(57)【要約】  概して、本発明は、送信期間と送信期間との間に著しく変化する休止間隔を有するＴＤＤ通信システムにおいて、タイミング回復およびループタイミングの動作を容易にするシステムおよび方法に関連している。ある態様にしたがうと、タイミング回復を容易にするために、発明の実施形態は、送信の各モードに対する最大休止期間と、送信中のおよび／または送信と送信との間の関係する“タイミングキープアライブ”信号とを規定して、受信機におけるタイミング回復機能を支援する。実施形態において、受信機が、“タイミングキープアライブ”信号の所望のフォーマットを選択する。さらなる態様にしたがうと、発明のタイミング回復メカニズムは、Ｇ．ｆａｓｔの電力セービングの目標を維持し、電力消費はトラフィック需要とほぼ線形に変化する。【選択図】  図５
2016507913.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割デュプレクス（ＴＤＤ）通信システム中の受信機におけるタイミング回復を容易にする方法において、
ＴＤＤフレーム中のダウンストリーム送信の最大休止期間を規定することと、
タイミングキープアライブ信号を特定することと、
前記ダウンストリーム送信中に、前記特定されたタイミングキープアライブ信号のダウンストリームを前記受信機に送信することとを含む方法。
【請求項２】
前記タイミングキープアライブ信号はパイロットトーンを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記パイロットトーンをデータ担持シンボル中に挿入することをさらに含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記パイロットトーンを非データ担持シンボル中に挿入することをさらに含む請求項２記載の方法。
【請求項５】
前記送信されたタイミングキープアライブ信号を使用して、前記受信機における受信クロックを更新することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記更新は、位相ロックループを使用して実行される請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記受信機における最大許容位相ドリフトに基づいて、前記最大休止期間を規定する請求項１記載の方法。
【請求項８】
Ｔｉｎａｃｔｉｖｅは前記最大休止期間であり、
φｄｒｉｆｔは前記最大許容位相ドリフトであり、
Ｔｉｎａｃｔｉｖｅは、
【数１】
2016507913.tif 000008
にしたがって決定され、
Δfは、基準周波数ｆｏに対する平方自乗平均周波数変動である請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記ＴＤＤ通信システムはＧ．ｆａｓｔにしたがっている請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記ＴＤＤフレームはＬ０状態にある請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記ＴＤＤフレームはＬ．２．ｘ状態にある請求項９記載の方法。
【請求項１２】
時分割デュプレクス（ＴＤＤ）通信システムにおいて、
アップストリーム送信機と、
ダウンストリーム受信機とを具備し、
前記ダウンストリーム受信機は、ＴＤＤフレーム中のダウンストリーム送信の最大休止期間を規定し、タイミングキープアライブ信号を特定するように適合されており、
前記送信機は、前記ダウンストリーム送信中に、前記特定されたタイミングキープアライブ信号のダウンストリームを前記受信機に送信するように適合されているＴＤＤ通信システム。
【請求項１３】
前記タイミングキープアライブ信号はパイロットトーンを含む請求項１２記載のＴＤＤ通信システム。
【請求項１４】
前記送信機は、前記パイロットトーンをデータ担持シンボル中に挿入するように適合されている請求項１３記載のＴＤＤ通信システム。
【請求項１５】
前記送信機は、前記パイロットトーンを非データ担持シンボル中に挿入するように適合されている請求項１３記載のＴＤＤ通信システム。
【請求項１６】
前記受信機は、前記送信されたタイミングキープアライブ信号を使用して、前記受信機における受信クロックを更新するように適合されている請求項１２記載のＴＤＤ通信システム。
