JP2000049885A

JP2000049885A - 将来的互換性及び機能拡張性を備えた速度適合型ソフトウエアモデム及びその操作方法

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Publication number: JP2000049885A
Application number: JP10197439A
Authority: JP
Inventors: Young Way Liu; ウェイリイヤング; Ming-Kang Liu; リイミン−カン; Steve Chen; チェンスティーブ; John Nicholas Gross; ニコラスグロスジョン
Original assignee: Integrated Telecom Express
Current assignee: Integrated Telecom Express
Priority date: 1998-07-13
Filing date: 1998-07-13
Publication date: 2000-02-18

Abstract

(57)【要約】【課題】高速で、ＡＤＳＬに使用されるような速度適
合プロトコルと完全な互換性を有し、より単純なアナロ
グフロントエンド送受信回路で実施可能であり、コスト
と複雑さを減じた通信システムを提供する。【解決手段】データレートＹで送信可能な上流側トラ
ンシーバに結合される高速通信装置のユーザによる制御
を可能とするためにホスト処理装置により実行されるル
ーチンを含む。前記ホスト処理装置内の通信装置及びホ
ストプロセッサの特性を検出する検出ルーチンと、ホス
トプロセッサの信号処理性能の評価に基づいて装置にお
いて使用可能なデータレートＸを決定する較正ルーチン
とを有している。前記上流側トランシーバが、前記通信
装置にチャンネルのデータリンクを介して結合されると
きに、上流側トランシーバにＸ以下のデータレートを用
いさせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、伝送路の全使用
可能帯域の選択された部分のみを用いてデータリンクを
形成する高速通信システムに関するもので、特に、ディ
ジタル加入者線路やこれと同等の環境においてデータを
転送するために、離散マルチトーン変調（ＤＭＴ）技
術、キャリア振幅変調（ＣＡＰ）技術等の転送速度適合
技術を用いるシステムに適用可能な高速通信システムに
関するものである。本発明は、さらに、全使用可能デー
タレートのある調整可能な部分に対するデータリンクの
データスループットを制限することにより、ハードウエ
アのコストを大幅に軽減し、ユーザーが使用可能な処理
能力に応じて性能を直接的に制御可能なデータリンクを
形成することを可能とする。これにより、本発明による
高速通信システムは、機能面において将来的に完全互換
性及び拡張性を備え、使用可能な伝送路帯域の十分なポ
テンシャルを発揮するようにユーザーがスループットを
向上させることを可能とする。

【０００２】

【従来の技術】リモートアクセスやデータ及び情報の検
索に対する要求は、個人的な用途ばかりではなく、産業
界においても大いに高まってきている。転送されるデー
タ及び情報は、急激に増加し、複雑化しており、音声帯
域モデム等の従来のデータリンクでは、低速すぎる。例
えば、情報を検索、アクセスするためにインターネット
を用いることは、日常的に増加しているが、従来の音声
帯域モデムを用いた場合、一般的、画像、映像、音声及
び他の複合データ形式の検索には満足な通信速度を得る
ことが出来ない。実際上、ダイヤルアップ用のアナログ
モデムの低い通信速度により、ユーザーは不満を感じて
おり、インターネットを用いた商業活動や双方向通信に
おいてはこの不満はいっそう高くなっている。要求に応
じた映像の提供( ＶｉｄｅｏｏｎＤｅｍａｎｄ) 、
テレビジョン（高品位テレビ（ＨＤＴＶ））、ビデオカ
タログ、遠隔ＣＤ−ＲＯＭ、高速ＬＡＮアクセス、電子
図書館閲覧等の所望のサービスの提供に際しても、高速
接続の欠如が障害となる。

【０００３】銅線技術の代換技術は満足のゆくものでは
ないので、高速アクセスの問題に対する解決方法は、音
声帯域モデムの性能向上を中心とするものとなってい
る。加入者側で動作する音声帯域モデムは、３ｋＨｚの
音声帯域線路における使用を前提とするものであり、コ
アスイッチ網を介して信号を転送しており、電話会社の
ネットワークは、それらを全く音声信号と同様に取り扱
う。これらのモデムは、僅か２０年前には実際の速度は
１．２ｋｂｐｓであったのに関わらず、今日使用されて
いる音声帯域モデムは、２線式電話線上で３３．６ｋｂ
ｐｓの速度で通信を行う。この２０年間における音声帯
域モデムの改良は、アルゴリズム、ディジタル信号処
理、半導体技術の大幅な進歩の結果である。この種のモ
デムは、音声帯域幅（３．０ｋＨｚ）に制限されている
ので、通信速度は、約３０ｋｂｐｓのシャノン限界に制
限されている。例えば、ＡＶ．３４モデムは、バンド幅
１ヘルツあたり１０ビットを達成しているので、通信速
度の数値は、理論的シャノン限界に近づいている。

【０００４】銅線における通信においては、多数の使用
可能な帯域幅がある。しかしながら、これらの多くは、
音声帯域モデムにおいては使用されておらず、これが、
高速プロトコル／接続の代換として、産業界において非
同期ディジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）として知られる
提案がなされた理由である。従来の電話回線長（２４ゲ
ージの撚線対）におけるデータレートにおける実際上の
限界は、１８０００フィート（約５．４９０Ｋｍ）接続
の１．５４４Ｍｂｐｓから１０００フィート（約０．３
０５Ｋｍ）接続の５１．８４０Ｍｂｐｓまで変化する。
現在の電話加入者の多くは、１８０００フィートの線路
範囲に含まれるので、ＡＤＳＬは、現在の銅線を、音声
通信を維持しつつ、コンピュータビット及びディジタル
情報（映画、テレビ番組等）を送信するより「大きなパ
イプ」として機能させる。例えば、ＡＤＳＬモデムは、
今日の一般的な音声帯域モデムの２００倍の早さで、情
報を伝達することができる。

【０００５】ＡＤＳＬは、「非同期」であり、上流側
（加入者から上流側）より多くのデータが下流側（加入
者側）に流れる。これは、コスト、要求及び性能の組み
合わせによるものである。例えば、撚線対の配線結合に
より信号の周波数が増加する。多数の対の同期信号がケ
ーブル内で用いられると、結合ノイズによって、データ
速度及び線路長は、大幅に制限されたものとなる。ディ
ジタル加入者サービスに関して非同期通信の適用自体に
優越性があり、非同期通信におけるビットレートは、こ
の時点においては、重大な制限としては認識されない。
従って、ＡＤＳＬ標準では、下流側で６Ｍｂｐｓまで、
上流側で６４０ｋｂｐｓまでの通信速度を提案してい
る。例えば、要求に応じた映像の提供( Ｖｉｄｅｏｏ
ｎＤｅｍａｎｄ) 、ホームショッピング、インターネ
ット接続、遠隔ＬＡＮ接続、マルチメディア・アクセス
及び専門化ＰＣサービスのすべては、加入者側の下流側
で高いデータレートを必要とするが、上流側に対して必
要となるデータレートは比較的低いものとなる。主要な
利点は、ＡＤＳＬモデムが故障した場合においても、ア
ナログ電話網（ＰＯＴＳ）のサービスを独立で非分散状
態で保持しつつ、すべての高データレートの動作は、音
声帯域よりも高い周波数帯域で行われることにある。Ａ
ＤＳＬは、さらに、既存の銅線インフラストラクチャを
用いた高帯域幅情報の電送に関しても経済的な解決方法
となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特に、ＡＤＳＬに対し
て提案されている標準は、使用可能な帯域幅を二つの部
分に分割する。下側の４ｋＨｚ帯域には、一般のアナロ
グ電話網（ＰＯＴＳ）が設けられる。４ｋＨｚから約１
ＭＨｚまでの範囲の残りの帯域幅の大部分は、加入者と
の交信を規定する、下流側に向かうデータ転送に用いら
れる。上流側制御チャンネルには、その間の１６０ｋＨ
ｚの帯域が用いられる。各チャンネルの信号は、適切な
帯域通過フィルタによって抽出される。ＡＤＳＬにおけ
るＤＭＴは、銅製電話回線の使用可能な１ＭＨｚの全体
を用いて行われる。それは、単に信号を２５５の分離チ
ャンネルに分割して、各４ｋＨｚ幅のチャンネルが、現
時点における最良の音声帯域（３３．６ｋｂｓ）モデム
までのビットレートを与える。これは、同一回線におい
て平行して使用される約２００のＶ．３４モデムとほぼ
等しい全体的性能を発揮する。各チャンネルは、チャン
ネル特性による異なるビットレートに構成することが出
来るので、ＤＭＴが、ビットレートに対して適合性を有
し、異なる加入者機器及び回線状態に対してインターフ
ェースするための柔軟性を有していることが、必須であ
る。しかしながら、費用効率が高いフルスケールのＡＤ
ＳＬトランシーバを得ようと試みた場合、多くの問題が
生じる。まず、既存の電話加入者回線において高いビッ
トレートの伝送を達成するためには、進化したアナログ
フロントエンド（ＡＦＥ）装置、複雑なディジタル信号
処理技術及び高速複合ディジタルデザインが必要とな
る。その結果、これが現在の技術の限界により、コスト
高及び高電力消費を引き起こす。例えば、モデムにおけ
るＡＦＥ装置は、ディジタルハードウエア／ソフトウエ
ア処理のために、アナログ波形とディジタルサンプル間
のインターフェースを提供する。ＡＤＳＬ等の高速モデ
ム技術において、ＡＦＥ装置は、非常に高いサンプリン
グ速度及び高い精度での動作を必要とする。例えば、Ｄ
ＭＴ技術が、１ＭＨｚのスペクトルを有し、シグマ−デ
ルタアナログ−ディジタル（ＡＤＣ）法を用いるとすれ
ば、５０ＭＨｚ以上でのサンプリングが必要となる。こ
れは最新のＡＤＣ技術を必要とし、エンドユーザにおい
て高コストとなる。

【０００７】第二に、ＡＤＳＬ／ＤＭＴ伝送において時
間領域信号は、直交振幅変調（ＱＡＭ）により変調され
たキャリアの総和である。これは、主にピーク間の大き
な偏差を引き起こす。この結果、高速ＡＦＥは可能であ
るとしても、大きなダイナミックレンジ及び高い分解能
のＡＦＥが、量子化誤差の最小化とともに必要となる。

【０００８】第三に、ＡＤＳＬのＡＦＥに対する高サン
プリング速度及び分解能の必要性に加えて、ＡＤＳＬ環
境における他のハードウエア及びソフトウエアは、既存
のモデムに比べて非常に高い速度で動作することが必要
となる。例えば、ソフトウエアにおけるＤＭＴ技術を実
施するために、ＭＩＰＳ（毎分数百万インストラクショ
ン）の数百乗の特製で専用のディジタル信号処理が、エ
ラー符号化及び復号、スペクトル変換、時間同期等の多
数の成分の処理のために必要となる。システムのＡＦＥ
部分のように、このＡＤＳＬの信号処理部に対する高速
処理に対する必要性により、柔軟性が低下し、構成部材
のコストが高騰する。

【０００９】第四に、高速データリンクの予想されるユ
ーザの多くは、こうした標準により与えられる使用可能
な帯域幅のすべてを用いる必要はないので、ＡＤＳＬ等
の標準の全スループットを完全に支持するための通信装
置（モデム等）を必要とすることは、あるケースにおい
ては有効ではない。従って、具体的用途やハードウエア
に対する予算等に基づいて、ユーザが制御出来るように
するためにデータのスループットを規制することが望ま
しい。例えば、フルスケールのＡＤＳＬシステムは、従
来のＶ．３４モデムの２００倍の性能レベルを持つが、
インターネット接続やこれと同様の用途等の多くのコン
シューマにおいては、既存のアナログモデムの１０〜２
０倍の性能向上で十分であることは明らかである。従っ
て、１４．４〜５６Ｋｂｐｓの範囲で変化する種々の速
度で使用可能な従来のアナログモデムとは異なり、ユー
ザに拡張可能な性能レベルを与えるＡＤＳＬモデムは知
られていない。

【００１０】第五に、上記の実施の試みに加えて、Ｔ１
Ｅ１．４ＡＤＳＬ標準は、システムインターフェース
及びユーザモデルを具体的に示していない。Ｔ１／Ｅ
１、ＡＴＭ等を支持するために種々の高レベルインター
フェースを示したが、ＴＣＰ／ＩＰ等の高レベルプロト
コルとのシステムインテグレーション及びコンピュータ
のオペレーティングシステムとのインターフェースは、
未だに規定されていない。この結果、既存及び将来のモ
デムに基づくアプリケーションが、ＡＤＳＬ技術とどの
ように作用するかは不明である。例えば、インターネッ
トのサービスプロバイダ（ＩＳＰ）とデータを交換する
インターネット用アプリケーションをユーザが実行する
場合、相互に承認されたプロトコルが、呼びのセットア
ップ及びデータの転送に必要となる。種々のレベルにお
いて使用可能なプロトコルは、ＡＴＭ（非同期転送モー
ド）、ＴＣＰ／ＩＰ及び現行のモデムのＡＴコマンドを
含んでいる。ＡＤＳＬ技術との適合を容易とするため
に、これらの一つまたは新たなプロトコルを規定する必
要がある。

【００１１】従って、本発明の第一の目的は、高速で、
ＡＤＳＬに使用されるような速度適合プロトコルと完全
な互換性を有しているが、より単純なアナログフロント
エンド送受信回路で実施可能であり、コストと複雑さを
減じた通信システムを提供することにある。

【００１２】本発明の第二の目的は、高速で、ＡＤＳＬ
に使用されるような速度適合プロトコルと完全な互換性
を有しているが、より単純なディジタル信号処理回路で
実施可能であり、コストと複雑さを減じた通信システム
を提供することにある。

【００１３】本発明の第三の目的は、高速で、演算及び
ハードウエアに対する要求を減少させることが出来る高
速データリンクを形成するために、限られた数のサブチ
ャンネルのデータキャリアのみの変調によって、チャン
ネルの使用可能な帯域幅のうちの所望の部分内のデータ
を転送する方法を提供することにある。

【００１４】本発明の第四の目的は、フロントエンドＡ
ＤＣに必要なダイナミックレンジを減少させ、量子化誤
差を最小化するために、サブチャンネル信号のピーク間
誤差の小さい通信システムを提供することにある。

【００１５】本発明の第五の目的は、チャンネルの使用
する全帯域幅までの転送チャンネルにおいて使用可能な
全帯域幅のいかなる割合においてもシステムの動作範囲
を構築できるように、容易に制御、拡張可能なデータの
スループットを有する高速通信システムを提供すること
にある。

