、これ以外の場合にはペイロードデータを伝送するために使用可能である通信帯域幅が必ずしもオーバーヘッドデータを伝送する際に用いられていないことを意味する。
【００１８】
（本発明の目的）
概して、本発明の目的は、先行技術の上記および／または他の不利な点および欠点を克服するマルチキャリア通信システムおよび方法を提供することにあり、特に、通信セッション中のオーバーヘッドデータ伝送速度が変更および／または選択され得る、このようなシステムおよび方法を提供することにある。
【００１９】
（発明の要旨）
従って、先行技術の上記および他の不利な点および欠点を克服することができるマルチキャリア通信システムおよび方法が提供される。本発明のシステムおよび方法によると、オーバーヘッドデータ伝送速度が変更および／または選択され得る。より特定すると、この速度は、初期の交渉プロセス中および／または定常状態モード動作中に選択され得る。
【００２０】
１実施形態において、本発明のシステムは、２つのＤＭＴ  ＤＳＬモデムを含み得る。一方は顧客の敷地内に設けられ、他方は従来のＰＯＴＳ回線によって接続された中央電話局に設けられる。モデムは、従来のＰＯＴＳ回線を介して、離散したデータフレームおよびスーパーフレームを伝送および受信することにより通信する。各スーパーフレーム内には６８のデータフレーム、および同期シンボルがある。各フレーム内には、ペイロードデータとオーバーヘッドデータとに割り当てられた複数のバイトがある。オーバーヘッドまたはペイロードデータへのバイトの割り当ては、フレキシブル（すなわち、変更可能および／または選択可能）である。先行技術においては、オーバーヘッドデータを伝送する必要があるか否かにかかわらず、各フレーム内の最初のバイトはオーバーヘッドデータ専用である。本発明の本実施形態では、オーバーヘッドデータ伝送速度はスタートアップ中に決定され、定常状態モード中に修正され得る。ＤＳＬシステムのフレームの構築により、定常状態モード中のオーバーヘッドデータ伝送速度を低下させると、その結果、ペイロードデータ伝送速度が上昇する。逆に、定常状態モード中のオーバーヘッドデータ伝送速度を上昇させると、その結果、ペイロードデータ伝送速度が低下する。
【００２１】
（フレキシブルなオーバーヘッドの割り当て）
上述したように、従来のＤＳＬシステムにおいて、各フレーム内につき１バイトがオーバーヘッドデータ専用である。本発明の本実施形態の改良されたシステムでは、オーバーヘッドデータを含むバイトの数およびフレームの数の両方が選択され得る。オーバーヘッドデータを含むフレームの数と、これらのフレーム内のオーバーヘッドデータに割り当てられたバイトの数とを選択することにより、オーバーヘッドデータ専用のスループットの量が修正され得る。これは、オーバーヘッドデータ専用のスループットの量が変更不可能に３２ｋｂｐｓに固定される先行技術に比較すると、顕著な進歩である。
【００２２】
同様に、本発明の本実施形態において、スーパーフレームのいずれがオーバーヘッドデータを含むフレームを搬送するかを選択ことが可能である。このことは、オーバーヘッドデータおよびペイロードデータ伝送速度を割り当てる際に別の自由度を与える。
【００２３】
さらに有利なことに、本発明の本実施形態では、オーバーヘッドデータ伝送速度が選択可能である。従って、ペイロードデータおよびオーバーヘッドデータの伝送に与えられることが望ましい相対的優先度に基づいて、および／または所与のアプリケーションが必要としている（例えば、圧縮音声データがオーバーヘッドデータチャンネルを介して伝送されるべき場合）という理由で高いオーバーヘッドデータ伝送速度を有する必要があるか否かに基づいて、その速度を選択することが可能である。
【００２４】