【請求項１７】
前記更新は、前記受信機における位相ロックループを使用して実行される請求項１６記載のＴＤＤ通信システム。
【請求項１８】
前記受信機における最大許容位相ドリフトに基づいて、前記最大休止期間を規定する請求項１２記載のＴＤＤ通信システム。
【請求項１９】
Ｔｉｎａｃｔｉｖｅは前記最大休止期間であり、
φｄｒｉｆｔは前記最大許容位相ドリフトであり、
Ｔｉｎａｃｔｉｖｅは、
【数２】
2016507913.tif 000009
にしたがって決定され、
Δfは、基準周波数ｆｏに対する平方自乗平均周波数変動である請求項１８記載のＴＤＤ通信システム。
【請求項２０】
前記ＴＤＤ通信システムはＧ．ｆａｓｔにしたがっている請求項１２記載のＴＤＤ通信システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に対する相互参照】
【０００１】
［０００１］
本出願は、２０１２年１０月２９日に出願された米国仮特許出願番号６１／７１９，７８４号に対して、米国特許第１１９条（ｅ）の下に優先権を主張する。その仮出願の内容は、その全体が参照によってここに組み込まれている。
【発明の分野】
【０００２】
［０００２］
概して、本発明はデータ通信に関連しており、より詳細には、時分割デュプレクス送信システムにおいてタイミング回復およびループタイミングの動作を容易にするシステムおよび方法に関連している。
【発明の背景】
【０００３】
［０００３］
Ｇ．ｆａｓｔでは、トラフィック需要とほぼ線形にトランシーバ電力消費をスケーリングできるような方法で、同期時分割デュプレクス（ＴＤＤ）フォーマットを使用するデータ送信を規定することが目的である。これを容易にするために、いくつかの送信状態が規定されている。最初に、ここでＬ０状態と呼ぶ通常データモードは、各ＴＤＤフレームにおいてデータを送信する。低電力状態はＬ２．ｘ状態と呼ばれ、ｘはデータが送られる頻度のインジケータである（例えば、Ｌ．２．１は、２つのＴＤＤフレーム毎にそのうちの１つにおいてデータが送られる状態であり、Ｌ．２．２は、４つ目のＴＤＤフレーム毎にデータが送られる状態である）。いくつかの異なる低電力状態が規定され、それぞれが電力消費セービングと引き替えにデータ送信のレベルを特定する。データ送信休止のこのような変化する間隔を有するＴＤＤ動作における課題は、拡張された休止期間から送信を再開するときに、受信機において正確なタイミング回復を維持することである。
【発明の概要】
【０００４】
［０００４］
概して、本発明は、送信期間と送信期間との間に著しく変化する休止間隔を有するＴＤＤ通信システムにおいて、タイミング回復およびループタイミングの動作を容易にするシステムおよび方法に関連している。ある態様にしたがうと、タイミング回復を容易にするために、発明の実施形態は、送信の各モードに対する最大休止期間と、送信中のおよび／または送信と送信との間の関係する“タイミングキープアライブ”信号とを規定して、受信機におけるタイミング回復機能を支援する。実施形態において、受信機が、“タイミングキープアライブ”信号の所望のフォーマットを選択する。さらなる態様にしたがうと、発明のタイミング回復メカニズムは、Ｇ．ｆａｓｔまたは何らかの類似するＴＤＤ送信システムの電力セービングの目標を維持し、電力消費はトラフィック需要とほぼ線形に変化する。
【０００５】
［０００５］
これらの態様および他の態様にしたがうと、発明の実施形態にしたがった、時分割デュプレクス（ＴＤＤ）通信システム中の受信機におけるタイミング回復を容易にする方法は、ＴＤＤフレーム中のダウンストリーム送信の最大休止期間を規定することと、タイミングキープアライブ信号を特定することと、ダウンストリーム送信中に、特定されたタイミングキープアライブ信号のダウンストリームを受信機に送信することとを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
［０００６］
発明の特定の実施形態の以下の記述を付随する図面とともにレビューするとき、本発明のこれらの態様および特徴、ならびに、他の態様および特徴が、当業者に明白になる。  
