JP2000514991A - スーパフレーム・ビット配分方法及び装置 - Google Patents

スーパフレーム・ビット配分方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 多搬送波変調システムにおける多数ビット配分をサポートする方法及び装置が開示されている。ゆえに、送信される又は受信されるシンボルが異なるビット配分を使用することができる。多数ビット配分をサポートすることによって、多搬送波変調システムは、スーパフレーム制でビット配分をサポートすることができる。本発明の一態様では、本発明に従う多搬送波変調システム用送信機(500)が、送信されるべきデータ信号をバッファ(102)に受け取る。次いで、データ信号はFECユニット(104)に供給される。FECユニット(104)は、信号に誤り訂正を遂行したのち、データ信号をデータ・シンボル・エンコーダ(502)に供給する。データ・シンボル・エンコーダ(502)は、シンボル(フレーム)と関連した複数の周波数トーン上へデータ信号を符号化する。シンボルの特定の周波数トーンにビットを配分するに当たって、データ・シンボル・エンコーダ(502)は、スーパフレーム・ビット配分表(504)及びスーパフレーム・エネルギー配分表(506)からビット配分情報及びエネルギー配分情報をそれぞれ得る。シンボルが発生されたのち、それらの情報は、変調及び時間領域信号への変換のために、IFFTユニット(112)に供給される。結果の時間領域信号がDACユニット(114)によってアナログ信号に変換される。送信機(500)はまた、コントローラ(508)を含み、このコントローラは、中でも、有効に個別化された配分表(506)の適正な選択を制御する。また、システム性能を改善するためにスーパフレーム書式の選択及び整列技術が開示されている。異なる伝送方式に係わるデータ伝送システムの場合は、望ましくない漏話干渉を減少させるために、異なるビット配分を使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 スーパフレーム・ビット配分方法及び装置 発明の背景 発明の分野 本発明は、データ通信に関し、特に、多搬送波変調を使用するデータ通信に関 する。 関連技術の説明 双方向ディジタル・データ伝送システムが高速データ通信用に現在開発されつ つある。開発されたツイスト・ペア電話線を介した高速データ通信用の1つの標 準規格は、非対称ディジタル加入者線(ADSL)として知られている。現在提 案されているツイスト・ペア電話線を介した高速データ通信用の他の標準規格は 、超高速ディジタル加入者線(VDSL)として知られている。 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、ADSLを介したディジタル・データ の伝送に対する離散マルチ・トーン利用アプローチを最終的に仕上げた。この標 準規格は、普通の電話線を介したビデオ・データ及び高速インターネット・アク セスを伝送することを主として意図している。もっとも、この標準規格は種々の 他の応用に同様に使用されることがある。北米規格は、ANSI T1.413 ADSL規格(以下、ADSL規格)と称される。ADSL規格の下での伝送 速度は、ツイスト・ペア電話線を介した800万ビット毎秒(Mビット/s)ま での速度で情報の伝送を容易にすることを意図している。その規格化システムは 、下り(ダウン・ストリーム)方向に各々4.3125kHz幅である256「 トーン」又は「サブチャネル」を使用する離散マルチ・トーン(DMT)システ ムの使用を定義する。電話システムの状況で、ダウン・ストリーム方向は、(典 型的には、電話会社によって所有された)電話局から最終利用者(すなわち、在 宅利用者又は業務上利用者)であることがある遠隔位置への伝送と定義される。 他のシステムでは、使用されるトーンの数は広く変動することがある。しかしな が ら、逆高速フーリエ変換(IFFT)を使用して変調が効率的に遂行されるとき 、利用可能なサブチャネル(トーン)の数の典型的な値は、2の整数べき(たと えば、128,256,512,1024又は2048)サブチャネルである。 ADSL規格はまた、16〜800Kビット/sの範囲のデータ・レートでの 上り信号の使用を定義する。上り信号は、アップ・ストリーム方向の(たとえば 、遠隔位置から電話局への)伝送に相当する。ADSLという用語は、データ伝 送速度がアップ・ストリーム方向におけるよりもダウン・ストリーム方向におけ る方が実質的に高いという事実に由来する。これは、電話線を介して遠隔位置へ ビデオ・プログラミング情報又はビデオ会議情報を送信することを意図している システムでは、特に有効である。 ダウン・ストリーム信号及びアップ・ストリーム信号の両方が電線の同じペア 上を進行する(すなわち、これらの信号が二重化される)ので、これらの信号を ある方法で互いに分離しなければならない。ADSL規格に使用される二重化の 方法は、周波数分割二重化(FDD)又はエコー・キャンセリングである。周波 数分割二重化されるシステムでは、アップ・ストリーム信号及びダウン・ストリ ーム信号は異なる周波数帯を占め、送信機又は受信機でフィルタによって分離さ れる。エコー・キャンセル・システムでは、アップ・ストリーム信号及びダウン ・ストリーム信号は同じ周波数帯を占め、信号処理によって分離される。 ANSIは、加入者線利用伝送システムに対する他の標準規格を作成中であり 、この規格はVDSL規格と称される。VDSL規格は、ダウン・ストリーム方 向で少なくとも約6Mビット/sかつ約52Mビット/sまで又は以上の伝送速 度を容易にすることを意図している。これらの速度を達成するために、ツイスト ・ペア電話線を介した伝送距離は、一般に、ADSLを使用して許される長さよ りも短くなければならない。同時に、ディジタル、オーディオ及びビデオ会議( DAVIC)が類似のシステムについて作業中であり、このシステムはファイバ 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。 いくつもの変調方式が、VDSL規格及びFTTC規格(以下、VDSL/F TTC)における使用のために提案されている。たとえば、可能なVDSL/F TTC変調方式のいくつかは、離散マルチ・トーン変調(DMT)又は離散ウェ ーブレット・マルチ・トーン変調(DWMT)のような多搬送波伝送方式ばかり でなく、直交振幅変調(QAM),無搬送波振幅/移相変調(CAP),4相位 相変調(QPSK)又は残留側波帯変調のような単搬送波伝送方式を含む。 提案されたVDSL/FTTC変調方式のほとんどは、アップ・ストリーム信 号及びダウン・ストリーム信号の周波数分割二重化を利用する。1つの特定の提 案されたVDSL/FTTC変調方式は、互いに重なり合わない周期的同期アッ プ・ストリーム及びダウン・ストリーム通信期間を使用する。すなわち、バイン ダを共用する電線のすべてに対してアップ・ストリーム通信期間とダウン・スト リーム通信期間とが同期させられる。同期時分割二重化アプローチがDMTとと もに使用されるとき、そのアプローチは同期DMT(SDMT)と称される。こ の構成の場合、同じバインダ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と重なり合う時刻には送信されないように、 同期させられかつ時分割二重化される。これはまた、(すなわち、「ピンポン」 )利用データ伝送方式と称される。データがどちらの方向にも送信されない沈黙 期間は、アップ・ストリーム通信期間とダウン・ストリーム通信期間とを分離す る。 上述の伝送システムの共通特徴は、ツイスト・ペア電話線が、電話局(たとえ ば、電話会社)と利用者(たとえば、住宅又は事務所)を接続する伝送媒体の少 なくとも一部分として使用されることである。相互接続伝送媒体のすべての部分 からツイスト・ペア線を避けることは困難である。たとえ光ファイバが電話局か ら利用者の住宅近くの道路縁まで利用可能であっても、ツイスト・ペア電話線は 信号を道路縁からその利用者の家庭又は事務所内へもたらすために使用される。 ツイスト・ペア電話線はバインダ内にグループ化される。ツイスト・ペア電話 線がバインダ内にある間、バインダは外部電磁干渉に対して合理的に良好な保護 を施す。しかしながら、バインダ内では、ツイスト・ペア電話線は互いに電磁干 渉を誘導する。この型式の電磁干渉は漏和電磁干渉として一般に知られ、これは 近端漏話(NEXT)干渉及び遠端漏話(FAR)干渉を含む。伝送周波数が高 くなるにつれて、漏話干渉が実質的になる。その結果、高速でツイスト・ペア電 話線を介して送信されるデータ信号は、バインダ内の他のツイスト・ペア電話線 が引き起こす漏話干渉によって顕著に劣化され得る。データ伝送の速度が上昇す るにつれて、この問題は悪化する。 多搬送波変調は、それが与える高データ伝送速度のために極めて多くの注目を 浴びてきている。図1Aは、多搬送波変調システム用の従来の送信機100のブ ロック図である。送信機100は、送信されるべきデータ信号をバッファ102 に受け取る。次いで、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、漏話雑音,インパル ス雑音及びチャネルひずみなどによる誤りを補償する。FECユニット104に よって出力された信号は、データ・シンボル・エンコーダ106に供給される。 データ・シンボル・エンコーダ106は、多搬送波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。データ又はデータのビットを 各周波数トーンに配分するに当たって、データ・シンボル・エンコーダ106は 、送信ビット配分表108及び送信エネルギー配分表110に記憶されたデータ を利用する。送信ビット配分表108は、多搬送波変調の各搬送波(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配分されるべ きビットの数を表示する。送信エネルギー配分表110に記憶された値は、多搬 送波変調の周波数トーンにエネルギー・レベルの異なる配分を介して解像度の端 数のビットを有効に与えるために使用される。どの場合にも、データ・シンボル ・エンコーダ106が各周波数トーンヘデータを符号化したのちに、逆高速フー リエ変換(IFFT)ユニット112がデータ・シンボル・エンコーダ106に よって供給された周波数領域データを変調して、送信されるべき時間領域信号を 発生する。次いで、時間領域信号はディジタル/アナログ変換器(DAC)11 4に供給され、ここで、アナログ信号がディジタル信号に変換される。その後、 ディジタル信号は、チャネルを介して1つ以上の遠隔受信機へ伝送される。 図1Bは、従来の多搬送波変調システム用の遠隔受信機150のブロック図で ある。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/ディジタル変換器( ADC)152に供給される。ADC152は、受信されたアナログ信号をデ ィジタル信号に変換する。次いで、ディジタル信号は高速フーリエ変換(FFT )ユニット154に供給される。このユニットは、ディジタル信号を時間領域か ら周波数領域に変換すると同時に、ディジタル信号を復調する。復調されたディ ジタル信号は、次いで、周波数領域等化器(FEQ)ユニット156に供給され る。FEQユニット156は、ディジタル信号に等化を遂行し、それにより、減 衰及び位相が種々の周波数トーンにわたって等化される。次いで、データ・シン ボル・デコーダ158が等化されたディジタル信号を受け取る。データ・シンボ ル・デコーダ158は、各搬送波(周波数トーン)に載せて送信されたデータ又 はデータのビットを回復するために、等化されたディジタル信号をデコードする ように動作する。等化されたディジタル信号をデコードするに当たって、データ ・シンボル・デコーダ158は、データを送信するために使用されたビット配分 情報及びエネルギー配分情報へのアクセスを必要とする。ゆえに、データ・シン ボル・デコーダ158は、受信ビット配分表162及び受信エネルギー配分表1 60に結合され、これらの表は、データを送信するために使用されたビット配分 情報及びエネルギー配分情報をそれぞれ記憶する。各周波数トーンから得られた データは、次いで、下り誤り訂正(FEC)ユニット164へ転送される。