(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のトランシーバと第２のトランシーバとが時分割二重方式を使って２方向データ通信を提供するデータ伝送システムに関連されていて、前記第１のトランシーバに向けて前記第２のトランシーバから伝送媒体を介して送信されたデータのフレームを前記第１のトランシーバが受信するようにアライメントを調整する方法であって、
（ａ）前記第一のトランシーバにおいて、受信データの連続する複数のフレームのそれぞれのエネルギー量を測定し、
（ｂ）前記第一のトランシーバにおいて、前記受信データの連続する複数のフレームの、バースト・エッジであるエッジを、前記測定されたエネルギー量に基づいて検出し、その検出は少なくとも：
（ｂ）−１  前記測定された複数のエネルギー量の中の連続するエネルギー差を計算すること及び
（ｂ）−２  連続するエネルギー差のうちバースト・エッジに相当する最大エネルギー差を特定することを含み、そして、
（ｃ）前記第一のトランシーバにおいて、該測定されたエネルギー量に基づいてアライメント・エラー推定を、前記連続する複数のフレーム中の検出されたエッジを用いて計算する、方法。
【請求項２】
前記データ伝送システムは、複数のフレームを有するスーパーフレーム構造を使ってデータを送信し、前記スーパフレームの第１組のフレームがデータを第１の方向に送信し、前記スーパーフレームの第２組のフレームがデータを第２の方向に送信する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１のトランシーバは、フレーム境界ポインターを使って、受信する前記スーパーフレーム内のフレームの始まりを特定し、
前記方法はさらに、
（ｄ）前記アライメント・エラー推定に従ってフレーム境界ポインターを調整する、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記方法はさらに、
（ｅ）前記アライメント・エラー推定をしきい値と比較し、
（ｆ）該比較（ｅ）が、前記アライメント・エラー推定が前記しきい値よりも小さくなったことを示すまで（ａ）から（ｃ）を繰り返す、
請求項３記載の方法。
【請求項５】
データの送信および受信を交互に行う時分割二重方式を使用したデータ伝送システムの受信機であって、
該受信機にチャネルを介して送信されたアナログ・データを受信し、該受信されたアナログ信号を受信されたデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、
前記受信されたデジタル信号を一時的に格納する入力バッファと、
複数の異なるキャリヤー周波数に対して前記入力バッファからの前記受信されたデジタル信号を周波数領域データに復調するマルチキャリヤー復調ユニットと、
該マルチキャリヤー復調ユニットによって得られた周波数領域データのエネルギーが時間と共に変動する性質に基づいて前記マルチキャリヤー復調ユニットの受信フレーム境界を同期させるフレーム同期ユニットと、
前記受信機で受信されるデータを送信する際に用いるビット割当て情報を格納するビット割当てテーブルと、
前記周波数領域データを受信したのち、前記ビット割当てテーブルに格納された前記ビット割当て情報に基づいて前記キャリヤー周波数からの周波数領域データに関わるビットを復号するデータ・シンボル・デコーダと、
前記復号されたビットを復帰データとして格納する出力バッファと、
を含む、受信機。
【請求項６】
少なくとも一つの静止期間を含むスーパーフレーム・フォーマットに従ってデータを送信する送信機を中央サイトに複数有するデータ伝送システムにおいて、前記中央サイトの所定の送信機によるデータ伝送を該中央サイトの他の送信機に同期させる方法であって、
（ａ）前記中央サイトの前記他の送信機からのデータ伝送によって生じる、前記所定の送信機に関連する前記静止期間におけるエネルギーを測定し、
（ｂ）該測定されたエネルギーをしきい値と比較し、
（ｃ）該比較（ｂ）により前記測定されたエネルギーが前記しきい値を超えたことが判明したときに、前記所定の送信機の伝送に対して同期を変更する、
方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【関連出願】
本出願は、（）米国出願シリアル番号第０８／７０７，３２２号の「漏話キャンセルの方法および装置」と、（ｉｉ）米国出願シリアル番号第０８／５０１，２５０号の「時分割二重高速データ伝送システムおよび方法」とに関し、これら両出願の記載内容は実質的に本明細書の一部を構成する。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ伝送システムに関し、特に、時分割二重化方式を利用したデータ伝送システムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
二方向デジタル・データ伝送システムは高速データ通信用に現在開発されつつある。既に開発されたツイスト・ペア電話線を使った高速データ通信用の標準としては、非対称型加入者線デジタル伝送方式（ＡＤＳＬ）がある。現在提案されているツイスト・ペア電話線を使った高速データ通信用の別の標準としては、超高速型加入者線デジタル伝送方式（ＶＤＳＬ）がある。
【０００４】
ＡＮＳＩ（米国規格協会）標準規格グループによって認可されたグループである電気通信情報解決同盟（ＡＴＩＳ）は、ツイスト・ペア電話線を介してデジタル・データを伝送するための離散マルチ・トーン利用アプローチを最終的に仕上げた。ＡＤＳＬとして知られている標準は、主に、通常の電話線を介したビデオ・データの伝送や高速インターネット・アクセスを意図しているが、他のさまざまな用途にも使うことができる。北米規格は、ＡＮＳＩ  Ｔ１．４１３  ＡＤＳＬ規格（以下、ＡＤＳＬ規格）と呼ばれ、本明細書の一部を構成する。ＡＤＳＬ規格での伝送速度は、ツイスト・ペア電話線上で最大毎秒８００万ビット（Ｍｂｉｔｓ／ｓ)の速度で情報を伝送できるようにしている。標準システムは離散マルチ・トーン（ＤＭＴ）システムの使用を規定しており、このＤＭＴシステムは、下り（ダウン・ストリーム）方向においてそれぞれ４．３１２５ｋＨｚの幅を持つ２５６の「トーン」または「サブ・チャネル」を使用する。電話システムにおいて、下り方向は（普通、電話会社が所有する）電話局から一般使用者（すなわち、在宅ユーザまたはビジネス・ユーザ）のいる遠隔地までの伝送と定義される。他のシステムにおいては、トーンの数は大きく変わることがある。
【０００５】
ＡＤＳＬ規格は、１６〜８００Ｋｂｉｔ／ｓのデータ速度で上り伝送を使用することも規定している。上り伝送は、たとえば遠隔地から電話局へのアップ・ストリーム方向の伝送である。したがって、ＡＤＳＬという用語は、データ伝送速度がアップ・ストリ−ム方向よりもダウン・ストリーム方向において実質的に速いことに基づいている。これは、特に、電話線を介して遠隔地にビデオ・プログラム情報またはビデオ会議情報を送るためのシステムにおいて有用である。
【０００６】
ダウン・ストリーム信号およびアップ・ストリーム信号の両方が同じ対の線上を行き来する（すなわち、２つの信号が二重化されている）ので、それらは何らかの方法で互いに分離されなければならない。ＡＤＳＬ規格で使用される二重化の方法は、周波数分割二重またはエコー・キャンセリングである。周波数分割二重システムにおいては、アップ・ストリーム信号とダウン・ストリーム信号とは、異なる周波数帯を占有し、送信機および受信機においてフィルターによって分離される。エコー・キャンセル・システムにおいては、アップ・ストリーム信号とダウン・ストリーム信号とは、同じ周波数帯を占有し、信号処理によって分離される。
【０００７】
ＡＮＳＩは、ＶＤＳＬ規格と呼ばれる、加入者線を使用した伝送システムの別の規格を作成している。ＶＤＳＬ規格はダウン・ストリーム方向で最低約６Ｍｂｉｔ／ｓで最大５２Ｍｂｉｔ／ｓ以上の伝送速度を与えるものである。同時に、デジタル、オーディオおよびビデオ会議（ＤＡＶＩＣ）も類似のシステムの策定を行っており、これはファイバー・ツー・ザ・カーブ（ＦＴＴＣ）と称される。「道路縁（カーブ）」から顧客までの伝送媒体は、標準非遮蔽ツイスト・ペア（ＵＴＰ）電話線である。
【０００８】
ＶＤＳＬおよびＦＴＴＣ規格（以下、ＶＤＳＬ／ＦＴＴＣ）に使用するための多くの変調スキームが提案されている。たとえば、可能なＶＤＳＬ／ＦＴＴＣ変調スキームとしては、離散マルチ・トーン変調（ＤＭＴ）や離散ウェーブレット・マルチ・トーン変調（ＤＷＭＴ）などのマルチキャリヤー伝送スキームのほか、直交振幅変調（ＱＡＭ）、キャリヤーレス振幅・位相変調（ＣＡＰ）、直交位相偏移変調（ＱＰＳＫ）または残留側波帯変調などの単一キャリヤー伝送スキームがある。
【０００９】
また、マルチキャリヤー伝送スキームは、その高いデータ伝送速度のために多くの注目を集めている。図１Ａは、従来のマルチキャリヤー変調システム用の送信機１００の単純化したブロック図である。従来の送信機１００は、たとえば、ＡＤＳＬシステムまたはＶＤＳＬシステムにおけるＤＭＴ変調に適している。送信機１００は、送信すべきデータ信号をバッファ１０２で受け取る。データ信号はバッファ１０２から下り誤り訂正（ＦＥＣ）ユニット１０４に供給される。ＦＥＣユニット１０４は、漏話ノイズ、インパルス・ノイズ、チャネル歪みなどによるエラーを補償する。ＦＥＣユニット１０４から出力された信号はデータ・シンボル・エンコーダ１０６に送られる。データ・シンボル・エンコーダ１０６はマルチキャリヤー変調に関連した複数の周波数トーンについて信号を符号化するように動作する。データすなわちデータのビットを各周波数トーンに割り当てる際、データ・シンボル・エンコーダ１０６は送信ビット割当てテーブル１０８および送信エネルギー割当てテーブル１１０に格納されているデータを利用する。送信ビット割当てテーブル１０８は、マルチキャリヤー変調の各キャリヤー（周波数トーン）に対する整数値を含む。その整数値は、特定の周波数トーンに割り当てられるビットの数を表す。送信エネルギー割当てテーブル１１０に格納される値を使って、マルチキャリヤー変調の周波数トーンに異なるエネルギー・レベルを割り当てることによって解像度の端数のビットを有効に与える。いずれにしても、データ・シンボル・エンコーダ１０６がデータを各周波数トーンに符号化したのち、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）ユニット１１２は、データ・シンボル・エンコーダ１０６から供給された周波数領域データを変調して、送信すべき時間領域信号を生成する。その後、時間領域信号はデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）１１４に送られ、デジタル信号がアナログ信号に変換される。その後、アナログ信号はチャネルを介して一つまたは複数の遠隔受信機に伝送される。