【００１６】本発明の第六の目的は、将来的な互換性及
び拡張性に柔軟性があり、システムのユーザ側の負担を
最小化することが出来る高速通信システムを提供するこ
とにある。

【００１７】本発明の第七の目的は、ＡＤＳＬに使用さ
れる高速プロトコルに対して互換性を有し、高速音声帯
域モデムの制御に使用可能なプロトコルを含む既存の高
レベルデータプロトコルのサポートに容易に適合可能な
システムを提供することにある。

【００１８】本発明の第八の目的は、性能レベルをこう
したシステムにおいて使用可能な処理能力に基づいて自
己較正可能である高速通信システムを提供することにあ
る。

【００１９】本発明の第九の目的は、従来のコンピュー
タのハードウエア、ソフトウエア及びオペレーティング
システムを用いるシステムの性能パラメータをユーザが
設定出来るようにした高速通信システムを提供すること
にある。

【００２０】本発明の第十の目的は、ホストシステムと
将来的に互換性及び拡張性機能を有する高速通信システ
ム間のインターフェースを提供することにある。

【００２１】本発明の第十一の目的は、ＰＯＴＳチャン
ネル上の従来の音声データのトラヒックの同時制御及び
分離されたサブチャンネル上の上流側／下流側の通信を
可能とするシステムを提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記及び上記以外の目的
を達成するために、本発明の第一の構成によれば、デー
タレートＹで送信可能な上流側トランシーバに結合され
る高速通信装置のユーザによる制御を可能とするために
ホスト処理装置により実行されるルーチンを含むアプリ
ケーションプログラムであって、前記ホスト処理装置内
の通信装置及びホストプロセッサの特性を検出する検出
ルーチンと、ホストプロセッサの信号処理性能の評価に
基づいて装置において使用可能なデータレートＸを決定
する較正ルーチンとを有し、前記上流側トランシーバ
が、前記通信装置にチャンネルのデータリンクを介して
結合されるときに、上流側トランシーバにＸ以下のデー
タレートを用いさせるアプリケーションプログラムが提
供される。

【００２３】上記本発明の第一の構成において、通信装
置又はホストプロセッサが変更されているか否かを検出
する検出ルーチンを有することが望ましい。前記較正ル
ーチンにおいて、信号処理ルーチンを実行するために使
用可能なホスト処理装置の演算性能を測定することが望
ましい。プログラムのユーザによりデータレートＸの検
証を可能とするユーザ承認ルーチンを有しており、検証
後、ユーザは当該データレートを承認又は否認すること
が望ましい。新しく提案された最大データレートＸ’を
含むプロセッサの性能特性を、処理装置のユーザの設定
を可能とするユーザ設定ルーチンを有していることが望
ましい。提案されたデータレートＸ’の実行可能性を確
認する確認ルーチンを有していることが望ましい。新た
に提案された最大データレートＸ’が実行可能でない場
合、前記確認ルーチンは、ユーザによる検証のために他
の提案された最大データレートＸ”を含む推奨された性
能特性の組を発生することが望ましい。ＡＤＳＬ互換リ
ンクとしてのデータリンク及び高速通信システムは、Ａ
ＤＳＬソフトウエアモデムであることが望ましい。

【００２４】本発明の第二の構成によれば、フレームレ
ートＴ及びデータレートＹでデータ信号を送信可能な上
流側トランシーバと結合される高速通信装置の制御をユ
ーザに許容する方法であって、通信装置及び関連する信
号プロセッサの特性を決定し、フレームレートＴ及び関
連する信号プロセッサの信号処理性能の評価に基づい
て、通信装置により使用可能なデータレートＸを決定
し、前記上流側トランシーバは、チャンネル中のデータ
リンクを介して通信装置に結合されている場合、データ
レートをＸ以下に制限される方法が提供される。

【００２５】通信装置又は信号プロセッサが変更されて
いるか否かを検出するステップを有することが望まし
い。ユーザの検証のためにデータレートＸを提案するス
テップを有し、特性検証後に、ユーザが提案データレー
トを承認又は否認することが望ましい。新しい提案最大
データレートＸ’を含む通信装置の性能特性の設定を可
能とするステップを有することが望ましい。提案された
最大データレートの実行可能性を確認するステップを有
することが望ましい。新たに提案された最大データレー
トＸ’が実行可能でない場合、前記確認ルーチンは、ユ
ーザによる検証のために他の提案された最大データレー
トＸ”を含む推奨された性能特性の組を発生することが
望ましい。

【００２６】本発明の第三の構成によれば、アナログ信
号を用いて高速通信システムにチャンネルを介してＭ個
の変調されたサブチャンネルを送信可能な上流側トラン
シーバからＮ個の変調されたサブチャンネルに含まれる
選択されたデータを受信する高速通信システムであっ
て、前記チャンネルからの前記アナログ信号に結合さ
れ、これを受信するチャンネルインターフェース回路
と、エイリアス除去フィルタおよびアナログ−ディジタ
ル変換器を含み、アナログ信号をサンプリングしてＭ以
下のＮ個のサブチャンネルのみのデータを含むディジタ
ル信号に変換するアナログフロントエンド回路と、選択
されたデータをＮ個のサブチャンネルから復調可能とす
るために、ホスト処理装置にＮ個のサブチャンネルを送
信するバスインターフェース回路とを有する高速通信シ
ステムを提供することにある。

【００２７】復調されるＮ個のサブチャンネルは、フロ
ントエンド受信回路のサンプリング性能の一部に基づく
ものであることが望ましい。復調されるＮ個のサブチャ
ンネルは、部分的にホスト処理回路で使用可能な処理能
力の一部に基づいて選択されることが望ましい。Ｎ個の
サブチャンネルの選択は、ホスト処理回路によっ使用さ
れる処理性能を決定するためにホスト処理回路によって
実行される較正ルーチンによって行われることが望まし
い。Ｎ個のサブチャンネルは、ホスト処理装置上で実行
されるアプリケーションプログラムにより、ユーザに与
えられたシステムパラメータのオプションに基づいてホ
スト処理装置のユーザによって決定されることが望まし
い。Ｎ個のサブチャンネルは、Ｍ個の使用可能なサブチ
ャンネルのデータ搬送性能に基づいてホスト処理回路に
より選択されることが望ましい。選択されたデータは、
追加数のサブチャンネル（Ｎ＋Ｐ＜Ｍ）を復調するため
に、付加的第二のサブチャンネルＰから得られるデータ
を含んでいることが望ましい。フロントエンド受信回路
は、Ｎ個のサブチャンネルを通過させる帯域通過フィル
タと、アナログ−ディジタル変換器を含み、バスインタ
ーフェースは、ホストマイクロプロセッサと、マイクロ
プロセッサに結合されたプログラマブルメモリとメモリ
に記憶され、マイクロプロセッサにより実行可能な復調
ルーチンとを含むホスト処理回路と結合されるように設
定されることが望ましい。システムの受信データレート
は、バスに結合されたホスト処理装置内のホストマイク
ロプロセッサの性能を制御することにより制御されるこ
とが望ましい。フロントエンド受信回路は、Ｍ個の使用
可能なサブチャンネルからいずれのＮ個のサブチャンネ
ルを通過させるかを決定するプログラム可能な周波数応
答を有していることが望ましい。上流側トランシーバに
Ｎ個のサブチャンネルのみの下流側データを送信させる
制御情報を送信するフロントエンド送信回路を有してい
ることが望ましい。上流側トランシーバに送信される制
御情報は、すべての後続の下流側データの送信に関し
て、Ｎ個のサブチャンネルを除くすべての使用可能なサ
ブチャンネルを恒久的にマスクするフィードバック情報
を含んでいることが望ましい。上流側トランシーバに送
信される制御情報は、高速通信システム及び上流側トラ
ンシーバが実質的に同様の性能を有し、高速通信システ
ムと上流側トランシーバはＮ個のサブチャンネル以外の
サブチャンネルの実質的信号減衰特性を持つチャンネル
を介して接続されていることが望ましい。上流側トラン
シーバは、Ｍ個の変調されたサブチャンネルを発生する
ために離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調を用い、チャン
ネルが非同期ディジタル加入者線路（ＡＤＳＬ）の標準
通話をサポートすることが望ましい。Ｍ個のサブチャン
ネルから別のＬ（Ｌ＜Ｍ）個の変調された第二のサブチ
ャンネルの組を用いて上流側データの送信を行うことが
望ましい。

【００２８】本発明の第四の構成によれば、ホスト処理
装置のオペレーティングシステムと帯域幅Ｆを用いてＭ
個のデータ搬送信号を送信可能な上流側トランシーバに
結合された高速通信装置の間をインターフェースするホ
ストプロセッサによって実行可能なプログラムルーチン
を含む装置のインターフェースであって、Ｎ（Ｎ＜Ｍ）
個のデータ搬送信号を含む帯域幅Ｆの第一の周波数帯域
幅部分ｆ１からのデータを含むディジタル信号を通信装
置より受信する受信ルーチンと、前記ディジタル信号か
ら選択されたデータを抽出する信号処理ルーチンと、選
択されたデータの相関をとり、オペレーティングシステ
ムに送信するデータルーティングルーチンとにより構成
されるインターフェースを提供することにある。

【００２９】初期化ルーチンと、上流側トランシーバと
のデータリンクをセットアップし、第一の周波数帯域部
分ｆ１のみを使用すべきことを示す制御信号を上流側ト
ランシーバに送信する上流側データ送信ルーチンとを有
していることが望ましい。ディジタル信号中に含まれる
Ｎ個のデータ搬送信号を決定する較正ルーチンを有して
いることが望ましい。較正ルーチンにおいて、信号処理
ルーチンを実行するためのホスト処理装置における演算
性能を測定することが望ましい。処理されるＮ個のデー
タ搬送信号の数は、前記ホスト処理装置の演算性能に応
じて制御されることが望ましい。

【００３０】本発明の第五の構成によれば、ホスト処理
装置のオペレーティングシステムと、Ｍ個の変調された
サブチャンネルを送信可能な上流側ＡＤＳＬトランシー
バに結合可能なＡＤＳＬ互換モデムとの間をインターフ
ェースするためにホストプロセッサによって実行可能な
プログラムルーチンを含むデバイスデバイダであって、
Ｎ（Ｎ＜Ｍ）個のサブチャンネルからのデータを含むデ
ィジタル信号をＡＤＳＬモデムから受信する受信ルーチ
ンと、ホスト処理装置のユーザによって選択されたデー
タレートを達成するためにディジタル信号から選択され
たデータを抽出する信号処理ルーチンと、選択されたデ
ータの相関をとり、ユーザに送信するデータルーティン
グルーチンと、上流側トランシーバへのデータリンクを
セットアップし、上流側トランシーバによって使用され
るＮ個のサブチャンネルのみを使用すべきことを示す制
御信号を上流側トランシーバに送信する上流側データ送
信ルーチンとを有し、Ｎ対Ｍの比が０．５以下であり、
当該比がホスト処理装置のユーザによりデータレートを
制御するために制御されるデバイスデバイダを提供する
ことにある。

【００３１】信号処理ルーチンを実行するためのホスト
処理装置において使用可能な演算能力を測定する較正ル
ーチンを有していることが望ましい。追加のＰ（Ｎ＋Ｐ
＜Ｍ）個のサブチャンネルを含むディジタル信号を送信
するために、ＡＤＳＬ互換モデムがアップデートされて
いるか否かを判定する初期化ルーチンを有していること
が望ましい。

【００３２】本発明の第六の構成によれば、ホスト処理
装置のオペレーティングシステムとＭ個のサブチャンネ
ルを含むアナログデータ信号の送信可能な上流側トラン
シーバに結合される高速通信システムとの間のインター
フェースを動作させる方法であって、（ａ）Ｍ個のサブ
チャンネルから選択されたＮ( Ｎ＜Ｍ) 個のサブチャン
ネルからのデータを含むディジタル信号を通信装置から
受信し、（ｂ）ディジタル信号中に含まれるＮ個のサブ
チャンネルから選択されたデータを抽出し、（ｃ）選択
されたデータの相関をとり、前記オペレーティングシス
テムに送信し、（ｄ）前記アナログデータ信号を送信す
るためにＮ個のサブチャンネル以外のサブチャンネルを
上流側トランシーバが使用すべきでないことを示すフィ
ードバック情報を発生し、送信するインターフェースの
動作方法を提供することにある。

【００３３】前記ステップ（ａ）の前に、送信装置から
受信するディジタル信号に含まれるＮ個のサブチャンネ
ルを設定するステップを有することが望ましい。前記ス
テップ（ａ）は、初期化期間に行われ、前記アナログデ
ータ信号は、Ｍ個のサブチャンネルを使用し、ステップ
（ｄ）後に、上流側トランシーバはＮ個のサブチャンネ
ルを用いてアナログデータ信号のみを送信することが望
ましい。Ｎ対Ｍの比は、約０．５であり、インターフェ
ースのデータレートは、当該比を調整することにより制
御可能であることが望ましい。非同期ディジタル加入者
線路互換データリンクをセットアップするために上流側
トランシーバによって送信される非同期ディジタル加入
者線路に対して適用可能な標準の関連するプロトコル情
報を発生するステップを有していることが望ましい。高
速通信システムが、Ｐ（Ｎ＋Ｐ＜Ｍ）個の追加のサブチ
ャンネルを含むディジタル信号を送信するためにアップ
グレードされているか否かを判定するステップを有して
いることが望ましい。

【００３４】本発明の第七の構成によれば、帯域幅Ｆを
持つアナログデータ送信信号をサポートするチャンネル
を介してホスト処理装置及び上流側トランシーバと結合
可能な高速通信システムの操作方法であって、（ａ）受
信データレートＸを達成するために設定を行い、（ｂ）
チャンネルを介して上流側トランシーバから帯域幅Ｆを
有するアナログ初期化信号を受信し、（ｃ）受信データ
レートＸを満足するのに十分な第一の周波数帯域部分ｆ
１に対応するアナログ初期化信号の一部のサンプリング
に基づいてディジタル信号を発生し、（ｄ）第一の周波
数帯域部分ｆ１内に含まれるデータ搬送信号の特性を決
定するために、信号処理回路にディジタル信号を送信
し、（ｅ）上流側トランシーバが第一の周波数帯域部分
ｆ１以外の帯域を使用すべきでないことを示すフィード
バック情報を発生し、（ｆ）上流側トランシーバから帯
域幅ｆ１を有するアナログデータ送信信号を受信し、
（ｇ）アナログデータ送信信号のサンプリングに基づい
てディジタル信号を発生し、（ｈ）データ搬送信号から
選択されたデータを抽出するためにホスト処理装置にデ
ィジタル信号を送信するステップを有している高速通信
システムの操作方法が提供される。