FE Cユニット164は、データの誤り訂正を遂行して、訂正されたデータを発生す る。次いで、訂正されたデータは、バッファ166に記憶される。その後、デー タは、バッファ166から検索され、受信機150によってさらに処理されるこ とがある。この代わりに、受信エネルギー配分表160をFEQユニット166 に供給して、このユニットで受信エネルギー配分表160を利用することもでき る。 図1及び図2に示されたような多搬送波変調の送信機及び受信機の従来の設計 に関する1つの問題は、データ・シンボルの伝送又は受信に対して単一のビット 配分しか施されないということである。特に、送信機108は、送信ビット配分 表108に記憶されたビット配分情報の単一の集合を有し、また、受信機200 は、受信ビット配分表212に記憶されたビット配分情報の相当する単一の集合 を有する。ビット配分表は変更可能であるが、ビット配分を更新又は変更する処 理時間は比較的長く、典型的にはある種の訓練プロセスを必要とする。多搬送波 変調システムに利用可能な単一のビット配分のみをもってしては、多搬送波変調 システムは送信又は受信されるシンボルに対するそのビット配分を迅速に変える ことはできない。換言すれば、データの伝送中又は受信中、ビット配分は固定さ れ、それゆえ、送信及び受信されるすべてのシンボルは同じビット配分を使用し なければならない。 したがって、多搬送波変調システムがそれらのビット配分を迅速に変えること ができるように多数ビット配分をサポートすることができる多搬送波変調システ ムの改善された送信機及び受信機に対する必要性が存在する。 発明の要約 一概にいえば、本発明は、送信又は受信されるすべてのシンボルが異なるビッ ト配分を使用することができるように多搬送波変調システムにおける多数ビット 配分をサポートする方法及び装置である。多数ビット配分をサポートすることに よって、多搬送波変調システムは、スーパフレーム制でビット配分をサポートす ることができる。本発明はまた、システム性能を改善するスーパフレーム書式の 選択及び整列(アライメント)に適している。本発明は、伝送がフレーム構造を 使用するデータ伝送システムに使用されるのに適している。本発明はまた、多数 ビット配分が漏話干渉を減少させる助けになる異なる伝送方式に係わるデータ伝 送システムに充分に適している。 本発明は、装置,システム,方法又はコンピュータ読取り可能媒体を含む多数 の態様で実現することができる。本発明のいくつかの実施形態を以下に説明する 。 多搬送波変調を使用するデータ伝送システム用の送信機として、本発明の一実 施形態は、スーパフレーム・ビット配分表と、データ・シンボル・エンコーダと 、多搬送波変調ユニットと、ディジタル/アナログ変換器とを含む。スーパフレ ーム・ビット配分表は、スーパフレームの複数のフレームに対する分離ビット配 分情報を含むスーパフレーム・ビット配分情報を記憶する。データ・シンボル・ エンコーダは、送信されるべきディジタル・データを受け取り、ディジタル・デ ータと関連したビットを前記スーパフレーム・ビット配分表に記憶されたフレー ムと関連したスーパフレーム・ビット配分情報に基づいてフレームの周波数トー ンに符号化する。多搬送波変調ユニットは、フレームの周波数トーンに載せた符 号 化されたビットを変調して、被変調信号を発生する。ディジタル/アナログ変換 器は、被変調信号をアナログ信号に変換する。 送信機によって送信されたデータを回復する装置として、本発明の一実施形態 は、アナログ/ディジタル変換器と、復調器と、スーパフレーム・ビット配分表 と、データ・シンボル・デコーダとを含む。アナログ/ディジタル変換器は、送 信されたアナログ信号を受け取り、これからディジタル信号を発生する。送信さ れたアナログ信号は、送信されたデータを表す時間領域信号である。復調器は、 ディジタル信号を受け取り、ディジタル信号を復調してディジタル周波数領域デ ータを発生する。スーパフレーム・ビット配分表は、スーパフレームの複数のフ レームに対する分離ビット配分情報を含むスーパフレーム・ビット配分情報を記 憶する。データ・シンボル・デコーダは、前記スーパフレーム・ビット配分表に 記憶されたフレームと関連したスーパフレーム・ビット配分情報に基づいてフレ ームの周波数トーンからディジタル周波数領域データと関連したビットをデコー ドするように動作する。 多搬送波変調を使用するデータ伝送システムにおけるデータの伝送のためにス ーパフレームのシンボルにビットを配分する方法として、本発明の一実施形態は 、データ伝送に対するサービス・リクエストを受信する動作と、サービス・リク エストをサポートするために必要とされるビットの数を決定する動作と、スーパ フレーム内の複数のシンボルについて性能インディシアを得る動作と、性能イン ディシアに基づいてスーパフレーム内の複数のシンボルに決定された数のビット を配分する動作とを含む。 多搬送波変調を使用するデータ伝送システムにおいてデータを送信するために 使用されるスーパフレームの整列を決定する方法として、本発明の一実施形態は 、(a)データ伝送に対するサービス・リクエストを受信する動作と、(b)サ ービス・リクエストに基づいてスーパフレーム書式を選択する動作と、(c)選 択されたスーパフレーム書式の提案された整列を選択する動作と、(d)選択さ れたスーパフレーム書式の周波数トーンにビットを配分する動作と、(e)ビッ トの配分を施された選択されたスーパフレーム書式について性能基準を決定する 動作と、(f)少なくとも1つの他の提案された整列について動作(c)〜(e ) を繰り返す動作と、(g)決定された性能基準に従ってスーパフレーム書式の提 案された整列の1つを選択する動作とを含む。 多搬送波変調を使用するデータ伝送システムにおいてデータの伝送のためにス ーパフレームのシンボルにビットを配分する方法として、本発明の一実施形態例 は、(a)データ伝送に対するサービス・リクエストを受信する動作と、(b) サービス・リクエストに基づいてスーパフレーム書式を選択する動作と、(c) 選択されたスーパフレーム書式の整列を決定する動作と、(d)その整列を有す る選択されたスーパフレーム書式の周波数トーンにビットを配分する動作と、( e)ビットの配分を施された選択されたスーパフレーム書式について性能基準を 決定する動作と、(f)少なくとも1つの他のスーパフレーム書式について動作 (b)〜(e)を繰り返す動作と、(g)決定された性能基準に従ってスーパフ レーム書式を選択する動作とを含む。 本発明の他の態様及び利点は、例として本発明の原理を示す添付図面と関連し て行われる以下の詳細な説明から明らかになる。 図面の簡単な説明 本発明は、添付図面と関連した以下の詳細な説明によって容易に理解される。 これらの図面で同様の参照番号は同様の構成要素を示す。 図1Aは、多搬送波変調用の従来の送信機のブロック図である。 図1Bは、多搬送波変調用の従来の遠隔受信機のブロック図である。 図2は、本発明を実施するのに適した模範的な電気通信網のブロック図である 。 図3は、本発明の一実施形態による模範的な処理及び分配ユニットのブロック 図である。 図4Aは、本発明によるスーパフレーム書式の一構成を示す線図である。 図4Bは、多搬送波変調システムによって提供された混合レベルのサービスの 線図である。 図5は、本発明の一実施形態による多搬送波変調システム用の送信機のブロッ ク図である。 図6は、本発明の一実施形態による多搬送波変調システム用の遠隔受信機のブ ロック図である。 図7は、本発明の一実施形態によるトランシーバのブロック図である。 図8は、本発明の一実施形態によるスーパフレーム・ビット配分表の線図であ る。 図9は、本発明の一実施形態によるスーパフレーム・ビット配分プロセスのフ ローチャートである。 図10Aは、本発明の他の実施形態によるスーパフレーム・ビット配分プロセ スのフローチャートを示す。 図10Bは、本発明のなお他の実施形態によるスーパフレーム・ビット配分プ ロセスのフローチャートを示す。 図11は、本発明の一実施形態によるスーパフレーム整列処理のフローチャー トである。 図12は、最適ビット配分処理のフローチャートである。 図13A及び図13Bはそれぞれ、ADSL及びISDN用のスーパフレーム 構造の線図である。 図13C及び図13Dは、ISDN伝送からのNEXT干渉を減少させるよう なADSL伝送用のスーパフレーム構造用のビット配分の線図である。 発明の詳細な説明 本発明の実施形態を図2〜図13Dを参照して以下に説明する。しかしながら 、当業者が容易に承知するように、これらの図面に関してここに与えられる詳細 な説明は説明目的のためであり、したがって、本発明はこれらの限定された実施 形態を超えて拡がるものである。 本発明は、漏話干渉がデータの適正な受信に実質的に障害であり得る高速デー タ伝送に有効である。特に、本発明は、多搬送波変調(たとえば、DMT)を使 用するVDSL及びADSLデータ伝送に有効であり、そこでは、すべての線路 に対する伝送フレームは同期しているが、伝送の方向の持続時間は異なるスーパ フレーム書式により変動し得る。本発明は、多数ビット配分が漏話干渉(すなわ ち、NEXT)を減少させる助けとなるADSL及び統合サービス・ディジタル 網(ISDN)のような異なる伝送方式を含むデータ伝送システムにまた充分に 適している。 図2は、本発明を実施するのに適した模範的な電気通信網200のブロック図 である。電気通信網200は電話局202を含む。電話局202は、電話局20 2から種々の遠隔ユニットへ又はこれと逆方向にデータ伝送を行う複数の分配ポ ストにサービスする。この模範的な実施形態では、各分配ポストは、処理及び分 配ユニット204(ノード)である。処理及び分配ユニット204は、光ファイ バ線路の形を取ることがある高速多重化伝送線路206によって電話局202に 結合されている。典型的には、伝送線路206が光ファイバ線路であるとき、処 理及び分配ユニット204は、光ネットワーク・ユニット(ONU)と称される 。電話局202はまた、通常、高速多重化伝送線路208,210を介して他の 処理及び分配ユニット(不図示)と対話しかつこれらに結合するが、処理及び分 配ユニット204の動作のみを以下では説明する。一実施形態では、処理及び分 配ユニット204はモデム(中央モデム)を含む。 処理及び分配ユニット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、典型的には、単一の最終利用者をサービ スする。最終利用者は、非常に高いデータ・レートで処理及び分配ユニット20 4と通信するのに適した遠隔ユニットを有する。特に、第1の最終利用者216 の遠隔ユニット214は加入者線212−1によって処理及び分配ユニット20 4に結合されており、また、第2の最終利用者220の遠隔ユニット218は加 入者線212−nによって処理及び分配ユニット204に結合されている。遠隔 ユニット214,218は、処理及び分配ユニット204へデータを送信しかつ これからデータを受信することができるデータ通信システムを含む。一実施形態 では、データ通信システムはモデムである。遠隔ユニット214,218は、た とえば電話機,テレビジョン,モニタ,コンピュータ及び会議ユニットなどを含 む種々の異なる装置内に組み込むことができる。図2は各加入者線に結合された 単一の遠隔ユニットしか示していないが、複数の遠隔ユニットを単一の加入者線 に結合することができることを認識すべきである。さらに、図2は処理及び分配 ユニット204を集中化処理であるとして示しているが、処理は集中化させなく てもよく加入者線212ごとに独立に遂行することもできるを認識すべきである 。 加入者線212が処理及び分配ユニット204から離れるにつれて、処理及び 分配ユニット204によってサービスされる加入者線212は、遮蔽バインダ2 22内に束ねられる。遮蔽バインダ222によって施される遮蔽は、一般に、電 磁干渉の発射(egress)及び被射(ingress)に対して良好な絶縁体として働く 。しかしながら、これらの加入者線の最終セグメントは、遮蔽バインダ222か ら出る「引き込み」分岐と普通称され、最終利用者の遠隔ユニットに直接又は間 接に結合されている。各遠隔ユニットと遮蔽バインダ222との間の加入者線の 「引き込み」部分は、正規には、非遮蔽ツイスト・ペア線である。ほとんどの応 用で、引き込みの長さは約30メートル以下である。 