【００１０】
図１Ｂは、従来のマルチキャリヤー変調システム用の遠隔受信機１５０の単純化したブロック図である。従来の遠隔受信機１５０は、たとえば、ＡＤＳＬシステムまたはＶＤＳＬシステムにおけるＤＭＴ復調に適している。遠隔受信機１５０は、送信機によってチャネルを介して伝送されたアナログ信号を受信する。受信されたアナログ信号はアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１５２に送られる。ＡＤＣ１５２は、受信されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。その後、デジタル信号は、デジタル信号を時間領域から周波数領域に変換しながらデジタル信号を復調する高速フーリエ変換ユニット（ＦＦＴ）１５４に送られる。復調されたデジタル信号は周波数領域等化器（ＦＥＱ）ユニット１５６に送られる。ＦＥＱユニット１５６はデジタル信号について等化を行い、それにより、減衰および位相が各周波数トーンに渡って等化される。その後、データ・シンボル・デコーダ１５８が等化されたデジタル信号を受信する。データ・シンボル・デコーダ１５８は、等化されたデジタル信号を復号して、各キャリヤー（周波数トーン）で伝送されたデータすなわちデータのビットを復帰させる。等化されたデジタル信号を復号する際、データ・シンボル・デコーダ１５８は、データを伝送するのに使用されたビット割当て情報およびエネルギー割当て情報にアクセスする必要がある。ここで、データ・シンボル・デコーダ１５８は、データを伝送するのに使用されたビット割当て情報およびエネルギー割当て情報をそれぞれ格納している受信ビット割当てテーブル１６２および受信エネルギー割当てテーブル１６０に接続されている。各周波数トーンから得られたデータは下り誤り訂正（ＦＥＣ）ユニット１６４に送られる。ＦＥＣユニット１６４は、データのエラー訂正を行って訂正データを生成する。訂正データはバッファ１６６に格納される。その後、訂正データは、バッファ１６６から取り出され、さらに受信機１５０によって処理される。別の方法として、受信エネルギー割当てテーブル１６０をＦＥＱユニット１５６に供給してそこで使用することもできる。
【００１１】
従来の送信機１００で使用されているビット割当てテーブルおよびエネルギー割当てテーブルは、単一のテーブルとしても個別のテーブルとしても実現可能である。同様に、遠隔受信機１５０で使用されているビット割当てテーブルおよびエネルギー割当てテーブルは、単一のテーブルとしても個別のテーブルとしても実現可能である。また、送信機１００は、通常、コントローラによって制御され、遠隔受信機１５０は、通常、コントローラによって制御される。これらのコントローラは、普通、プログラム可能なコントローラである。
【００１２】
図１Ａおよび図１Ｂにそれぞれ示した送信機１００および遠隔受信機１５０は、任意に、他のコンポーネントを設けることができる。たとえば、送信機１００はＩＦＦＴユニット１１２の後ろにおいて周期的プレフィックスをシンボルに追加し、遠隔受信機１５０はＦＦＴユニット１５４の前において周期的プレフィックスを取り除くことができる。また、遠隔受信機１５０はＡＤＣ１５２とＦＦＴユニット１５４との間に時間領域等化器（ＴＥＱ）を設けることもできる。
【００１３】
提案されているＶＤＳＬ／ＦＴＴＣ伝送スキームのほとんどは、アップ・ストリーム信号およびダウン・ストリーム信号の周波数分割二重方式（ＦＤＤ）を使用している。他方、一つの特に提案されているＶＤＳＬ／ＦＴＴＣ伝送スキームは、アップ・ストリーム信号およびダウン・ストリーム信号の時分割二重方式（ＴＤＤ）を使用している。より具体的には、時分割二重方式は、この場合、周期的に同期を取ったアップ・ストリームおよびダウン・ストリーム通信期間が互いに重ならないような場合に同期が取られる。すなわち、バインダーを共有するすべての線のアップ・ストリームおよびダウン・ストリーム通信期間が同期が取られる。この構成において、同じバインダー内のすべての超高速伝送は、ダウン・ストリーム通信がアップ・ストリーム通信の伝送に重なるような時間に伝送されることがないように同期を取られかつ時分割二重化される。この方法はまた、「ピンポン」式データ伝送スキームとも呼ばれる。いずれの方向にもデータが伝送されていない静かな期間がアップ・ストリームおよびダウン・ストリーム通信期間を分離する。同期が取られた時分割二重方式がＤＭＴに使用される場合、これはしばしば同期ＤＭＴ（ＳＤＭＴ）と呼ばれる。
【００１４】
上述した伝送システムの共通する特徴は、ツイスト・ペア電話線が電話局（たとえば、電話会社）とユーザ（たとえば、在宅またはビジネス・ユーザ）とを接続する伝送媒体の少なくとも一部として使用されている点である。光ファイバが電話局からユーザの家近くの縁石まで来ているかもしれないが、縁石からユーザの家または会社まで信号を送り込むのにツイスト・ペア電話線が使われる。
【００１５】
ツイスト・ペア電話線はバインダー内にまとめられる。ツイスト・ペア電話線がバインダー内にある限り、バインダーは外部電磁障害に対する適切な保護を提供する。しかし、バインダー内においては、ツイスト・ペア電話線は互いに電磁障害を誘発する。この種の電磁障害は、一般に、クロストーク（漏話）障害として知られており、これには近端漏話（ＮＥＸＴ）障害および遠端漏話（ＦＥＸＴ）障害が含まれる。伝送周波数が大きくなると、漏話障害（ＮＥＸＴ障害)が著しくなる。その結果、高速でツイスト・ペア電話線上を伝送されているデータ信号が、バインダー内の他のツイスト・ペア電話線による漏話障害によって大きく劣化することがある。データの伝送速度が増大すると、この問題は悪化する。同期ＴＤＤ（たとえば、ＳＤＭＴ）によるデータ伝送の利点は、すべての線が同じ期間（すなわち、同じスーパーフレーム・フォーマットで）伝送するならば、バインダー内の他の線からの漏話障害（ＮＥＸＴ障害）は本質的に解消されることである。
【００１６】
データ伝送システムは、通常、一つの電話局と複数の遠隔装置とを含む。各遠隔装置は、電話局と遠隔装置との間で確立されているデータ・リンク（すなわち、チャネル）を介して電話局と通信する。そのようなデータ・リンクを確立するには、初期化処理を行って電話局と各遠隔装置との間の通信を初期化する。以下の説明のために、電話局は中央モデム（または、中央装置）を含み、また、遠隔装置は遠隔モデムを含む。これらのモデムは、電話局と遠隔装置との間のデータ伝送を容易にするトランシーバである。したがって、電話局は、通常、それぞれが中央側送信機と中央側受信機とを有する複数の中央側トランシーバを含み、また、遠隔装置は、通常、遠隔側送信機と遠隔側受信機とを有する一つの遠隔側トランシーバを含む。
【００１７】
従来の一つのフレーム同期技法は、所定のデータ列を送信し、受信機がそれを受信し、前もって格納してある所定のデータ列と相関させることにより、同期を得るのに必要な調整を決める、という手順が必要であった。米国特許第５，６２７，８６３号は周波数分割二重方式（ＦＤＤ）またはエコー・キャンセリング方式を使用した二重方式を提供するためのシステム（たとえば、ＡＤＳＬ）に適したフレーム同期法について述べている。しかし、記載されたフレーム同期法は時分割二重方式を使用したシステム（たとえば、同期ＴＤＤまたはＳＤＭＴ）には適していない。なぜなら、漏話を低減させるためにＴＤＤにおいて必要である時間の同期はＦＤＤまたはエコー・キャンセリングには必要ないからである。
【００１８】
データ伝送システムが時分割二重（ＴＤＤ）で動作しているとき、電話局および遠隔装置の送信機および受信機は、送信と受信とが互いに時間的に重なることがないように時間的に同期させなければならない。データ伝送システムにおいて、ダウン・ストリーム伝送は中央側送信機から一つまたは複数の遠隔側受信機へ向かい、アップ・ストリーム伝送は一つまたは複数の遠隔側送信機から中央側受信機へ向かう。中央側送信機および受信機を組合せて中央側トランシーバとし、遠隔側送信機および受信機を組合せて遠隔側トランシーバとすることができる。
【００１９】
一般的に言えば、時分割二重システムにおいては、アップ・ストリーム信号とダウン・ストリーム信号とは交互に送られる。普通、アップ・ストリーム伝送とダウン・ストリーム伝送とは保護期間または静止期間によって分離されている。保護期間を設けたのは、伝送システムがデータ伝送方向を反転させることにより一つの方向の送信が受け取られたのちに反対方向の送信が行えるようにするためである。伝送スキームによっては、アップ・ストリームおよびダウン・ストリーム伝送をフレームと呼ばれるより小さいユニットに分割する。これらフレームは、一連のダウン・ストリーム・フレームと一連のアップ・ストリーム・フレームとその２つの間の保護期間とを含むスーパー・フレームにグループ化されることもできる。
【００２０】
時分割二重方式は、複数のトランシーバの間で一つのチャネル（媒体）を共有する簡単な方法である。各トランシーバは送信することができる時間スロットを割り当てられ、どの装置も送信してはならない静止期間（保護期間）がある。多数の接続間での漏話（ＮＥＸＴ障害）の影響を受けるチャネルにおいて時分割二重方式が使用される場合、その影響を受けるすべての装置の間で同期を確立し維持しなければならない。この例としては、現存のツイスト・ペア電話線ループ・プラントを用いて最大１．５ｋｍのループ上を最大１３〜５２Ｍｂ／Ｓの速度で伝送するＶＤＳＬサービスがある。加入者に向かうペアは２５〜１００ペアからなる１本のケーブルにまとめられる。接近および高い周波数（０．２〜１１ＭＨｚ信号帯域幅）を使用していることが、バインダー内の隣接するペア間で著しい漏話を発生させる原因となる。最大１．５ｋｍのループ上で所望のデータ速度を得るには、ＤＭＴは適切なマルチキャリヤー変調スキームである。このスキームは時分割二重方式を非常にうまく利用している。なぜなら、送信と受信とにＦＦＴユニットを２台必要とせず単一のＦＦＴユニットを使用でき、さらにアナログ回路における他の節約を可能にしているからである。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
従来のフレーム同期法は、同期ＴＤＤにはあまり適していないだけでなく、ラジオ周波妨害が存在するときには信頼性がない。アマチュアラジオ周波数帯による大きなラジオ周波妨害の可能性があるため、ラジオ周波妨害は状況によっては所望の受信信号と同じか多分それ以上の信号パワー（強さ）を持つこともある。しかし、同期ＴＤＤシステムにおいては、同期を確立し維持することにより漏話が軽減抑制されおよび/または受信データが正確に復帰されるようにすることが重要である。