【００３５】ディジタル信号からデータを抽出するため
に必要な処理量を最小化するために第一の周波数通過帯
域部分ｆ１の最適サイズ及び最適位置を決定するステッ
プを有することが望ましい。システムは、意図的に変更
されたチャンネル特性情報を含むフィードバック情報を
送信することが望ましい。アナログ信号送信は、Ｍ個の
変調されたサブチャンネルで構成され、選択されたデー
タは、Ｍ個のサブチャンネルの内のＮ個のサブチャンネ
ルを含んでいることが望ましい。ディジタル信号からデ
ータを抽出するために必要な処理量を最小化するため
に、Ｎ個のサブチャンネルの最適な組を決定するステッ
プを有していることが望ましい。非同期ディジタル加入
者線路互換データリンクをセットアップするために上流
側トランシーバによって送信される非同期ディジタル加
入者線路に対して適用可能な標準の関連するプロトコル
情報を発生するステップを有していることが望ましい。

【００３６】本発明の第八の構成によれば、ホスト処理
装置のオペレーティングシステムとＭ個のサブチャンネ
ルを含むアナログデータ信号を送信可能な上流側トラン
シーバに結合される高速通信装置間をインターフェース
するために、ホストプロセッサによって実行されるプロ
グラムルーチンを含むデバイスインターフェースであっ
て、前記通信装置からＭ個のサブチャンネルから選択さ
れたＮ（Ｎ＜Ｍ）個のサブチャンネルを含むディジタル
信号を受信する受信ルーチンと、ディジタル信号に含ま
れるＮ個のサブチャンネルから選択されたデータを抽出
する信号処理ルーチンと、選択されたデータの相関をと
り、前記オペレーティングシステムに送信するデータル
ーティングルーチンとにより構成されるデバイスインタ
ーフェースを提供することにある。

【００３７】上流側トランシーバへのデータリンクをセ
ットアップする初期化ルーチンと上流側データ送信ルー
チンを含み、上流側トランシーバによりＮ個のサブチャ
ンネルのみが使用されるべきことを示す上流側トランシ
ーバに送信する制御信号を発生することが望ましい。デ
ィジタル信号に含まれるＮ個のサブチャンネルの決定す
る較正ルーチンを含むことが望ましい。Ｎ対Ｍの比は、
０．５以下であり、処理すべきＮ個のデータ搬送信号
は、ホスト処理装置の演算性能を制御することにより制
御可能であることが望ましい。較正ルーチンは、信号処
理ルーチンを実行するために使用可能なホスト処理装置
の演算性能を測定することが望ましい。上流側データ送
信ルーチンは、Ｌ（Ｌ＜Ｍ）個のサブチャンネルの第二
の組を用いて上流側データを送信することが望ましい。
初期データ送信ルーチンは、ＡＤＳＬ互換リンクとして
データリンクをセットアップし、高速通信システムとし
て前記オペレーシングシステムにより制御可能なＡＤＳ
Ｌモデムを設定することが望ましい。初期化ルーチン
は、ホスト処理装置のユーザにより入力されるデバイス
パラメータに応じてＡＤＳＬモデムを設定することが望
ましい。ホスト処理装置と上流側トランシーバの間でデ
ータリンクをセットアップする必要がある場合にオペレ
ーティングシステムを変更し、ディジタル信号が処理可
能状態の信号処理ルーチンを変更するための割り込み処
理ルーチンを有していることが望ましい。上流側トラン
シーバは、Ｍ個の変調されたサブチャンネルを発生する
ために離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調を用い、チャン
ネルは、非同期ディジタル加入者線路（ＡＤＳＬ）の送
信プロトコルをサポートすることが望ましい。初期化ル
ーチンは、Ｐ（Ｎ＋Ｐ＜Ｍ）個の追加のサブチャンネル
を含むディジタル信号を送信するためにアップグレード
されているか否かを判定することが望ましい。

【００３８】本発明の他の目的、特徴、利点は、添付の
図面を参照して説明する以下の詳細な説明より明白とな
るであろう。

【００３９】

【発明の実施の形態】以下の説明において、いくつかの
概念はすでに周知であるが、本発明の理解を容易とする
ために、ＡＤＳＬ技術に関して、図１ないし図７を参照
しながら説明する。上記に説明したように、ＡＤＳＬ規
格を達成するためにＤＭＴを使用することは、周知であ
る。一つのキャリアを用いるＡＭ／ＦＭ送信等の多くの
変調技術とは異なり、ＤＭＴにおいては、データビット
の送信に複数のキャリアが用いられる。特に、Ｔ１Ｅ
１．４ＡＤＳＬ規格は、中央局から加入者への下り送
信(downstream transmission) のための２５５チャンネ
ルまでのチャンネルを規定し、加入者から中央局への上
り送信(upstream transmission) のための３１チャンネ
ルまでのチャンネルを規定している。図１に示すよう
に、各キャリアの帯域幅は、４．３１２５ｋＨｚであ
る。全２５５チャンネルのための全帯域幅は、１．１Ｍ
Ｈｚである。上り方向（加入者から中央局の方向）にお
いて、約６９ｋＨｚの範囲の「パイロット」トーンは、
タイミングの同期保持のために用いられる。同様に、２
７６ｋＨｚ付近のパイロットトーンが、下り方向（中央
局から加入者の方向）に送信される。

【００４０】上り送信及び下り送信は、同一の二本のよ
り線上で送信されるため、これらは、エコーキャンセラ
（ＥＣ）もしくは周波数分割多重（ＦＤＭ）により分離
する必要がある。エコーキャンセラは、両方向への同時
送信を可能とするが、複雑なエコーキャンセル動作を必
要とする。一方、ＦＤＭは、下り送信と上り送信を分離
するために、二つの異なる周波数帯域を用いる。図１に
示すように、上り送信には、チャンネル番号６ないし３
１のサブチャンネルが用いられ、下り送信には、チャン
ネル番号４１ないし２５５のサブチャンネルが用いられ
る。以下においては、ＦＤＭを用いたシステムについて
説明するが、本発明は、エコーキャンセラを用いても構
成することが可能である。

【００４１】多くの通信環境と同様に、ＡＤＳＬにおけ
る上り送信及び下り送信の双方のための送信ビットレー
トは、固定されないが、チャンネルの品質に応じて決定
される。本発明において、初期データリンクをセットア
ップするために、多くの周知の技術を用いることが出来
る。一般に、これらの技術は、以下のように作用する。
初期化処理中においては、チャンネル品質が測定され、
あるデータレート（一般的には、ビット数）が各ＤＭＴ
サブチャンネルに割り当てられる。ついで、「ハンドシ
ェーク」処理が、ビットのロード(bit loading) （及び
エネルギレベル）を動的かつ適合的に変化させるために
用いられる。変化がチャンネル特性全体にわたって生じ
る可能性があり、目標ビットレートの変更が必要となる
場合があるため、ハンドシェーク処理が、しばしば必要
となり、またサブチャンネルの一つ劣化が生じるので、
サブチャンネル中の新規なビットの分散が必要となる。

【００４２】サブチャンネル応答の品質は、受信信号の
Ｓ／Ｎ比（ＳＮＲ）によって測定することが出来る。シ
ャノンの法則より、送信可能な単位Ｈｚ当たりのビット
数の上限は、ｌｏｇ₂（１＋ＳＮＲ）である。従って、
受信側において受信信号のＳＮＲを測定することによっ
て、各サブチャンネルの変調に割り当てられたビット数
を検出することが出来る。この結果、システムによって
達成される全データスループットレートは、単にすべて
の使用可能なサブチャンネルの全データレートの和とな
る。

【００４３】Ｔ１Ｅ１．４ＡＤＳＬ規格によれば、デ
ータビットはグループ化され、２５０μｓｅｃ毎に処理
される。この時間フレームにわたって処理可能なビット
数は前回のチャンネル応答の測定結果から各サブチャン
ネルに割り当てられたビットの和である。あるサブチャ
ンネルに割り当てられた所定のビット数に関して、直交
振幅変調（ＱＡＭ）が、ビットを、対応する周波数にお
いてサブチャンネルキャリアによって変調される複素数
値に変換するために使用される。

【００４４】上記は、一般的ＤＭＴ／ＡＤＳＬ通信シス
テムの一般的な動作の概略を示している。従来のＡＤＳ
Ｌシステムにおいて使用される一般的回路、サブチャン
ネルのためにビット／エネルギのロード処理の仕様、ビ
ットの微調整処理及びサブチャンネルの変調の詳細は周
知であり、本発明の技術に従って、構成または手順が変
更されていない限り、詳細に説明しない。

【００４５】一般的従来技術によるＡＤＳＬ規格のトラ
ンシーバの下りの全データスループットは、従来のアナ
ログモデム技術の２００倍以上の速度である６Ｍｂｐｓ
に近づいている。この要求は、ＡＤＳＬの最初の動機の
大部分は、マルチメディア通信及びテレビ会議を行うこ
とであった。ともかく、潜在的ユーザの大多数は、この
ように広い帯域幅容量は望んでいないか、もしくは必要
としていない。例えば、こうしたリンクを主にインター
ネット接続に使用しようとするユーザを含むＡＤＳＬ
（または、同様の高速回線）の多くの潜在ユーザは、毎
秒数百キロバイト程度の下り送信速度を必要としている
のみである。このデータレートは、ＡＤＳＬの使用可能
な帯域幅の一部のみを使用すれば達成される。ＡＤＳＬ
規格の使用可能な帯域幅の一部のみを処理することによ
って、本発明は、過去に可能であったものに比べて、大
幅に安価で、単純化されて、制限されているが、非常に
有用なＡＤＳＬモデムの構成を可能としている。同時
に、本発明はモジュラ特性を有しているので、本発明の
実施によりユーザは、これらのシステム全体の機能の将
来的及び上位への拡張が可能となる。

【００４６】本発明のこの特徴のうらにある原理は、以
下の通りである。図２にしめすように、チャンネル中の
送信は、ナイキスト標本理論に従って、エイリアス除去
フィルタ８０によってより小さな帯域幅に制限されてい
る。アナログ／ディジタル変換を行うＡＦＥ装置（ＡＤ
Ｃ８１等の）サンプリングレートを、大幅に減少させる
ことが出来る。特に、全下り帯域幅は、いくつかの部分
の合計のＢヘルツ（ＡＤＳＬ環境のＤＭＴの用いる好適
実施例において、Ｂ＝２０ＤＭＴチャンネルまたは約８
６ｋＨｚ）に制限される。ナイキスト理論によるサンプ
リングレートは、約１８０ｋＨｚに制限される。全ＡＤ
ＳＬを実施する場合２００のＤＭＴチャンネルもしくは
９００ｋＨｚを処理する全ＡＤＳＬ帯域幅を用いた方法
とは異なり、これは、大幅に単純化され、性能要求が減
少されたＡＤＣによって達成可能である。本発明を用い
るＡＤＳＬ通信システムの全蓄積ビットレートは、以下
のように計算される。全サブチャンネル数がｋ（使用可
能な合計Ｍのサブチャンネル中）がサポートされ、各チ
ャンネルが送信に関してｂｋビットが割り当てられてい
たとすると、全蓄積ビットレート（Ｒ）は、Ｒ＝（Σ
_i=1,kｂ_i）＊４ｋＨｚ（ｂｉｔｓ／秒）であり、ここ
で、４ｋＨｚは、Ｔ１Ｅ１．４ＡＤＳＬ規格によって
規定されたフレーミングレートである。ｋ＝２０チャン
ネル及びチャンネル当たりの平均ビット数は６である
と、全ビットレート（Ｒ）は、約４８０キロビット／秒
である。ＡＤＳＬ帯域幅の部分的な使用は、従来のアナ
ログの５６キロビット／秒のディジタルモデムの約９倍
の性能を発揮する。

【００４７】本発明のこの方法の利点は、明らかであ
る。高速通信システムの全性能及びコストは、特定のユ
ーザの特定のニーズに直接関係して評価され、制御され
る。一般に、本発明の具体的な実施によってサポート可
能なデータレート（及び相対的なコスト）は、（１）Ａ
ＦＥの容量及び（２）ＤＭＴを実行するためのハードウ
エアの容量の二つの因子により決定される。

【００４８】ＡＦＥの容量は、一般に達成可能な最大サ
ンプリング速度によって測定される。上記に説明したよ
うに、サンプリング速度は、得られる周波数帯域Ｂ（ｋ
Ｈｚ）も上限によって決定される。規定されたＡＤＳＬ
の４．３１２５ｋＨｚ毎のチャンネル分割により、サポ
ート可能なサブチャンネルの合計数は、Ｂ／４．１３２
５以下となる。従って、特定のユーザにおける特定のデ
ータレート及びコストに関する要求に基づいて、ＡＤＣ
が選択される。

【００４９】サブチャンネルの数を制限する他の因子
は、ＤＭＴの変調ルーチン及び復調ルーチンのために使
用可能な処理性能である。例えば、種々の性能レベル
（達成可能なデータレート）は、図８を参照して以下に
より詳細に説明するディジタル信号処理装置等の周知の
専用信号処理ハードウエアによって達成される。また、
図９に示すように、こうしたルーチンが主にホストＣＰ
Ｕによって実行されるソフトウエアにより実施される場
合、所用の処理性能（ＭＩＰＳ）は、一般に処理を必要
とするサブチャンネルの数の関数として、直接的に増加
する。これは、一般に、ほとんどの処理は、シリアルに
実行され、もしくはチャンネル毎に行われるからであ
る。以下のより詳細に説明するように、本発明は、サポ
ート可能な全サブチャンネルの上限を設定するためのユ
ーザのコンピュータシステムの使用可能な全処理性能を
予測するための「較正」ルーチンが使用される。

【００５０】特定のＡＦＥの選択または使用される信号
処理技術と無関係に、本発明の他の（必須ではないが）
有用な構成は、通過帯域内の最大のＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）
を持つサブチャンネルが、データ送信のために選択され
る。換言すれば、本発明の好適実施例において、最大ビ
ット数をサポートする通過帯域内のｋ個のサブチャンネ
ルが、処理に使用される。図３に示すように、例えば、
標準二線式加入者線路は、一般に、より高い周波数にお
いて大きな減衰を示すＳＮＲ曲線を有している。図３か
ら、ＡＤＳＬ中の下り送信に２００を越えるサブチャン
ネルを有しているが、最大データレートの５０％のデー
タレートは、サブチャンネルのより小さな割合（５０％
より大幅に小さい割合）のみを用いることによって達成
される。この事実は、以下に説明するように、共用／多
チャンネル帯域幅の実施例を考慮すると有用である。