近端漏話(NEXT)及び遠端漏話(FEXT)を含む漏話干渉は、加入者線 212が緊密に束ねられている遮蔽バインダ222内に主として起こる。ゆえに 、多重レベルのサービスが提供されているときに普通であるような他の加入者線 がデータを受信している間にデータが加入者線212のいくつかの上を送信され るとき、誘導された漏話干渉がデータの適正受信に対して実質的な障害になる。 ゆえに、データは、送信されるべきデータのビットが配分されるスーパフレーム 構造を使用して送信される。電気通信網200は、たとえば、異なるレベルのサ ービスを提供するSDMT伝送システムに特によく適している。SDMT伝送シ ステムの一例は、SDMT VDSLシステムである。 したがって、図2に示されたSDMT伝送システムを参照すると、処理及び分 配ユニット204と関連した遮蔽バインダ222内のすべての線212を介した データ伝送は、マスタ・クロックと同期している。そのように、処理及び分配ユ ニット204から発するすべての活性線路は、NEXT干渉を実質的に除去する ように同じ方向(すなわち、ダウン・ストリーム又はアップ・ストリーム)に送 信していることもできる。しかしながら、しばしば、遮蔽バインダ222内のす べての線路はSDMTを必ずしも使用していないか、たとえSDMTを使用して いても異なるレベルのサービスを含む。異なるレベルのサービスが特定の処理及 び分配ユニット204(ノード)で使用されるとき、活性線路のいくつかの上の 伝送の期間が他の活性線路上の受信期間と重なり合うことになる。その結果、S MDTの使用にかかわらず、異なるレベルのサービスが特定の処理及び分配ユニ ット204で使用されるとき、NEXT干渉が困ったことに起こる。 図3は、本発明の一実施形態による処理及び分配ユニット300のブロック図 である。たとえば、処理及び分配ユニット300は、図2に示された処理及び分 配ユニット204の詳細な実施である。 データ処理及び分配ユニット300は、データ・リンク304を介してデータ を受信しかつ送信する処理ユニット302を含む。データ・リンク304は、た とえば、電話網又はケーブル網の光ファイバ・ケーブルと結合させることもでき る。処理ユニット302はまた、処理ユニット302の種々の処理された伝送及 び受信に同期を施すためのマスタ・クロック306を受信する。データ処理及び 分配ユニット300は、バス構成308と複数のアナログ・カード310とをさ らに含む。処理ユニット302の出力は、バス構成308に結合されている。そ れゆえ、バス構成308は、処理ユニット302と一緒に、処理ユニット302 からの出力データを適当なアナログ・カード310へ指向させるばかりでなく、 アナログ・カード310からの入力を処理ユニット302へ指向させる。アナロ グ・カード310は、処理及び分配ユニット300によって利用されるアナログ 電子回路を提供する。すなわち、アナログ・カード310は、処理ユニット30 2によるディジタル処理を使用するよりもアナログ構成要素を用いて典型的によ り効率的に遂行する。たとえば、アナログ電子回路は、フィルタ,変圧器,アナ ログ/ディジタル変換器又はディジタル/アナログ変換器を含む。各アナログ・ カード310は、異なる線路に結合される。典型的には、所与のデータ伝送シス テム300用のすべての線路は、約50線路(線路−1〜線路−50)を含むバ インダ内へ束ねられる。ゆえに、このような実施形態では、50の線路にそれぞ れ結合された50のアナログ・カード310がある。一実施形態では、これらの 線路はツイスト・ペア線である。処理ユニット302は、ディジタル信号プロセ ッサ(DSP)又は専用特定目的デバイスのような汎用計算デバイスであってよ い。バス構成308は、多くの構成及び形を取ってよい。アナログ・カード31 0は、個別線路用に設計されなくてもよいが、その代わりに、多重線路をサポー トする単一のカード又は電子回路であることもできる。 処理が集中化されていない場合、図3の処理ユニット302は、各線路ごとに モデムで置換することができる。それであるから、各線路に対する処理を各線路 ごとに独立に遂行することができる。この場合、モデムは、アナログ電子回路と ともに単一のカード上に置いてよい。 NEXT干渉問題は、処理及び分配ユニット300の出力に隣接した線路上に 起こる。図3に示されたブロック図に関して、NEXT干渉はアナログ・カード 310の出力の近くで最も優勢であるが、それは、カードの出力の近くで線路が 互いに接近しておりかつ(送信された信号と受信された信号との間で)これらの 線路の最大電力差を有するからである。換言すれば、処理及び分配ユニット30 0の出力から、線路は遠隔ユニットに向けて走行する。通常、その距離のほとん どは、たとえば、50のツイスト・ペア線を保持する遮蔽バインダ内にあり、か つ、残りの距離は単一の非遮蔽ツイスト・ペア線にわたっている。すべてのこれ らの線路(たとえば、ツイスト・ペア線)はバインダ内で極めて隣接して保持さ れかつこれらの線路の他のものからの電磁結合に対してほとんど遮蔽を個別には 与えないので、バインダ内の線路間の漏話干渉(すなわち、NEXT干渉及びF EXT干渉)が問題になる。本発明は、望ましくない漏話干渉の影響を減少させ る有効な技術を提供する。 提供されるレベルのサービスに依存して、SDMTでもって実施されるデータ 伝送はアップ・ストリーム伝送及びダウン・ストリーム伝送に関して対称又は非 対称であり得る。対称伝送の場合、DMTシンボルは、等しい持続時間で方向を 交互させて送信される傾向がある。換言すれば、DMTシンボルがダウン・スト リームに伝送される持続時間は、DMTシンボルがアップ・ストリームに送信さ れる持続時間と同じである。非対称伝送の場合は、DMTシンボルは、アップ・ ストリームより長い持続時間中ダウン・ストリームに送信される傾向がある。 VDSLでは、フレーム・スーパフレーム構造が固定数(たとえば、20)の フレームを有することが提案されている。ただし、各フレームはDMTシンボル に関連している。このようなフレーム・スーパフレームの場合、ダウン・ストリ ーム伝送に使用されるフレームの数及びアップ・ストリーム伝送に使用されるフ レームの数を変動させることができる。結果として、起こり得るいくつかの異な るスーパフレーム書式が存在する。伝送の方向を変化させる前にチャネルを確立 するために、アップ・ストリーム・フレームとダウン・ストリーム・フレームと の間に沈黙フレームを挿入する。 図4Aは、本発明によるスーパフレーム書式の構成400を示す線図である。 構成400は9つの異なるスーパフレーム書式を示し、これらの各々が20個の フレーム書式を使用する。各スーパフレーム書式は、1つ以上のダウン・ストリ ーム・フレーム(「D」又は「ダウン」)と、1つ以上のアップ・ストリーム・ フレーム(「U」又は「アップ」)と、伝送の方向の遷移間の沈黙フレーム(「 Q」)とを有する。図4Aで、各スーパフレーム書式は、番号の記述的集合によ って説明されている。たとえば、構成400内の第1のスーパフレーム書式は、 「17−1−1−1」で表されて、17個のダウン・ストリーム・フレームと1 つの沈黙フレームと1つのアップ・ストリーム・フレームと1つの沈黙フレーム とを示す。他の例としては、構成400内の最終スーパフレーム書式は、「9− 1−9−1」で表されて、9つのダウン・ストリームと1つの沈黙フレームと9 つのアップ・ストリーム・フレームと1つの沈黙フレームとがあることを示し、 かつ、同じ量のフレームがアップ・ストリーム伝送及びダウン・ストリーム伝送 に配分されているので、対称書式と称される。 同期DMT(SDMT)で、光ネットワーク・ユニット(ONU)におけるバ インダ内のすべての線路が同じスーパフレーム書式を使用しなければならないな らば、ONUでのバインダ内の線路のすべてが同じ時刻に送信しておりかつ同様 に同じ時刻に受信しているので、近端漏話(NEXTとしてまた知られている。 )は有効に減少させられる。この伝送方式の欠点は、各線路に提供されるサービ スの混合がすべて同じものであるということである。ゆえに、幾人かの遠隔利用 者は、多過ぎるアップ・ストリーム帯域幅及び少な過ぎるダウン・ストリーム帯 域幅を受信することになり、また、他の遠隔利用者は、多過ぎるダウン・ストリ ーム帯域幅及び少な過ぎるアップ・ストリーム帯域幅を受信することになる。ま た、ONUのバインダでの線路が同じスーパフレーム書式に必ずしもすべてが同 期してはいないとき、NEXT干渉が心配になる。 NEXT干渉を補償する1つの技術は、「漏話キャンセル用の方法及び装置」 と題する、ジョーン・M・シォッフィによって1996年9月3日出願された米 国特許出願第08/707,322号に説明されているような漏話キャンセラー を提供することであり、この内容は言及することによって本明細書に組み入れら れている。この方法の漏話キャンセラーの使用はNEXT干渉を補償するように 動作するが、スーパフレーム書式選択,整列又はビット配分には適していない。 漏話キャンセラーはまた、かなりの程度の複雑性を有し、かつ、少数の優勢漏話 源しかないときに最も適している傾向がある。 NEXT干渉を補償する他の技術は、本発明によって提供される。本発明によ れば、混合レベルのサービスは、所望されるレベルのサービス及び現れている雑 音又は干渉に従って最も適したスーパフレーム書式を選択させることによって、 バインダ内の線路に提供され得る。さらに、本発明によれば、1つのスーパフレ ーム書式を1つ以上の他のスーパフレーム書式と整列させるとき及び/又はビッ トをそれらのシンボルに配分するとき、(提供される混合レベルのサービスによ る)NEXT干渉の同じバインダ内の線路への影響が考慮に入れられる。ゆえに 、本発明によれば、NEXT干渉の影響を顕著に減少させる。 図4Aに示された構成400では、多重スーパフレーム書式が、干渉(すなわ ち、NEXT干渉)の否定的な影響を最少限にする又は少なくとも減少させるよ うに、互いに整列させられる。特に、構成400は、これらのスーパフレームを 整列させる1つの好適な所定の方法を提供する。しかしながら、9つより少ない スーパフレーム書式が加入者に与えられるならば、又は、より少ない書式が使用 されるならば、他の整列についてもっと多くのオプションがNEXT干渉の影響 を最少限にすることに関して同様の利益をもたらす上で可能になる。一般に、そ の目的は、ダウン・ストリーム・トラヒック用の同期フレームを種々のスーパフ レーム書式内で互いに重なり合わさせ、次いで、他のスーパフレーム書式のどれ かのダウン・ストリーム・トラヒック用のフレームと重なり合う所与のスーパフ レーム書式のアップ・ストリーム・トラヒック用のフレームの数を可能な限り少 なくすることである。 図4Bは、多搬送波変調システムによって提供された混合レベルのサービス4 50の線図である。ONU(たとえば、処理及び分配ユニット204)でサービ ス中の2つの線路があると想定する。サービス中の第1の線路が第1のスーパフ レーム書式452を使用中であり、かつ、サービス中の第2の線路が第2のスー パフレーム書式454を使用中であるとまた仮定する。第1のスーパフレーム書 式452は図4Aの「16−1−2−1」スーパフレーム書式に相当し、また、 第2のスーパフレーム書式454は図4Aの「9−1−9−1」スーパフレーム 書式に相当する。 図4Bで、第1及び第2のスーパフレーム書式452,454は、異なるレベ ルのサービスを提供する2つの線路間のNEXT干渉を最少限にするように特定 の方法で整列させられているとして示されている。これら2つの線路間で同じ方 向に進行する伝送に対して、遠端漏話(FEXT干渉)が現れる。これら2つの 線路間で反対方向に進行する伝送に対して、NEXT干渉が現れる。通常、NE XT干渉はFEXT干渉よりも実質的にいっそう激しく、それゆえ、たとえ追加 のFEXT干渉が結果として生じてもNEXT干渉を最小限にするのが有利であ る。また、注意するのは、NEXT干渉は、受信機が物理的に異なる位置にある 傾向がある遠隔受信機側よりもONU側で遥かに悪いことである。 たとえば、図4Bで第1及び第2のスーパフレーム書式452,454の整列 に当たって、アップ・ストリーム伝送を搬送する第2のスーパフレーム書式45 4のフレームA,B,C,H,Jは、ONUによる第1のスーパフレーム書式4 52に従うダウン・ストリーム伝送からNEXT干渉の否定的影響を受ける。