【００２２】
したがって、時分割二重システム用の同期技術を改良する必要がある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
広く言えば、本発明は、時分割二重方式を利用したデータ伝送システムの送信および受信の同期を取るための改良された技術に関する。本発明の一つの特徴によれば、改良された同期技術は、受信データのエネルギーが時間と共に変化する性質を利用して同期を得るものである。一つの実施形態では、改良された同期技術は、マルチキャリヤー変調ユニット（たとえば、ＦＥＴユニット）からの出力信号を使うので、ラジオ周波妨害の影響を受ける周波数トーンを避けることができる。本発明の別の特徴によれば、改良された同期技術は、漏話障害レベルを利用して同期を確立する。この改良された同期技術によれば、データ伝送システムの遠隔受信機を中央送信機に同期させ、データ伝送システムの中央受信機を遠隔送信機に同期させ、中央送信機同士を互いに同期させることができる。
【００２４】
本発明は、装置、システム、方法またはコンピュータ読取り可能媒体として、さまざまな方法で実現できる。本発明のいくつかの実施形態を以下に述べる。
【００２５】
第１のトランシーバと第２のトランシーバとが時分割二重方式を使って２方向データ通信を提供するデータ伝送システムに関連されていて、第１のトランシーバに向けて第２のトランシーバから伝送媒体を介して送信されたデータのフレームを第１のトランシーバが受信するようにアライメントを調整する方法として、本発明の一実施形態は、受信データの連続する複数のフレームのそれぞれのエネルギー量を測定する操作と、測定されたエネルギー量に基づいて受信データの連続する複数のフレームのエッジを検出する操作と、連続する複数のフレームの検出されたエッジを使ってアライメント・エラー推定を計算する操作とを含む。さらに、その後、同期がアライメント・エラー推定に従って調整される。任意的に、データ伝送システムは、複数のフレームを有するスーパーフレーム構造を使ってデータを送信し、スーパーフレーム内の第１の組のフレームはデータを第１の方向に送信し、スーパーフレーム内の第２の組のフレームはデータを第２の方向に送信する。
【００２６】
第１のトランシーバと第２のトランシーバとが時分割二重方式を使って２方向データ通信を提供するデータ伝送システムに関連されていて、第１のトランシーバに向けて第２のトランシーバから伝送媒体を介して送信されたデータのフレームを第１のトランシーバが受信するようにアライメントを調整するためのプログラム命令を含むコンピュータ読取り可能媒体として、本発明の一実施形態は、受信データの連続する複数のフレームのそれぞれのエネルギー量を測定するための第１のコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、測定されたエネルギー量に基づいて受信データの連続する複数のフレームのエッジを検出するための第２のコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、連続する複数のフレームの検出されたエッジを使ってアライメント・エラー推定を計算するための第３のコンピュータ読取り可能コード・デバイスとを含む。
【００２７】
データの送信および受信を交互に行う時分割二重方式を使用したデータ伝送システムの受信機として、本発明の一実施形態は、受信機にチャネルを介して送信されたアナログ・データを受信し、受信されたアナログ信号を受信されたデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、受信されたデジタル信号を一時的に格納する入力バッファと、複数の異なるキャリヤー周波数に対して入力バッファからの受信されたデジタル信号を周波数領域データに復調するマルチキャリヤー復調ユニットと、マルチキャリヤー復調ユニットによって得られた周波数領域データのエネルギーが時間と共に変動する性質に基づいてマルチキャリヤー復調ユニットに対して受信フレーム境界を同期させるフレーム同期ユニットと、受信機で受信されるデータを送信する際に用いるビット割当て情報を格納するビット割当てテーブルと、周波数領域データを受信したのち、ビット割当てテーブルに格納されたビット割当て情報に基づいてキャリヤー周波数から周波数領域データに関わるビットを復号するデータ・シンボル・デコーダと、復号されたビットを復帰データとして格納する出力バッファとを含む。好ましくは、データ伝送システムは同期ＤＭＴシステムであり、マルチキャリヤー復調ユニットはＦＦＴユニットを含む。
【００２８】
データの送信および受信を交互に行う時分割二重方式を使用したデータ伝送システムの受信機として、本発明の別の実施形態は、受信機にチャネルを介して送信されたアナログ・データを受信し、受信されたアナログ信号を受信されたデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、受信されたデジタル信号を一時的に格納する入力バッファと、複数の異なるキャリヤー周波数に対して入力バッファからの受信されたデジタル信号を周波数領域データに復調するマルチキャリヤー復調ユニットと、マルチキャリヤー復調ユニットによって得られた周波数領域データのエネルギーが時間と共に変動する性質に基づいてマルチキャリヤー復調ユニットに対して受信フレーム境界を同期させるフレーム同期ユニットと、受信機で受信されるデータを送信する際に用いるビット割当て情報を格納するビット割当てテーブルと、周波数領域データを受信したのち、ビット割当てテーブルに格納されたビット割当て情報に基づいてキャリヤー周波数から周波数領域データに関わるビットを復号するデータ・シンボル・デコーダと、復号されたビットを復帰データとして格納する出力バッファとを含む。
【００２９】
少なくとも一つの静止期間を含むスーパーフレーム・フォーマットに従ってデータを送信する送信機を中央サイト（場所）に複数有し、中央サイトでは送信機を同期させるための外部クロック信号が使用できないデータ伝送システムに対して、中央サイトの所定の送信機によるデータ伝送を中央サイトの他の送信機に同期させるための本発明による一実施形態による方法は、中央サイトの他の送信機からのデータ伝送による所定の送信機に関連する静止期間におけるエネルギーを測定する動作と、測定されたエネルギーをしきい値と比較する動作と、測定されたエネルギーがしきい値を超えたことが比較により判明したときに所定の送信機の伝送の同期を変更する動作とを含む。
【００３０】
少なくとも一つの静止期間を含むスーパーフレーム・フォーマットに従ってデータを送信する送信機を中央サイト（場所）に複数有し、中央サイトでは送信機を同期させるための外部クロック信号が使用できないデータ伝送システムにおいて、データ伝送を同期させるためのプログラム命令を含むコンピュータ読取り可能媒体として、本発明の一実施形態は、中央サイトの他の送信機からのデータ伝送による所定の送信機に関連する静止期間におけるエネルギーを測定する第１のコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、測定されたエネルギーをしきい値と比較する第２のコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、測定されたエネルギーがしきい値を超えたことが比較により判明したときに所定の送信機の伝送に対して同期を変更する第３のコンピュータ読取り可能コード・デバイスとを含む。
【００３１】
本発明の利点は多い。本発明の一つの利点は、たとえばアマチュア無線ユーザなどによるラジオ周波（ＲＦ）妨害がある場合でも同期を確立できることである。本発明の他の利点は、たとえば同期ＤＭＴまたは同期ＶＤＳＬなどの時分割二重方式を採用したデータ伝送システムによく適していることである。さらに別の利点は、データ伝送システムのノイズに比較的敏感でないことである。
【００３２】
本発明の他の特徴や利点は、添付図面と共に本発明の原理を例示した以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。
本発明は添付図面と詳細な説明により容易に理解されるであろう。図面中同じ参照符号は同じ要素を示す。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明は、時分割二重方式を採用したデータ伝送システムによって送信および受信を同期させるための改良された技術に関する。本発明の一つの態様において、改善された同期技術は、受信されたデータのエネルギーが時間と共に変わる性質を同期を取るために利用した。本発明の別の態様において、改善された同期技術は漏話障害レベルを同期を取るために利用した。改良された同期技術によれば、データ伝送システムにおける遠隔受信機は中央送信機に同期し、データ伝送システムにおける中央受信機は遠隔送信機に同期し、中央送信機同士は互いに同期させることができる。
【００３４】
時分割二重システムにおいて必要とされる同期は、送信がスーパーフレーム構造と同期されることを必要とする。フレーム内の最初および最後のサンプルなどのようなサンプルを相関させて周期的プレフィックスを検出する従来の時間領域方法は、所望の信号と同等のパワーを持つラジオ周波妨害が受信信号に存在する可能性があるので、信頼性がない。しかしながら、本発明は、ラジオ周波妨害によって時間領域信号の信頼性がなくなった場合でも時分割二重システムにおける送信を同期させる正確な技術を提供する。本発明が提供する周波数領域による同期方法はラジオ周波妨害に対して著しい耐性をもつ。一つの実施形態において、改良された同期技術は、好ましくは、マルチキャリヤー変調装置（ＦＦＴユニット）からの出力信号を使用することで、ラジオ周波（ＲＦ）妨害に影響される周波数トーンを避けることができる。
【００３５】
図１Ａから図１２を参照して本発明の複数の実施形態を以下に説明する。これらの図を参照して以下に与える詳細な説明は例として示すものであって、本発明がこれら限られた実施形態に限定されるものではないことを当業者は容易に理解されるであろう。
【００３６】