【００５１】従って、本発明は、上位に対して互換性を
有し、将来的な拡張性を有しているが、チャンネルの最
良部分の使用を可能とする高速データ通信システムの実
施を可能とする。これらの条件によって、以下に示すよ
うに構成されたシステムは、完全に実施されるバージョ
ンのＡＤＳＬＤＭＴモデムと完全に互換である。さら
に、特定のチャンネル及びデータリンクプロトコルの適
当な変更は、当業者において自明であり、本発明が、非
ＡＤＳＬ環境においても有利に使用出来るように規格を
設定することが可能である。上位に対する互換性及び将
来的拡張性とは、本発明によって構成されたシステム
が、既存の規格との互換性を保持しながら、容易にアッ
プグレード可能であることを示している。例えば、より
狭い帯域幅の望んでいる下位のエンドユーザは、最小限
のコストで満足のゆく性能を達成することができ、後日
に、ＡＦＥ及び信号処理ソフトウエア／ハードウエア
（好ましくはモジュラ）をアップグレードすることによ
って、システムの性能レベルをアップグレードすること
ができる。

【００５２】本発明により構成されたシステムは、以下
の二つの構成により、全ＡＤＳＬ規格に対して完全な互
換性を有している。Ｔ１Ｅ１．４ＡＤＳＬ規格によっ
て特定された速度適合性によって、各サブチャンネルの
ビットレートは、最初に（かつ好ましくは現状に応じて
動的に）サブチャンネルのＳＮＲの分析によって決定さ
れる。特に、ＡＤＳＬの下流側受信機は、送信品質を上
流側のＡＤＳＬ送信機に通知することが出来る。また、
受信機は、各サブチャンネルに関して、ビットレートを
決定することが出来る。従って、本発明を用いる下流側
の、部分的なチャンネル帯域幅は、（受信機の速度及び
通過帯域に基づいて）選択されたサブチャンネルのみに
より送信を行うための情報または制御信号を標準ＡＤＳ
Ｌ送信機に供給することが出来る。特に、好適実施例に
おいて、上流側ＡＤＳＬ送信機には、通過帯域外のサブ
チャンネルの、これらのサブチャンネルが使用可能では
ないことを示唆するように意図的に設定されたＳＮＲ情
報が与えられる。この方法は、送信機側で完全に検知可
能であり、この技術によって構築されたシステムは、Ａ
ＤＳＬ規格に対して完全な互換性を有している。現時点
においてＡＤＳＬ規格内においては不可能であるが、他
の高速データプロトコルが、情報を送信するサブチャン
ネルの同一性の制限及び制御する代わりに、制御信号を
用いることが可能である。

【００５３】技術が、ＡＦＥ装置及びＤＭＴを改良する
ので、本発明を用いるシステムによってサポートされる
サブチャンネルの数を増加することが出来る。この結
果、こうしたシステムは、単一のよりハイエンドのモジ
ュラの代わりのＡＦＥ装置または多数の下位モジュラの
ＡＦＥ装置を用いて標準Ｔ１Ｅ１．４ＡＤＳＬにアッ
プグレードすることが可能である。

【００５４】本発明の基本的な構造が、図８において概
略して示されている。一般に、本発明は、ハードウェア
とソフトウェアの異なる組み合わせで構成することがで
きる。これらの実施例の違いは、ＤＭＴコアの具体的な
実施である。これらの好適実施例について、図９および
１０を参照してさらに詳細に以下に説明する。

【００５５】ＡＤＳＬ送信器の構造および操作は、公知
なものであり、このため、本発明の理解のために必要で
あるこのような送信器のそれらについて、最初に詳細に
説明する。図８において明らかなように、チャンネル１
００は、通常の銅線「ループ」で形成されており、この
ループはそれぞれ、異なる電気的性質と、電送長さ（サ
イズ）と、変化する減衰特性と、多数の欠陥または干渉
を有している可能性がある。従来の公知の回路であるス
プリッタ２１０は、２００以上のサブチャンネルを占有
するＤＭＴ信号を下端の４キロヘルツＰＯＴＳアナログ
信号から分離する。後者は、同時音声または一般的なア
ナログモデムのために使用することができる。また、ハ
イブリッド回路２２０は、公知のものであり、主に、標
準の電話線への仲立ちをする多種多様の高速装置に使用
される一般的な変換器と絶縁回路で構成されている。ま
た、リング検出論理回路２９０は、コントロールインタ
フェース２９５に（図示していない）上流側の送信器か
ら出る送信信号の存在を報知するために、一般に認めら
れた方法を使用して実施可能である。

【００５６】全帯域幅信号は、通過帯域フィルタおよび
Ａ／Ｄ変換器２８０を通過すると、その通過帯域幅が、
低域か、または、適した公知な方法により周波数幅Ｂに
限定され、周波数領域のわずかの信号のみが、バッファ
２７０とＤＭＴ受信器コア２６０へ伝えられる。サブバ
ンドフィルタ２８０に関して重要なことは、アナログ／
ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器のサンプリング速度が≧２
Ｂで、入力信号の帯域幅を≦Ｂにしなければならないこ
とだけである。これは、公知のフィルタ設計を使用する
ことにより達成することができる。フィルタおよびＡ／
Ｄ変換器２８０に適した回路を選択することにより、装
置全体のコストおよび性能をそれに応じて見積もること
ができる。好適実施例において、フィルタおよびＡ／Ｄ
変換２８０を通過した信号は、略２００キロヘルツと４
００キロヘルツ間のスペクトラムを占有している。この
選択は、主として、従来の二線式線路の予測された平均
的な性能に基づいている。異なる通過帯域幅および通過
帯域が、他種のデータリンク、または他種の多重キャリ
ア変調方式にとって、より適しているか、または最適な
ものであることは、当業者にとって明らかなことであろ
う。

【００５７】さらに、幾つかの例において、実施するの
に幾分より高価なものであるが、通過帯域の目標周波数
がそれぞれの新しいデータリンクに比類なく調整できる
ように、順応性のある、または整調できるフィルタを代
用することができる。この場合には、通過帯域は、プロ
トコルまたは他のシステム上のオーバヘッドのためにサ
ポートされなければならないサブチャンネルを含む、最
も高く達成できるＳ／Ｎ比を有するサブチャンネルと一
致するように構成することができる。また、幾つかの用
途において、Ａ／Ｄ変換は、ディジタル信号プロセッ
サ、またはホストコンピュータよって行われる構成とす
ることができ、サンプリング速度を動的に制御して、通
過帯域の目標周波数および周波数幅に一致させることが
できる。

【００５８】さらに、好適実施例において、ＡＤＳＬの
ために多重キャリア方式を使用して、２７６キロヘルツ
のパイロットトーンを通過帯域内で許容しなければなら
ない。他のプロトコルは、同様のパイロットトーンを必
要とする可能性があり、フィルタおよびＡ／Ｄ変換器２
８０の機能性を達成するのに匹敵するフィルタの設計
は、当業者において公知なものであることは明らかであ
る。

【００５９】一般に、ＤＭＴ受信器コア２６０は、フィ
ルタおよびＡ／Ｄ変換器２８０により通過される周波数
範囲内に入るサブチャンネルのＳ／Ｎ比を監視して測定
し、オリジナルデータストリームを多数のサブキャリア
から抽出する。好適実施例において、コントロールイン
タフェース２９５は、ホスト２９８からシステム構成情
報を受信する。この情報は、目標処理能力速度Ｒと、目
標誤り率と、フィルタおよびＡ／Ｄ変換器２８０用の目
標中心周波数Ｆと、目標周波数幅Ｂ等のパラメータを含
んでいる可能性がある。ＤＭＴ受信器コア２６０により
演算されるサブチャンネルのＳ／Ｎ比およびビット容量
を査定し、目標探知回数Ｒを考慮することにより、コン
トロールインタフェース２９５は、全体の使用可能な数
Ｍのサブチャンネル以下のｋの数のサブチャンネルを選
択して、（図示しない）上流側の受信器からデータスト
リームを搬送することができる。データを運ぶために使
用することができるサブチャンネルの数は、上述したよ
うに、通過帯域の周波数Ｂに直接関連している。好適実
施例において、Ｍ＝２００＋（ＡＤＳＬ）であり、コン
トロールインタフェース２９５は、通常、ｋ＝２０に設
定されている。

【００６０】選択されたｋのサブチャンネル以外のあら
ゆるサブチャンネルに対して、「マスク」またはブラッ
クアウトコントロール／フィードバック信号が生成され
て、ＤＭＴ送信コア２５０と、バッファ２４０と、Ｄ／
Ａ交換器２３０により、上流側の送信器へ送信される。
これにより、上流側の送信器によるいかなる続いて起こ
るデータ送信も、選択されたｋのサブチャンネルを使用
するだけである。従って、上流側の送信器の送信容量と
は関係なく、チャンネル１００がｋサブチャンネル以上
をサポートできる間でさえ、このフィードバック情報が
提供される。このように、本発明の装置は、上流側の送
信器により感知され、上流側の送信器のプロトコルおよ
び性能特性と互換性がある。なぜならば、上流側の受信
器が、ｋサブチャンネル外のデータ信号に対して実質的
な信号減衰特性を有するチャンネルを介して、二つの装
置が接続されることを単に示すフィートバック情報を受
信するからである。ＡＤＳＬ標準器の適合性と、他の同
様のプロトコルに基づいて、上流側の送信器は、下流側
の送信器により予め定められたｋサブチャンネルのみを
使用するようにそれ自体に自動的に設定される。なお、
フロントエンドの送信回路のＤ／Ａ交換器２３０および
バッファ２４０は、下流側のデータ送信とは異なる第二
の周波数帯域幅を使用する、いかなる上流側のデータ送
信も伝達することが好ましい。しかしながら、反響消去
を使用する装置においては、これは必要ではない。さら
に、ＡＤＳＬ用途において、この帯域幅のサイズは、か
なりより小さなものであり、Ｌサブチャンネルのみを使
用している。ここで、Ｌ＜Ｍである。他のＡＤＳＬ用途
においては、Ｌは同位であるか、またはＭよりも大きい
可能性がある。

【００６１】さらに、ＡＤＳＬ標準器は、データ誤り率
を１０^-7としているが、本発明による他の用途により、
誤り率が減少される可能性があると考えられる。例え
ば、最大限のデータ処理能力が必要とされる（すなわ
ち、マージンの制約がより少ない）場合には、Ｂ内の最
も大きいビット容量を選択することができる。もう一つ
の方法として、装置が誤り率を重視して動作し、より緩
やかな処理能力を必要とする場合には、最適なマージン
を有する２０のサブチャンネルが選択される。応用から
応用へ変わる可能性がある特定のシステム要求に基づい
て、当業者は、サブチャンネルの適した組み合わせを選
択することができる。さらに、コントロールインタフェ
ース２９５は、チャンネル１００に送信されるデータの
タイプにより、望ましいサブチャンネル構成を動的に最
適化する可能性がある。例えば、オーディオ、ビテオま
たは画像グラフィックスを流す場合には、ホスト２９８
で進行するｎの応用プログラムにより使用される他の種
類のデータよりも、少ない一体性および誤り率が必要で
ある可能性がある。コントロールインタフェース２９５
により使用される構造と、動作と、技術の仕様は、本発
明のいかなる必要条件にも制約されるものではなく、当
業者に公知の様々な方法で実施されることができる。

【００６２】また、図８に図示した残りの回路の動作
は、比較的簡単なものであり、従来の多重キャリア変調
装置とは異なるものである。

【００６３】コントロールインタフェース２９５によ
り、ＤＭＴ送信コア２５０は、選択されたホストの処理
能力速度／誤り率の組み合わせを達成するのに必要であ
る、それらのサブキャリアに対してのみビットおよびエ
ネルギーをロードする。フィルタおよびＡ／Ｄ変換器２
８０のために使用される回路に関しては、Ｄ／Ａ変換器
２３０の機能を実施する回路が、プログラム化できる形
状で実施されてより大きな可撓性が可能となる。

【００６４】最後に、ＡＤＳＬのプロトコルにおいて現
在サポートはされていないが、それにもかかわらず、サ
ブチャンネルまたは下流側の送信周波数を適当な初期接
続手順または同様の手順を介してつくることができる場
合には、幾つかの用途において、ブロック２８０のフィ
ルタを全く省略することができる。換言すれば、チャン
ネルにおいて使用可能な帯域幅の一部分のみを使用して
送信するように、上流側の受信器を構成することができ
る場合には、本発明の利点をさらに実現することができ
る。なぜならば、全体域による送信のために必要となる
よりも、非常に遅いサンプリング速度で処理が行われる
ため、ブロック２８０のＡ／Ｄ変換器部分をさらに比較
的複雑ではなくすことができるからである。さらに、こ
れにより、ＤＭＴ処理コアにおいて同じ釣り合いを保持
し、量子化誤差を減少させることができる。

【００６５】本発明による幾つかの特有の特徴は、下記
のとおりである。

【００６６】（ｉ）完全なＴ１Ｅ１．４ＡＤＳＬ標準器
を実施するハードウェア構造とは異なり、本発明は、フ
ロントエンドにフィルタを使用している。上述したよう
に、このフィルタの使用により、Ａ／Ｄ交換器により低
速サンプリングが可能となる。上流側および下流側の送
信器間の適した初期接続手順が達成されて、下流側への
送信を減少させることができる場合には、フィルタを省
略することができる。

【００６７】（ｉｉ）標準的なリング検出ロジックが、
存在するモデム特性をサポートするために組み込まれて
いる。

【００６８】（ｉｉｉ）ＤＭＴ受信器コア２６０は、基
本的にＴ１Ｅ１．４により特定されたのと同じ方法を遂
行するが、特に下記の幾つかの重要な相違点を有してい
る。［ａ］サブバンド濾波および低速サンプリングにより、
ＤＭＴ受信器コアにおける（図示しない）高速フーリエ
交換（ＦＦＴ）の出力での周波数チャンネルは、周波数
偏移を有している。［ｂ］全ての２５６のサブチャンネルが、必ずしもＤＭ
Ｔ受信器コア２６０によりサポートされているとは限ら
ないため、実際の高速フーリエ交換（ＦＦＴ）域をより
小さく、より簡単に、費用効果をより高くすることがで
きる。

【００６９】（ｉｖ）コントロールインタフェース２９
５により、装置は、実質的に従来のアナログモデムのよ
うに作動することができ、ダイアリングおよび初期接続
手順等の必要なセットアップ作業をサポートするために
使用される。

【００７０】（ｖ）下流側のチャンネルからの限定され
た帯域幅を使用することにより、反響消去回路の必要性
が減少する。なぜならば、上流側の送信と下流側の送信
間のオーバラップ量がより少なくなり、これによりさら
に装置の複雑さおよびコストが減少されるためである。