【図１】［０００７］  図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、発明の実施形態にしたがった、通常データモードにおけるＧ．ｆａｓｔタイミング回復の例示的なインプリメンテーションを図示しているタイミングダイヤグラムである。
【図２】［０００８］  図２は、発明の実施形態にしたがった、Ｇ．ｆａｓｔ受信機中の例示的なタイミング回復ブロックを図示しているブロックダイヤグラムである。
【図３】［０００９］  図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、回復されたクロックの残余位相エラーを図示しているタイミングダイヤグラムである。
【図４】［００１０］  図４（Ａ）〜図４（Ｄ）は、発明の実施形態にしたがった、さまざまな低電力モードの適用を図示しているタイミングダイヤグラムである。
【図５】［００１１］  図５は、発明の実施形態にしたがった、タイミング回復メカニズムを実現する例示的なシステムを図示しているブロックダイヤグラムである。
【好ましい実施形態の詳細な説明】
【０００７】
［００１２］
当業者が発明を実施するのを可能とするように、発明の実例となる例として提供している図面を参照して、本発明をここで詳細に説明する。特に、以下の図面および例は本発明の範囲を単一の実施形態に限定することを意味しているのではなく、説明または図示する要素のうちのいくつかまたはすべての交換によって他の実施形態が可能である。さらに、本発明のある要素を既知のコンポーネントを使用して部分的にまたは完全に実現できる場合、このような既知のコンポーネントのうち、本発明の理解のために必要である部分のみを説明し、発明を曖昧にしないように、このような既知のコンポーネントの他の部分の詳細な説明は省略する。ソフトウェア中で実現するとして説明する実施形態はそれに限定すべきではなく、ここでそうでないと特定しない限りは、当業者に明白となるように、ハードウェア中、またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現する実施形態も含むことができ、逆もまた同じである。本明細書において、単数のコンポーネントを示す実施形態は限定的であると見なされるべきでなく、むしろ、ここでそうでないと明示的に示さない限りは、複数の同一のコンポーネントを含む他の実施形態を発明が含んでいるように意図しており、逆もまた同じである。さらに、明示的にそうであるとして述べていない限り、明細書または特許請求の範囲中の任意の用語が一般的でない意味または特別な意味に帰するようには出願人は意図していない。さらに、ここで実例として言及している既知のコンポーネントに対する現在および将来の既知の均等物を本発明は含んでいる。
【０００８】
［００１３］
概して、以下で説明する発明の実施形態は、送信と送信との間に拡張された休止期間が存在する通信システム受信機における、改善されたタイミング回復を可能にする。Ｇ．ｆａｓｔ通信の異なるモードに対する特定の有用なアプリケーションに関連して、以下で実施形態を説明する。しかしながら、発明はこの例に限定されるものではなく、送信と送信との間に長い休止期間を有する、任意の類似するＴＤＤまたは他の通信スキームに適用することができる。発明の態様は、送信中にまたは送信と送信との間にタイミング“キープアライブ”信号を使用することを含んでいる。以下で記述する発明の実施形態では、パイロットトーンおよび／またはパイロットシンボルを使用して、これらの“キープアライブ”信号を実現する。しかしながら、発明はこの例に限定されるものではない。
【０００９】
［００１４］
通常データ（Ｌ０）モードにおける動作
［００１５］
通常データモード（Ｌ０）は、完全なサービス品質（ＱｏＳ）および最大データスループットで動作する。不連続的な動作を利用するさまざまな低電力（Ｌ２．ｘ）モードにおいて予想される、より大きい休止期間と比較したとき、Ｌ０モードは最小の休止期間を提供することが予想される。
【００１０】
［００１６］