制御コマンドは、初期の交渉またはハンドシェイク段階の間に、モデム間で交換され得る。初期の交渉またはハンドシェイク段階は、いくつの、およびいずれのフレームおよび／またはスーパーフレームがオーバーヘッドデータを含み得るか、並びに、有効にされるフレーム内のこのようなデータのバイト数を決定し得る。これらの制御コマンドは、メッセージを含み得る。初期の交渉中にこれらのメッセージがモデムによって受け取られることにより、モデムは複数のパラメータセットから、モデム間の通信セッション中に、いくつの、およびいずれのフレームおよび／またはスーパーフレームがオーバーヘッドデータを含むか、および有効にされるフレーム内のこのようなデータのバイト数などを決定する、パラメータセットを選択し得る。これらのパラメータセットは、各モデム内にテーブル形式で格納され得、いずれの特定のバイト、フレーム、およびスーパーフレームがオーバーヘッドデータ専用にされるべきかを指定し得る。
【００２５】
（ダイナミックオーバーヘッドデータスループットの割り当て）
本実施形態は、オーバーヘッドデータ専用のスループットの量を選択可能にすることに加えて、定常状態動作中の上記スループットのダイナミックな調整をも可能にし得る。
【００２６】
例えば、スタートアップ交渉中にオーバーヘッドデータ伝送速度を確立した後、新しいメッセージプロセスが、必要に応じて、定常状態動作中のこのデータ伝送速度の再交渉を可能にし得る。例えば、４ｋｂｐｓのオーバーヘッドデータ速度は、まずスタートアップ中に交渉され得、その後、大きなＥＯＣデータの伝送が必要であれば、オーバーヘッドデータが迅速に伝送されることを可能にするために、新しいオーバーヘッドチャンネル伝送データ速度（例えば、３２ｋｐｂｓ）が交渉され得る。その後このデータ伝送が完了すると、オーバーヘッドデータ伝送速度は、適宜、再交渉され得る。
【００２７】
定常状態動作中のオーバーヘッドデータ伝送速度のダイナミックな再交渉は、中央局のモデムと顧客の敷地内のモデムとの間の制御コマンドの交換によって、初期にその速度を交渉するために用いられた様式に類似の様式で、有効にされ得る。これらの制御コマンドは、オーバーヘッドチャンネルを介して交換され得る。同様に、交換されたコマンドは、メッセージを含み得る。オーバーヘッドデータ伝送速度の再交渉中にこれらのメッセージがモデムによって受け取られることにより、モデムは複数のパラメータセットから、モデム間のさらなる通信セッション中に、いくつの、およびいずれのフレームおよび／またはスーパーフレームがオーバーヘッドデータを含むか、および有効にされるフレーム内のこのようなデータのバイト数などを決定する、パラメータセットを選択し得る。これらのパラメータセットは、各モデム内にテーブル形式で格納され得、いずれの特定のバイト、フレーム、およびスーパーフレームがオーバーヘッドデータ専用にされるべきかを指定し得る。メッセージは、特定のパラメータセットを特定する１以上のトーンを含み得るか、または特定のパラメータセットを特定する所定のプロトコルをオーバーヘッドチャンネルを介して用いることを含み得る。
【００２８】
オーバーヘッドデータ伝送速度の変更が一旦再交渉されると、再交渉に関わるモデムは、オーバーヘッドデータのさらなる交換を実現するために、新たに交渉された速度に応じて、オーバーヘッドデータの伝送／受信を同期させなければならない。本発明の本実施形態によると、この同期が達成され得る、いくつかの別の技術がある。第１のこのような技術において、中央局モデムは、モデムから、そのモデムが通信している顧客の敷地内のモデムに伝送されたフレーム／スーパーフレームの内部カウントを記録し得る。同様に、顧客の敷地内のモデムは、中央局モデムから受信したフレーム／スーパーフレームの内部カウントを記録し得る。メッセージは、モデムの一方から他方のモデムに送られ得、上記他方のモデムは、新たに交渉された速度に従って２つのモデムがそのオーバーヘッドデータ伝送／受信速度を調整すべきフレーム／スーパーフレームカウント値を含む。その後各モデムは、それぞれの内部フレーム／スーパーフレームカウントがその値に達したときに、そのオーバーヘッドデータ伝送／受信速度を調整する。
【００２９】