【００７１】（ｖｉ）スペクトラムのより小さな部分
が、本発明により処理されるため、下流側の信号のピー
ク・ピーク偏移が減少され、これにより量子化誤差が最
小限に抑えられる。

【００７２】（専用ハードウェアによる実施例）図９に
おいて、一般に専用ハードウェアによる実施として説明
することが可能な、本発明による実施例が示されてい
る。図９の説明のために、同様の参照符号を有する回路
は、図８の対照物と同じものであるか／または図８の対
照物と同様の機能を実行することとする。例えば、別な
方法で表示されていない場合には、スプリッタ２１０
（図８）とスプリッタ３１０（図９）との間には、重要
な相違はない。

【００７３】本実施例において、ＤＭＴサブチャンネル
変調コアは、専用処理ハードウェアにおいて完全に実現
されている。この用途のために、従来、ＤＭＴ受信器コ
ア２６０は、（図示しない）ディジタル信号プロセッサ
（ＤＳＰ）を有しており、サブチャンネルにおけるキャ
リアのビットと、エネルギと、Ｓ／Ｎ比の測定を行う実
行可能なマイクロコードルーチンを記憶する、内蔵プロ
グラムロム（ＲＯＭ）（または他のメモリ）を有してい
る。この実施例において、ＤＳＰの能力により、通常
は、ユーザのホストプロセッサ装置３９８による処理の
分担は必要としない。従って、この実施例は、ホストプ
ロセッシングの能力が制限される場合に、有利に用いら
れることができる。

【００７４】図９に示した装置のユーザは、ＤＭＴ受信
器コア２６０とともに必要に応じてフィルタおよびＡ／
Ｄ交換器２８０をアップグレードすることにより、この
装置の機能性（すなわち、データ処理能力速度およびモ
デム要素）を広げることができる。図９の装置を一般的
なプリント回路基板上に組み込むことができる。アクセ
ス可能な状態で、このようなブロックにおいて使用され
る回路を取り付けまたは集積することにより、パーソナ
ルコンピュータのユーザが、ダイナミックメモリ（ＤＲ
ＡＭ）を増設するためにマザーボードをアップグレード
できるのと同じ方法で、回路を交換または補うことがで
きる。例えば、一つの変形例は、複数の使用できるスロ
ットを有しており、ＤＭＴコアロジックにより処理され
る下流側の送信の大部分を通過させる新規の通過帯域通
過フィルタに対応することができる。このようなアプロ
ーチの他の実用的で簡単な変形は、当業者にとって明ら
かなものであろう。

【００７５】（部分的なソフトによる実施例）上述した
専用ハードウェアによる実施例において、全体の速度
（データ処理能力）を最大限にすることができるが、ア
ップグレードのための可撓性はより少なくなる。これ
は、この装置のアップグレードは、ユーザが組み込むに
はより費用がかかりより困難となる、ハードウェア交換
の形をとらなければならないためである。一方、図１０
に示したように、通信装置の多数の重要な機能は、ソフ
トウェアにおいて、一般に「ソフトウェア」モデムとし
て技術において呼ばれているものと同様の方法で完全に
実施することができる。この場合は、装置の全体の速度
は、ホストプロセッサ装置３９８で使用できるユーザの
プロセッサの能力によって決まり、ＡＦＥ部分のみがハ
ードウェアにおいて実施される必要がある。

【００７６】図９と図１０の実施例の重要な違いは、以
下の、（１）ＤＭＴ変調の実施、（２）制御および初期
接続手順機能の実施、（３）コントロールインタフェー
スの実施である。図１０において明らかなように、ＤＭ
Ｔ受信器コア４６０およびＤＭＴ送信器コア４５０は、
ホストプロセッサ装置３９８によるデータポンプデバイ
スドライバにおいて実施される。好適実施例において、
ホストプロセッサ装置３９８は、（マイクロソフト（Ｍ
ｉｃｒｏｓｏｆｔ）社によるウィンドウズ（Ｗｉｎｄｏ
ｗｓ）等の）適したオペレーティングシステムを実行す
る、幾つかの形状の（ｘ８６型プロセッサ等の）多目的
マイクロプロセッサを有しており、ＤＭＴ変調（図１
１）用の適した低レベルドライバとともにコントロール
／アプリケーションインタフェース５００（図１２）を
実施する高レベルのアプリケーションソフトを実行する
ことができる。ホストプロセッサ装置３９８は、標準の
バス・インタフェース３８５（すなわち、プログラマブ
ル通信用インタフェース（ＰＣＩ）バス）を越えて、高
速モデムを実施するフロントエンド回路３９６に通信す
る。一般的なアナログモデムにおける回路と同様に、本
発明によるこの回路は、ＰＣマザーボード上に効果的に
組み込むことができ（すなわち、バス・インタフェース
３８５およびフロントエンド回路３９６を組み合わせる
ことができ、実質的にホストプロセッサ装置３９８の一
部分となる）、または別体のプリント回路基板上に、ま
たは物理的にホストプロセッサ装置３９８とは別体の独
立型ユニットとして、効果的に組み込まれることができ
る。このアプローチにより、同様の処理能力は付与され
ないが、図８の純粋なハードウェアによるアプローチよ
りも費用がかからず、アップグレードがより容易となる
有利点を有している。

【００７７】一般的なＰＣ上で動作するウィンドウズを
使用する図９，図１０の「ソフトウェア」モデムの実施
例において、ＤＭＴ送信器コア４５０と、ＤＭＴ受信器
コア４６０と、制御／初期接続手順ロジックは、ウィン
ドウズデータポンプのデバイスドライバ４００として実
施され、ＤＭＴルーチンと、連関された制御および初期
手続手順コードと、オペレーションシステム４８０のカ
ーネルへのインタフェースで構成されている。

【００７８】ホストプロセッサ装置３９８の一部分のさ
らに詳細な特徴が、図１１に示されており、コンピュー
タオペレーティングシステムシェル４８０のために構成
されるデバイスドライバ４００の好適実施例が図示され
ている。本実施例において、マイクロソフトウィンドウ
ズＮＴ（登録商標）が考慮に入れられているが、ユニッ
クス（ＵＮＩＸ）や、ウィンドウズ９５（登録商標）等
を含む、他の匹敵する環境を使用することもできる。公
知のように、オペレーティングシステム４８０は、ホス
トプロセッサ装置３９８と、全ての付属する周辺装置の
動作の管理および制御を行う。また、オペレーティング
システム４８０は、様々な対話制御およびグラフィック
アプリケーションインタフェース（図１２）を有してお
り、ホストプロセッサ装置３９８のユーザは、様々なア
プリケーションプログラムを動作させることができ、デ
ィスクドライブや、プリンタや、モニタや、モデム等の
周辺装置のセットアップと、制御と、構成と、モニタを
行い、その利用が可能となる。

【００７９】また、オペレーティングシステム４８０
が、このような周辺装置と相互に作用して制御するのを
助けるために、実質的にホストプロセッサ装置により実
行される低レベルハードウェアルーチンである、デバイ
スドライバを使用することは公知なことである。デバイ
スドライバは、ホストプロセッサ装置に指図し、コンピ
ュータ装置内の特定の装置を駆動するのに必要な全ての
コードを有する、メモリイメージファイルまたは実行形
式ファイルである。デバイスドライバ４００は、オペレ
ーティングシステム４８０（本出願の場合は、マイクロ
ソフトウィンドウズＮＴ）とハードウェア３９６間のイ
ンタフェースとして作動する。例えば、この場合には、
デバイスドライバ４００は、一般的なプリント回路基板
（または外部デバイス）によって実施されるハードウェ
ア３９６をサポートする（図１０を参照）。従って、ハ
ードウェア３９６と組み合わせて「ソフトウェア」モデ
ムとして動作する新しいデバイスドライバについて説明
する。この方法において、オペレーティングシステム４
８０は、この組み合わせをＡＤＳＬモデムとして、また
は換言すれば、従来の音声帯域モデムと同様の他の一般
的なパーソナルコンピュータ周辺装置として分類してい
る。

【００８０】一般的に言えば、デバイスドライバ４００
は、下記のように機能する。データの送信／受信を行う
リモートサイトのデータリンクを形成することを望むホ
ストプロセッサ装置３９８のユーザは、アプリケーショ
ンプログラムを介してリンクを開始する（図１２）。オ
ペレーティングシステム４８０（図１１）は、デバイス
ドライバ４００にこのタスクの制御を渡すことにより、
この要求を解釈して実行し、まずデバイスイニシャライ
ゼーション４４０へ適当な命令を発生する。好適実施例
において、モデムカード３９６は、従来の音声帯域モデ
ム制御指令を使用するバスインタフェース４１０を介し
て初期化されるため、本発明は、オペレーティングシス
テム４８０を使用するモデムを制御するために書き込ま
れる、前から存在するアプリケーションプログラムと互
換性がある。従って、同様に、制御およびデータ信号
は、オペレーティングシステム４８０により解釈され
て、シリアルポートインタフェース４７５に送信される
ため、従来のモデムダイアル命令および初期接続手順信
号がモデムカード３９６に与えられ、チャンネル１００
を介して上流側の従来の（図示しない）ＡＤＳＬ送信器
のリンクを形成することができる。上述したように、適
した初期接続手順プロトコルが完了された後に、上流側
の完全に互換性があるＡＤＳＬ送信器は、全ての使用で
きるＭのサブチャンネルにデータを送信し始める。この
下流側データは、フィルタおよびＡ／Ｄ交換器３８０に
より濾波され、この時に、Ｎサブチャンネル（Ｎ< ＝
Ｍ）のみに関する情報が一時的にバッファ３７０に保持
される。これと同時またはこれより前に、割り込みがバ
スインタフェース３８５により発生され、デバイスドラ
イババスインタフェース４１０を通過して、処理を必要
とする下流側のデータの存在に対して、割り込みサービ
スルーチン４１５に警告を出す。その後、ＤＭＴ受信器
コア４６０は、割り込みサービスルーチン（ＩＲＳ）４
１５からの情報の制御に応じて、下流側のデータの流れ
を処理し始める。デマルチプレクサ４６５は、データを
シリアルポートインタフェース４７０へ通過させてオペ
レーティングシステム４８０に戻す前に、様々なサブチ
ャンネルのデータを抽出して相関をとる。この方法にお
いて、デバイスドライバ４００は、モデムカード３９６
と調和して動き、性能がホストプロセッサ装置内に内蔵
されたプロセッサの演算能力に直接相互に関連する、ソ
フトウェアモデムを達成することができる。

【００８１】上述したように、デバイスドライバ４００
はまた、初期化プロセス時に上流側の送信器で、チャン
ネル１００を介して形成される特定のデータリンクに使
用される、サブチャンネルの数および選択されるべきサ
ブチャンネルを設定することに関する制御情報を有して
いる。また、上述したように、この制御情報は、ホスト
プロセッサ装置３９８のユーザによって自ら決定される
か、またはもう一つの方法として、校正ルーチンにおい
て決定されるホストプロセッサ装置の演算パフォーマン
スレイティングに基づいて、このホストプロセッサ装置
により自動的に感知されて監視されることができる。い
ずれにしても、初期化プロセス時に（およびそれ以降
の）上流側の送信器は、後続のデータ送信のためのみに
このサブチャンネルを使用するように誘導される。これ
は、ドライバ選択のサブチャンネルのＫ≦Ｎを除く全て
に対してゼロとして上流側の送信器により解釈される、
Ｓ／Ｎ比情報を送信することにより達成される。このデ
ータは、モデムカード３９６とチャンネル１００に送信
される前に、オペレーティングシステム４８０の制御の
もとに、シリアルポート４７５と、フレーミング制御４
５５と、ＤＭＴ送信器コア４５０を介して通過される。

【００８２】無論、ＡＤＳＬモデムカード３９６はま
た、データリンクを初期化するためにリモートモデムか
らの要求に応答することができる。それでもやはり、リ
ンクを初期化するプロセスは、本質的に上述したものと
同じものである。また、デバイスドライバ４００は、一
般的なダイアルアップモデム動作をサポートするコント
ロールロジックと、オリジネイト／アンサーモード（Ｏ
ｒｉｇｉｎａｔｅ／ＡｎｓｗｅｒＭｏｄｅ) をセット
アップし、コールプログレスをモニターし、モデムの診
断を行い、受信／発信バッファサイズを構成し、ファク
シミリ送信をサポートし、誤り制御を強制的に行い、デ
ータ圧縮およびモデムカード３９６とオペレーティング
システム４８０間のフロー制御を行う等の、声帯帯域モ
デムにおいて一般的に実施されている従来のモデムアプ
リケーションプログラムからの制御コードを有すること
ができる。デバイスまた、デバイスドライバ４００は、
一般的なイーサネット・ネットワーク接続および他の専
用アプリケーションにおいて見られるように、要求に応
じて他の従来の「常時」接続のデータリンクをサポート
することができる。

【００８３】本発明について説明すると、上述のデータ
ポンプのデバイスドライバ４００の一般的な設計は、十
分に当業者の能力の範囲内にあるルーチンタスクであ
る。この実施例の特性は、本発明にとって重大または必
須のものではなく、システム設計者の要求により、アプ
リケーションからアプリケーションに変わるため、ここ
ではその特性については言及しない。また、本発明のこ
の実施例は、ＰＣベースのホストプロセッサ上で動作す
るウィンドウズについて説明されているが、上述した説
明は単なる好適実施例にすぎないことは当業者にとって
明らかであろう。引用したＤＭＴルーチンと、連関され
た制御および初期接続手順コードは、多数のホストプロ
セッサ装置／オペレーティングシステム環境、および技
術において公知である様々な異なる符号化方式（高レベ
ルまたは低レベルの処理方法）において使用可能であ
る。

【００８４】標準的なＰＣ上で動作するウィンドウズを
使用して実施される好適実施例において、コントロール
／アプリケーションインタフェース５００は、標準のモ
デム効用関数と、データポンプのデバイスドライバ４０
０とのインタフェースが設けられているウィン３２のコ
ードを有している。図１２において、コントロール／ア
プリケーションインタフェース５００の動作のフローチ
ャートが示されており、このインタフェースについては
さらに詳細に後述する。