ゆ えに、図4Bに示された第1及び第2のスーパフレーム書式452,454の整 列でもって、アップ・ストリーム方向に送信する9つの合計フレームのうちの5 つのフレームしかNEXT干渉を受けない。他方、第1及び第2のスーパフレー ム書式452,454の最悪の場合の整列は、第2のスーパフレーム書式454 のアップ・ストリーム・フレームの9つすべてが第1のスーパフレーム書式45 2のダウン・ストリーム伝送からNEXT干渉を受けることになる。また、チャ ネル応答が合理的に短いならば、アップ・ストリーム・フレームD,Gは、NE XT干渉もFEXT干渉も受けないであろう。第2のスーパフレーム書式454 のアップ・ストリーム・フレームE,Fは、第1のスーパフレーム書式452か らFEXT干渉を受けることになる。 混合レベルのサービスが提供されるときは必ず、ある1つの線路に割り当てら れたスーパフレーム書式内の異なるフレームが、ONU側のバインダ内の他の線 路の相当するフレームからの実質的に異なる干渉を受けると仮定する。したがっ て、線路ごとに、そのスーパフレームを横断する干渉は、異なるフレームでは実 質的に異なっていることがある。特に、それらのフレームの異なる周波数トーン は、そのスーパフレーム書式を横断する異なるレベルの干渉を受けることがある 。結果として、所与の方向の伝送用の単一のビット配分表のみを有する図1A及 び図1Bに示された従来のアプローチは、多搬送波変調システムの性能及びスー パフレームをサポートするその能力に対する顕著な限界である。たとえば、図4 Bに示された第2のスーパフレーム書式454を利用する線路上のアップ・スト リーム伝送に関して、(スーパフレームに対する)いくつかの異なるビット配分 がアップ・ストリーム伝送性能を最適化するのに有効である。たとえば、大きな 量のNEXT干渉を受けるアップ・ストリーム伝送を搬送する9つのフレーム( すなわち、フレームA,B,C,H,J)に載せてより少ない情報(たとえば、 データのビット)を搬送し、かつ、NEXT干渉を僅かしか受けない又は全く受 けないフレームに載せてより多くの情報を搬送することができるのが有利である 。さらに、NEXT干渉又はFEXT干渉を僅かしか受けない又は全く受けない フレームに載せてより多くのデータを搬送し、かつ、FEXT干渉を受けるがN EXT干渉を僅かしか受けない又は全く受けないフレームに載せてより少ないデ ータを搬送することがまた利点であろう。 図5は、本発明の一実施形態による多搬送波変調システム用の送信機500の ブロック図である。送信機500は、異なるスーパフレーム書式だけでなく一つ のスーパフレーム内の多数の異なるビット配分をサポートすることができる。 送信機500は、送信されるべきデータ信号をバッファ102に受け取る。次 いで、データ信号は、FECユニット104に供給される。FECユニット10 4は、データ信号に誤り訂正を遂行したのち、データ信号をデータ・シンボル・ エンコーダ502に供給する。データ・シンボル・エンコーダ502は、データ 信号をシンボル(フレーム)に関連した複数の周波数トーン上へ符号化する。ビ ットをシンボルの特定の周波数トーンに配分するに当たって、データ・シンボル ・エンコーダ502は、スーパフレーム・ビット配分表504及びスーパフレー ム・エネルギー配分表506からビット配分情報及びエネルギー配分情報をそれ ぞれ得る。 送信機500は多数のスーパフレーム書式をサポートすることができ、そのよ うに、データ・シンボル・エンコーダ502はスーパフレームの種々のフレーム に対して種々の異なるビット配分を検索することができなければならない。換言 すれば、スーパフレーム・ビット配分表504は、要するに、スーパフレーム書 式内のダウン・ストリーム伝送フレームごとにビット配分表を含む。たとえば、 図4Aに示された例に関して、ダウン・ストリーム方向のフレームの最大数は1 7である。ゆえに、スーパフレーム・ビット配分表504は、17個の個々のビ ット配分表を含むであろう。図5に示すように、ダウン・ストリーム方向に送信 するフレームごとのこれらのビット配分表は、スーパフレーム・ビット配分表5 04内でFR−1,FR−2,FR−3,…,FR−nとして識別されている。 同様に、スーパフレーム・エネルギー配分表506は、ダウン・ストリーム方向 に送信するフレームごとに個別のエネルギー配分表を含むことがあり、図5にF R−1,FR−2,FR−3,…,FR−nとして識別されている。結果として 、スーパフレーム内のダウン・ストリーム伝送用の各フレームは、そのスーパフ レームにわたってそのビット配分を最適化することができる。 シンボルが発生されたのち、これらは、変調及び時間領域への変換のためにI FFTユニット112に供給される。図示されていないが、典型的には、巡回接 頭語(cyclic prefix)が時間領域信号に付加される。結果の時間領域信号がD ACユニット114によってアナログ信号に変換される。送信機500はまたコ ントローラ508を含み、このコントローラは、中でも、スーパフレーム・ビッ ト配分表504からの有効に個別化された配分表の適正な選択及びスーパフレー ム・エネルギー配分表506からの有効に個別化されたエネルギー配分表の適正 な選択を制御するように動作する。このようにして、データ・シンボル・エンコ ーダ502は、スーパフレーム書式の特定フレームに対してよりよいビット配分 を利用する。コントローラ508は、スーパフレーム書式に従ってデータを送信 するように送信機500を制御する。 スーパフレーム・ビット配分表504はスーパフレームのフレームごとに個別 ビット配分表を与えるように構成されてよいが、スーパフレーム・ビット配分5 04は、スーパフレームの異なるフレームに対するビット配分情報を含む異なる 部分を有する1つの大きな表であることができる。さらに、スーパフレーム・ビ ット配分表504はスーパフレームのフレームごとに分離ビット配分情報(つま り、分離ビット配分表)を有さなくてもよく、代わりに、スーパフレーム・ビッ ト配分表504はフレームの群ごとにビット配分情報(つまり、ビット配分表) を含むこともできる。スーパフレーム・エネルギー配分表506は、データ・シ ンボル・エンコーダ502によってシンボル上に符号化される端数ビットを用意 するために送信機500にオプショナルに備えられるが、備えられるならば、典 型的には、スーパフレーム・ビット配分表504のそれに類似した構成を有する 。 図6は、本発明の一実施形態による多搬送波変調システム用の遠隔受信機60 0のブロック図である。送信機500のように、遠隔受信機600は、(i)ス ーパフレーム内の多数の異なるビット配分と、(ii)異なるスーパフレーム書式 とをサポートすることができる。 遠隔受信機600は、チャネルからアナログ信号を受信し、それらをADCユ ニット152に供給する。図示されていないが、典型的には、巡回接頭語が(送 信されたならば)除去され、ADCユニット152からのディジタル信号の時間 領域等化が遂行される。結果のディジタル信号は、次いで、FFTユニット15 4に供給される。FETユニット154は、着信データ信号を復調し、それらの 信号を時間領域から周波数領域に変換することによって周波数領域データを発生 する。次いで、周波数領域データは、FEQユニット156によって等化される 。次いで、等化された周波数領域データは、データ・シンボル・デコーダ602 に供給される。データ・シンボル・デコーダ602は、等化された周波数領域デ ータを受け取り、受け取ったフレームに関連した各周波数トーンからのデータを デコードするように動作する。シンボルをデコードするに当たって、データ・シ ンボル・デコーダ602は、スーパフレーム・エネルギー配分表604からのエ ネルギー配分情報とスーパフレーム・ビット配分表606からのビット配分情報 とを利用する。スーパフレーム表604,606に記憶されたエネルギー及びビ ット配分情報は、種々の有効に異なるビット及びエネルギー配分表が1つのスー パフレーム内のフレームをデコードするために使用され得るようになっている。 し かしながら、デコーディングは、送信機におけるスーパフレーム内の各フレーム を符号化するために使用された特定配分に依存する。この代わりに、スーパフレ ーム・エネルギー配分表604をFEQユニット156に供給し、FEQ156 によって利用することができる。どの場合も、デコードされたデータは、次いで 、FECユニット164に供給され、このユニットが下り誤り訂正を施す。デコ ードされたデータは、次いで、バッファ166に記憶されて、受信機600によ るその後の使用に当てられる。受信機600はコントローラ608を含み、コン トローラ608は、スーパフレーム書式内の特定フレームに関して使用される適 当なビット配分情報及び適当なエネルギー配分情報の選択を制御するように動作 する。コントローラ608はまた、関連した送信機によって使用された特定スー パフレーム書式に従って着信アナログ信号を受信するように受信機600を制御 することがある。 図7は、本発明の一実施形態によるトランシーバ700のブロック図である。 トランシーバ700は、送信機側及び受信機側の両方を含み、双方向データ伝送 に適している。送信機側はデータをバッファ102に供給することによってデー タを送信する。次いで、データは、バッファ102から得られ、FECユニット 104に供給される。次いで、データ・シンボル・エンコーダ702は、スーパ フレーム送信ビット配分表704から得られたビット配分情報に基づいてデータ をシンボルの周波数トーン上へ符号化するように動作する。符号化されたデータ は、次いで、IFFTユニット112に供給される。IFFTユニット112は 、データを変調して被変調データを時間領域に変換する。次いで、時間領域デー タは、DAC114によってアナログ信号に変換される。次いで、アナログ信号 は、ハイブリッド回路706に供給されて、チャネルを介して送信される。 トランシーバ700の受信機側は、ハイブリッド回路706を経由してチャネ ルを介して送信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、次 いで、ADC202に供給され、これは受信された信号をディジタル信号に変換 する。次いで、ディジタル信号はFETユニット204に供給される。FETユ ニット204は周波数領域信号を発生する。次いで、周波数領域信号は、FEQ ユニット206によって等化される。次いで、等化信号はデータ・シンボル・デ コーダ708に供給される。データ・シンボル・デコーダ708は、等化信号を デコードして、受信されているシンボルの各周波数トーンに載せて送信されたデ ータを回復するように動作する。データ・シンボル・デコーダ708によるデコ ーディングは、スーパフレーム受信ビット配分表710に記憶されたビット配分 情報に基づいて遂行される。デコードされたデータは、次いで、FECユニット 214に供給されたのち、バッファ216に記憶される。 一般的にいうと、スーパフレーム送信ビット配分表704に記憶されたビット 配分情報とスーパフレーム受信ビット配分表710に記憶されたビット配分情報 とは、異なる雑音障害のために同じではない。スーパフレーム送信ビット配分表 704は、たとえば、スーパフレーム書式の種々のダウン・ストリーム・フレー ム内で送信されるデータを符号化するに当たって利用されることになっているビ ット配分情報を含む。他方、スーパフレーム受信ビット配分表710に記憶され た受信ビット配分情報は、たとえば、アップ・ストリーム方向に送信する遠隔受 信機から受信されたスーパフレーム書式のフレームをデコードするに当たって利 用されるビット配分情報を含む。 図8は、本発明の一実施形態によるスーパフレームビット配分表800の線図 である。この実施形態におけるスーパフレームビット配分表800は、所与の方 向用の各フレームの各周波数トーンに対するビット配分情報を含む単一の表であ る。たとえば、スーパフレームビット配分表800が送信機用であるならば、そ のビット配分は、ダウン・ストリーム方向におそらく送信することができるフレ ームのビット配分のために用意される。図4Aに示されたスーパフレーム書式を 与えるデータ伝送システムの場合、スーパフレームビット配分表800は、17 個までのフレームに対するビット配分情報を含むことがもきる。しかしながら、 判るように、スーパフレームビット配分表の寸法は、同じビット配分情報を共用 又は利用する類似のチャネル条件を経験する種々のフレームを要求することによ って、小さくすることもまたできる。 