図１（Ａ）は、通常（Ｌ０）データモード中に送信されるダウンストリームＯＦＤＭシンボルを図示しているタイミングダイヤグラムである。ＴＤＤフレーム期間（ＴＦ）において、非対称の比を提供することによって、最大のダウンストリーム送信持続時間（ＴＤＳ）を設定する。最小のダウンストリーム送信時間を規定する値は、ＴＤＤフレーム中の最大の休止持続時間（Ｔｉｎａｃｔｉｖｅ）を規定するだろう（すなわち、Ｔｉｎａｃｔｉｖｅ＝ＴＦ−ＴＤＳ）。ダウンストリームでデータが送信されている間、受信機は信号のクロックを正確に回復させて、良好な精度で位相を追跡することができる。したがって、データ送信期間中の公称周波数についての安定状態ｒｍｓジッタが、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）におけるΔφｒｍｓとして識別される。クロック回復における達成可能な精度はインプリメンテーション特有である。しかしながら、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）においてさらに示しているように、ダウンストリーム休止期間中に、回復させたクロック位相は休止期間（Ｔｉｎａｃｔｉｖｅ）に比例した値にドリフトするだろう。
【００１１】
［００１７］
アップストリーム送信に対して、システムは一般的に、ダウンストリーム受信機において回復させたクロックを、アップストリーム送信機に対する送信クロックとしても使用する（これは、ループタイミングと呼ばれる）。アップストリーム送信期間１０６（すなわち、図１（Ａ）中のＴＵＳ、Ｔｇ１およびＴｇ２）中に、ダウンストリーム受信機中のタイミング回復機能は位相更新を何ら受信しておらず、したがって、アップストリームデータ送信中に、ダウンストリーム受信機中のアップストリーム送信クロック（すなわち、ダウンストリーム受信クロック）はドリフトしている。この期間は、図１（Ｃ）においてＴｉｎａｃｔｉｖｅ，ｕｓとして示されている。次のＴＤＤフレームにおいてダウンストリーム送信が再開されるときに、ダウンストリーム受信クロック位相、したがってアップストリーム送信クロック位相が回復される。
【００１２】
［００１８］
データスループットが減少するにつれてトランシーバ電力消費を減少させることがＧ．ｆａｓｔの目標であることに留意すべきであり、このことは、利用可能なデータが存在しない場合には、ダウンストリーム送信期間中にデータシンボルが送られていないということを意味する。図１（Ａ）において、ダウンストリーム送信期間ＴＤＳにおける期間１０２によってこれは示されている。この間隔中にライン上に信号エネルギーが存在しない場合は、ダウンストリーム休止期間が増加され、このことは、回復させたクロックにおいて追加のドリフトを生じさせる。
【００１３】
［００１９］
しかしながら、“データなし”期間中にいくらかの最小エネルギーが存在する場合には、ダウンストリーム受信機中のタイミング回復機能は、指定されたＤＳ送信時間の持続時間全体を通して位相更新を受信することができ、結果的な位相ドリフトを、規定されたＴｉｎａｃｔｉｖｅ期間に対して予想されるものに維持できると、本発明者は認識している。
【００１４】
［００２０］
データが送信されるときにダウンストリームタイミング回復を容易にするために、発明の実施形態は、すべてのデータ担持ＯＦＤＭシンボル１０４中に多数のパイロットトーンを含んでおり、この場合、初期化中に、特定のパイロットトーンのインデックスが交渉されてもよい。一般的に、タイミング回復機能のインプリメンテーションに基づいて、受信機が所望のパイロットトーンインデックスを選択する。パイロットトーンの最大数および対応するインデックスを規定してもよい。データを含まないＯＦＤＭシンボルタイムスロット（すなわち、図１（Ａ）中の期間１０２）に対しては、アップストリーム送信機はパイロットトーンのみを有するダウンストリームＯＦＤＭシンボルをロードし、他のすべてのトーンはゼロアウトされる。したがって、これらの特殊なシンボル期間に対して送信信号電力が低減され、Ｇ．ｆａｓｔにしたがって、電力セービングを依然として達成することができる。この電力セービングはインプリメンテーション特有である。
【００１５】
［００２１］
したがって、発明の実施形態において、ダウンストリームシンボル送信の全体の期間を通して、すなわち、図１（Ａ）中のＴＤＳ期間中に、十分なシンボルが受信されるならば受信機は信号クロックを正確に回復させる。この期間中に各ＯＦＤＭシンボルにおいて１つ以上のパイロットトーンを提供することは、送信信号クロックの正確な回復を容易にする。
【００１６】
［００２２］