あるいは、モデムの一方が他方のモデムに、フラグメッセージを伝送し得る。上記フラグメッセージは、他方のモデムがフラグメッセージを伝送するモデムに特定された、後に続くスーパーフレーム（例えば、次のスーパーフレーム）を伝送するときに、オーバーヘッドデータ伝送／受信速度が新たに交渉された速度に従って調整されるべきであるということを示す。特定されたスーパーフレームが伝送されると、スーパーフレームを伝送したモデムは新たに交渉された速度に調整される。同様に、特定されたスーパーフレームが受け取られると、スーパーフレームを受け取ったモデムは新たに交渉された速度に調整される。
【００３０】
言うまでもなく、オーバーヘッドデータ伝送速度を再交渉するようにという要求は、中央局のモデムまたは顧客敷地のモデムのいずれからも発信され得る。さらに、上記要求は、要求を発するモデム内の伝送ブロックまたは受信ブロックのいずれからも発信され得る。
【００３１】
本発明のこれらおよび他の特徴は、以下の詳細な説明が進むにつれて、そして、図面を参照することにより、明らかになる。
【００３２】
以下の詳細な説明は、使用の特定の実施形態および方法を参照して進められるが、本発明はこれらの使用の実施形態および方法に限定されることを意図しない。むしろ、当業者には理解されるように、本発明から逸脱することなく、多くの変更、改変および変形が可能である。従って、本発明は、ここに添付の請求の範囲の精神および広い範囲内である限り、すべての変更、改変および変形を含むと、広く解釈されることを意図する。
（例示的実施形態の詳細な説明）
図１は、本発明が有利に用いられるＤＳＬ通信システムを示す。図１に示すように、中央電話局（「ＣＯ」）１０は、加入者回線またはループ１４を介して遠隔の加入者１２（「ＣＰ」：顧客の敷地）に接続されている。典型的には、加入者回線１４は、１対のねじれた銅線を含む。これは、電話加入者または顧客と中央局との間で音声通信を搬送する伝統的な媒体である。これは約４ｋＨｚ（キロヘルツ）という帯域幅で音声通信を搬送するように設計されており、これの用途は、ＤＳＬ技術によって大幅に拡大されている。
【００３３】
中央局は、ディジタルデータを伝送および受信するディジタルデータネットワーク（「ＤＤＮ」）１６と、音声および他の低周波数通信を伝送および受信する公衆切換電話ネットワーク（「ＰＳＴＮ」）１８とに接続されている。ディジタルデータネットワークは、ディジタル加入者回線アクセスマルチプレクサ（「ＤＳＬＡＭ」）２０を介して中央局に接続され、切換電話ネットワークは、ローカル切換バンク２２を介して中央局に接続されている。ＤＳＬＡＭ２０（または、データイネーブルド切換回線カードなどの、ＤＳＬＡＭ２０の均等物）は、ＡＤＳＬトランシーバユニット−中央局（「ＡＴＵ−Ｃ」）２６を介してＰＯＴＳ「スプリッタ」２４に接続されている。ローカル切換２０もまた、スプリッタに接続されている。
【００３４】
スプリッタ２４は、回線１４から受信したデータ信号と音声（「ＰＯＴＳ」）信号とを分離する。回線１４の加入者側においては、スプリッタ３０が同一の機能を実行する。特に、スプリッタ３０はＰＯＴＳ信号を回線１４から、電話器３１および３２などの適切なデバイスに送り、ディジタルデータ信号をＡＤＳＬトランシーバユニット−加入者（「ＡＴＵ−Ｒ」）３４に送り、パーソナルコンピュータ（「ＰＣ」）３６などのデータ利用デバイスに適用する。トランシーバ３４は有利に、ＰＣ自体にカードとして組み込まれ得る。同様に、トランシーバ２６は、通常、マルチプレクサ２０内の回線カードとして実現される。
【００３５】