図２は、本発明を実施するのに適した例示の通信ネットワーク２００を示すブロック図である。通信ネットワーク２００は電話局２０２を含む。電話局２０２は、複数の分配ポストをサービスすることにより電話局２０２とさまざまな遠隔ユニットとの間のデータ伝送を提供する。この例示の実施形態においては、各分配ポストは処理・分配装置２０４（ノード）である。処理・分配装置２０４は、光ファイバー線などの高速多重伝送線２０６によって電話局２０２に結合される。典型的な例として、伝送線２０６が光ファイバー線である場合、処理・分配装置２０４は光ネットワーク装置（ＯＮＵ）と呼ばれる。また、電話局２０２は、普通、高速多重伝送線２０８，２１０を介して他の処理・分配装置（図示せず）にも結合しているが、以下においては、処理・分配装置２０４の動作についてのみ説明する。一つの実施形態において、処理・分配装置２０４は一つまたは複数のモデム（中央モデム）を含む。
【００３７】
処理・分配装置２０４は多数の離散加入者線２１２−１〜２１２−ｎをサービスする。各加入者線２１２は、一般的に、単一エンド・ユーザをサービスする。エンド・ユーザは、非常に速いデータ速度で処理・分配装置２０４と通信するのに適した遠隔装置を有する。より具体的には、第１のエンド・ユーザ２１６の遠隔装置２１４は加入者線２１２−１によって処理・分配装置２０４に結合され、第２のエンドユーザ２２０の遠隔装置２１８は加入者線２１２−ｎによって処理・分配装置２０４に結合される。遠隔装置２１４，２１８は、処理・分配装置２０４へデータを送信したり処理・分配装置２０４からデータを受信したりできるデータ通信システムを含む。一つの実施形態では、データ通信システムはモデムである。遠隔装置２１４，２１８は各種の装置、たとえば電話、テレビ、モニター、コンピュータ、会議装置その他に組み込むことができる。図２では各加入者線には一つの遠隔装置が結合されているが、一つの加入者線に複数の遠隔装置を結合できることも理解されたい。さらに、図２では処理・分配装置２０４を集中処理として示したが、その処理は集中化する必要はなく各加入者線２１２毎に個別に実行できることも理解されたい。
【００３８】
処理・分配装置２０４によってサービスされる加入者線２１２は、それらが処理・分配装置２０４を出るときに、シールドされたバインダー２２２に束ねられる。シールドされたバインダー２２２が提供する遮蔽は、一般的に、電磁障害の放出および進入を防ぐ良い絶縁物として機能する。しかしながら、これら加入者線の最後の部分は、一般に、シールドされたバインダー２２２からの「引き込み」分岐線と呼ばれているが、これがエンド・ユーザの遠隔装置に直接的にまたは間接的に結合されている。各遠隔装置とシールドされたバインダー２２２との間の加入者線の「引き込み」部分は、通常、非遮蔽ツイスト・ペア線である。ほとんどの用途において、引き込み部分の長さは約３０メートル以下である。
【００３９】
近端漏話（ＮＥＸＴ）および遠端漏話（ＦＥＸＴ）を含む漏話障害は、主に、加入者線２１２が密に束ねられているシールドされたバインダー２２２内で発生する。したがって、多数のレベルのサービスが提供される場合にはよくあることであるが、他の加入者線がデータを受信中に別の加入者線２１２がデータを送信するような場合、発生する漏話障害はデータを正しく受信するのに大きな障害となる。この問題を克服するために、送るべきデータのビットをスーパーフレームに割り当てたスーパーフレーム構造を使用してデータを送信する。たとえば通信ネットワーク２００は、特に、異なったレベルのサービスを提供する同期ＴＤＤ伝送システム（たとえば、同期ＶＤＳＬまたはＳＤＭＴ）によく適している。
【００４０】
したがって、図２に示したＳＤＭＴ伝送システムにおいて、処理・分配装置２０４に関連するシールドされたバインダー２２２内のすべての線２１２上でのデータ伝送は同期させなければならない。処理・分配装置２０４から出るすべての活性線は、同じ方向（たとえば、ダウン・ストリームまたはアップ・ストリーム）に伝送させることにより、ＮＥＸＴ障害を実質的に低減することができる。
【００４１】
図３は、本発明の一実施形態による処理・分配装置３００のブロック図である。たとえば、データ処理・分配装置３００は図２に示した処理・分配装置２０４の詳細なものである。
【００４２】
データ処理・分配装置３００は、データ・リンク３０４上のデータを送受信する処理装置３０２を含む。データ・リンク３０４は、たとえば、電話ネットワークまたはケーブル・ネットワークの光ファイバー・ケーブルに結合される。処理装置３０２は、処理装置３０２のさまざまな処理済送信および受信が同期するように動作させなければならない。処理・分配装置３００は、バス配置３０８と複数のアナログ・カード３１０とをさらに含む。処理装置３０２の出力はバス配置３０８に結合される。バス配置３０８は、処理装置３０２と共に、処理装置３０２からの出力データを適切なアナログ・カード３１０に送り、アナログ・カード３１０からの入力を処理装置３０２に送る。アナログ・カード３１０は、処理装置３０２によるデジタル処理を使うよりもアナログ・コンポーネントで一般的により効率的に実行できるような処理・分配装置３００によって利用されるアナログ回路を提供する。たとえば、アナログ回路は、フィルター、変圧器、アナログ／デジタル変換器またはデジタル／アナログ変換器を含むことができる。各アナログ・カード３１０は異なる線に結合される。一般的に、所定のデータ処理・分配装置３００のすべての線は、約５０本の線（線１から線５０）を含むバインダーに束ねられる。したがって、そのような実施形態では、５０本の線にそれぞれ結合された５０個のアナログ・カード３１０がある。一実施形態では、それらの線はツイスト・ペア線である。処理装置３０２は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）または専用の特殊用途装置などの汎用計算装置でもよい。バス配置３０８はさまざまな形態を取り得る。アナログ・カード３１０は、個々の線に対して設計する必要はなく、多数の線をサポートする単一のカードや回路であってもよい。
【００４３】
処理が集中化されていない場合には、図３の処理装置３０２は各線ごとのモデムで代用することができる。その場合、各線の処理は線ごとに独立して実行されることができる。この場合、モデムはアナログ回路と共に単一のカードに設けることもできる。
【００４４】
ＮＥＸＴ障害問題は処理・分配装置３００の出力に近接する線上で発生する。図３のブロック図において、アナログ・カード３１０の出力の近くでＮＥＸＴ障害は最も大きい。なぜなら、この場所では線が互いに最も近くかつ（送信信号と受信信号との間の）パワーの差が最大であるからである。すなわち、線は処理・分配装置３００の出力から遠隔装置に向かって延びている。普通、ほとんどの距離は、たとえば５０本のツイスト・ペア線を収容するシールドされたバインダー内を延びており、残りの距離は単一の非遮蔽ツイスト・ペア線上を延びている。これらすべての線（たとえば、ツイスト・ペア線）はバインダー内で互いに近接して保持されており、個々の線はバインダー内の他の線からの電磁結合をほとんど遮蔽しないので、バインダー内の線間の漏話障害（すなわち、ＮＥＸＴ障害およびＦＥＸＴ障害）が問題となる。
【００４５】
提供されるサービスのレベルによって、ＳＤＭＴによるデータ伝送はアップ・ストリームまたはダウン・ストリーム伝送に対して対称または非対称とすることができる。対称送信の場合、ＤＭＴシンボルは、普通、２方向において同じ時間伝送される。すなわち、ＤＭＴシンボルがダウン・ストリーム方向に送信される期間は、ＤＭＴシンボルがアップ・ストリーム方向に送信される期間と同じである。非対称送信の場合、ＤＭＴシンボルは、普通、アップ・ストリーム方向の送信時間よりもダウン・ストリーム方向の送信時間の方が長い。
【００４６】
ＶＤＳＬにおいて、ＤＭＴシンボルに関連付けられた各フレームを一定数（たとえば、２０フレーム）含むスーパーフレーム構造を有するものが提案されている。そのようなフレーム・フォーマットの場合、ダウン・ストリーム伝送に使われるフレーム数とアップ・ストリーム伝送に使われるフレーム数とは変わることがある。その結果、いくつかの異なったスーパーフレーム・フォーマットが生じることがある。一般的に、スーパーフレームは数フレームのダウン・ストリーム・バーストと数フレームのアップ・ストリーム・バーストとからなる。アップ・ストリーム・バーストとダウン・ストリーム・バーストとの間に静止フレームを挿入することにより、送信の方向を変える前にチャネルを落ち着かせることができる。
【００４７】
図４は、あるレベルのサービスが提供される例示のスーパーフレーム・フォーマット４００を示す。スーパーフレーム・フォーマット４００は、ダウン・ストリーム部分４０２、静止部分４０４、アップ・ストリーム部分４０６および静止部分４０８を含む非対称フレームである。静止部分（静止期間）４０４,４０８はダウン・ストリーム伝送とアップ・ストリーム伝送との間に配置してある。この非対称スーパーフレーム・フォーマット４００では、ダウン・ストリーム部分４０２はアップ・ストリーム部分４０６よりも実質的に大きい（たとえば、バーストがより長い）。そのようなスーパーフレーム・フォーマットは、ダウン・ストリーム・トラフィックがアップ・ストリーム・トラフィックよりも実質的に大きい場合に有用である。たとえば、図２において、スーパーフレーム・フォーマット４００は、１６シンボルのダウン・ストリームと１つの静止期間と２シンボルのアップ・ストリームと１つの静止期間とを含むことができる。
【００４８】
中央装置（処理・分配装置２０４または処理装置３０２）において適切に同期が取られており、スーパーフレーム・フォーマットが一様である場合、バインダー内のすべての線に対して同じ期間の同期送信が行われる。したがって、ＮＥＸＴ障害問題は効果的に解消される。中央装置と遠隔装置とを同期させることは、正確にデータを復帰させるためにも重要である。これらの同期は、同期ＶＤＳＬおよびＳＤＭＴシステムにおいては必要である。本発明による改良された同期技術を図５から図１２を参照して以下に説明する。
【００４９】
図５Ａは、本発明の基本実施形態にとる同期処理５００のフロー図である。最初に、同期処理５００は、受信データのｎ個の連続したフレームにおけるエネルギーを測定する（ブロック５０２）。ｎ個の連続フレームに関する測定エネルギー値に基づいてアライメント・エラー推定を計算する（ブロック５０４）。このブロック５０４の処理後に、同期処理５００は完了し終了する。
【００５０】
図５Ｂは、本発明の一実施形態における同期処理５５０のフロー図である。最初に、同期処理５５０は、受信データのｎ個の連続したフレームにおけるエネルギーを測定する（ブロック５５２）。次に、ｎ個の連続フレームの測定エネルギー値に基づいて受信データのエッジを検出する（ブロック５５４）。検出されたエッジの位置からアライメント・エラー推定を計算する（ブロック５５６）。その後、同期処理５５０は、アライメント・エラー推定に従ってその同期基準を調整することができる（ブロック５５８）。ブロック５５８の処理後に、同期処理５５０は完了し終了する。