図２は、発明の実施形態にしたがった、例示的なタイミング回復ブロックを図示しているブロックダイヤグラムであり、Ｇ．ｆａｓｔにおけるキータイミング回復パラメータの議論も容易にする。図２において示しているように、全体的な構造は、一般的な位相ロックループ２００の構造である。受信機は、送信クロック（ｆｉｎ）に同期している受信したＯＦＤＭ信号で動作する。位相ロックループ２００は、送信クロックｆｉｎに対してロックされた周波数と位相との両方となるように受信クロック（ｆｏ）を構築する。これを達成するために、位相検出器２０２は、発明の実施形態にしたがって、受信したＯＦＤＭシンボル中のパイロットトーンの処理から、２つのクロックの間の位相エラーの推定を計算する。
【００１７】
［００２３］
ループフィルタ２０４は任意の高周波数位相変動を取り除き、（図２中の数Ｎｏによって表わされている）その出力は、送信クロック周波数による周波数および位相の変動を追跡するように、（典型的に、電圧または数値制御発振器２０８の使用を通して）局部発振器２０６の周波数を制御する。位相ロックループが送信クロック周波数（ｆｉｎ）にロックされているとき、ループフィルタ２０４の出力Ｎｏは、それに関係付けられている２つの成分を有している：（１）それぞれの送信機および受信機の局部発振器の間の公称オフセットの尺度である、長期平均値、（２）２つのクロックの間の結果的な位相ジッタを表す、長期平均値についての変動。ジッタは、基準周波数ｆｏに対する平方自乗平均（ｒｍｓ）周波数変動Δｆの比として表される。すなわち、
【数１】
2016507913.tif 000003
であり、数量は典型的に、ピーピーエムで表される。連続的にＯＦＤＭシンボルを受信するときのこの残余位相エラー（すなわち、ジッタ）の達成可能な値は、インプリメンテーション特有である（例えば、受信機における特定クロック水晶精度）。
【００１８】
［００２４］
図３（Ａ）および図３（Ｂ）は、上述した関連性を図示するタイミングダイヤグラムである。図３（Ａ）は送信シンボルクロックのタイミングを図示している。図３（Ｂ）は受信シンボルクロックのタイミングを図示しており、回復させたクロックにおける位相ジッタ３０２として、位相エラー項Δφｒｍｓを示している。
【００１９】
［００２５］
先に言及したように、任意の休止期間（Ｔｉｎａｃｔｉｖｅ）中に、データ送信期間の終わりにおける残余位相エラーΔφｒｍｓが、休止期間の持続時間に比例した（秒の）量だけドリフトするだろう。この数量は位相ドリフトφｄｒｉｆｔと呼ばれ、これは秒では、以下の式によって与えられる。
【数２】
2016507913.tif 000004
【００２０】
［００２６］
代替的に、所定の基準周波数ｆｏに関する位相ドリフトを、ラジアンで、
【数３】
2016507913.tif 000005
として、
【００２１】
［００２７］
または、度で、
【数４】
2016507913.tif 000006
によって表してもよい。
【００２２】
［００２８］
上記の式において、最大の休止持続時間（Ｔｉｎａｃｔｉｖｅ）をＰＭＤレイヤ中のＴＤＤフレーム定義の一部として特定してもよいことに留意すべきである。さらに、結果的な位相ドリフトは、より高い周波数トーンや、より高いビットローディングを有する配列において、より大きな影響を有するだろうことに留意すべきである。したがって、Ｔｉｎａｃｔｉｖｅの最大値を特定することが、インプリメンターに、彼らのタイミング回復回路インプリメンテーションに基づいて予想される位相ドリフトの認識を提供する。
【００２３】
［００２９］
位相ドリフトの影響を簡単に評価するために、シンボルあたり１２ビット（６４×６４ポイント）の配列に対しては、おおよそ１度（１７．５ミリラジアン）の位相回転が、配列の最も外側のポイントを決定境界に到達させる。最高周波数トーン（おおよそ１０６ＭＨｚ）が位相ドリフトに最も敏感である。副搬送波周波数を減少させることにより、および、配列サイズを減少させることにより、（配列ポイントが決定境界に到達する）角度回転しきい値は増加する。上記の式（１）から（３）によって記述したように、位相ドリフトに影響を与えるパラメータは、休止期間（Ｔｉｎａｃｔｉｖｅ）の長さ、および、休止期間の始まりにおけるｒｍｓ位相ジッタのレベルである。
【００２４】
［００３０］