このアプローチにおいて、所与の帯域幅を有する通信チャンネルは、複数のサブチャンネルに分割される。各々のサブチャンネルは、サブチャンネル帯域幅を有する、通信チャンネルの１部分である。あるトランシーバから別のトランシーバに伝送されるべきデータは、特定のサブチャンネルの情報搬送能力に応じて、各サブチャンネルに変調される。サブチャンネルの互いに異なる信号／ノイズ（「ＳＮＲ」）特性のために、サブチャンネルにロードされるデータの量は、サブチャンネルごとに異なり得る。従って、各トランシーバに「ビット割り当てテーブル」が保持され、それにより各トランシーバが各サブチャンネルを介して、接続先の受信器に伝送するビットの数が規定される。これらのテーブルは、初期化プロセス中に作成される。初期化プロセスでは、特定の線上で一方のトランシーバから他方のトランシーバに伝送され得るビットの最大数を決定するために、テスト信号が各トランシーバによって他方のトランシーバに伝送され、それぞれのトランシーバで受信された信号が測定される。その後、特定のトランシーバによって決定されたビット割り当てテーブルは、ディジタル加入者回線１４を介して他方のトランシーバに伝送され、上記特定のトランシーバまたは回線１４に接続されている任意の類似のトランシーバにデータを伝送する際に上記他方のトランシーバによって用いられる。言うまでもなく、伝送は、回線が通信に干渉し得る妨害にさらされていないときに行われなければならない。
【００３６】
システム１は、スプリッタ２４および３０を含むように示されているが、１９９８年１０月９日に出願され、本出願の所有者である米国マサチューセッツ州ＢｅｄｆｏｒｄのＡｗａｒｅ  Ｉｎｃ．が所有する、「Ｓｐｌｉｔｔｅｒｌｅｓｓ  Ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ  Ｍｏｄｅｍ」という名称の、同時係属中のＰＣＴ出願シリアル番号ＰＣＴ／ＵＳ９８／２１４４２に詳細に記載されているように適切に修正されれば、スプリッタ２４および３０は逆にシステム１から完全に排除され得るということが理解されるべきである。上記同時係属中のＰＣＴ出願の開示全体をここに参考のため援用する。
【００３７】
さらに、図示しないが、トランシーバまたはモデム２４および３６の各々は、プロセッサと、リードオンリーメモリと、ランダムアクセスメモリと、伝送器および受信器回路ブロックとを含む。これらは、従来のバス回路によって接続され、トランシーバ２６および３４がＤＳＬ通信プロセスおよび、本明細書に記載する本発明による様々な他のプロセスを実行することを可能にするように動作可能である。これらのモデム２６および３４のリードオンリーメモリおよびランダムアクセスメモリは、モデムのプロセッサによって実行可能なプログラムコード命令を格納し得、プロセッサによって実行されるときに、モデムにこれらのプロセッサを実行させ得る。
【００３８】
図２は、ＤＳＬデータスーパーフレーム１００のフォーマットを示す。スーパーフレーム１００は、６８のフレームから構成される。各スーパーフレームの最初のフレーム１０２は、フレーム０として設計され、これに続く６７番目のフレームまでの各フレーム（まとめて参照符号１０４で示す）には、スーパーフレーム内の順番に対応する番号（すなわち、フレーム１、フレーム２、．．．フレーム６７）が割り当てられる。各スーパーフレームは同期シンボル１１０で終了する。
【００３９】
各フレーム１０２および１０４は、構造１０５を有する。フレーム構造１０５において、最初のバイト１０７は、インターリーブが採用されているか否かに依存して、前者の場合は同期バイトであり、後者の場合は高速バイトである。フレーム構造１０５内の残りのバイト１０８は、インターリーブが採用されているか否かに依存して、前者の場合はインターリーブされたデータバイトであり、後者の場合は高速データバイトである。
【００４０】
図３は、これまで、伝送用に生成されるべき各フレーム構造１０５内のオーバーヘッドバイトおよびペイロードバイトの割り当てを決定するために用いられてきた従来のプロセス７１を示すフローチャートである。すなわち、本発明以前は、伝送用のフレームを生成する際に、プロセス７１が従来のＤＳＬトランシーバによって用いられてきた。プロセス７１は、バイトカウンタｋをｋ＝１の値に初期化する（ステップ７０）ことによって開始される。その後、カウンタは、１ずつインクリメントされ（ステップ７５）、インクリメントされたカウンタ値はゼロと比較される（ステップ８０）。