本発明の上に説明された模範的な装置は、多搬送波変調システムのようなデー タ伝送システムの動作を増長することができるいくつもの新処理動作を可能にす る。これらの新処理動作は、本発明の他の態様を形成し、以下に詳細に説明され る。 図9は、本発明の一実施形態によるスーパフレーム・ビット配分プロセス90 0のフローチャートである。まず、所与の方向のリクエストされたレベルのサー ビスをサポートするために必要とされるビットの数が決定される(ブロック90 2)。次いで、スーパフレーム内のシンボルについて性能情報が得られる(ブロ ック904)。例として、性能情報は、信号対雑音比(SNR)情報である。次 に、リクエストされたレベルのサービスをサポートするために必要とされるビッ トの決定された数が、性能情報に基づいてスーパフレーム内のシンボルに配分さ れる(ブロック906)。結果の配分が、次いで、記憶される(ブロック908 )。ブロック908に続いて、スーパフレーム・ビット配分処理900は完成し 終了する。 一般に、スーパフレーム・ビット配分処理900は、送信されるべきデータの ビットをスーパフレームにわたって配分する。スーパフレームにわたって配分す ることによって、スーパフレーム・ビット配分プロセス900は、スーパフレー ム内の線路上に現れている干渉(たとえば、NEXT干渉)の異なる量を考慮に 入れることができる。換言すれば、線路上の干渉はスーパフレーム内でフレーム からフレームへと変動し、配分プロセス900はこのような変動をビットを配分 するに当たって計算に入れる。結果として、大きな量のNEXT干渉を受ける所 与のスーパフレームのサブチャネルは、より少ない送信するビットを受け取り、 また、小さな量のNEXT干渉を受ける他のサブチャネルは、より多い送信する ビットを受け取る。したがって、データの送信及び受信が本発明によってよりよ く最適化される。図10Aは、本発明の他の実施形態によるスーパフレーム・ビ ット配分プロセス1000のフローチャートを示す。この実施形態では、サービ スに対するリクエストは、最高許容可能データ・レートを達成することと関連し て与えられる。 スーパフレーム・ビット配分処理1000は、まず、リクエストされたサービ スに対する許容可能性能限界を識別する(ブロック1002)。データ伝送に対 する性能限界は、典型的には、リクエスタによってリクエストされる。許容可能 性能限界の例は、6dB雑音余裕で10-7のビット誤り率である。リクエストさ れたサービスをサポートするために必要とされるビットのリクエストされた数が 識別される(ブロック1004)。典型的には、2つ以上の許容可能なリクエス トされたサービスがある。たとえば、ネットワークは26Mビット/sでサービ スをリクエストしつつあるが、利用可能でないならば、13Mビット/sでサー ビスを受け容れることになる。信号対雑音比(SNR)情報が、スーパフレーム 内のシンボルについてまた得られる(ブロック1006)。SNR情報は、チャ ネル応答を推定し線路上の雑音分散を測定することによって、得ることができる 。 次に、スーパフレーム内の各シンボルの各トーンがサポートすることができる ビットの数が、許容可能性能限界及びSNR情報に基づいて決定される(ブロッ ク1008)。次いで、各シンボルがサポートすることができるビットの合計数 が決定される(ブロック1010)。各シンボルがサポートすることができるビ ットの合計数は、シンボル内の各トーンがサポートすることができるビットの数 を加算することによって、決定することができる。 次いで、ビットの集約合計数を得るために、ブロック1008で得られたそれ らのシンボルについての合計数が加算される(ブロック1010)。必要な程度 に、ビットの集約合計数が利用可能なネットワーク・データ・レートに、すなわ ち、リクエストされたサービスの1つのデータ・レートへ切り下げられる(ブロ ック1014)。たとえば、ビットの集約合計数が20Mビット/sの最高デー タ・レートを示すならば、配分されるビットの数は13Mビット/sへ切り下げ られ、ここでは、リクエストされたサービスは26Mビット/s及び13Mビッ ト/sである。 決定された数(すなわち、切り下げられた数)のビットが、次いで、スーパフ レーム内のシンボルに配分される(ブロック1014)。スーパフレーム内の種 種のフレーム及びトーンへのビットの配分は、単一のフレームにビットを配分す るために使用される既知の技術を含む種々の技術を使用することができる。最終 的に、ビットはシンボルの個別周波数トーンに配分される。その後、各シンボル に対する配分が記憶される(ブロック1018)。例として、スーパフレームに 対するビット配分をスーパフレーム・ビット配分表に記憶することができる。ブ ロック1016に続いて、スーパフレーム・ビット配分処理1000は完成し終 了する。 図10Bは、本発明のなお他の実施形態によるスーパフレーム・ビット配分プ ロセス1050のフローチャートである。この実施形態では、サービスに対する リクエストは、少なくともある1つの性能限界と関連して与えられる。 スーパフレーム・ビット配分処理1050は、まず、図10Aのビット配分処 理1000のブロック1002〜1012と同じ動作を遂行する。ブロック10 12に続いて、決定ブロック1052は、ビットの集約合計数がビットのリクエ ストされた数と一致するかどうかを決定する。 ビットの集約合計数がビットのリクエストされた数と一致しないとき、性能限 界が調節される(ブロック1054)。調節量は、ビットの集約合計数とビット のリクエストされた数との開きに依存して作ることができる。次いで、決定ブロ ック1056は、性能限界がなお許容可能であるかどうかを決定する。ここで、 調節ブロック1054の後に存在する性能限界が、先に識別された許容可能性能 限界と比較される(ブロック1002)。調節ブロック1054の後に性能限界 が許容可能でないと決定されると、リクエストされたサービスは次の許容可能デ ータ・レートまで後退する(ブロック1058)。ブロック1058に続くばか りでなく決定ブロック1056に続いて、調節ブロック1054の後に性能限界 が許容可能であると決定されると、ビット配分処理1050は、ブロック100 8及び後続ブロックを反復式に繰り返すように復帰する。 ビットの集約合計数がビットのリクエストされた数と(最終的に)一致すると き、リクエストされた数のビットがシンボルに配分される(ブロック1060) 。再び、スーパフレーム内の種々のフレーム及びトーンへのビットの配分は、単 一のフレームにビットを配分するために使用される既知の技術を含む種々の技術 を使用することができる。その後、各シンボルに対するビット配分が記憶される (ブロック1062)。例として、スーパフレームに対するビット配分をスーパ フレーム・ビット配分表に記憶することができる。ブロック1062に続いて、 スーパフレーム・ビット配分処理1050が完成し終了する。反復の所定数の後 に決定ブロック1052が一致を見い出すことができないならば、スーパフレー ム・ビット配分処理1050はまた終了することができる。 注意するべきことは、ブロック1062によって遂行されるシンボルへのビッ トの配分は、多くの方法でスーパフレーム・ビット配分表に記憶することができ ることである。全寸スーパフレーム・ビット配分表の場合、各シンボルは、各周 波数トーンに載せられるビットの数を指定する各シンボル自体のビット配分表を 有効に備えることができる。しかしながら、全寸スーパフレーム・ビット配分表 より小さい場合は、シンボルの群が有効ビット配分表を共用する。シンボルは、 いくつもの方法で群にまとめることができる。シンボルを群にまとめる1つの方 法は、類似のSNR情報を有するシンボルを考えることである。シンボルを群に まとめる他の方法は、ほぼ等しい数のビットをサポートすることができると決定 されるシンボルを考えることである。 図4Bに示された構成450内の第2のスーパフレーム書式454にスーパフ レーム・ビット配分プロセス1000又はスーパフレーム・ビット配分プロセス 1050を適用することは、ジンボル又はフレームが群にまとめられているとき 、次のようにビット配分をするように動作することもある。まず、シンボルA, B,C,H,Jを一緒に群にまとめて群Xシンボルとラベル付けすることができ 、シンボルD,Gを群にまとめて群Yシンボルとラベル付けすることができ、シ ンボルE,Fを群にまとめて群Zシンボルとラベル付けすることができる。次い で、いうなれば、6dBの性能限界で開始して、ビット配分を個別に又は一括し てシンボル群X,Y,Zに対して決定し、シンボルX,Y,Zによってサポート された結果の合計ビットはそれぞれ、BX,BY及びBZである。したがって、こ のシステムが所与の性能限界でもってサポートするビットの合計数は、5BX+ 2BY+2BZ=B1である。次に、Bは所与のペイロード又はリクエストされた サービスをサポートするために必要とされるビットの合計数であると想定する。 B1/Bなる比及び5BX対2BY対2BZの比は、ビットをいかに配分する必要が あるかを決定するために使用される。次いで、この比は、性能限界を調節するた めに(ブロック1054(図10A))、又は、ビットを切り下げる(ブロック 1014)及び/又は配分する(ブロック1016(図10B))ために、使用 することができる。正確かつ最適に近い結果を達成するために、いくつかの反復 が必要である。 混合レベルのサービスがONU側によって提供されるとき、新サービスがいく つかの線路上で開始し、また、存在するサービスが他のいくつかの線路上で停止 するので、同時に提供されるレベルのサービスはしばしば変動することになる。 結果として、同時に活性である特定スーパフレームは、一定ではない。また、異 なるスーパフレーム書式によって提供されるこれら混合レベルのサービス間の干 渉は、同様に一定でない。ゆえに、あるレベルのサービスをリクエストする線路 の適当なスーパフレーム書式を選択したのちに選択されたスーパフレーム書式を 既にサービス中の存在するスーパフレーム書式と整列させる技術を提供すること が有利である。それゆえ、このような技術は、サービス中の種々の線路間の干渉 の影響を最小限にすることによってデータ伝送の効率を改善するように動作する 。 図11は、本発明の一実施形態によるスーパフレーム整列処理1100のフロ ーチャートである。スーパフレーム整列処理1100は、まず、サービス・リク エストを受信する(ブロック1102)。次いで、SNR情報がスーパフレーム 内のすべてのスロットについて得られる(ブロック1104)。好適には、スロ ットは、スーパフレーム内の周波数トーンを指す。次いで、スーパフレーム書式 がサービス・リクエストに対して選択される(ブロック1106)。典型的には 、サービス・リクエストは、サービスのダウン・ストリーム・レベル及びアップ ・ストリーム・レベルの両方に対するサービスのある必要とされる品質とともに 伝送速度を示す。例として、特定方向に対するサービス・リクエストは、6dB 雑音余裕で107未満のビット誤り率である。サービス・リクエストからの情報 を使用して、適当なスーパフレーム書式を選択することができる。たとえば、リ クエストされたダウン・ストリーム・データ・レートがリクエストされたアップ ・ストリーム・データ・レートの2倍であるならば、スーパフレーム書式は、ア ップ・ストリーム・フレームの2倍の数のダウン・ストリーム・フレームをおそ らく必要とするであろう。この例に対しては、図3に示されたスーパフレーム書 式「12−1−6−1」が適当であるといってよい。 次に、選択されたスーパフレームの整列が選択される(ブロック1108)。 この時点で、整列は必ずしも最終整列ではないが、選択されたスーパフレームに とって可能である1つの整列である。次いで、選択された整列を取っているダウ ン・ストリーム伝送に対する選択されたスーパフレームのスロットに、ビットが 配分される(ブロック1110)。一般には、ビット配分は性能基準又はデータ ・レートのどちらかに基づいて遂行することができる。性能基準アプローチの場 合、最大合計データ・レートが計算されたのち、リクエストされたサービスにつ いての適当なデータ・レートが決定される。データ・レート・アプローチの場合 、スーパフレームに対する性能限界が決定されたのち、リクエストされたサービ スの性能限界と比較される。 