位相ジッタのレベルと休止間隔とを理解するのを助けるために、以下の例を考える：（帯域幅がおおよそＭＨｚである）５１．７５ｋＨｚの副搬送波スペーシングを有する２０４８個の副搬送波システム。４００マイクロ秒の休止期間と１０６ＭＨｚの基準副搬送波周波数とが存在する場合、以下の表１は、休止期間の始まりにおける所定のｒｍｓ位相ジッタに対する、休止の終わりにおける位相ドリフトのレベルを式（３）から与えている。
【表１】
2016507913.tif 000007
【００２５】
［００３１］
上記の表から、信号配列がいかなる決定境界にも確実に交差しないようにする（すなわち、最悪のケースとして、最高副搬送波周波数における１２ビット配列）ためには、６５ｐｐｂよりも良い位相同期精度を達成する必要があることが分かる。表１から、２ミリラジアン以下というさらに高い位相ドリフト目標は、１０ｐｐｂより良いｒｍｓ位相同期精度を必要とするだろう。再度説明すると、達成可能なｒｍｓ位相精度（および、対応する捕捉時間）はインプリメンテーション依存であることが着目される。
【００２６】
［００３２］
さまざまな低電力（Ｌ２．ｘ）モードと比較して、通常データ（Ｌ０）モードは最短の休止期間を含んでいることが予想される。したがって、Ｇ．ｆａｓｔにしたがうと、任意のＴＤＤフレーム中に、送信のために利用可能なデータがない場合、送信電力を低減させて電力消費を低減させるように、データを担持しないＯＦＤＭシンボルが送信されることが理解される。
【００２７】
［００３３］
したがって、発明の実施形態は、Ｌ０状態中は以下のタスクを実行して、ループタイミングの維持を容易にする。
【００２８】
［００３４］
（１）システムが、ＴＤＤフレーム内の最大のダウンストリーム休止期間Ｔｉｎａｃｔｉｖｅを規定する。この期間は、ダウンストリームデータ送信に対する最短の間隔ＴＤＳに対応する非対称の比を提供することに基づいていてもよい。
【００２９】
［００３５］
（２）ＴＤＳの任意のシンボル期間に対してダウンストリーム送信のために利用可能なデータが存在しない場合、送信機はパイロットトーンのみを含むＯＦＤＭシンボルでＴＤＳの残りの部分を埋め、シンボル中の他のすべての副搬送波はゼロアウトされる。このメカニズムが、いくらかの最小エネルギーが各ＴＤＤフレーム中のライン上に存在することを保証して、ループタイミングが適切に動作することを保つ。いくつかの実施形態において、Ｌ０中、データ担持シンボル中にもパイロットトーンを含めることができることに留意すべきである。
【００３０】
［００３６］
ダウンストリーム送信全体を通してパイロットトーンを含ませることにより、そして、最悪のケースの休止を知ることにより、上記で明らかにしたように、Ｌ０状態中、必要な精度内でタイミング回復を実行することができる。
【００３１】
［００３７］
低電力（Ｌ２．ｘ）モードにおける動作
［００３８］
さまざまな低電力モードのインプリメンテーションについては、データ送信なしの期間がかなり長く、データが実際に送信される期間がほとんどないという可能性がある。エンドユーザデータが渡されていない拡張された期間中に、ダウンストリーム受信機においてタイミング位相を適切に再調節するのにいくつかのＯＦＤＭシンボル期間を必要とするかもしれない、非常に大きな量だけ位相がドリフトするかもしれない。以下において、発明の実施形態にしたがって、この問題を取り扱うための例示的な方法を記述している。
【００３２】
［００３９］
図４におけるタイミングダイヤグラムは、通常データモードＬ０とさまざまな低電力モードとに対するラインアクティビティの例を与えている；網掛けのスロット４０２がダウンストリーム送信期間を示しており、網掛けのスロット４０４がアップストリーム送信期間を示している。図４（Ａ）において示しているように、Ｌ０状態では、すべてのＴＤＤフレームにおいてデータが送信される；図４（Ｂ）において示しているように、Ｌ２．１では、１つおきのフレームにおいてデータが送信される；図４（Ｃ）において示しているように、Ｌ２．２では、４つ目のフレーム毎にデータが送信される；図４（Ｄ）において示しているように、Ｌ２．３では、８つ目のフレーム毎にデータが送信される、等。
【００３３】
［００４０］
以下は、発明の実施形態にしたがった、低電力モードにおけるタイミング回復を支援するメカニズムである。
【００３４】
［００４１］