【００５１】
中央装置からの送信に対する遠隔装置の受信機の同期を同期処理５００または同期処理５５０に従って決定し調整することにより、遠隔装置は中央装置との同期を確立することができる。一旦同期が取れたなら、中央装置と遠隔装置とは時分割二重方式でチャネル（伝送線）を共有できる。また、同期処理５００または同期処理５５０は、遠隔装置からの送信に対する中央装置で受信機の同期を決定し調整するのに適している。
【００５２】
図６Ａおよび図６Ｂは、本発明のさらに詳細な実施形態による同期処理６００のフロー図である。同期処理６００が開始されると、受信データのｎ個の連続フレームに対してＦＦＴ出力が得られる（ブロック６０２）。一般的に、トランシーバの受信機側は、たとえば図１Ｂに示すように、伝送線からデータを受け取ってそれをアナログ／デジタル変換器へさらにＦＦＴユニットへ送る。したがって、ＦＦＴ出力はＦＦＴユニットの出力から得ることもできる。ＦＦＴ出力は周波数領域信号である。
【００５３】
次に、ラジオ周波妨害を受けるＦＥＴ出力は破棄される（ブロック６０４）。その後、残りのＦＦＴ出力は後続の処理に使用される。一般的に、フレームには複数の異なった周波数トーンが含まれる。各周波数トーンは、送信のためにデータをその周波数トーン上に符号化することができる。しかしながら、ある周波数トーンは他の周波数トーンよりもラジオ周波妨害の影響を受けやすい。ラジオ周波妨害がアマチュア無線ユーザによって起こされたものである場合、フレームのどの周波数トーンがそのアマチュア無線ユーザによるラジオ周波妨害の影響を受けやすいかは、普通、知られている。フレームが２５６個の周波数トーンを有する同期マルチキャリヤーＶＤＳＬシステムの遠隔装置の場合、周波数トーン６〜４０は、一般に、アマチュア無線ユーザによるラジオ周波妨害の影響を受けず、減衰の程度はより小さい。これは、より低い周波数トーンの減衰は小さいので、十分信頼できる同期結果が得られるためである。したがって、一実施形態において、ｎ個の連続フレームのそれぞれからの周波数トーン６〜４０が、後続の処理に使われる。
【００５４】
次に、残りのＦＦＴ出力のｎ個の連続フレームのエネルギー値が決定される（ブロック６０６）。たとえば、周波数トーン６〜４０が使用される場合、ＦＦＴユニットからの対応する出力を得たのち、それをエネルギー値に変換し、フレームの単一のエネルギー値を求めるように合計する。好ましくは、エネルギー値はフレームのパワー値である。たとえば、一つのフレームの単一のエネルギー値は、使用しているＦＦＴユニットのすべての出力の二乗係数（squared moduli）を合計することによって得ることができる。あるいは、エネルギー値は、相当な量のラジオ周波妨害を受ける時間領域サンプルをフィルターしたのちに、時間領域サンプルのエネルギーを合計することによって得ることができる。
【００５５】
ｎ個の連続フレームのエネルギー値が決定されたなら（ブロック６０６）、同期処理６００は、決定されたエネルギー値に基づいて受信データ内のバースト・エッジを検出する（ブロック６０８）。バースト・エッジを検出することにより、受信機は、送信機からの受信データ・バーストがいつ始まるかを特定することができる。こうして、バースト・エッジは、送信機からの受信伝送の始まり（または、終わり）を特定し、さらにそのフレームの同期を特定する。スーパーフレーム（スーパーフレーム情報）の受信データおよび/または特性内の終端エッジも検出することができる。
【００５６】
次に、フレーム境界設定のためのアライメント・エラー推定が、検出されたバースト・エッジに関して決定される（ブロック６１０）。ここでは、検出されたバースト・エッジを使って（ブロック６０８）、アライメント・エラー推定がフレーム境界設定のために決定される（ブロック６１０）。特に、バースト・エッジにおける決定されたエネルギー値から、同期処理６００はフレームのアライメント・エラー（すなわち、フレーム同期のエラー）を決定することができる。一般的に、アライメント・エラーはフレームの小部分として推定される。それ以降、フレーム境界はアライメント・エラー推定に従って調整されることができる（ブロック６１２）。
【００５７】
一旦調整されると（ブロック６１２）、フレーム同期は確立されるはずである。しかしながら、好ましくは、同期処理６００は、同期が得られたことを確認し続ける。特に、ブロック６１２の後で、判定ブロック６１４は、アライメント・エラー推定の絶対値が所定のしきい値よりも低いかどうかを決定する。アライメント・エラー推定が所定のしきい値よりも小さくない場合、同期処理６００は、エラーの大きさを繰り返し小さくするようにブロック６０２と後続ブロックとを繰り返すために戻る。他方、判定ブロック６１４がアライメント・エラー推定は所定のしきい値よりも小さいと判断した場合、スーパーフレーム情報が出力される（ブロック６１６）。たとえば、スーパーフレーム情報は、受信伝送の始まりと終わりおよび/またはバーストのフレーム数を表すことができる。ブロック６１６の後に、同期処理６００は完了し終了する。
【００５８】
普通、フレーム同期が大きく調整された場合（ブロック６１２）、アライメント・エラー推定は所定のしきい値よりも大きい。したがって、同期処理６００は繰り返され、所定のしきい値よりも小さいアライメント・エラー量を生成しなければならない。その後、同期処理６００はブロック６１６に進むことができる。あるいは、アライメント・エラー推定が高い信頼度で正確に得られる場合、判定ブロック６１４は取り除くことができる。
【００５９】
図７は、本発明の一実施形態によるエッジ検出処理７００のフロー図である。エッジ検出処理７００は、バースト・エッジが検出される図６Ａのブロック６０８をさらに詳しく示す。エッジ検出処理７００は、まず、決定されたｎ個のエネルギー値の連続するエネルギー差を計算する（ブロック７０２）。これらの連続するエネルギー差は“１”から“ｉ”までインデックスをつけることもできる。次に、最大エネルギー差とそのインデックス（ｊ）とが決定される（ブロック７０４）。インデックス（ｊ‐１）およびインデックス（ｊ＋１）におけるエネルギー差は後で取り出せるように格納される（ブロック７０６）。ブロック７０６に続いて、エッジ検出処理７００は完了し、処理は同期処理６００のブロック６１０に戻る。
【００６０】
図８は、本発明の一実施形態によるアライメント・エラー推定処理８００のフロー図である。アライメント・エラー推定処理８００は、アライメント・エラー推定が決定される図６Ａのブロック６１０をさらに詳しく示す。アライメント・エラー推定処理８００は、まず、インデックス（ｊ＋１）およびインデックス（ｊ‐１）におけるエネルギー値から差の大きさを決定する（ブロック８０２）。インデックス（ｊ＋１）およびインデックス（ｊ‐１）におけるエネルギー値は、インデックス（ｊ）における最大エネルギー差の直前および直後のエネルギー値である。エネルギー値は、たとえば、パワー値である。次に、差の大きさが正規化されてアライメント・エラー推定を生成する（ブロック８０４）。本実施形態において、アライメント・エラー推定はフレームの小部分を示す。したがって、データ伝送装置に対する受信機の同期はフレームのこの小部分だけずれる。ブロック８０４に続いて、アライメント・エラー推定処理８００は完了し、処理は同期処理６００のブロック６１２に戻る。
【００６１】
図９Ａおよび図９Ｂは、連続２０フレームに渡る受信データのエネルギー値（ｅ）およびエネルギー差値（(ｅ）を示す。図９Ａにおいて、２０フレームのエネルギー値（ｅ）をプロットしたグラフ９００は、フレーム６〜１５の付近でのデータのバーストを示す。たとえば、エネルギー値（ｅ）は図６Ａではブロック６０６で生成される。図９Ｂにおいて、グラフ９０２は、決定されたエネルギー値に対する連続するエネルギー差値（(ｅ）をプロットしている。連続するエネルギー差値（(ｅ）は、受信データのエッジまたは遷移点に関わる領域を特定する。最初のエッジは、データのバーストの最初のエッジすなわち開始を表し、領域９０４内のどこかにある。２番目のエッジ９０６は、データ・バーストの後側エッジすなわち終わりを表し、領域９０６内のどこかにある。たとえば、エネルギー差値（(ｅ）は図７ではブロック７０２によって決定される。
【００６２】
図９Ａおよび図９Ｂに示すように、受信機は、遠隔の送信機からの到来する送信データと適切に同期が取れていない。特に、送信機から受け取ったデータのバーストの始まりはフレーム６内のどこかで始まっている。正しく同期させると、送信機からのデータのバーストはこの例ではフレーム６の始まりで正確に開始することになる。エネルギー差値（(ｅ）を使用することによって、この技術は受信データのノイズ・レベルに対してかなりの耐性を与える。グラフ９０２は、データのバーストの最初のエッジが領域９０４内にあること、すなわちフレーム６内のどこかにあること、さらにデータのバーストの後側エッジが領域９０６内にあること、すなわちフレーム１４内のどこかにあることを示す。
【００６３】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明によるアライメント・調整を行った後すなわち適切な同期を確立した後の図９Ａおよび図９Ｂに示す例における連続２０フレームに渡る受信データに対するエネルギー値（ｅ）およびエネルギー差値（(ｅ）を示す。図１０Ａにおいて、グラフ１０００は、フレーム６の始めに最初のエッジ１００２を有しフレーム１４の終わりに後側エッジを有するフレーム６とフレーム１４との間のデータのバーストを示す。図１０Ｂにおいて、グラフ１００６は、最初の最大点１００８および後側の最大点１０１０を含む、２０フレームに渡る連続するエネルギー差値（(ｅ）示す。データのバーストの最初のエッジ（フレーム６）は受信データのバーストの最初のフレームを示し、負のエッジ（フレーム１５）はデータのバーストの終わりの直後のフレームを示す。この情報から、受信バースト長が推測でき（９フレーム）、スーパーフレーム・フォーマットが特定できる（９−１−９−１）。
【００６４】
同期中において、スーパーフレームの各フレームに見られるエネルギー値の連続する差は正および負のピークを示す。正のピークはバーストの最初のエッジを示し、負のエッジはバーストの終わりを表す。本発明の一実施形態によれば、エッジ検出処理は、最大の差が増大するようにフレーム・アライメントを調整し、右側に隣接するエネルギー差は強制的にゼロにされる。同期が得られた場合、その結果は図１０Ｂに示す通りである。エッジ検出処理は観察している絶対的な大きさに対して比較的敏感でないことがわかる。後続の差を扱う方法での唯一の必要条件は、「静止」フレーム（これはノイズにより真に静止してない）におけるエネルギーがアクティブなフレームにおけるエネルギーよりも小さく、かつ、エネルギーが各タイプのフレームに対してほぼ一定でなければならないということである。