インクリメントされたカウンタ値がゼロに等しい場合、オーバーヘッドデータバイトが生成され、フレームに挿入される（ステップ９０）。ステップ９０で生成されるオーバーヘッドデータバイトのタイプは、上述した表１に示す情報に従って決定される。その後、インクリメントされたカウンタ値は、フレーム内に含まれるバイト数（ｋmax）と比較され、−１を生成する（ステップ９５）。インクリメントされたカウンタ値がｋmax−１に等しい場合、プロセスフローはステップ７０に戻る。あるいは、インクリメントされたカウンタ値がｋmax−１に等しくない場合、プロセスフローはステップ７５に戻る。
【００４１】
逆に、ステップ８０において、インクリメントされたカウンタ値ｋがゼロでない場合、ペイロードデータバイトが生成され、すでにフレームに挿入されている最後のバイトと接続される。その後、プロセス７１はステップ９５に続く。ステップ９５は、フレームがフルであるか否か、すなわち、フレームで伝送されるべき総バイトｋmaxがフレームに接続されているか否かを決定する。
【００４２】
上述したように、この先行技術を用いて、フレーム構造プロセス７１は、従来のＤＳＬ通信システムでのスタティックオーバーヘッドデータ伝送速度を保証する。本発明の１実施形態によると、システム１は、システム１内のオーバーヘッドデータ伝送速度をダイナミックに調整可能にする交渉およびフレーム生成技術を実現する。
（新たなオーバーヘッド割り当てテーブル）
本発明によると、新たな変数「ｎmax」の値は、初期化時および／または安定状態時に、トランシーバ２６および３４によって交渉することによって取り決められる（ｎｅｇｏｔｉａｔｅ）。この値を適切に交渉することにより、ＥＯＣ／ＡＯＣチャネルは、最小値である約２ｋｂｐｓと最大値である約３０ｋｂｐｓとの間の伝送速度を有するようにプログラムされ得る。ｎmaxについて選択された値がオーバーヘッドデータ伝送速度に影響を与える方式、およびオーバーヘッドデータが存在するフレームを、下の表２に要約した。
【００４３】
例えば、ＥＯＣ／ＡＯＣ要件が制限される場合、１６未満となるようにｎmaxを選択することにより、システム１のスループットよりも大きなスループットを、ペイロードデータの割り当てることができる。例えば、２となるようにｎmaxが選択された場合、各スーパーフレーム内の、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、および３４、３５を有するフレームは、オーバーヘッドバイトである第１のバイトを有する。スーパーフレーム内の（全６８フレームのうちの）残りの５４フレームは、フレーム内の第１のバイトとしてオーバーヘッドバイトを有さない。したがって、（全てのＥＯＣ／ＡＯＣ、ＣＲＣ、およびインジケータビットデータに基づく）合計オーバーヘッドデータ速度は、３２ｋｂｐｓから約６．５ｋｂｐｓへと低減される。
表２  高速／同期併合バイトに関して、低減されたオーバーヘッドモードについて修正されたオーバーヘッド
【００４４】
【表２】
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図４は、システム１内を伝送される各フレームの部分１０８を形成するプロセス１９０のフローチャートである。つまり、各トランシーバ２６および３４は、それぞれ、システム１内の他方のトランシーバ３４および２６に伝送されるフレームを形成する場合、プロセッサ１９０を実行する。ｎmaxの値は、（以下により詳細に説明するプロセス１９３に基づいて）ステップ２００においてまず交渉される。その後、フレームカウンタＬは、−１へと初期化され、１だけインクリメントされる（ステップ２１０および２１５）。バイトカウンタｋは、−１へと初期化され、１だけインクリメントされる（ステップ２２０および２３０）。そして、カウンタＬは、ブロック２４１において定義されるＬｉ値と比較される。Ｌがブロック２４１内に示すＬｉ値のうちの１つと等しい場合、バイトカウンタｋが０と等しいかどうかも判定される（ステップ２６０）。