（１）指定されたフレーム期間においてデータ送信が再開されるとき、フレーム中でデータ担持シンボルを送る前に、１つ以上のシンボルをパイロットシンボル４０６として割り振る。インプリメンテーションに依存して、初期化中に、各低電力状態に対するデータ送信間隔の始まりに配置されるパイロットシンボルの数を、受信機が選択してもよい。各電力状態に対して異なるコンフィギュレーションを規定してもよい。
【００３５】
［００４２］
（２）追加的または代替的に、データ送信の前のＴＤＤフレーム中に、ダウンストリーム送信間隔４０８はシンボル期間のそれぞれにおいて、指定されたパイロットトーンで埋められ、他のすべての副搬送波はゼロアウトされる。
【００３６】
［００４３］
例示的なインプリメンテーション
［００４４］
図５は、上述したように、Ｇ．ｆａｓｔのさまざまなモードに対してタイミング回復メカニズムを実現するシステムのブロックダイヤグラムである。
【００３７】
［００４５］
示しているように、システムは、例えば、ＣＯにおいてアップストリームモデム５０２を備えており、例えば、顧客構内においてダウンストリームモデム５０４（すなわち、ＣＰＥ）を備えている。モデム５０２および５０４は、イカノス・コミュニケーションズ・インコーポレイテッドによって提供される、ＤＳＬモデムチップセットと、関係するソフトウェア／ファームウェアとを含むモデムのような、Ｇ．ｆａｓｔまたは類似するＴＤＤ技術と互換性のある任意のＤＳＬモデムとすることができる。本開示によって教示された後に当業者は、このようなモデムを本発明のタイミング回復メカニズムにどのように適合させるかを理解するだろう。
【００３８】
［００４６］
図５の例示的なインプリメンテーションにおいて示しているように、アップストリームモデム５０２のシンボル発生器５１４は、従来から行われているようにデータ５１６と、メモリ５０６中のパイロットトーン情報の両方を使用してシンボルを形成するように適合されている。ダウンストリームモデム５０４中の受信機５２０は、上述したように、パイロットトーンおよびパイロットシンボルを使用し、ＰＬＬ５２２を使用して受信クロック５２４を更新するように適合されている。アップストリームモデム５０２中で示しているのと類似する機能性をダウンストリームモデム５０４中に備えることができ、逆もまた同じであることは明白である。図５中で示していない追加のコンポーネントおよび機能性をモデム５０２および５０４が備えることができることはさらに明白である。
【００３９】
［００４７］
以下は、上記で言及したタイミング回復フレームワークのインプリメンテーションに関連するアイテムをさらに説明する。
【００４０】
［００４８］
（１）電力消費におけるセービングを最大にするために、シンボル発生器５１４による、パイロットトーンのみを運ぶシンボルの形成を、アップストリームモデム５０２中のメモリ５０６（ＲＡＭまたはＲＯＭ）ルックアップ技術を使用して実現してもよい。この場合、ＤＳＰが通常の送信および受信の機能を実行することはディセーブルされるかもしれない。
【００４１】
［００４９］
（２）通常データ（Ｌ０）状態について、
［００５０］
（ａ）初期化中に、アップストリーム（すなわち、ＣＯ）モデム５０２とダウンストリーム（すなわち、ＣＰＥ）モデム５０４が、標準または相互運用の仕様における、ＴＤＤフレーム中のダウンストリーム休止間隔（すなわち、Ｔｉｎａｃｔｉｖｅ）の最大持続時間を特定する。例えば、初期化中に、ダウンストリーム受信機が、タイミング回復を維持するために休止期間中にＴＤＤフレームあたりに必要とされるパイロットシンボルの数を特定してもよい。ダウンストリーム受信機が、休止期間に比例した、ダウンストリーム送信機におけるビットローディングも特定して、拡張されたタイミングドリフトの存在下でのエラーのない送信を保証してもよい。
【００４２】
［００５１］
（ｂ）初期化中にまた、アップストリームモデム５０２がダウンストリームデータシンボル中に含めるパイロットトーンの数をそれらのインデックスとともに、ダウンストリームモデム５０４が選択し、それらをアップストリームモデム５０２に通信する。
【００４３】
［００５２］
（ｃ）オプション的な実施形態においては、Ｌ０モード中に、ＴＤＤフレームのダウンストリーム送信部分において、データシンボルを送信するより前に１つ以上のパイロットシンボルを使用することによって、タイミング回復のロバストネスを向上させてもよい。ダウンストリームモデム５０４が初期化において、好ましいパイロットトーンとシンボルの数とをアップストリームモデム５０２に通信してもよい。