【００８５】図１０の実施例のもう一つの特に有利な構
成は、最適または最大データ処理能力速度を決定するた
めに使用することができる、自己決定「性能」または校
正格付けが設けられていることである。換言すれば、図
１０の装置は、ホストプロセッサ装置３９８を、使用で
きる演算能力の評価に基づいた特定の処理能力速度に自
動的かつ適応可能に構成することができる。好適実施例
において、パフォーマンスレイティングは、データポン
プのデバイスドライバ４００により実施される校正ルー
チンに基づいて決定される。このルーチンには、タイマ
がセットされ、所定時間内に幾つのＤＭＴフレームを処
理することができるかがカウントされる。これにより、
該当の特定のホストプロセッサ装置の利点を相対数値で
示す。加えられる各サブチャンネルに対して、一つのＤ
ＭＴフレームは、２５０μｓのわずかな時間内で処理さ
れる必要がある。従って、サブチャンネルのカウントを
漸進的に増加させることにより、全体の装置の処理オー
バヘッドにおける全体の効果を決定することができる。
コントロール／アプリケーションインタフェース５００
は、ユーザにより、高速度リンクを実施するために使用
できるホストプロセッサ装置の能力のしきい値を設定す
るように制御される。（見掛け２０％に設定することが
できる）使用できる能力のこのしきい値に基づいて、サ
ポートすることができるサブチャンネルの数を非常に速
く探り出すことができる。

【００８６】現在の技術から見て、ＤＭＴ処理がソフト
ウェアにおいて実施される場合には、ホスト処理能力
は、図２のサブバンドフィルタ８０の周波数帯域よりも
より限定要因となる傾向が強い。それにもかかわらず、
ホストプロセッサ装置（および特にマイクロプロセッ
サ）は、性能においてかなり速い速度で発展しているた
め、本発明により、ユーザに、制御可能な性能を有して
おり、ホストプロセッサ装置においてアップグレード版
があるときにはいつでも改良される、高速度のデータリ
ンクを理解させる機会を提供することができる。多くの
一般的な今日のパーソナルコンピュータ装置は、容易に
アクセス可能であり入れ替え可能なホストプロセッサを
有しているため、本発明のユーザは、ＡＤＳＬモデムの
処理能力および機能性を容易にかつ融通良く拡張して向
上させることができる。

【００８７】本発明の教示に従って設計された、ＡＤＳ
Ｌモデムのコントロール／アプリケーションインタフェ
ース５００用のフローチャートの実施例が、図１２にお
いて示されている。上述した説明により、ホストプロセ
ッサ装置３９８のユーザは、これまでは音声帯域モデム
のみに使用できたものと同様のモデム・コントロールア
プリケーションソフトウェアを使用して、ＡＤＳＬ等の
将来的互換性および拡張性があるモデムをはじめて動的
に制御することができる。好適実施例において、ＡＤＳ
Ｌモデムカード３９６は、オペレーティングシステム４
８０により自動的に検出され、デバイスドライバ４００
による初期化ルーチン５０５によりセットアップされ
る。別体の検出ルーチン５１０は、ＡＤＳＬモデムカー
ド３９６が、（図１３について後述するような）付加的
なＡＦＥでアップグレードされるか否か、あるいは、ホ
ストプロセッサ装置において使用されるプロセッサを代
えるか否かを決定する。この工程の目的はまず、演算能
力と、フロントエンド性能(ｆｒｏｎｔｅｎｄｃａ
ｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ) または、コミュニケーションモ
ードにおいて使用される場合に、全体の装置のデータ処
理能力特性の変更を必要とする他のパラメータにおける
変更のために、デバイスパラメータテーブル５６０の中
のエントリをアップデートする必要があるか否かを決定
することにある。

【００８８】それから、校正ルーチン５２０が実施さ
れ、上述した方法で装置全体のための見掛けセットアッ
プパラメータを決定する。この動作からの演算結果は、
デバイスパラメータテーブル５６０に記憶され、それか
らここで、この演算結果は、ＡＤＳＬモデムカード３９
６およびデバイスドライバ４００を使用することができ
る様々なアプリケーションプログラムにアクセス可能と
なる。デバイスパラメータテーブル５６０に記憶される
情報は、下記のいづれかまたは全てのものを有すること
ができる。（ａ）ホストプロセッサ装置に使用できる演
算能力の測定、（ｂ）特定時間内でホストプロセッサ装
置によりアクセス可能なフレームの数の測定、（ｃ）他
のアプリケーションプログラムおよび周辺装置の要求に
基づいたホストプロセッサ装置における予測ローディン
グの見積もり、（ｄ）最小および最大のデータ処理能力
の見積もりおよび／またはターゲット、（ｅ）ホストプ
ロセッサ装置のタイプを識別するデータ、（ｆ）ＡＤＳ
Ｌモデムカード３９６におけるＡＦＥの数およびタイプ
を識別するデータ、（ｇ）データリンクのために使用で
きる見積もりおよび／またはターゲットシステムの荷重
速度（すなわち、データ送信中にホストプロセッサ装置
により使用される最大有効処理時間）、（ｈ）データ送
信および受信のバッファサイズ、（ｉ）モデムカード用
の割り込みまたは同様の優先データ、（ｊ）見積もりお
よび／またはターゲットシステムのサブチャンネルの利
用、（ｋ）見積もりおよび／またはターゲットシステム
のサブチャンネルのビット容量情報等。上述したもの
は、高速通信システムの性能に関連する情報の型の例で
あり、他のパラメータは、本発明が使用される環境と、
用途等によって決まると考えられることは、当業者にと
って明らかなことであろう。

【００８９】自動校正ルーチン５２０を実施した後に、
ステップ５２５で承認のためにユーザに同じものの結果
が示される。この時点で、ユーザは、ステップ５２６で
所定のコンフィギュレーションデータ（すなわち、提案
された最大および最小の処理能力速度と、荷重速度等の
コンフィギュレーションデータ）を受け入れることがで
きるか、さもなければ、モデムセットアップルーチン５
９０の終了ステップに進むことになる。ユーザが推奨さ
れたパラメータを受け入れたくない場合には、マニュア
ルコンフィギュレーションルーチン５３０が実施され
る。この場合に、可変性のシステムオプション５３２の
リストとともに再検討するために、様々なシステム性能
データをユーザに示すことができる。例えば、ユーザ
が、所定の処理能力速度を増大させることを選択する場
合には、確認ルーチン５４０は、この速度が装置の他の
パラメータ内で適度に維持できるか否かを決定するため
に実施される。新しく提案されたコンフィギュレーショ
ンデータが、承認可能な場合には、デバイスパラメータ
テーブル５６０が更新され、セットアップルーチンが再
び終わる。さもなければ、ユーザは、通知／提案ルーチ
ン５５０により警告される。通知／提案ルーチン５５０
は、提案されたコンフィギュレーションの不履行を指摘
し、可能ならば、システムオプション５３２を変更する
ためにユーザに提案して、ホストプロセッサ装置の性能
内で、全ての承諾が達成されることができる。それか
ら、プログラムは、受け入れルーチン５２５に戻り、そ
の後、許容範囲にあるコンフィギュレーションが達成さ
れるまでプロセスが繰り返され、いかなる変更もデバイ
スパラメータテーブル５６０内に組み込まれる。

【００９０】上述の動作ステップの幾つかは、単にオペ
レーティングシステム４８０と、デバイスドライバ４０
０により実施されるように説明されているが、このよう
な動作は、コントロール／アプリケーションインタフェ
ース５００の指揮で、または幾つかの場合にはホストプ
ロセッサ装置により実施される初期化ルーチンに基づい
て生じる。さらに、本発明の説明を簡単にするために、
実施することができる幾つかの特性のみを説明し、一般
にセットアップまたはモニタモデムと連関された多くの
他の公知の動作ステップは省略する。上述したデータポ
ンプのデバイスドライバ４００の設計と同様に、上述し
た機能を果たすために必要とされるコントロール／アプ
リケーションインタフェース５００の一般的な設計は、
十分に当業者の能力の範囲内にあるルーチンタスクであ
る。このような実施例の特性は、本発明にとって重大ま
たは必須のものではなく、システム設計者の要求によ
り、アプリケーションからアプリケーションに変わるた
め、ここではその特性については言及しない。また、本
発明のこの実施例は、ＰＣベースのホストプロセッサ上
で動作するウィンドウズについて説明されているが、上
述した説明は単なる好適実施例にすぎないことは当業者
にとっては明らかであろう。引用されたコントロール／
アプリケーションインタフェースは、多数のホストプロ
セッサ装置／オペレーティングシステム環境、および技
術において公知である様々な異なる符号化方式（高レベ
ルまたは低レベルの処理方法）において使用可能であ
る。

【００９１】（多ＡＦＥおよび低サンプリング速度の実
施例）図１３において、ユーザが、参照符号６８０Ａ
と、６８０Ｂと、６８０Ｃ等で示される、低価格の低速
サンプリングの複数のＡＦＥを使用して、データ処理能
力をかなり増大させることができる、本発明の実施例が
示されている。上述したように、これらのＡＦＥは、別
体のモジュラ形状であり、バンク形状で形成されること
ができるため、プリント回路基板上に都合良く組み込み
（または、同様の実装）が可能であるか、または一つの
ＩＣチップに一体化されることができる。それぞれのＡ
ＦＥは、固定されたハードウェア構成において実施され
るか、または、個々にプログラム／制御されて下流側の
データ送信のある一部分を通過することができる。適し
た処理能力が、（図９および図１０に関して上述したよ
うに、専用実施例またはソフトウェア実施例を介して）
ＤＭＴ変調／復調のために使用できるとすれば、この装
置のユーザは、選択した性能特性およびコストを有する
アップグレードにより、拡張された機能性を実質的に達
成することができる。

【００９２】（ＡＤＳＬ／ＤＭＴ用途のための本発明の
根本的な理論）次に、本発明の仮定をサポートする根本
的な理論について説明する。特に、ここでは、完全な帯
域幅のＡＤＳＬ／ＤＭＴ信号をサンプリングするため
に、複数の低速ＡＦＥを使用する数学的な基礎が示され
ている。本発明が、ＡＤＳＬのＣＡＰ実施例を含む多数
の速度適合性( ｒａｔｅａｄａｐｔａｂｌｅ) 通信環
境において、有利に使用することができることは、この
説明を読んだ後に当業者にとって明らかとなるであろ
う。

【００９３】（ＤＭＴ送信器）本発明の説明を簡単にす
るために、図４および図５に示すように、ＤＭＴ送信器
のサブセットのみが考慮に入れられている。チャンネル
応答およびＤＭＴ受信器を有する組み合わされたモデム
が下記に示されており、簡単にするために通過帯域の濾
波およびサンプリングの一つのブランチのみが示されて
いる。さらに簡単にするために、チャンネル応答および
ＳＦＩＲはともに組み合わされている。

【００９４】このサブセクションにおいて、一つの通過
帯域の濾波処理を終えた信号を分析する。通過帯域内の
ＤＭＴ信号を、インパルス応答短縮技術と同じものを用
いて回復させることができることが結果として示されて
いる。異なる周波数帯域を補う複数のＡＦＥを用いて、
全てのＤＭＴサブチャンネルを回復させることができ
る。

【００９５】（ＩＦＦＴ）図４に示すようなＡＤＳＬ環
境において、Ｎ（Ｎ= ５１２）の周波数ドメイン変数
は、ＩＦＦＴブロック６０により時間領域に変えられ
る。

【数１】

【００９６】（周期的なプレフィックス）図４において
ブロック７０で示すように、最後のｃ時間領域変数が、
連続のプレフィックスに加えられる。｛ｚ_n｝＝｛ｚ_-c，ｚ_-c+1，・・・ｚ_-1，ｚ₀，ｚ₁，・・・ｚ_N-1｝＝｛ｙ_N-c，・・・，ｙ_N-1，ｙ₀，・・・，ｙ_N-1｝

【００９７】（ＡＦＥ／ＤＡＣ）離散時間領域の列は、
ＡＦＥ７５により下記のような連続した時間領域波形に
変換され、

【数２】ここで、ｐ_TX（ｔ）は、使用されるＡＦＥ／ＤＡＣの送
信器パルスであり、Ｔ_cは、送信器ＤＡＣクロック周期
であり、ＤＭＴ・ＡＤＳＬ仕様により

【数３】に等しい。

【００９８】（チャンネル）次に、図５について説明す
ると、チャンネルインパルス応答が、ｈ_c（ｔ）である
時、

【数４】であり、ここで、

【数５】である。

【００９９】（通過帯域濾波）通過帯域フィルタ８０
が、ｈ_BPF（ｔ）のインパルス応答特性を有している
時、

【数６】であり、ここで、

【数７】である。

【０１００】（ＡＦＥ／ＡＤＣ）サンプリングクロック
をＴ_S＝Ｔ_C×Ｌとすると、これは、ＡＦＥ８１のため
の因子Ｌによるサンプリング速度が低いことを示してい
る。従って、

【数８】である。

【０１０１】因果パルスｐ_BPF（ｔ）に関しては、

【数９】である。

【０１０２】（短縮ＦＩＲ）（ＳＦＩＲ）ＡＦＥ離散時間サンプリングの後、ＳＦＩＲ８２と呼ば
れる時間領域イコライザ（ＴＥＱ）は、組み合わされた
離散時間のインパルス応答をｃよりも小さな時間まで減
少させるために使用される。ＳＦＩＲ応答が、ｈ
_SFIR［ｎ］である時、

【数１０】であり、ここで、

【数１１】である。

【０１０３】（ｈ_tot［ｎ］の物理的意味）ｈ
_tot［ｎ］に関してブロック８４で離散フーリエ変換を
行う時、Ｈ_tot［ω］＝Ｈ_SFIR［Ｌω］Ｈ_BPF［ω］で
あり、ここで、Ｈ_SFIR［Ｌω］およびＨ_BPF［ω］はそ
れぞれ、周期１／（ＬＴ_C）および１／Ｔ_Cを有するＤ
ＦＴである。それらのスペクトラムは、図６において図
示するようにＬ＝５の場合が示されている。

【０１０４】（周期的なプレフィックスの降下）長さｃ
／Ｌの周期的なプレフィックスを降下させることによ
り、ブロック８３で、ｓ_k＝ｒ_k，ｋ＝０，・・・，Ｎ
₁−１だけを考慮し、ここで、Ｎ₁＝Ｎ／Ｌである。

【０１０５】（ＦＦＴ）ｓ_k、ｋ＝０，・・・，（Ｎ／
Ｌ）−１でブロック８４でＦＦＴを実施し、

【数１２】が得られ、ここで、ｈ_tot［ｉ］をｉ＝０，・・・，ｃ
に関してゼロ以外のみであると仮定する。所定のｉに対
して、ｌ’＝［ｉ／Ｌ］と定義する。それから、ｉ’＝
ｌ’Ｌ−ｉと定義する。ここで、ｉ’＝０，・・・，Ｌ
−１である。従って、ｉ’＝ｌ’Ｌ−ｉ’である。