もしそうであるなら、オーバーヘッドバイトが生成され、フレームに挿入される（ステップ２７０）。オーバーヘッドバイトの内容は、表２に記載したように判定される。ステップ２６０において、ｋが０に等しくない場合、または、ブロック２４０において、ＬがＬｉ値のうちの１つと等しくない場合、フレームにペイロードデータバイトが挿入される（ステップ２５０）。ステップ２５０およびステップ２７０から、プロセス１９０はブロック２８０へと進む。ブロック２８０において、バイトカウンタｋが（ｋmax−１）に等しいかどうかをチェックすることにより、フレームの最後に到達したかどうかを判定する。ｋmaxが（ｋmax−１）に等しくない場合、プロセス１９０の流れは、ステップ２３０に戻り、ステップ２３０においてバイトカウンタｋがインクリメントされ、ステップ２４０からのステップが繰り返される。ｋが（ｋ−１）に等しい場合、フレームカウンタＬが評価されて、それが６７に等しいかどうかが判定される。６７は、１つのスーパーフレーム内に６８個のデータフレームがある場合に、フレームカウンタについて許された最大値である（ステップ２９０）。フレームカウンタＬがこの最大値に達していない場合、プロセス１９０はステップ２１５にループバックする。逆に、Ｌがこの最大値に等しい場合、プロセス１９０は、ステップ３００へと分岐する。ステップ３００において、（図示しない別個のプロセスステップを介して開始された）スーパーフレームカウンタが１だけインクリメントされ、その後、ｎmaxの値が変更されるかどうかが判定される（ステップ３１０）。ｎmaxの値が変更される場合、ステップ２００の交渉プロセスが実行される。逆に、ｎmaxの値が変更されない場合、プロセス１９０はステップ２１０へと進み、スーパーフレームカウンタが１だけインクリメントされ、フレームカウンタおよびバイトカウンタがリセットされる（ステップ２１０および２２０）。
【００４５】
図４のプロセスは、新たな１つのパラメータｎmaxを導入することにより、オーバーヘッドデータ速度の柔軟性を可能にするので、好適である。本発明から逸れることなく、より多くのパラメータを含み、そのため実行するのがより複雑な技術であって、既存のＤＳＬ規格に対してより多くの修正を要求する技術も可能である。
【００４６】
この例示的な実施形態において、パラメータｎmaxは、オーバーヘッドデータ伝送速度に相当な柔軟性を与えるのに十分である。整数でのインクリメントによってｎmaxパラメータをインクリメントすることにより、オーバーヘッドデータ速度は、約２ｋｂｐｓのステップでインクリメントされ得る。オーバーヘッドデータ速度がデクリメントされると、ペイロードデータ速度が増大する（逆に、オーバーヘッドデータ速度がインクリメントされると、ペイロードデータ速度が減少する）。
【００４７】
また、この例示的な実施形態１において、スタートアップ後にＥＯＣ／ＡＯＣチャネルデータ速度を減少できるようにすることにより、モデム２６および３４の間での通信の進行中にフレーム構造を「オン−ザ−フライ（ｏｎ−ｔｈｅ−ｆｌｙ）」で変更することができるように、新たなＥＯＣコマンドが定義される。このＥＯＣコマンドは、元々は初めの交渉の間に設定されたｎmaxの値から、ｎmaxパラメータの再交渉を起こして、ＥＯＣ／ＡＯＣチャネルデータ速度を増大または減少させる。このコマンドのフォーマットは、システム１が構築された特定の様態に基づいて変更し得る。
【００４８】