【００４４】
［００５３］
（３）低電力Ｌ２．ｘ状態のそれぞれについては、データ担持シンボルの送信（アップストリームとダウンストリームと両方）は、指定されたＴＤＤフレーム中で提供される；中間のフレームはデータ担持シンボルを何ら運ばない。
【００４５】
［００５４］
（４）初期化中に、以下のタイミング回復支援メカニズムの任意の組み合わせを構成してもよい。各低電力状態を異なるタイミング回復支援方法により構成してもよいことに留意されたい；選択は、ダウンストリームモデム５０４において使用される実際のタイミング回復機能と、データ担持フレーム間のデータなし（すなわち、中間の）ＴＤＤフレームの数とのインプリメンテーションに基づいていてもよい。
【００４６】
［００５５］
（ａ）指定されたデータ送信フレーム中のすべてのダウンストリームシンボルを、パイロットトーンを有するかまたはパイロットトーンなしかのいずれかの、データ担持シンボルとして構成してもよい。これは、通常データ（Ｌ０）状態と同一のコンフィギュレーションであってもよい。選択は、初期化中に、ダウンストリームモデム５０４によって行ってもよい。
【００４７】
［００５６］
（ｂ）データ送信に対して指定されたＴＤＤフレームの始まりにおいて、通常のデータ担持データシンボルの送信より前に、１つ以上のパイロットシンボルがモデム５０２によってダウンストリーム送信される。パイロットシンボルはデータ担持であってもよく、通常データ（Ｌ０）状態におけるデータシンボルと等しいまたはより大きな数のパイロットトーンにより構成されていてもよい。代替的に、パイロットシンボルを、利用可能な最大数のトーンまでパイロットトーンのみを含むように構成していてもよい。コンフィギュレーションは、初期化中に、ダウンストリームモデム５０４によって選択してもよい。
【００４８】
［００５７］
（ｃ）指定されたデータ担持フレームの直前の中間ＴＤＤフレーム中で、アップストリームモデム５０２がダウンストリーム送信タイムスロットにおいてパイロットトーンを送信する。このコンフィギュレーションにおいては、指定されたデータ送信フレーム中にパイロットシンボルを構成する必要はないかもしれない。
【００４９】
［００５８］
（５）通常および／または低電力の状態において、アップストリームモデム５０２におけるタイミング回復動作を容易にするために、ダウンストリームモデム５０４によってアップストリーム方向にパイロットトーンを送信してもよい。アップストリームのパイロットトーンおよび／またはパイロットシンボルの使用は、アップストリームモデム５０２におけるタイミング回復機能のインプリメンテーションに依存する。したがって、アップストリームのパイロットトーンおよび／またはパイロットシンボルの使用およびコンフィギュレーションは、初期化中に、アップストリームモデム５０２によって構成してもよい。
【００５０】
［００５９］
（６）さらに、パイロットトーンおよび／またはパイロットシンボルをアップストリーム方向で使用する場合、正規のＤＳＬチャネル５１０に加えて、ダウンストリームモデム５０４（すなわち、ＣＰＥデバイス）への論理低速通信チャネル５０８を提供し、ダウンストリームモデム５０２のタイミング回路によって使用するために、受信したアップストリームＴＤＤフレーム中のアップストリームの累積された位相ドリフトを通信してもよい。例えば、最初のダウンストリームシンボル内の情報を次の専用データ送信フレーム中に挿入することによって、チャネル５０８を実現してもよい。
【００５１】
［００６０］
特に本発明の好ましい実施形態を参照して本発明を説明してきたが、発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細において変更および修正を行ってもよいことは、当業者に容易に明白となる。添付した特許請求の範囲は、このような変更および修正を含むことを意図している。
【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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【国際調査報告】
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