【０１０６】上述の定義から、

【数１３】であり、従って、

【数１４】である。

【０１０７】

【数１５】であるので、（ｌ−ｎ）＝ｍＮ₁でない時、

【数１６】である。

【０１０８】ｉ＜０およびｉ＞ｃに関して、ｈ
_tot［ｉ］は、ゼロであるため、

【数１７】である。

【０１０９】

【数１８】であるため、

【数１９】であり、ここで、

【数２０】である。

【０１１０】（ｑ_nとｘ_nとの関係）図７に示すよう
に、

【数２１】は、通過帯域フィルタであり、［ｋ（Ｎ／２Ｌ），（ｋ
＋１）（Ｎ／２Ｌ）］と［（２Ｌ−ｋ−１）（Ｎ／２
Ｌ），（２Ｌ−ｋ）（Ｎ／２Ｌ）］とのインタバルだけ
においてゼロ以外であり、ここで、０≦ｋ＜Ｌの時、０
≦ｎ＜（Ｎ／Ｌ）に関して、

【数２２】が、ゼロ以外であるｍの可能な値は下記の通りである。

【０１１１】（偶数ｋ）ｋが、偶数の時、ｍ＝ｋ／２お
よび０≦ｎ＜（Ｎ／２Ｌ）であり、

【数２３】はインタバル［ｋ（Ｎ／２Ｌ），（ｋ＋１）（Ｎ／
Ｌ）］に対してゼロ以外となり、また、ｍ＝（Ｌ−１）
−ｋ／２および（Ｎ／２Ｌ）≦ｎ＜（Ｎ／Ｌ）である
時、

【数２４】は、インタバル［（２Ｌ−ｋ−１）（Ｎ／２Ｌ），（２
Ｌ−ｋ）（Ｎ／２Ｌ）］に対してゼロ以外となる。

【０１１２】（奇数ｋ）ｋが、奇数の時、ｍ＝（ｋ−
１）／２および（Ｎ／２Ｌ）≦ｎ＜（Ｎ／Ｌ）であり、

【数２５】は、インタバル［ｋ（Ｎ／２Ｌ），（ｋ＋１）（Ｎ／２
Ｌ）］に対してゼロ以外となり、ｍ＝Ｌ−（ｋ−１）／
２および０≦ｎ＜（Ｎ／２Ｌ）である時、

【数２６】は、インタバル［（２Ｌ−ｋ−１）（Ｎ／２Ｌ），（２
Ｌ−ｋ）（Ｎ／２Ｌ）］に対してゼロ以外となる。

【０１１３】上述した説明は、Ｌ＝３の場合の図７に示
されている。

【０１１４】本発明において使用することができる他の
変形例において、下流側の送信器における受信信号の帯
域幅を限定することにより得られるものと同様の利点
が、同様に送信器の上流側のデータ送信率を任意に限定
することによっても得ることができる。換言すれば、Ａ
ＤＳＬ標準器には、上流側の方向に３１チャンネルが設
けられるが、多くの用途においてはこの量の帯域幅を必
要としない。また、ＤＭＴ変調信号処理と連関した拘束
と、必要条件と、コストと、ＤＡＣ３３０を、使用でき
る３１のサブチャンネルのサブセットのみを送信するこ
とによりかなり減少させることができる。上流側のサブ
チャンネルＳ／Ｎ比に関する情報は、一般に上流側の送
信器により決定されなければならないことを除いて、適
当なサブチャンネルの決定は、上述したのと本質的に同
じ方法でなされ、それから下流側の送信器にフィードバ
ックされる。時間を節約してオーバヘッドの複雑さを除
くために、また、この周波数帯域のサブチャンネルにお
けるビット容量のバリエーションが少ないと仮定する
と、実際の性能特性を無視して固定されたサブセットの
サブチャンネルを単に選択することも一つのアプローチ
である。ソフトウェアのモデム環境において、コントロ
ール／アプリケーションインタフェース５００により、
ユーザは選択可能に制御して、限定されたサブチャンネ
ル上で限定された上流側の送信を達成することができ
る。さらに、ＡＤＳＬ標準器に関して、この点に関する
必要条件は、有効なデータリンクを達成するために、上
流側のパイロットトーンをまた送信しなければならない
ことだけである。任意に限定される「上流側」の送信
は、図８および図９，図１０に関してすでに説明した回
路による種々の方法において達成することができる。こ
のような実施例の詳細は、本発明の説明により当業者に
とって明らかなものであろう。

【０１１５】ＡＤＳＬの好適実施例に関して、本発明が
説明されているが、本発明の教示から逸脱することな
く、このような実施例の多くの変形および修正が可能で
あることは、当業者にとって明らかなことであろう。例
えば、本発明は、いかなるｘＤＳＬまたは高速マルチキ
ャリア用途の環境においても有益に使用されることがで
きることは明らかである。詳細に上述した説明のものよ
りまさっている他の型のＶＬＳＩおよびＵＬＳＩのコン
ポーネントを、本発明とともに適当に使用することがで
きる。従って、下記の請求項により定義されているよう
な本発明の範囲および精神の範囲内で、このような全て
の変形および修正を行うことができる。

【０１１６】

【発明の効果】上記のように、本発明によれば、高速
で、ＡＤＳＬに使用されるような速度適合プロトコルと
完全な互換性を有しているが、より単純なアナログフロ
ントエンド送受信回路で実施可能であり、コストと複雑
さを減じた通信システムを提供することが出来る。ま
た、高速で、ＡＤＳＬに使用されるような速度適合プロ
トコルと完全な互換性を有しているが、より単純なディ
ジタル信号処理回路で実施可能であり、コストと複雑さ
を減じた通信システムを提供することが出来る。さら
に、高速で、演算及びハードウエアに対する要求を減少
させることが出来る高速データリンクを形成するため
に、限られた数のサブチャンネルのデータキャリアのみ
の変調によって、チャンネルの使用可能な帯域幅のうち
の所望の部分内のデータを転送する方法を提供すること
が出来る。

【０１１７】また、フロントエンドＡＤＣに必要なダイ
ナミックレンジを減少させ、量子化誤差を最小化するた
めに、サブチャンネル信号のピーク間誤差の小さい通信
システムを提供することが出来る。またさらに、チャン
ネルの使用する全帯域幅までの転送チャンネルにおいて
使用可能な全帯域幅のいかなる割合においてもシステム
の動作範囲を構築できるように、容易に制御、拡張可能
なデータのスループットを有する高速通信システムを提
供することが出来る。将来的な互換性及び拡張性に柔軟
性があり、システムのユーザ側の負担を最小化すること
が出来る高速通信システムを提供することが出来る。

【０１１８】ＡＤＳＬに使用される高速プロトコルに対
して互換性を有し、高速音声帯域モデムの制御に使用可
能なプロトコルを含む既存の高レベルデータプロトコル
のサポートに容易に適合可能なシステムを提供すること
が出来る。性能レベルをこうしたシステムにおいて使用
可能な処理能力に基づいて自己較正可能である高速通信
システムを提供することが出来る。従来のコンピュータ
のハードウエア、ソフトウエア及びオペレーティングシ
ステムを用いるシステムの性能パラメータをユーザが設
定出来るようにした高速通信システムを提供することが
出来る。ホストシステムと将来的に互換性及び拡張性機
能を有する高速通信システム間のインターフェースを提
供することが出来る。さらに、ＰＯＴＳチャンネル上の
従来の音声データのトラヒックの同時制御及び分離され
たサブチャンネル上の上流側／下流側の通信を可能とす
るシステムを提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】周波数分割多重送信方式（ＦＤＭ）図に基づい
たチャンネルにおける上流側および下流側データ用のＡ
ＤＳＬ／ＤＭＴ帯域幅割付の図である。

【図２】サブバンドフィルタと、本発明によるアナログ
フロントエンド（ＡＦＥ）に使用可能なディジタル変換
器に対するアナログとの関係を示す図である。

【図３】サブチャンネル変調を使用する従来の加入者線
路のＳ／Ｎ比カーブの図である。

【図４】ＤＭＴに基づいた本発明による潜在的な物的前
提をさらに説明する制御ブロック図である。

【図５】ＤＭＴに基づいた本発明による潜在的な物的前
提をさらに説明する制御ブロック図である。

【図６】ＤＭＴに基づいた本発明による潜在的な物的前
提をさらに説明する数学的モデル化の図である。

【図７】ＤＭＴに基づいた本発明による潜在的な物的前
提をさらに説明する数学的モデル化の図である。

【図８】ＡＤＳＬ環境に使用可能である、本発明を使用
する通信システムの一般的な実施例のブロック線図であ
る。

【図９】ＡＤＳＬ環境に使用可能である、本発明を使用
する通信システムの専用ハードウェアの実施例のブロッ
ク線図である。

【図１０】ＡＤＳＬ環境に使用可能である、本発明を使
用する通信システムの組み合わされたハードウェアとソ
フトウェアに基づいた実施例のブロック線図である。

【図１１】図９及び図１０に示した組み合わされた実施
例に使用される、データポンプデバイスドライバの一般
的な構造を示すブロック線図である。

【図１２】図９及び図１０に示した組み合わされた実施
例に使用される、制御および応用インタフェースの一般
的な操作を示すフローチャートである。

【図１３】ユーザが、いかに、付加的なＡＦＥステージ
を加えることにより処理能力を広げて、チャンネルにお
いてより大きな割合の有効な帯域幅を処理できるかを示
す、ＡＤＳＬ環境に使用可能である、本発明を使用する
通信システムの実施例のブロック線図である。

【符号の説明】

１００チャンネル２００，３００ＡＤＳＬ受信器２１０，３１０スプリッタ２２０，３２０ハイブリッド回路２３０，３３０Ｄ／Ａ変換器２５０，３５０，４５０ＤＭＴ送信器コア２６０，３６０，４６０ＤＭＴ受信器コア２８０，３８０通過帯域フィルタおよびＡ／Ｄ変換器２９０，３９０リング検出論理回路２９５コントロールインタフェース３８５バス・インタフェース３９６モデムカード４００デバイスドライバ４１５割り込みサービスルーチン４５５フレーミング制御４７０，４７５シリアルポート４８０オペレーティングシステム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ミン−カンリイアメリカ合衆国、95014 カリフォルニア州、クパーチノ、シルバレイドアベニュー 20375 (72)発明者スティーブチェンアメリカ合衆国、95132 カリフォルニア州、サンジョセ、ウエンブレーシイティイ． 1855 (72)発明者ジョンニコラスグロスアメリカ合衆国、94062 カリフォルニア州、ウッドサイド、ビッグツリーウェイ 47