ここで図５を参照して、トランシーバ２６および３４によって実行されて、互いに伝送されるフレームを形成する際にトランシーバ２６および３４によって使用される値ｎmaxを交渉するプロセス１９３について説明する。この交渉を目的として、システム１内のトランシーバ２６および３４は、プロセス１９３を開始する前に、既に安定状態モードに移行しているものと仮定する。トランシーバ２６および３４のいずれかまたは両方に含まれる伝送回路ブロックＴＸは、他方のトランシーバ３４、２６のそれぞれに含まれる受信回路ＲＸブロックに、ブロックＴＸを含むトランシーバ２６および３４がオーバーヘッドデータ速度を変更したがっていることを知らせる（ステップ３０１）。トランシーバ３４および２６内のＲＸブロックはそれぞれ変更を検出し（ステップ３１１）、メッセージをトランシーバ２６および３４のＴＸブロックへと伝送することにより、リクエストを許可する（ステップ３３０）。その後、ステップ３２０において、トランシーバ２６および３４のＴＸブロックが、変更リクエストメッセージの許可を検出し、トランシーバ３４および２６のＲＸブロックへと、別のメッセージを伝送し（ステップ３４０）、トランシーバ３４および２６において、トランシーバ２６および３４の間での通信に使用される新たなｎmaxが定義される。この新たなｎmaxは、トランシーバのＴＸおよびＲＸに既に格納されているｎmax選択肢の集合のうちの１つであってもよく、そのメッセージは、集合内の選択肢の１つを選択するための信号であってもよい。しかし、この実施形態において、ＲＸブロックが新たなｎmaxを受け取る場合、新たなｎmax値は、トランシーバ間で効果的に交渉されている（ステップ３５０）。この実施形態において、新たなｎmaxは、次のスーパーフレームの開始時において、２つのトランシーバ２６および３４によって使用される。その後、図４に示すステップを行って、そのスーパーフレームを形成する。当然ながら、プロセス１９３はまた、通信セッションの初期スタートアップの間に使用され、モデム２６および３４によって使用されるｎmax値を交渉し得る。
【００４９】
上で説明したように、このｎmaxの値の交渉／再交渉を実行し得る方法は他にも多くある。やはり上で説明したように、システム１におけるオーバーヘッドデータ転送速度の、新たなｎmaxへの調節を、次のスーパーフレーム境界線上で行う必要はない。トランシーバ２６および３４の間で伝送された別のメッセージに基づいて変更し得る。または、伝送されたスーパーフレームが所定の値に達した場合にのみ変更し得る。また、ｎmaxのみよりもずっと多くのパラメータを設定および変更し、したがって、より複雑ではあるが、より柔軟なシステムを可能にすることもできる。
【００５０】
提案したフレーミングモードは、Ｇ．ｌｉｔｅシステムにおいて、必要な場合に高いバンド幅のクリアチャネルＥＯＣを「開く」能力を維持しつつ、低いオーバーヘッドおよび高いペイロード効率を可能にする。一方で、Ｇ．ｌｉｔｅシステムが高いデータ速度のＥＯＣチャネルを要求しない場合、データ速度が２ｋｂｐｓ未満に減少するように単に交渉する。この提案は、１つの変数（ｎmax）を単に交渉することによって柔軟性が得られるという意味で、単純である。
【００５１】
ダイナミックなオーバーヘッドの割り当てを要求する１つのアプリケーションは、ＤＳＬシステムにおけるｅｏｃ／ａｏｃデータ上の圧縮されたデジタルボイスの輸送である。ＤＳＬシステムは、ＤＳＬサービスが提供されている電話線の上のＰＯＴＳを妨害することなく動作するが、１つの電話線上の仮想の第２のラインボイス（または第３のライン等のボイス）を輸送するためにＤＳＬデータを使用するのが魅力的である。このデジタル化されたボイストラフィックは、従来の産業の音声圧縮技術のいずれかを用いて圧縮されて、圧縮された音声のデータ速度を２４ｋｂｐｓ未満にし得る。上で説明したオンデマンド技術を用いることにより、デジタルボイストラフィック（オーバーヘッドデータ内のＥＯＣ／ＡＯＣバイト）を輸送するために第２のライン音声チャネルが要求および使用される場合、ＥＯＣ／ＡＯＣが「開かれ」得る。この時間の間に、ＤＳＬペイロードデータ速度が減少する。音声データ伝送が完了すると、ＥＯＣ／ＡＯＣデータ速度は、上で説明した適応性のある技術を用いて、より低くなるように再交渉され得、ＤＳＬペイロードデータはその高い速度に戻り得る