次いで、所与の配分を施された選択されたスーパフレームについての性能基準 が決定される(ブロック1112)。次に、決定ブロック1114は、性能基準 が所定のしきい値より大きいかどうかを決定する。性能基準が所定のしきい値を 超えないならば、選択されたスーパフレームの整列が最も望ましい整列ではない と想定される。この場合、決定ブロック1116は、考えられる選択されたスー パフレームの追加整列があるかどうかを決定する。考えられる追加整列があるな らば、スーパフレーム整列処理1110は、選択されたスーパフレームの異なる 整列のためにブロック1108及び後続ブロックを繰り返すように復帰する。 他方、考えられる追加整列が他にもうないならば、最良の利用可能な整列をそ れらの各性能基準に従って選択する(ブロック1118)。換言すれば、選択さ れたスーパフレームの考えられたすべての整列について、最良性能基準を与える 整列が選択される。ブロック1118に続いて、スーパフレーム整列処理110 0が完成する。また、決定ブロック1114が所与の整列の性能基準が所定のし きい値を超えると決定すると、スーパフレーム整列処理1100は、他の整列を 考えることなく、早々と終了するように動作してよい。所定のしきい値は、たと えば、性能限界しきい値又はデータ・レートしきい値であることもできる。決定 ブロック1114はオプショナルであり、また、潜在的余剰処理時間もちこたえ 、スーパフレームの整列を選択する前にすべての可能な整列を考えることが好適 とされることがある。 スーパフレーム整列処理1100は、1つのスーパフレーム内のフレーム境界 が他のスーパフレーム内のフレーム境界からオフセットしている端数整列を考え ることもできる。この場合、SNR情報を端数整列のために再獲得することがで きるように、ブロック1104はブロック1108とブロック1110との間に 置かれるべきである。 図12は、最適化ビット配分処理1200のフローチャートである。最適化ビ ット配分処理1200は、まず、サービス・リクエストを受信する(ブロック1 202)。次いで、適当なスーパフレーム書式がサービス・リクエストに基づい て推定される(ブロック1204)。次に、推定されたスーパフレーム書式につ いて、最良整列が決定される(ブロック1206)。例として、最良整列は、図 11に示されたスーパフレーム整列処理1100を使用して決定することができ る(ブロック1206)。最良整列が決定されたブロック1206の後に、推定 されたスーパフレーム書式のスロットにビットが配分される(ブロック1208 )。次いで、推定されたスーパフレームについて、性能基準が決定される(ブロ ック1210)。推定されたスーパフレームについての性能基準は、推定された スーパフレームの最良整列についての性能表示を与える。 次に、決定ブロック1212は、考えるのに適している追加スーパフレーム書 式があるかどうかを決定する。考えるのに適している追加書式があるならば、他 の適しているスーパフレーム書式が選択されたのち(ブロック1214)、処理 はブロック1206及び後続ブロックを繰り返すように復帰する。 他方、決定ブロック1212が考えられる追加の適当なスーパフレーム書式は 他にもうないと決定すると、最良性能を与えるスーパフレーム書式が選択される (ブロック1216)。換言すれば、各推定されたスーパフレームについての性 能基準を使用して、最良性能を与える特定のスーパフレーム書式が選択される。 次いで、先に決定されたその最良整列を取った選択されたスーパフレーム書式の スロットに、ビットが配分される(ブロック1218)。次いで、配分がスーパ フレーム・ビット配分表に記憶される(ブロック1220)。スーパフレーム・ ビット配分表の記憶容量が限定されているならば、最適化ビット配分処理120 0は、類似の性能又は類似の干渉特性を有するあるシンボルを群にまとめたのち 、ビットをそれらのシンボルに、次いでそれらのシンボルの周波数トーンに配分 するように動作してよい。ブロック1220に続いて、最適化ビット配分処理1 200は完成し終了する。 本発明によれば、種々の配分技術をスーパフレームにわたる配分に適合させる ことができる。例として、次の文書に説明された配分技術は、当業者によって適 合させられるといえる。すなわち、(1)米国特許第5,400,322号、( 2)ペータ・S・ショウ他、「スペクトル的に形成されたチャネルを介したデー タ伝送用の実用マルチトーン・トランシーバ・ローディング・アルゴリズム」、 通信に関するIEEE論文誌、23巻、2/3/4号、2月,3月/4月、19 95年、及び、(3)ロバート・F・H・フィッシャー他、「離散マルチトーン 伝送用の新ローディング・アルゴリズム」、IEEE 1996年。これら3つ の文書は、言及することによってそれらの内容が本明細書に組み入れられている 。 さらに、いったん最初に確立されたビット配分は、いくつもの技術を使用して 更新することができる。1つの適当な技術は、スーパフレーム内のビット・スワ ッピングを使用する。フレーム内のビット・スワッピングは、米国特許第5,4 00,322号に説明されている。スーパフレーム構造の場合、ビット・スワッ ピングは、スーパフレーム内のどこにおいてもビットをスワップすることができ る。このような更新は、スーパフレームに対するビット配分を一定に保つように 働くが、スーパフレームからスーパフレームへと変動する雑音分散を補償するの に充分に融通が効く。 議論の多くはVDSL伝送に対するスーパフレーム・ビット配分に関連するが 、本発明はΛDSLのような他のスーパフレーム伝送方式にまた適用可能である 。VDSLにおける時間領域分割(TDD)伝送と異なり、ADSLは、アップ ・ストリーム伝送をダウン・ストリーム伝送から分離するために周波数領域分割 (FDD)又はエコー・キャンセルを使用する。従来は、ADSLの場合、スー パフレームは、スーパフレームを形成する複数のフレームを有する。各フレーム は、シンボルと称される。所与の伝送方向に対しては、スーパフレーム内の各シ ンボルに対するビット配分は、所与の伝送方向のスーパフレームを横断して、従 来は、同じである。しかしながら、本発明の他の態様によれば、望ましくない漏 話干渉の影響を減少させることができるように、所与の伝送方向に対する多数ビ ットの配分が施される。 伝送方式が混合されている場合、それらの伝送方式間に漏話干渉(すなわち、 NEXT)が存在し得る。伝送方式が共有バインダでもって混合されるとき、漏 話干渉は特にひどい。一実施形態では、ADSL伝送方式とISDN伝送方式と が混合される。ここでは、ISDNが時間領域分割(TDD)であり、ADSL が周波数領域分割(FDD)又はエコー・キャンセルされるかのどちらかである 。換言すれば、ADSL伝送はアップ・ストリーム方向及びダウン・ストリーム 方向に同時に起こっており、この間、同時に、ISDN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を周期的に交互する。 まず、混合ADSL及びISDN伝送方式の場合、そのスーパフレームに従う ADSL伝送がISDNのスーパフレームと同期している。図13A及び図13 Bはそれぞれ、ISDN及びADSL用のスーパフレーム構造1300,130 2の線図である。図示されたように、ADSLスーパフレーム1302は、IS DNスーパフレーム1300と同期している。 スーパフレームの同期に関しては、ADSL伝送がISDN伝送の方向と反対 方向に送信されるとき、ISDN伝送によって誘導されたADSL伝送上の漏話 干渉が特に問題になる。たとえば、ADSLスーパフレーム1302は、4つの 部分、すなわち、第1のダウン・ストリーム部分1304と第1のアップ・スト リーム部分1306と第2のダウン・ストリーム部分1308と第2のアップ・ ストリーム部分1310とを含む。ADSLスーパフレーム1302の第1のア ップ・ストリーム部分1306は、同時に起こるダウン・ストリームISDN伝 送による大きな量の漏話干渉(たとえば、NEXT干渉)を受ける。混合伝送方 式が同じバインダでもって組み合わされるとき、漏話干渉は特にひどくなり得る 。 従来は、ビット配分がアップ・ストリーム伝送とダウン・ストリーム伝送との 間で異なることがあり得ても、ADSLスーパフレーム内の各シンボルに関する 種々のトーンに割り当てられたビット配分は、スーパフレームのすべてのフレー ムについて同じである。そのように、ADSL用の伝送システムは、従来、各伝 送方向に対して単一のビット配分しかサポートしなかった。ビット配分はまた、 従来は、信号対雑音比(SNR)を時間にわたって平均したのちにそのSNR値 に基づいてビットを各トーンに配分することによって、決定される。 しかしながら、ISDN及びADSLのような混合伝送方式の場合、漏話はス ーパフレームにわたって均一には与えられない。したがって、本発明は、改善さ れたビット配分が達成されるように、各伝送方向に対して多数ビット配分を使用 する。改善されたビット配分は、より確実なかつより効率的なADSLデータ伝 送を行うように、周期的ISDN伝送からの漏話干渉を考慮に入れる。 一実施形態では、各伝送方向に対する多数ビット配分が、異なるビット配分表 によって与えられる。たとえば、一実施形態では、第1のダウン・ストリーム部 分1304と第1のアップ・ストリーム部分1306と第2のダウン・ストリー ム部分1308と第2のアップ・ストリーム部分1310とはそれぞれ、分離ビ ット配分表を有する。 図13C及び図13Dは、ADSLスーパフレームに対するビット配分の線図 である。これらの線図1312,1314は、10シンボルのスーパフレーム構 造を想定する。 図13Cで、ビット・ローディングはダウン・ストリームADSL伝送に対し てであり、そのビット・ローディングはシンボル6〜10と対照的にシンボル1 〜5で比較的大きい。ここでは、シンボル1〜5は第1のダウン・ストリーム・ ビット配分表を使用し、シンボル6〜10は第2のダウン・ストリーム・ビット 配分表を使用するとする。第1及び第2のダウン・ストリーム・ビット配分は、 1つのスーパフレーム・ビット配分表で実現することができる。ゆえに、そのビ ット配分は、第2のダウン・ストリーム部分1308中であって第1のダウン・ ストリーム部分1304中ではないISDN伝送からの漏話干渉が理由で、第2 のダウン・ストリーム部分1308中で顕著に減少させられる(すなわち、シン ボル当たり少なめのデータが送信される)。 図13Dで、ビット・ローディングはアップ・ストリームADSL伝送に対し てであり、そのビット・ローディングはシンボル6〜10と対照的にシンボル1 〜5で比較的少ない。ここでは、シンボル1〜5は第1のアップ・ストリーム・ ビット配分表を使用し、シンボル6〜10は第2のアップ・ストリーム・ビット 配分表を使用する。第1及び第2のアップ・ストリーム・ビット配分は、1つの スーパフレーム・ビット配分表で実現することができる。ゆえに、そのビット配 分は、第1のアップ・ストリーム部分1306中であって第2のアップ・ストリ ーム部分1310中ではないISDN伝送からの漏話干渉が理由で、第1のアッ プ・ストリーム部分1306中で顕著に減少させられる(すなわち、シンボル当 たり少なめのデータが送信される)。 混合伝送方式(たとえば、ISDN及びADSL)の場合、各伝送方向に対し てこれらの多数ビット配分を使用することによって、漏話干渉を減少させること ができる。このようにして漏話干渉を減少させることによって、本発明は、より 高速及びより信頼性のあるデータ伝送を達成することを可能にする。 本発明は多搬送波変調を使用するデータ伝送システム用の送信機を含み、送信 機はスーパフレーム・ビット配分表を含み、前記スーパフレーム・ビット配分表 はスーパフレームの複数のフレームに対する分離配分情報を含むスーパフレーム ・ビット配分情報を記憶する。送信機はまたデータ・シンボル・エンコーダを含 む。データ・シンボル・エンコーダは、送信されるべきディジタル・データを受 け取り、前記スーパフレーム・ビット配分表に記憶されたフレームと関連したス ーパフレーム・ビット配分情報に基づいてディジタル・データと関連したビット をフレームの周波数トーンに符号化する。送信機はまた多搬送波変調ユニットを 含む。多搬送波変調ユニットは、フレームの周波数トーン上に符号化されたビッ トを変調して被変調信号を発生する。