【００６５】
データ伝送システムが受信機で周期的プレフィックスを取り除くように動作する場合、周期的プレフィックスの除去によりフレーム同期に役立つサンプルが破棄されるがそれによりＦＦＴユニットでは使用できないため、周期的プレフィックスの幅であるデッドゾーンがフレーム／スーパーフレーム・アライメントにおいて発生することがある。フレームが５１２サンプルを有し、周期的プレフィックスが４０サンプルを有する場合にこのデッドゾーンを解消する一つの方法は、サンプル１〜５１２を使うだけでなくサンプル４１〜５５２のエネルギー推定を使用し、これらエネルギー推定の平均を取って組合せエネルギー推定を求め、これをバースト検出処理に使用する。
【００６６】
上述した同期処理は、一般に、遠隔側および中央側の同期に適用できる。遠隔装置における同期処理の場合、遠隔装置の受信機が中央装置の送信機とのデータ伝送（バースト）の同期を確保し維持する。中央装置における同期処理の場合、中央装置の受信機が遠隔装置の送信機とのデータ伝送（バースト）の同期を確保し維持する。一実施形態において、受信フレーム同期を設定または調整することにより受信機においてデータ伝送（バースト）を回収できるように同期を管理する。
【００６７】
遠隔装置からのアップ・ストリーム伝送が中央装置に到着する時間は線（または、チャネル）の往復遅れによって変わり、訂正しなければその往復遅れの時間だけ遅れる。したがって、中央装置は、その受信フレーム・アライメントを調整することにより正しい受信サンプルが中央装置の受信機で使用されるようにしなければならない。受信フレーム・アライメントを調整するために中央装置において実行される処理は、遠隔装置に対する上述した同期処理と同様である。一般に、受信されるアップ・ストリーム・フレームのエネルギーは、遠隔装置からのアップ・ストリーム伝送バーストの長さに対応するフレーム数に渡って測定される。これらのエネルギー値を用いてアップ・ストリーム伝送バーストの始まりを特定したのち、アライメント訂正を決定して受信フレーム境界ポインタを遠隔装置から受け取ったデータのフレームに合わせる。
【００６８】
図１１は、本発明の一実施形態による受信機１１００のブロック図である。受信機１１００は時間領域二重伝送システムの一部である。図１１に示す受信機１１００の構造は、電話局トランシーバおよび遠隔装置トランシーバのいずれかまたは両方に使用することができる。
【００６９】
受信機１１００は、送信機（たとえば、電話局送信機）からチャネルを介して送られたアナログ信号１１０２を受信する。受信されたアナログ信号はアナログ／デジタル変換器１１０４に送られ、受信されたアナログ信号はデジタル信号に変換される。デジタル信号は入力バッファ１１０６に送られ、一時的に格納される。ＦＦＴユニット１１０８は、受信フレーム境界ポインター１１１０に従って入力バッファ１１０６からデータのフレームを取り出したのち、周波数領域信号を生成する。
【００７０】
本発明によれば、ＦＦＴユニット１１０８は周波数領域信号１１１２をフレーム同期ユニット１１１４に出力する。フレーム同期ユニット１１１４は図５から図１０Ｂを参照して上述した同期処理を実行する。フレーム同期ユニット１１１４はアライメント・エラー推定１１１６をコントローラ１１１８に出力する。その後、コントローラ１１１８は受信フレーム境界ポインター１１１０を調整して入力バッファ１１０６から受信データをアクセスする。したがって、フレーム同期ユニット１１１４は、時間領域二重伝送システムにおけるフレーム同期をラジオ周波妨害から（たとえば、アマチュア無線ユーザから）あまり影響を受けないようにする。コントローラ１１１８はまた、受信機１１００の全体の動作を制御する。コントローラ１１１８は、たとえば、受信機１１００を制御して初期化処理を行い、定常状態データ伝送を監視する。たとえば、コントローラ１１１８は、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラ、または特殊回路によって実現できる。受信機１１００がトランシーバの一部を構成する場合、コントローラ１１１８はトランシーバの送信側および受信側の両方で使用したり、複数のトランシーバで共有したり、各送信機と各受信機に対して個別に設けることもできる。同様に、フレーム同期ユニット１１１４は、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサ若しくはマイクロコントローラ、または特殊回路で実現できる。
【００７１】
受信データ経路に話を戻すと、ＦＦＴユニット１１０８から出力された周波数領域信号１１１２はＦＥＱユニット１１２０によって等化される。等化信号はデータ・シンボル・デコーダ１１２２に送られる。データ・シンボル・デコーダ１１２２は、等化信号を復号して、受信されるシンボルの各周波数トーン上で送信されたデータを復帰させる。データ・シンボル・デコーダ１１２２による復号化は、受信ビットおよびエネルギー割当てテーブル１１２４に格納されたビット割当て情報に基づいて行われる。その後、復号データはＦＥＣユニット１１２６に送られたのち出力バッファ１１２８に格納される。その後、復帰されたデータ１１３０（格納された復号データ）は必要に応じて出力バッファ１１２８から取り出される。
【００７２】
図１１に示した受信機１１００は、任意に、他のコンポーネントを含む。たとえば、対応する送信機がＩＦＦＴユニットの後でシンボルに周期的プレフィックスを追加した場合、受信機１１００はＦＦＴユニット１１０８の前に周期的プレフィックスを取り除くことができる。また、受信機１１００はアナログ／デジタル変換器１１０４とＦＦＴユニット１１０８との間に時間領域等化器（ＴＥＱ）を設けることもできる。ＴＥＱについてのさらに詳しい説明は、米国特許第５，２８５，４７４号および米国出願シリアル番号第６０，０４６，２４４号（Ａｔｔ．Ｄｋｔ．Ｎｏ．: ＡＭＡＴＰ０２１＋）（１９９７年５月１２日出願「多重経路時間領域等化」）に述べられている。これらの記載内容は本明細書の一部を構成する。
【００７３】
さらに、本発明は、中央側（すなわち、中央装置）での伝送を同期させる技術を提供する。中央側で伝送の同期が取られると、バインダーのすべての線が同じレベルのサービス（すなわち、スーパーフレーム・フォーマット）を提供するのであれば、ＮＥＸＴ障害が実質的に解消される。しかしながら、バインダー内の線を介しての中央側からの伝送が適切に同期されていないと、ＮＥＸＴ障害はデータ伝送システムの効率的で正確な動作の大きな障害となる。したがって、本発明はまた、データ伝送システムの中央側送信機における送信フレーム境界を調整する技術にも関わる。この技術の基本原理は他の中央側送信からのＮＥＸＴ障害を使用することである。ＮＥＸＴ障害が同期を取るために検出できる程十分強くない場合、その障害は受信中にたいした強さではないと考えられるので、同期は必要ない。
【００７４】
従来、中央側の種々の送信機は、中央側に供給される共通マスター・クロックを使用することにより互いに同期を取ることができる。しかしながら、そのようなマスター・クロックが何らかの理由で使用できなくなることがある。また、使用できたとしても、いくつかの送信機は、種々の送信の間で小さな同期差を発生させるように、マスター・クロック源からわずかに離れた位置に配置される。したがって、本発明による同期技術は、中央側におけるさまざまな伝送を同期させるのにも使用することができる。
【００７５】
図１２は、隣接送信機を同期させて小さな同期差を補償するための同期処理１２００のフロー図である。これらの小さな同期差が修正されずにいると、時間の経過と共に同期のずれの程度が大きくなる。同期処理１２００は、まず、中央側の他の送信機から受けたエネルギーを測定する（ブロック１２０２）。ここで、静止期間（または、保護期間）の間、中央側の他の送信機から受けるエネルギーは送信機（すなわち、トランシーバ）に関連する受信機によって測定される。種々の送信機からの伝送はすべて、同じスーパーフレーム・フォーマットに従う。好ましくは、第２の静止期間（すなわち、アップ・ストリーム伝送の後）を使ってエネルギーを測定する。なぜなら、静止期間では、普通、エコーが少ないからである。次に、判定ブロック１２０４は、測定されたエネルギーが所定のしきい値よりも大きいかどうかを判断する。静止期間において測定されたエネルギーがしきい値よりも大きいと判断された場合、ＮＥＸＴ障害の存在が検出される。ＮＥＸＴ障害が検出されたので、中央側での送信機は互いに同期が取れていないことがわかる。したがって、送信機のタイミング・アライメントは、中央側の他の送信機に関連するそのアライメントを同期させるために修正される（ブロック１２０２）。たとえば、タイミング・アライメントは、発振器周波数を変えたりスーパーフレームの長さを変える（増減させる）ことによって修正される。他方、測定エネルギーがしきい値よりも小さいと判断された場合、中央側の送信機はすべて十分同期されているとみなされ、それにより、ブロック１２０６はバイパスされる。所定のしきい値を超えていない場合、ブロック１２０６に続いてまたはブロック１２０４に続いて、同期処理１２００は完了し終了する。
【００７６】
同期処理１２００は中央側のすべてのトランシーバによって実行される。同期処理１２００を繰り返すことによって、特に、アライメントの調整が一方向のみでなされる場合、アライメントは次第により定常な状態となっていく。
【００７７】
図４に示すように、スーパーフレーム・フォーマットは２つの静止期間４０４，４０８を有する。同期処理１２００はこれら２つの静止期間４０４，４０８のうちの一つを使用する。中央側の受信機が静止期間４０８の間にＮＥＸＴ障害を聞いたとすれば、このトランシーバは遅れておりより早く送信しなければならないことを意味する。また、中央側の受信機が静止期間４０４を使い、この静止期間の間にＮＥＸＴ障害を聞いたとすれば、このトランシーバは進んでおりより遅く送信しなければならないことを意味する。しかしながら、トランシーバがそのタイミング・アライメントを中央側で調整する前に、その変更を対応する遠隔装置に通知することによってそのタイミング・アライメントを変更するようにしてもよい。この遠隔装置への通知は、たとえば、オーバーヘッド・チャネルを介して行うことができる。
【００７８】