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データレートＹで送信可能な上流側トラ
ンシーバに結合される高速通信装置のユーザによる制御
を可能とするためにホスト処理装置により実行されるル
ーチンを含むアプリケーションプログラムであって、前記ホスト処理装置内の通信装置及びホストプロセッサ
の特性を検出する検出ルーチンと、ホストプロセッサの信号処理性能の評価に基づいて装置
において使用可能なデータレートＸを決定する較正ルー
チンとを有し、前記上流側トランシーバが、前記通信装置にチャンネル
のデータリンクを介して結合されるときに、上流側トラ
ンシーバにＸ以下のデータレートを用いさせるアプリケ
ーションプログラム。
【請求項２】通信装置又はホストプロセッサが変更さ
れているか否かを検出する検出ルーチンを有する請求項
１に記載のアプリケーションプログラム。
【請求項３】前記較正ルーチンにおいて、信号処理ル
ーチンを実行するために使用可能なホスト処理装置の演
算性能を測定する請求項１に記載のアプリケーションプ
ログラム。
【請求項４】プログラムのユーザによりデータレート
Ｘの検証を可能とするユーザ承認ルーチンを有してお
り、検証後、ユーザは当該データレートを承認又は否認
する請求項１に記載のアプリケーションプログラム。
【請求項５】新しく提案された最大データレートＸ’
を含むプロセッサの性能特性を、処理装置のユーザの設
定を可能とするユーザ設定ルーチンを有している請求項
４に記載のアプリケーションプログラム。
【請求項６】提案されたデータレートＸ’の実行可能
性を確認する確認ルーチンを有している請求項５に記載
のアプリケーションプログラム。
【請求項７】新たに提案された最大データレートＸ’
が実行可能でない場合、前記確認ルーチンは、ユーザに
よる検証のために他の提案された最大データレートＸ”
を含む推奨された性能特性の組を発生する請求項６に記
載のアプリケーションプログラム。
【請求項８】ＡＤＳＬ互換リンクとしてのデータリン
ク及び高速通信システムは、ＡＤＳＬソフトウエアモデ
ムである請求項１に記載のアプリケーションプログラ
ム。
【請求項９】フレームレートＴ及びデータレートＹで
データ信号を送信可能な上流側トランシーバと結合され
る高速通信装置の制御をユーザに許容する方法であっ
て、通信装置及び関連する信号プロセッサの特性を決定し、フレームレートＴ及び関連する信号プロセッサの信号処
理性能の評価に基づいて、通信装置により使用可能なデ
ータレートＸを決定し、前記上流側トランシーバは、チャンネル中のデータリン
クを介して通信装置に結合されている場合、データレー
トをＸ以下に制限される方法。
【請求項１０】通信装置又は信号プロセッサが変更さ
れているか否かを検出するステップを有する請求項９に
記載の方法。
【請求項１１】ユーザの検証のためにデータレートＸ
を提案するステップを有し、特性検証後に、ユーザが提
案データレートを承認又は否認する請求項９に記載の方
法。
【請求項１２】新しい提案最大データレートＸ’を含
む通信装置の性能特性の設定を可能とするステップを有
する請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】提案された最大データレートの実行可
能性を確認するステップを有する請求項１２に記載の方
法。
【請求項１４】新たに提案された最大データレート
Ｘ’が実行可能でない場合、前記確認ルーチンは、ユー
ザによる検証のために他の提案された最大データレート
Ｘ”を含む推奨された性能特性の組を発生する請求項１
３に記載の方法。
【請求項１５】アナログ信号を用いて高速通信システ
ムにチャンネルを介してＭ個の変調されたサブチャンネ
ルを送信可能な上流側トランシーバからＮ個の変調され
たサブチャンネルに含まれる選択されたデータを受信す
る高速通信システムであって、前記チャンネルからの前記アナログ信号に結合され、こ
れを受信するチャンネルインターフェース回路と、エイリアス除去フィルタおよびアナログ−ディジタル変
換器を含み、アナログ信号をサンプリングしてＭ以下の
Ｎ個のサブチャンネルのみのデータを含むディジタル信
号に変換するアナログフロントエンド回路と、選択されたデータをＮ個のサブチャンネルから復調可能
とするために、ホスト処理装置にＮ個のサブチャンネル
を送信するバスインターフェース回路とを有する高速通
信システム。
【請求項１６】復調されるＮ個のサブチャンネルは、
フロントエンド受信回路のサンプリング性能の一部に基
づくものである請求項１５に記載の高速通信システム。
【請求項１７】復調されるＮ個のサブチャンネルは、
部分的にホスト処理回路で使用可能な処理能力の一部に
基づいて選択される請求項１６に記載の高速通信システ
ム。
【請求項１８】Ｎ個のサブチャンネルの選択は、ホス
ト処理回路によっ使用される処理性能を決定するために
ホスト処理回路によって実行される較正ルーチンによっ
て行われる請求項１７に記載の高速通信システム。
【請求項１９】Ｎ個のサブチャンネルは、ホスト処理
装置上で実行されるアプリケーションプログラムによ
り、ユーザに与えられたシステムパラメータのオプショ
ンに基づいてホスト処理装置のユーザによって決定され
る請求項１７に記載の高速通信システム。
【請求項２０】Ｎ個のサブチャンネルは、Ｍ個の使用
可能なサブチャンネルのデータ搬送性能に基づいてホス
ト処理回路により選択される請求項１５に記載の高速通
信システム。
【請求項２１】選択されたデータは、追加数のサブチ
ャンネル（Ｎ＋Ｐ＜Ｍ）を復調するために、付加的第二
のサブチャンネルＰから得られるデータを含んでいる請
求項１５に記載の高速通信システム。
【請求項２２】フロントエンド受信回路は、Ｎ個のサ
ブチャンネルを通過させる帯域通過フィルタと、アナロ
グ−ディジタル変換器を含み、バスインターフェース
は、ホストマイクロプロセッサと、マイクロプロセッサ
に結合されたプログラマブルメモリとメモリに記憶さ
れ、マイクロプロセッサにより実行可能な復調ルーチン
とを含むホスト処理回路と結合されるように設定される
請求項１５に記載の高速通信システム。
【請求項２３】システムの受信データレートは、バス
に結合されたホスト処理装置内のホストマイクロプロセ
ッサの性能を制御することにより制御される請求項２２
に記載の高速通信システム。
【請求項２４】フロントエンド受信回路は、Ｍ個の使
用可能なサブチャンネルからいずれのＮ個のサブチャン
ネルを通過させるかを決定するプログラム可能な周波数
応答を有している請求項２１に記載の高速通信システ
ム。
【請求項２５】上流側トランシーバにＮ個のサブチャ
ンネルのみの下流側データを送信させる制御情報を送信
するフロントエンド送信回路を有している請求項１５に
記載の高速通信システム。
【請求項２６】上流側トランシーバに送信される制御
情報は、すべての後続の下流側データの送信に関して、
Ｎ個のサブチャンネルを除くすべての使用可能なサブチ
ャンネルを恒久的にマスクするフィードバック情報を含
んでいる請求項２５に記載の高速通信システム。
【請求項２７】上流側トランシーバに送信される制御
情報は、高速通信システム及び上流側トランシーバが実
質的に同様の性能を有し、高速通信システムと上流側ト
ランシーバはＮ個のサブチャンネル以外のサブチャンネ
ルの実質的信号減衰特性を持つチャンネルを介して接続
されている請求項２６に記載の高速通信システム。
【請求項２８】上流側トランシーバは、Ｍ個の変調さ
れたサブチャンネルを発生するために離散マルチトーン
（ＤＭＴ）変調を用い、チャンネルが非同期ディジタル
加入者線路（ＡＤＳＬ）の標準通話をサポートする請求
項１５に記載の高速通信システム。
【請求項２９】Ｍ個のサブチャンネルから別のＬ（Ｌ
＜Ｍ）個の変調された第二のサブチャンネルの組を用い
て上流側データの送信を行う請求項１５に記載の高速通
信システム。
【請求項３０】ホスト処理装置のオペレーティングシ
ステムと帯域幅Ｆを用いてＭ個のデータ搬送信号を送信
可能な上流側トランシーバに結合された高速通信装置の
間をインターフェースするホストプロセッサによって実
行可能なプログラムルーチンを含む装置のインターフェ
ースであって、Ｎ（Ｎ＜Ｍ）個のデータ搬送信号を含む帯域幅Ｆの第一
の周波数帯域幅部分ｆ１からのデータを含むディジタル
信号を通信装置より受信する受信ルーチンと、前記ディジタル信号から選択されたデータを抽出する信
号処理ルーチンと、選択されたデータの相関をとり、オペレーティングシス
テムに送信するデータルーティングルーチンとにより構
成されるインターフェース。
【請求項３１】初期化ルーチンと、上流側トランシー
バとのデータリンクをセットアップし、第一の周波数帯
域部分ｆ１のみを使用すべきことを示す制御信号を上流
側トランシーバに送信する上流側データ送信ルーチンと
を有している請求項３０に記載のインターフェース。
【請求項３２】ディジタル信号中に含まれるＮ個のデ
ータ搬送信号を決定する較正ルーチンを有している請求
項３０に記載のインターフェース。
【請求項３３】較正ルーチンにおいて、信号処理ルー
チンを実行するためのホスト処理装置における演算性能
を測定する請求項３２に記載のインターフェース。
【請求項３４】処理されるＮ個のデータ搬送信号の数
は、前記ホスト処理装置の演算性能に応じて制御される
請求項３３に記載のインターフェース。
【請求項３５】ホスト処理装置のオペレーティングシ
ステムと、Ｍ個の変調されたサブチャンネルを送信可能
な上流側ＡＤＳＬトランシーバに結合可能なＡＤＳＬ互
換モデムとの間をインターフェースするためにホストプ
ロセッサによって実行可能なプログラムルーチンを含む
デバイスデバイダであって、Ｎ（Ｎ＜Ｍ）個のサブチャンネルからのデータを含むデ
ィジタル信号をＡＤＳＬモデムから受信する受信ルーチ
ンと、ホスト処理装置のユーザによって選択されたデータレー
トを達成するためにディジタル信号から選択されたデー
タを抽出する信号処理ルーチンと、選択されたデータの相関をとり、ユーザに送信するデー
タルーティングルーチンと、上流側トランシーバへのデータリンクをセットアップ
し、上流側トランシーバによって使用されるＮ個のサブ
チャンネルのみを使用すべきことを示す制御信号を上流
側トランシーバに送信する上流側データ送信ルーチンと
を有し、Ｎ対Ｍの比が０．５以下であり、当該比がホスト処理装
置のユーザによりデータレートを制御するために制御さ
れるデバイスデバイダ。
【請求項３６】信号処理ルーチンを実行するためのホ
スト処理装置において使用可能な演算能力を測定する較
正ルーチンを有している請求項３５に記載のデバイスデ
バイダ。
【請求項３７】追加のＰ（Ｎ＋Ｐ＜Ｍ）個のサブチャ
ンネルを含むディジタル信号を送信するために、ＡＤＳ
Ｌ互換モデムがアップデートされているか否かを判定す
る初期化ルーチンを有している請求項３５に記載のデバ
イスデバイダ。
【請求項３８】ホスト処理装置のオペレーティングシ
ステムとＭ個のサブチャンネルを含むアナログデータ信
号の送信可能な上流側トランシーバに結合される高速通
信システムとの間のインターフェースを動作させる方法
であって、（ａ）Ｍ個のサブチャンネルから選択されたＮ( Ｎ＜
Ｍ) 個のサブチャンネルからのデータを含むディジタル
信号を通信装置から受信し、（ｂ）ディジタル信号中に含まれるＮ個のサブチャンネ
ルから選択されたデータを抽出し、（ｃ）選択されたデータの相関をとり、前記オペレーテ
ィングシステムに送信し、（ｄ）前記アナログデータ信号を送信するためにＮ個の
サブチャンネル以外のサブチャンネルを上流側トランシ
ーバが使用すべきでないことを示すフィードバック情報
を発生し、送信するインターフェースの動作方法。
【請求項３９】前記ステップ（ａ）の前に、送信装置
から受信するディジタル信号に含まれるＮ個のサブチャ
ンネルを設定するステップを有する請求項３８に記載の
方法。
【請求項４０】前記ステップ（ａ）は、初期化期間に
行われ、前記アナログデータ信号は、Ｍ個のサブチャン
ネルを使用し、ステップ（ｄ）後に、上流側トランシーバはＮ個のサブ
チャンネルを用いてアナログデータ信号のみを送信する
請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】Ｎ対Ｍの比は、約０．５であり、イン
ターフェースのデータレートは、当該比を調整すること
により制御可能である請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】非同期ディジタル加入者線路互換デー
タリンクをセットアップするために上流側トランシーバ
によって送信される非同期ディジタル加入者線路に対し
て適用可能な標準の関連するプロトコル情報を発生する
ステップを有している請求項３８に記載の方法。
【請求項４３】高速通信システムが、Ｐ（Ｎ＋Ｐ＜
Ｍ）個の追加のサブチャンネルを含むディジタル信号を
送信するためにアップグレードされているか否かを判定
するステップを有している請求項３８に記載の方法。
【請求項４４】帯域幅Ｆを持つアナログデータ送信信
号をサポートするチャンネルを介してホスト処理装置及
び上流側トランシーバと結合可能な高速通信システムの
操作方法であって、（ａ）受信データレートＸを達成するために設定を行
い、（ｂ）チャンネルを介して上流側トランシーバから帯域
幅Ｆを有するアナログ初期化信号を受信し、（ｃ）受信データレートＸを満足するのに十分な第一の
周波数帯域部分ｆ１に対応するアナログ初期化信号の一
部のサンプリングに基づいてディジタル信号を発生し、（ｄ）第一の周波数帯域部分ｆ１内に含まれるデータ搬
送信号の特性を決定するために、信号処理回路にディジ
タル信号を送信し、（ｅ）上流側トランシーバが第一の周波数帯域部分ｆ１
以外の帯域を使用すべきでないことを示すフィードバッ
ク情報を発生し、（ｆ）上流側トランシーバから帯域幅ｆ１を有するアナ
ログデータ送信信号を受信し、（ｇ）アナログデータ送信信号のサンプリングに基づい
てディジタル信号を発生し、（ｈ）データ搬送信号から選択されたデータを抽出する
ためにホスト処理装置にディジタル信号を送信するステ
ップを有している高速通信システムの操作方法。
【請求項４５】ディジタル信号からデータを抽出する
ために必要な処理量を最小化するために第一の周波数通
過帯域部分ｆ１の最適サイズ及び最適位置を決定するス
テップを有する請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】システムは、意図的に変更されたチャ
ンネル特性情報を含むフィードバック情報を送信する請
求項４４に記載の方法。
【請求項４７】アナログ信号送信は、Ｍ個の変調され
たサブチャンネルで構成され、選択されたデータは、Ｍ
個のサブチャンネルの内のＮ個のサブチャンネルを含ん
でいる請求項４４に記載の方法。
【請求項４８】ディジタル信号からデータを抽出する
ために必要な処理量を最小化するために、Ｎ個のサブチ
ャンネルの最適な組を決定するステップを有している請
求項４７に記載の方法。
【請求項４９】非同期ディジタル加入者線路互換デー
タリンクをセットアップするために上流側トランシーバ
によって送信される非同期ディジタル加入者線路に対し
て適用可能な標準の関連するプロトコル情報を発生する
ステップを有している請求項４４に記載の方法。
【請求項５０】ホスト処理装置のオペレーティングシ
ステムとＭ個のサブチャンネルを含むアナログデータ信
号を送信可能な上流側トランシーバに結合される高速通
信装置間をインターフェースするために、ホストプロセ
ッサによって実行されるプログラムルーチンを含むデバ
イスインターフェースであって、前記通信装置からＭ個のサブチャンネルから選択された
Ｎ（Ｎ＜Ｍ）個のサブチャンネルを含むディジタル信号
を受信する受信ルーチンと、ディジタル信号に含まれるＮ個のサブチャンネルから選
択されたデータを抽出する信号処理ルーチンと、選択されたデータの相関をとり、前記オペレーティング
システムに送信するデータルーティングルーチンとによ
り構成されるデバイスインターフェース。
【請求項５１】上流側トランシーバへのデータリンク
をセットアップする初期化ルーチンと上流側データ送信
ルーチンを含み、上流側トランシーバによりＮ個のサブ
チャンネルのみが使用されるべきことを示す上流側トラ
ンシーバに送信する制御信号を発生する請求項５０に記
載のインターフェース。
【請求項５２】ディジタル信号に含まれるＮ個のサブ
チャンネルの決定する較正ルーチンを含む請求項５１に
記載のインターフェース。
【請求項５３】Ｎ対Ｍの比は、０．５以下であり、処
理すべきＮ個のデータ搬送信号は、ホスト処理装置の演
算性能を制御することにより制御可能である請求項５２
に記載のインターフェース。
【請求項５４】較正ルーチンは、信号処理ルーチンを
実行するために使用可能なホスト処理装置の演算性能を
測定する請求項５２に記載のインターフェース。
【請求項５５】上流側データ送信ルーチンは、Ｌ（Ｌ
＜Ｍ）個のサブチャンネルの第二の組を用いて上流側デ
ータを送信する請求項５１に記載のインターフェース。
【請求項５６】初期データ送信ルーチンは、ＡＤＳＬ
互換リンクとしてデータリンクをセットアップし、高速
通信システムとして前記オペレーシングシステムにより
制御可能なＡＤＳＬモデムを設定する請求項５１に記載
のインターフェース。
【請求項５７】初期化ルーチンは、ホスト処理装置の
ユーザにより入力されるデバイスパラメータに応じてＡ
ＤＳＬモデムを設定する請求項５６に記載のインターフ
ェース。
【請求項５８】ホスト処理装置と上流側トランシーバ
の間でデータリンクをセットアップする必要がある場合
にオペレーティングシステムを変更し、ディジタル信号
が処理可能状態の信号処理ルーチンを変更するための割
り込み処理ルーチンを有している請求項５１に記載のイ
ンターフェース。
【請求項５９】上流側トランシーバは、Ｍ個の変調さ
れたサブチャンネルを発生するために離散マルチトーン
（ＤＭＴ）変調を用い、チャンネルは、非同期ディジタ
ル加入者線路（ＡＤＳＬ）の送信プロトコルをサポート
する請求項５０に記載のインターフェース。
【請求項６０】初期化ルーチンは、Ｐ（Ｎ＋Ｐ＜Ｍ）
個の追加のサブチャンネルを含むディジタル信号を送信
するためにアップグレードされているか否かを判定する
請求項５１に記載の方法。