送信機はまたディジタル/アナログ変換器 を含む。ディジタル/アナログ変換器は被変調信号をアナログ信号に変換する。 スーパフレームが複数のフレームを含み、1つ以上のフレームが第1の方向に データを搬送でき、0以上のフレームが第2の方向にデータを搬送できる、上述 した送信機がまた含まれる。 データ・シンボル・エンコーダがディジタル・データのビットを第1の方向に データを搬送するように割り当てられているスーパフレームのフレームのそれら に符号化し、第2の方向にデータを搬送するように割り当てられているスーパフ レームのフレームのそれらに符号化しない、上述した送信機がまた含まれる。 本発明はまた、スーパフレーム・ビット配分表が第1の方向にデータを搬送す るように割り当てられているスーパフレームの各フレームに対する分離ビット配 分表を含む、上述した送信機を含む。 変調ユニットが離散マルチ・トーン(DMT)変調を使用してシンボルの周波 数トーン上の符号化されたビットを変調する、上述した送信機がまた含まれる。 データ・シンボル・エンコーダがスーパフレーム・ビット配分表に記憶された スーパフレーム・ビット配分情報の異なる部分を使用することによってスーパフ レームの種々のフレーム内にビットを異なって配分することができる、上述した 送信機がまた含まれる。 送信機がさらにバッファを含み、バッファが送信されるべきディジタル・デー タを記憶し、送信機がさらにコントローラを含み、コントローラがスーパフレー ム・ビット配分表に動作的に結合され、コントローラがスーパフレーム・ビット 配分表に記憶されたスーパフレーム・ビット配分情報の異なる部分の検索を制御 するように動作する、上述した送信機がまた含まれる。 スーパフレーム・ビット配分表が複数のビット配分表を含み、各ビット配分表 がスーパフレームの異なる1つ以上のフレームに相当する、上述した送信機がま た含まれる。 スーパフレーム・ビット配分表がスーパフレームの第1の組のフレーム用の第 1のビット配分表及びスーパフレームの第2の組のフレーム用の第2のビット配 分表を含む、上述した送信機がまた含まれる。 他の伝送方式からの漏話干渉の影響を減少させるために第1のビット配分表内 のビット配分が第2のビット配分表内のビット配分よりも大きい、上述した送信 機がまた含まれる。 送信機が伝送線路のバインダを介してデータを送信し、他の伝送方式がまたそ のバインダを介して送信及び受信する、上述した送信機がまた含まれる。 本発明は、送信機によって送信されたデータを回復する装置をさらに含み、こ の装置はアナログ/ディジタル変換器を含み、アナログ/ディジタル変換器は、 送信されたアナログ信号を受け取り、それらからディジタル信号を発生し、送信 されたアナログ信号は送信されたデータを表す時間領域信号である。この装置は また復調器を含み、復調器はディジタル信号を受け取り、ディジタル信号を復調 してディジタル周波数領域データを発生する。この装置はまたスーパフレーム・ ビット配分表を含み、スーパフレーム・ビット配分表は、スーパフレームの複数 のフレームに対する分離ビット配分情報を含むスーパフレーム・ビット配分情報 を記憶する。この装置はまたデータ・シンボル・デコーダを含み、データ・シン ボル・デコーダは、前記スーパフレーム・ビット配分表に記憶されたフレームと 関連したスーパフレーム・ビット配分情報に基づいてフレームの周波数トーンか らディジタル周波数領域データと関連したビットをデコードするように動作する 。 スーパフレームが複数のフレームを含み、1つ以上のフレームが第1の方向に データを搬送でき、0以上のフレームが第2の方向にデータを搬送できる、上述 した装置がまた含まれる。 データ・シンボル・デコーダが第1の方向にデータを搬送するように割り当て られているスーパフレームのフレームのそれらからディジタル・データのビット を回復するように動作する、上述した装置がまた含まれる。 スーパフレーム・ビット配分表が第1の方向にデータを搬送するように割り当 てられているスーパフレームの各フレームに対する分離ビット配分表を含む、上 述した装置がまた含まれる。 スーパフレーム・ビット配分表がスーパフレームの第1の組のフレーム用の第 1のビット配分表及びスーパフレームの第2の組のフレーム用の第2のビット配 分表を含む、上述した装置がまた含まれる。 他の伝送方式からの漏話の影響を減少させるために第2のビット配分表内のビ ット配分が第1のビット配分表内のビット配分よりも大きい、上述した装置がま た含まれる。 装置が伝送線路のバインダを介してデータを受信し、他の伝送方式がまたその バインダを介してデータを送信及び受信する、上述した装置がまた含まれる。 復調器が離散マルチ・トーン(DMT)復調を使用してディジタル信号を復調 するように動作する、上述した装置がまた含まれる。 データ・シンボル・デコーダがスーパフレーム・ビット配分表に記憶されたス ーパフレーム・ビット配分情報の異なる部分を使用することによってスーパフレ ームの種々のフレームから異なる数のビットを回復することができる、上述した 装置がまた含まれる。 装置がバッファをさらに含み、バッファがデコードされたデータを記憶し、装 置がスーパフレーム・ビット配分表に動作的に接続されたコントローラをさらに 含み、コントローラがスーパフレーム・ビット配分表に記憶されたスーパフレー ム・ビット配分情報の異なる部分の検索を制御するように動作する、上述した装 置がまた含まれる。 本発明はまた、多搬送波変調を使用するデータ伝送システムにおけるデータの 伝送のためにスーパフレームのシンボルにビットを配分する方法を含み、本方法 は、(a)データ伝送に対するサービス・リクエストを受信する動作と、(b) サービス・リクエストをサポートするために必要とされるビットの数を決定する 動作と、(c)スーパフレーム内の複数のシンボルに対する性能インディシアを 得る動作と、d)性能インディシアに基づいてスーパフレーム内の複数のシンボ ルに決定された数のビットを配分する動作とを含む。 性能インディシアが、シンボルがいくつのビットをサポートすることができる かの表示を与える、上述した方法がまた含まれる。 性能インディシアが信号対雑音比情報である、上述した方法がまた含まれる。 スーパフレーム内の複数のシンボルに配分されたビットがスーパフレーム・ビ ット配分表に記憶される、上述した方法がまた含まれる。 スーパフレーム内の複数のシンボルへのビット配分が異なる、上述した方法が また含まれる。 スーパフレーム内の複数のシンボルへのビット配分が異なり、受信する動作( a)が、(a1)サービス・リクエストに対する少なくとも1つの許容可能性能 限界を識別する動作と、(a2)サービス・リクエストをサポートするために必 要とされるビットの少なくとも1つのリクエストされた数を識別する動作とを含 む、上述した方法がまた含まれる。 決定する動作(b)が、(b1)各シンボルの各トーンがサポートすることが できるビットの数を許容可能性能限界及び性能インディシアに基づいて決定する 動作と、(b2)集約スーパフレーム合計を発生するために決定する動作(b1 )によって決定された各シンボルのトーンごとのビットの数を集約する動作とを 含む、上述した方法がまた含まれる。 決定する動作(b)が、(b3)ビットの決定された数を得るために集約スー パフレーム合計を切り下げる動作をさらに含み、したがって、ビットの決定され た数がサービス・リクエストに従っている、上述した方法がまた含まれる。 決定する動作(b)が、(b3)集約スーパフレーム合計がビットのリクエス トされた数と一致するかどうか決定する動作をさらに含む、上述した方法がまた 含まれる。 決定する動作(b)が、(b4)決定する動作(b3)が集約スーパフレーム 合計はビットのリクエストされた数に一致しないと決定するとき、次の許容可能 データ・レートへ後退する動作をさらに含み、次の許容可能データ・レートはサ ービス・リクエストによって与えられたビットのリクエストされた数の1つであ り、決定する動作(b)が、(b5)決定する動作(b3)が集約スーパフレー ム合計は次の許容可能データ・レートと一致すると決定するならば、動作(b1 )〜(b4)を繰り返す動作をさらに含む、請求項(30)に記載された方法が また含まれる。 決定する動作(b)が、(b4)決定する動作(b3)が集約スーパフレーム 合計はビットのリクエストされた数と一致しないと決定するとき、低い限界を考 慮するために性能限界を調節する動作と、(b5)決定する動作(b3)が集約 スーパフレーム合計はビットのリクエストされた数と一致すると決定するならば 、動作(b1)〜(b4)を繰り返す動作とをさらに含む、請求項(30)に記 載された方法がまた含まれる。 決定する動作(b)が、(b4)決定する動作(b3)が集約スーパフレーム 合計はビットのリクエストされた数に一致しないと決定するとき、低い限界を考 慮するために性能限界を調節する動作と、(b5)調節された性能限界が少なく とも1つの許容可能性能限界に基づいてなお許容可能であるかどうか決定する動 作と、(b6)決定する動作(b3)が集約スーパフレーム合計はビットのリク エストされた数と一致しないと決定しかつ決定する動作(b5)が調節された性 能限界は許容可能でないと決定するとき、次の許容可能データ・レートへ後退す る動作とをさらに含み、次の許容可能データ・レートはサービス・リクエストに よって与えられたビットのリクエストされた数の1つであり、決定する動作(b )が、(b7)決定する動作(b3)が集約スーパフレーム合計はビットのリク エストされた数と一致すると決定するならば、動作(b1)〜(b6)を繰 り返す動作をさらに含む、上述した方法がまた含まれる。 多搬送波変調を使用するデータ伝送システムにおいてデータを伝送するために 使用されるスーパフレームの整列を決定する方法が本発明にまた含まれ、本方法 は、(a)データ伝送に対するサービス・リクエストを受信する動作と、(b) サービス・リクエストに基づいてスーパフレーム書式を選択する動作と、(c) 選択されたスーパフレーム書式の提案された整列を選択する動作と、(d)選択 されたスーパフレーム書式の周波数トーンにビットを配分する動作と、(e)ビ ットの配分を施された選択されたスーパフレームについて性能基準を決定する動 作と、(f)少なくとも1つの他の提案された整列について動作(c)〜(e) を繰り返す動作と、(g)決定された性能基準に従ってスーパフレーム書式の提 案された整列の1つを選択する動作とを含む。 本方法が、(h)配分する動作(d)に先立ち、スーパフレーム内の各フレー ムの周波数トーンについて性能インディシアを得る動作をさらに含み、配分する 動作(d)は性能インディシアに基づいて選択されたスーパフレーム書式の周波 数トーンにビットを配分する、上述した方法がまた含まれる。 性能インディシアが信号対雑音比情報である、上述した方法がまた含まれる。 選択する動作(g)が提案された整列の最良のものを選択する、上述した方法 がまた含まれる。 提案された整列を選択する動作(c)が他のスーパフレーム書式に対して完全 フレームだけの整列上の偏移を考慮する、上述した方法がまた含まれる。 提案された整列を選択する動作(c)が他のスーパフレーム書式に対して選択 されたスーパフレーム書式のオフセット整列を選択する、上述した方法がまた含 まれる。 提案された整列を選択する動作(c)が他のスーパフレーム書式に対してフレ ームの小数分だけの整列上の偏移を考慮する、上述した方法がまた含まれる。 多搬送波変調を使用するデータ伝送システムにおけるデータの伝送のためにス ーパフレームのシンボルにビットを配分する方法がまた含まれ、本方法は、(a )データ伝送に対するサービス・リクエストを受信する動作と、(b)サービス ・リクエストに基づいてスーパフレーム書式を選択する動作と、(c)選択 されたスーパフレームの整列を決定する動作と、(d)その整列を有する選択さ れたスーパフレーム書式の周波数トーンにビットを配分する動作と、(e)ビッ トの配分を施された選択されたスーパフレームについて性能基準を決定する動作 と、(f)少なくとも1つの他のスーパフレーム書式について動作(b)〜(e )を繰り返す動作と、(g)決定された性能基準に従ってスーパフレーム書式を 選択する動作とを含む。 決定する動作(c)によって決定された整列が選択されたスーパフレーム書式 の最良整列である、上述した方法がまた含まれる。 選択されたスーパフレーム書式が最良性能を与えるスーパフレーム書式の1つ である、上述した方法がまた含まれる。 