同期技術はダウン・ストリームＮＥＸＴ障害とアップ・ストリームＮＥＸＴ障害とを区別する必要がある。これはさまざまな方法で実現できる。アップ・ストリーム伝送をダウン・ストリーム伝送から区別する一つの方法は、２５６トーンのＤＭＴフレームを使用しているＶＤＳＬの場合、ダウン・ストリーム伝送でのみナイキスト／２であるトーン１２８を使うことである。上述のように、隣接のダウン・ストリーム伝送からの障害を測定するために静止期間が使われる。ダウン・ストリームの区別する特徴が（あるしきい値よりも大きいと）検出された場合、この装置のクロックは干渉している送信機のクロックよりも速く動作していることを意味する。
【００７９】
同期の調整は、電圧制御発振器などで特定のトランシーバのクロックのクロック周波数を変更することによって行うことができる。あるいは、スーパーフレーム構造に余分なサイクルを挿入することもできる。ＶＤＳＬにおいては、中央側トランシーバのクロックのずれが互いに１００ｐｐｍ以内である場合、スーパーフレーム（１１，０４０サンプル）当り一つのサンプルを挿入すれば同期を監視するのに十分である。中央側トランシーバが挿入することができさえすれば、中央側トランシーバは、（大きなＮＥＸＴ障害を有する）そのグループの最低クロック周波数に一致する。
【００８０】
たとえば、トーン１２８のエネルギーは特殊単一トーンＤＦＴでもって測定され得る。
【数１】
0004201903.tif 000002
測定されたエネルギーが所定のしきい値よりも大きい場合、後続のダウン・ストリーム伝送に一つのサンプル（追加サイクル）を挿入する。
【００８１】
本発明の利点は多い。本発明の一つの利点は、たとえばアマチュア無線信号などによるラジオ周波妨害がある場合でも同期を確立できることである。本発明の他の利点は、たとえば同期ＤＭＴまたは同期ＶＤＳＬなどの時分割二重方式を採用したデータ伝送システムによく適していることである。さらに別の利点は、背景ノイズまたは受信機ノイズに比較的敏感でないことである。
【００８２】
したがって、本発明は、第１のトランシーバと第２のトランシーバとが時分割二重方式を使って２方向データ通信を提供するデータ伝送システムに関連されていて、第１のトランシーバに向けて第２のトランシーバから伝送媒体を介して送信されたデータのフレームを第１のトランシーバが受信するようにアライメントを調整する方法であって、（ａ）受信データの連続する複数のフレームのそれぞれのエネルギー量を測定し、（Ｂ）測定されたエネルギー量に基づいてアライメント・エラー推定を計算する方法を含む。
【００８３】
本発明は、アライメント・エラー推定がフレームの小部分としての推定されたアライメント・エラーである上述の方法も含む。
【００８４】
本発明は、データ伝送システムが複数のフレームを有するスーパーフレーム構造を使ってデータを送信し、スーパーフレームの第１組のフレームがデータを第１の方向に送信し、スーパーフレームの第２組のフレームがデータを第２の方向に送信する上述の方法をさらに含む。
【００８５】
本発明は、第１のトランシーバがフレーム境界ポインターを使って、受信されるスーパーフレーム内のフレームの始まりを特定し、その方法がさらに、（ｃ）アライメント・エラー推定に従ってフレーム境界ポインターを調整する、方法をさらに含む。
【００８６】
本発明は、アライメント・エラー推定がフレームの小部分としての推定されたアライメント・エラーである、上述の方法をさらに含む。
【００８７】
本発明は、（ｄ）アライメント・エラー推定をしきい値と比較し、（ｅ）比較（ｄ）がアライメント・エラー推定がしきい値よりも小さくなったことを示すまで（ａ）から（ｄ）を繰り返す、上述の方法をさらに含む。
【００８８】
本発明は、（ｆ）スーパーフレーム認識情報を出力する上述の方法をさらに含む。
【００８９】
本発明は、計算（ｂ）が、測定されたエネルギー量に基づいて受信データの連続する複数のフレームのエッジを検出し、連続する複数のフレームの検出されたエッジを使用してアライメント・エラー推定を決定する、上述の方法をさらに含む。
【００９０】
本発明は、検出されたエッジがバースト・エッジである、上述の方法をさらに含む。
【００９１】
本発明は、検出が、複数の測定エネルギー量の連続するエネルギー差を計算し、連続するエネルギー差のうちバースト・エッジに相当する最大エネルギー差を特定する、上述の方法をさらに含む。
【００９２】
本発明は、計算（ｂ）が前エネルギー差と後エネルギー差を特定し、前エネルギー差は連続するエネルギー差のうち最大エネルギー差の直前のエネルギー差であり、後エネルギー差は連続するエネルギー差のうち最大エネルギー差の直後のエネルギー差であり、前エネルギー差および後エネルギー差に基づいてアライメント・エラー推定を決定する、上述の方法をさらに含む。
【００９３】
本発明は、アライメント・エラー推定を決定する手順が後エネルギー差と前エネルギー差との差を計算する、上述の方法をさらに含む。
【００９４】
本発明は、アライメント・エラー推定を決定する手順が、後エネルギー差と前エネルギー差との差を計算したのち、その差を正規化してアライメント・エラー推定を決定する、上述の方法をさらに含む。
【００９５】
本発明は、第１のトランシーバが、フレーム境界ポインターを使って、受信されるスーパーフレーム内のフレームの始まりを特定し、方法がさらに、（ｃ）アライメント・エラー推定に従ってフレーム境界ポインターを調整する、上述の方法をさらに含む。
【００９６】
本発明は、アライメント・エラー推定がフレームの小部分としての推定されたアライメント・エラーである、上述の方法をさらに含む。
【００９７】
本発明は、（ｄ）アライメント・エラー推定をしきい値と比較し、（ｅ）比較（ｄ）がアライメント・エラー推定がしきい値よりも小さくなったことを示すまで（ａ）から（ｄ）を繰り返す、上述の方法をさらに含む。
【００９８】
本発明は、（ｆ）スーパーフレーム認識情報を出力する、上述の方法をさらに含む。
【００９９】
本発明は、第１のトランシーバが遠隔装置であり、第２のトランシーバが中央装置である、上述の方法をさらに含む。
【０１００】
本発明は、第２のトランシーバが遠隔装置であり、第１のトランシーバが中央装置である、上述の方法をさらに含む。
【０１０１】
本発明は、エネルギー量がパワー（強さ）である、上述の方法をさらに含む。
【０１０２】
本発明は、データ伝送システムが複数のフレームを有するスーパーフレーム構造を使ってデータを送信し、フレームのいくつかがデータを第１の方向に送信し、フレームのいくつかがデータを第２の方向に送信し、フレームのいくつかがスーパーフレーム構造の周期的プレフィックスを含み、エネルギー量を測定する（ａ）手順が、スーパーフレーム構造の受信データの第１組の連続するフレームのエネルギー量を測定し、スーパーフレーム構造の受信データの第２組の連続するフレームのエネルギー量を測定し、第２組の連続するフレームは第１組の連続するフレームとずれていてしかも重っており、第１組および第２組の連続フレームのエネルギー量を組合せて、計算（ｂ）手順のためのエネルギー量を生成する、上述の方法をさらに含む。
【０１０３】
本発明は、第１組および第２組の連続するフレームのフレーム数がスーパーフレーム構造の長さから周期的プレフィックスの長さを除いたものに等しい、上述の方法をさらに含む。
【０１０４】
本発明は、組合せ手順が周期的プレフィックスを含むスーパーフレーム構造の各フレームについての平均エネルギー量を決定する、上述の方法をさらに含む。
【０１０５】
本発明は、第１のトランシーバと第２のトランシーバとが時分割二重方式を使って２方向データ通信を提供するデータ伝送システムに関連されていて、第１のトランシーバに向けて第２のトランシーバから伝送媒体を介して送信されたデータのフレームを第１のトランシーバが受信するようにアライメントを調整するためのプログラム命令を含むコンピュータ読取り可能媒体であって、受信データの連続する複数のフレームのそれぞれのエネルギー量を測定するための第１のコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、測定されたエネルギー量に基づいてアライメント・エラー推定を計算するための第２のコンピュータ読取り可能コード・デバイスとを有するコンピュータ読取り可能媒体をさらに含む。
【０１０６】
本発明は、第２のコンピュータ読取り可能媒体が、測定エネルギー量に基づいて受信データの連続する複数のフレームのエッジを検出するためのコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、連続する複数のフレームの検出されたエッジを使用してアライメント・エラー推定を決定するためのコンピュータ読取り可能コード・デバイスとを有する、上述のコンピュータ読取り可能媒体をさらに含む。
【０１０７】
本発明は、第２のコンピュータ読取り可能媒体が、複数の測定されたエネルギー量の連続するエネルギー差を計算するためのコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、バースト・エッジに相当する、連続するエネルギー差の最大のものを特定するためのコンピュータ読取り可能コード・デバイスとをさらに有する、上述のコンピュータ読取り可能媒体も含む。
【０１０８】
本発明は、第２のコンピュータ読取り可能媒体が、前エネルギー差と後エネルギー差とを特定するためのコンピュータ読取り可能コード・デバイスであって、前エネルギー差が、連続するエネルギー差の最も大きいものの直前のエネルギー差の一つであり、後エネルギー差が、連続するエネルギー差の最も大きいものの直後のエネルギー差の一つである、コンピュータ読取り可能コード・デバイスと、前エネルギー差と後エネルギー差とに基づいてアライメント・エラー推定を決定するためのコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、を有するコンピュータ読取り可能媒体も含む。
【０１０９】
本発明は、データ伝送システムが複数のフレームを有するスーパーフレーム構造を使ってデータを送信し、フレームのいくつかがデータを第１の方向に送信し、フレームのいくつかがデータを第２の方向に送信し、フレームのいくつかがスーパーフレーム構造の周期的プレフィックスを含み、エネルギー量を測定するための第１のコンピュータ読取り可能コード・デバイスが、スーパーフレーム構造の受信データの第１組の連続するフレームのエネルギー量を測定するコンピュータ読取り可能コードと、スーパーフレーム構造の受信データの第２組の連続するフレームのエネルギー量を測定するコンピュータ読取り可能コードであって、第２組の連続するフレームが第１組の連続するフレームとずれていてしかも重なっている、コンピュータ読取り可能コードと、第１組および第２組の連続フレームのエネルギー量を組合せて第２のコンピュータ読取り可能コード・デバイス用のエネルギー量を生成するコンピュータ読取り可能コードと、を有する上述のコンピュータ読取り可能媒体も含む。