本発明の本実施形態に基づいて説明したフレーミング方法は、ＥＯＣ／ＡＯＣチャネルが、適切には２ｋｂｐｓの粒度で、最小値である約２ｋｂｐｓから最大値である約３０ｋｂｐｓの範囲内になるようにプログラムすることを可能にする。ＥＯＣチャネルデータ速度は、フレーミング構造にさらなる変更を行うことによって、さらに増大または減少され得る。例えば、最大のＥＯＣ／ＡＯＣオーバーヘッドデータ速度は、１フレームあたり１同期バイト（または高速バイト）よりも多くのバイトを可能にすることにより、増大され得る。この場合、１フレームあたりの同期バイト（または高速バイト）の数を示す新たな変数「Ｋ」が定義され、スタートアップ時および／または安定状態モードの間にトランシーバによって交渉され得る。表１に示すケースにおいて、１フレームあたり、１ＥＯＣ／ＡＯＣバイトが常に存在するので、Ｋ＝１である。しかし、ＫがＫ＝２となった場合、ＥＯＣ／ＡＯＣチャネルのデータ速度は２倍になり、したがって６０ｋｂｐｓの最大値が可能になる。この技術で（そしてＫがいっそう高い値に増大されると）、必要な場合（つまりペイロードにバイトが割り当てられない場合）チャネル上で利用可能な全てのバンド幅を利用するように、ＥＯＣ／ＡＯＣチャネルが増大される。ＥＯＣ／ＡＯＣチャネルを長い診断テストに使用することを意図している場合、またはモデムファームウェアが、昼間または夜間の、ユーザがモデムコネクション上でアプリケーションを実行していない期間の間にアップグレードを行う場合、このことは有益である。
【００５２】
同様に、ＥＯＣ／ＡＯＣチャネルの最小チャネルデータ速度は、ＥＯＣ／ＡＯＣバイトを所定のスーパーフレームのみに割り当てられるようにフレーミングフォーマットを変更することにより、さらに減少され得る。このフレーミングフォーマットで、８ビットカウンタ（２５６を法とする）として規定されたスーパーフレームカウンタが用いられる。したがって、カウンタは、スーパーフレームが伝送（または受信）されると、０から２５５までカウントし、その後カウントを０から再開する。また、２５６スーパーフレームのうちいくつのスーパーフレームがＥＯＣ／ＡＯＣデータを含むかを指示するために、新たな変数Ｓmaxが使用され得る。例えば、Ｓmax＝８である場合、カウントされた２５６スーパーフレームのうちの初めの８個のスーパーフレームが、ＥＯＣ／ＡＯＣデータを含む。残りの２４８個のスーパーフレームは、各フレームのＥＯＣ／ＡＯＣバイトの代わりに、ペイロードバイトを含む。この場合、ＥＯＣ／ＡＯＣチャネルデータ速度は、２５６分の８（つまり０．０３１２５）に減少される。概して規則通りであれば、ＥＯＣ／ＡＯＣデータ最小データ速度は、モジュール２５６カウンタの場合、（２ｋｂｐｓ）／２５６＝０．００７８ｋｂｐｓに減少され得、より大きなモジュロカウンタを使用することにより、さらに減少され得る。
【００５３】
上で説明したＥＯＣ／ＡＯＣチャネル速度をさらに増大または減少させる方法の両方において、さらなる変数「Ｋ」およびＳmaxが、初期化および／または安定状態動作の間に、モデム２６および３４によって交渉され得る。
【００５４】
好適な実施形態および使用方法に関して本発明を説明したが、本発明の範囲から逸れることなく、多くの変形例、修正例、および改変例が可能である。したがって、当業者に明らかであり得るように、本発明は、そのような変形例、修正例、および改変例の全てを包含することを意図しており、添付の請求の範囲内に包含され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が有利に用いられるＤＳＬシステムの模式図である。
【図２】  従来のデータスーパーフレームを示す。
【図３】  データフレームを生成する従来のプロセスのフローチャートである。
【図４】データフレームを生成する、本発明によるプロセスの１実施形態のフローチャートである。
【図５】  定常状態モード動作中にオーバーヘッドデータ伝送速度を再交渉する、本発明によるプロセスの１実施形態のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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