本方法が、(h)配分する動作(d)に先立ち、サービス・リクエストをサポ ートするために必要とされるビットの数を決定する動作をさらに含み、配分する 動作(d)は選択されたスーパフレーム書式の複数の周波数トーンに所定の数の ビットを配分する、上述した方法がまた含まれる。 本方法が、(i)配分する動作(d)に先立ち、選択されたスーパフレーム書 式内の少なくとも複数の周波数トーンについて性能インディシアを得る動作をさ らに含み、配分する動作(d)は性能インディシアに基づいて選択されたスーパ フレーム書式の複数の周波数トーンに所定の数のビットを配分する、上述した方 法がまた含まれる。 整列を決定する動作(c)が、(c1)選択されたスーパフレーム書式の提案 された整列を選択する動作と、(c2)選択されたスーパフレーム書式の周波数 トーンにビットを配分する動作と、(c3)ビットの配分を施された選択された スーパフレーム書式について性能基準を決定する動作と、(c4)少なくとも1 つの他の提案された整列について動作(c1)〜(c3)を繰り返す動作と、( c5)決定された性能基準に従ってスーパフレーム書式について提案された整列 の1つを選択する動作とを含む、上述した方法がまた含まれる。 本発明はまた、混合データ伝送方式を有するデータ伝送システム用のトランシ ーバを含み、データ伝送システムは、スーパフレーム構造を有する第1のデータ 伝送方式に従って多搬送波変調を使用してデータを送信する送信機を含み、スー パフレーム構造は複数のフレームを有する。データ伝送システムはまた、スーパ フレーム構造を有する第1のデータ伝送方式に従って多搬送波変調を使用する送 信機によって送信されたデータを回復する受信機と、スーパフレーム構造の第1 の組のフレームに対するデータの送信用のビット配分を記憶する第1の送信ビッ ト配分表と、スーパフレーム構造の第2のフレームに対するデータの送信用のビ ット配分を記憶する第2の送信ビット配分表と、スーパフレーム構造の第1の組 のフレームに対するデータの受信用のビット配分を記憶する第1の受信ビット配 分表と、スーパフレーム構造の第2の組のフレームに対するデータの受信用のビ ット配分を記憶する第2の受信ビット配分表とを含む。 第1の送信ビット配分表及び第2の送信ビット配分表がスーパフレーム・ビッ ト配分表に記憶される、上述したトランシーバがまた含まれる。 第1の送信ビット配分表と第2の送信ビット配分表と第1の受信ビット配分表 と第2の受信ビット配分表とがスーパフレーム・ビット配分表に記憶される、上 述したトランシーバがまた含まれる。 第1のデータ伝送方式がADSLである、上述したトランシーバがまた含まれ る。 混合データ伝送方式が、漏話干渉の原因となる重なり合うアップ・ストリーム 及びダウン・ストリーム・データ伝送を有し、第1の送信ビット配分表と第2の 送信ビット配分表と第1の受信ビット配分表と第2の受信ビット配分表とに記憶 されたビット配分が漏話干渉の影響を減少させるように決定される、上述したト ランシーバがまた含まれる。 第1の送信ビット配分表に記憶されたビット配分が第2の送信ビット配分表に 記憶されたビット配分より比較的大きい、上述したトランシーバがまた含まれる 。 第1の送信ビット配分表に記憶されたビット配分が第2の送信ビット配分表に 記憶されたビット配分より比較的小さい、上述したトランシーバがまた含まれる 。 混合伝送方式が第1のデータ伝送方式及び第2のデータ伝送方式を含み、第1 のデータ伝送方式及び第2のデータ伝送方式がバインダを共用する、上述したト ランシーバがまた含まれる。 第1のデータ伝送方式がADSLであり、第2のデータ伝送方式がISDNで ある、上述したトランシーバがまた含まれる。 本発明の多くの特徴及び利点は上述の説明から明らかであり、それゆえ、添付 の請求の範囲は本発明のこのような特徴及び利点にわたることを意図する。さら に、多くの変更形態及び変形形態が当業者に容易に浮かぶから、図示されかつ説 明された通りの構造及び動作に本発明を限定することは望まない。ゆえに、すべ ての適当な変更形態及び等価形態は本発明の範囲に包含されると主張する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR, NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,KE,L S,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL ,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR, BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,DK,E E,ES,FI,GB,GE,GH,HU,IL,IS ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK, LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,M N,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU ,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM, TR,TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,Z W 【要約の続き】 ぞれ得る。シンボルが発生されたのち、それらの情報 は、変調及び時間領域信号への変換のために、IFFT ユニット(112)に供給される。結果の時間領域信号 がDACユニット(114)によってアナログ信号に変 換される。送信機(500)はまた、コントローラ(5 08)を含み、このコントローラは、中でも、有効に個 別化された配分表(506)の適正な選択を制御する。 また、システム性能を改善するためにスーパフレーム書 式の選択及び整列技術が開示されている。異なる伝送方 式に係わるデータ伝送システムの場合は、望ましくない 漏話干渉を減少させるために、異なるビット配分を使用 することができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.多搬送波変調を使用するデータ伝送システム用の送信機であって、 スーパフレームの複数のフレームに対する分離ビット配分情報を含むスーパフ レーム・ビット配分情報を記憶するスーパフレーム・ビット配分表と、 送信されるべきディジタル・データを受け取り、前記スーパフレーム・ビット 配分表に記憶された前記フレームと関連したスーパフレーム・ビット配分情報に 基づいてフレームの周波数トーンに前記ディジタル・データと関連したビットを 符号化するデータ・シンボル・エンコーダと、 フレームの周波数トーン上の前記符号化されたビットを変調して被変調信号を 発生する多搬送波変調ユニットと、 前記被変調信号をアナログ信号に変換するディジタル/アナログ変換器と、 を含む送信機。 2.前記データ・シンボル・エンコーダが、前記スーパフレーム・ビット配分 表に記憶された前記スーパフレーム・ビット配分情報の異なる部分を使用するこ とによって、スーパフレームの種々のフレーム内に異なってビットを配分するこ とができる、請求項1記載の送信機。 3.前記送信機が、 前記送信されるべきディジタル・データを記憶するバッファと、 前記スーパフレーム・ビット配分表に動作的に接続された、前記スーパフレー ム・ビット配分表に記憶された前記スーパフレーム・ビット配分情報の異なる部 分の検索を制御するように動作するコントローラと、 をさらに含む、請求項2記載の送信機。 4.前記スーパフレーム・ビット配分表が、 前記スーパフレームの第1の組の前記フレーム用の第1のビット配分表と、 前記スーパフレームの第2の組の前記フレーム用の第2のビット配分表と、 を含む、請求項1記載の送信機。 5.他の伝送方式からの漏話干渉の影響を減少させるために前記第1のビット 配分表に記憶されたビット配分が前記第2のビット配分表に記憶されたビット配 分より大きい、請求項4記載の送信機。 6.送信機によって送信されたデータを回復する装置であって、 送信されたアナログ信号を受け取り、該アナログ信号からディジタル信号を発 生するアナログ/ディジタル変換器であって、前記送信された信号が、送信され たデータを表す時間領域信号である、アナログ/ディジタル変換器と、 前記ディジタル信号を受け取り、該ディジタル信号を復調してディジタル周波 数領域データを発生する復調器と、 スーパフレームの複数のフレームに対する分離ビット配分情報を含むスーパフ レーム・ビット配分情報を記憶するスーパフレーム・ビット配分表と、 該スーパフレーム・ビット配分表に記憶されたフレームと関連したスーパフレ ーム・ビット配分情報に基づいて前記フレームの周波数トーンから前記ディジタ ル周波数領域データと関連したビットをデコードするように動作するデータ・シ ンボル・デコーダと、 を含む装置。 7.多搬送波変調を使用するデータ伝送システムにおけるデータの伝送のため にスーパフレームのシンボルにビットを配分する方法であって、 (a)データ伝送に対するサービス・リクエストを受信する動作と、 (b)該サービス・リクエストをサポートするために必要とされるビットの数を 決定する動作と、 (c)スーパフレーム内の複数のシンボルについて性能インディシアを得る動作 と、 (d)該性能インディシアに基づいて前記スーパフレーム内の複数のシンボルに 前記決定された数のビットを配分する動作と を含む方法。 8.多搬送波変調を使用するデータ伝送システムにおいてデータを伝送するた めに使用されるスーパフレームの整列を決定する方法であって、 (a)データ伝送に対するサービス・リクエストを受信する動作と、 (b)該サービス・リクエストに基づいてスーパフレーム書式を選択する動作と 、 (c)該選択されたスーパフレーム書式の提案された整列を選択する動作と、 (d)前記選択されたスーパフレーム書式の周波数トーンにビットを配分する動 作と、 (e)該ビットの配分を施された前記選択されたスーパフレーム書式について性 能基準を決定する動作と、 (f)少なくとも1つの他の提案された整列について動作(c)〜(e)を繰り 返す動作と、 (g)前記決定された性能基準に従って前記スーパフレーム書式の前記提案され た整列の1つを選択する動作と、 を含む方法。 9.多搬送波変調を使用するデータ伝送システムにおけるデータの伝送のため にスーパフレームのシンボルにビットを配分する方法であって、 (a)データ伝送に対するサービス・リクエストを受信する動作と、 (b)該サービス・リクエストに基づいてスーパフレーム書式を選択する動作と 、 (c)該選択されたスーパフレーム書式の整列を決定する動作と、 (d)該整列を有する前記選択されたスーパフレーム書式の周波数トーンにビッ トを配分する動作と、 (e)該ビットの配分を施された前記選択されたスーパフレーム書式について性 能基準を決定する動作と、 (f)少なくとも1つの他のスーパフレーム書式について動作(b)〜(e)を 繰り返す動作と、 (g)前記決定された性能基準に従って前記スーパフレーム書式を選択する動作 と、 を含む方法。 10.混合データ伝送方式を有するデータ伝送システム用のトランシーバであ って、前記データ伝送システムが、 スーパフレーム構造を有する第1のデータ伝送方式に従って多搬送波変調を使 用してデータを送信する送信機であって、前記スーパフレーム構造が複数のフレ ームを有する、送信機と、 前記スーパフレーム構造を有する前記第1のデータ伝送方式に従って多搬送波 変調を使用する送信機によって送信されたデータを回復する受信機と、 前記スーパフレーム構造の第1の組の前記フレームに対するデータの送信用の ビット配分を記憶する第1の送信ビット配分表と、 前記スーパフレーム構造の第2の組の前記フレームに対するデータの送信用の ビット配分を記憶する第2の送信ビット配分表と、 前記スーパフレーム構造の前記第1の組のフレームに対するデータの受信用の ビット配分を記憶する第1の受信ビット配分表と、 前記スーパフレーム構造の前記第2の組のフレームに対するデータの受信用の ビット配分を記憶する第2の受信ビット配分表と、 を含むトランシーバ。
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