【０１１０】
本発明は、組合せ手順が、周期的プレフィックスを含むスーパーフレーム構造の各フレームの平均エネルギー量を決定する、上述のコンピュータ読取り可能媒体も含む。
【０１１１】
本発明は、第１組および第２組の連続するフレームのフレーム数がスーパーフレーム構造の長さから周期的プレフィックスの長さを除いたものに等しい、上述のコンピュータ読取り可能媒体も含む。
【０１１２】
本発明は、データの送信および受信を交互に行う時分割二重方式を使用したデータ伝送システム用の受信機であって、受信機にチャネルを介して送信されたアナログ・データを受信し、受信されたアナログ信号を受信されたデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、受信されたデジタル信号を一時的に格納する入力バッファと、複数の異なるキャリヤー周波数に対して入力バッファからの受信されたデジタル信号を周波数領域データに復調するマルチキャリヤー復調ユニットと、マルチキャリヤー復調ユニットによって生成された周波数領域データのエネルギーが時間と共に変動する性質に基づいてマルチキャリヤー復調ユニット用の受信フレーム境界を同期させるフレーム同期ユニットと、受信機で受信されたデータを送信する際に用いるビット割当て情報を格納するビット割当てテーブルと、周波数領域データを受信し、ビット割当てテーブルに格納されたビット割当て情報に基づいてキャリヤー周波数から周波数領域データに関連するビットを復号するデータ・シンボル・デコーダと、復号されたビットを復帰データとして格納する出力バッファと、を有する受信機を含む。
【０１１３】
本発明は、フレーム同期ユニットがアライメント調整量を決定し、受信機が受信機の動作全体を制御するコントローラをさらに有し、コントローラがフレーム同期ユニットからアライメント調整量を受取って、入力バッファ用の受信フレーム境界ポインターを調整する、上述の受信機も含む。
【０１１４】
本発明は、少なくとも一つのフレーム同期ユニットとコントローラとがプロセッサによって実現される、上述の受信機も含む。
【０１１５】
本発明は、フレーム同期ユニットがプロセッサである、上述の受信機も含む。
【０１１６】
本発明は、受信データ信号がラジオ周波妨害を不要に含み、フレーム同期ユニットがラジオ周波妨害の周波数範囲と重なる周波数領域データ部分を無視する、上述の受信機も含む。
【０１１７】
本発明は、データ伝送システムが同期ＤＭＴシステムであり、マルチキャリヤー復調ユニットがＦＦＴユニットを含む、上述の受信機も含む。
【０１１８】
本発明は、データの送信および受信を交互に行う時分割二重方式を使用したデータ伝送システムの受信機であって、受信機にチャネルを介して送信されたアナログ・データを受信し、受信されたアナログ信号を受信されたデジタル信号に変換するアナログ／デジタル変換器と、受信されたデジタル信号を一時的に格納する入力バッファと、複数の異なるキャリヤー周波数に対して入力バッファからの受信されたデジタル信号を周波数領域データに復調するマルチキャリヤー復調ユニットと、マルチキャリヤー復調ユニットによって生成された周波数領域データのエネルギーが時間と共に変動する性質に基づいてマルチキャリヤー復調ユニット用の受信フレーム境界を同期させるフレーム同期手段と、受信機で受信されるデータを送信する際に用いるビット割当て情報を格納するビット割当てテーブルと、周波数領域データを受信し、ビット割当てテーブルに格納されたビット割当て情報に基づいてキャリヤー周波数からの周波数領域データに関連するビットを復号するデータ・シンボル・デコーダと、復号されたビットを復帰データとして格納する出力バッファと、を有する受信機を含む。
【０１１９】
本発明は、少なくとも一つの静止期間を含むスーパーフレーム・フォーマットに従ってデータを送信する送信機を中央サイト（場所）に複数有するデータ伝送システムにおいて、中央サイトの所定の送信機のデータ伝送を中央サイトの他の送信機に同期させる方法であって、（ａ）中央サイトの他の送信機からのデータ伝送による所定の送信機に関連された静止期間にエネルギーを測定し、（ｂ）測定されたエネルギーをしきい値と比較し、（ｃ）比較（ｂ）により測定されたエネルギーがしきい値を超えたことが判明したときに、所定の送信機による伝送の同期を変更する、方法を含む。
【０１２０】
本発明は、データ伝送システムが時分割二重方式を使ってデータを送信し、送信機が中央サイトのトランシーバの一部である、上述の方法も含む。
【０１２１】
本発明は、データ伝送システムがマルチキャリヤー・データ伝送システムである、上述の方法も含む。
【０１２２】
本発明は、変更（ｃ）がタイミング・アライメントを調整して漏話障害を低減する、上述の方法も含む。
【０１２３】
本発明は、調整がスーパーフレーム・フォーマットの長さを増減させる、上述の方法も含む。
【０１２４】
本発明は、調整が所定の送信機用のローカル・クロックの周波数を変える、上述の方法も含む。
【０１２５】
本発明は、データ伝送システムがマルチキャリヤー・データ伝送システムであり、外部クロック信号が送信機を同期させるために使用できず、変更（ｃ）がタイミング・アライメントを調整して漏話障害を低減する、上述の方法も含む。
【０１２６】
本発明は、中央サイトの他の送信機のデータ伝送による所定の送信機に関連された静止期間におけるエネルギーを測定する測定（ａ）が、他の送信機のからの出ていくデータ送信と入ってくるデータ受信とを区別し、入ってくるデータ受信によるものではなく他の送信機の出ていくデータ送信による静止期間におけるエネルギーを測定する、方法も含む。
【０１２７】
本発明は、少なくとも一つの静止期間を含むスーパーフレーム・フォーマットに従ってデータを送信する送信機を中央サイト（場所）に複数有し、中央サイトでは外部クロック信号を送信機を同期させるために使用できないデータ伝送システムにおいて、データ伝送を同期させるためのプログラム命令を含むコンピュータ読取り可能媒体であって、中央サイトの他の送信機からのデータ伝送による所定の送信機に関連された静止期間におけるエネルギーを測定する第１のコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、測定されたエネルギーをしきい値と比較する第２のコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、比較により測定されたエネルギーがしきい値を超えたことが判明したときに所定の送信機の伝送用の同期を変更する第３のコンピュータ読取り可能コード・デバイスと、を有するコンピュータ読取り可能媒体を含む。
【０１２８】
本発明は、データ伝送システムが時分割二重方式を使ってデータを送信するマルチキャリヤー・データ伝送システムであり、送信機が中央サイトのトランシーバの一部であり、第３コンピュータ読取り可能コード・デバイスがタイミング・アライメントを調整して漏話障害を低減するように動作する、コンピュータ読取り可能媒体も含む。
【０１２９】
本発明の多くの特徴および利点は上記説明から明らかであり、添付の請求項は本発明のそのようなすべての特徴および利点を含むように意図されている。さらに、当業者にとってさまざまな変更や修正は容易に考えつくものであり、本発明は図示および説明したままの構造および動作に限定されるものではない。したがって、すべての適切な変更およびそれと同等のものを本発明の範囲内において実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ａは、従来のマルチキャリヤー変調システム用の送信機の単純化したブロック図であり、Ｂは、従来のマルチキャリヤー変調システム用の遠隔受信機の単純化したブロック図である。
【図２】本発明を実施するのに適した通信ネットワークの一例のブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態による処理・分配装置３００のブロック図である。
【図４】あるレベルのサービスを提供する一例のスーパーフレーム・フォーマットを示す図である。
【図５】Ａは、本発明の基本的な一実施形態による同期処理のフロー図であり、Ｂは、本発明の一実施形態による同期処理のフロー図である。
【図６】Ａは、本発明のより詳細な一実施形態による同期処理のフロー図である。
【図７】本発明の一実施形態によるエッジ検出処理のフロー図である。
【図８】本発明の一実施形態によるアラインメント・エラー推定処理のフロー図である。
【図９】連続２０フレームに渡って受信されたデータに対するエネルギー値およびエネルギー差値を示す図である。
【図１０】図９の例において連続２０フレームに渡って受信されたエネルギー値およびエネルギー差値を本発明によるアラインメント調整を行ったエネルギー値およびエネルギー差値を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態による受信機のブロック図である。
【図１２】小さな同期差を補償するために隣接送信機同士を同期させるための同期処理のフロー図である。
【符号の説明】
１０２  バッファ
１０６  データ・シンボル・エンコーダ
１０８  送信ビット割当てテーブル
１１０  送信エネルギー割当てテーブル
１５８  データ・シンボル・デコーダ
１６６  バッファ
１６２  受信ビット割当てテーブル
１６０  受信エネルギー割当てテーブル
２０２  電話局
２０４  処理・分配装置
３０４  データ・リンク
３０２  処理装置
３１０  アナログ・カード
４０２  ダウン・ストリム
４０６  アップ・ストリーム
１１２８  出力バッファ
１１２２  データ・シンボル・デコーダ
１１２４  受信ビットおよびエネルギー割当てテーブル
１１１４  フレーム同期ユニット
１１０６  入力バッファ
１１１８  コントローラ
【図１】
0004201903.tif 000003
【図２】
0004201903.tif 000004
【図３】
0004201903.tif 000005
【図４】
0004201903.tif 000006
【図５】
0004201903.tif 000007
【図６】
0004201903.tif 000008
【図７】
0004201903.tif 000009
【図８】
0004201903.tif 000010
【図９】
0004201903.tif 000011
【図１０】
0004201903.tif 000012
【図１１】
0004201903.tif 000013
【図１２】
0004201903.tif 000014