JP2004537893A - ソフトウェアで制御されるマルチ‐モードの双方向性通信装置 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、一般に、ブロードバンド・データの送信に関する。本発明は、特に、多数の標準システム(北米および欧州のDOCSIS標準システム)に適合する双方向性の通信装置(例えば、ケーブル・モデム)に関する。
【背景技術】
【0002】
ケーブル・モデムのような双方向性の通信装置は、北米のDOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specifications:データ・オーバ・ケーブル・サービス・インタフェース仕様)標準または欧州のDOCSIS標準のような単一の標準に基づいて動作するように設計されている。DOCSISが初めて欧州の顧客(ユーザ)に提案されたとき、欧州版のDOCSIS標準は当初は利用できなかった。欧州の多くのケーブル事業者たちは北米のDOCSIS標準を展開させ始めた。これらのケーブル事業者たちは現在、欧州のDOCSISに従うシステムへ変更する必要を表明している。
【0003】
欧州のDOCSISケーブル・モデムと北米のDOCSISケーブル・モデムとの間には3つの大きな相違がある。第1に、ケーブル・モデム内のダイプレクサ(diplexer)は、モデムが欧州のDOCSIS装置であるか或いは北米のDOCSIS装置であるかに依り、異なるクロスオーバ点を有する、この2つの標準では、フォワード(ダウンストリーム)とリターン(アップストリーム)に割り当てられたデータ・チャンネルの帯域幅が僅かに異なるからである。このダイプレクサのクロスオーバ点の相違は、欧州と北米のDOCSIS標準に従う装置の高域フィルタと低域フィルタに異なるカットオフ周波数が使用されることに因る。第2に、欧州のDOCSISに従う装置のフォワード・データ・チャンネルの帯域幅は8MHzであるのに対して、北米のDOCSISに従う装置のフォワード・データ・チャンネルの帯域幅は6MHzである。このチャンネル帯域幅の相違は、ガード・バンド(guard band)なしに付加的チャンネルが所望チャンネと隣接しているとき性能を最大限にするために異なる表面弾性波(SAW)フィルタを使用することによる。第3に、欧州のDOCSISに対するフォワード・データ・チャンネルは、北米のDOCSISに対して使用されるフォワード誤り訂正(FEC)スキームに代るFECスキームを規定している。よって、ケーブル事業者たちが欧州のDOCSIS標準に従うケーブル・モデムの使用に切り替えると、それに応じて、各DOCSIS標準について異なるケーブル・モデムを製造するために規模に基づくの経済的コストが上昇する。
【発明の開示】
【0004】
(発明の概要)
これまでの従来技術に関連する不利な点は、ケーブル・モデムのような双方向性の通信装置を用いてマルチ‐モード(マルチ‐スタンダード:多標準)信号を処理するための方法および装置である本発明により解決される。この方法では、複数のチャンネルのうちの1つに同調し、ダウンストリーム信号(これは、第1のサービス・インタフェース標準に従う第1の帯域幅を有する)を検索する。
【0005】
ダウンストリーム信号が検出されない場合、第2のサービス・インタフェース標準に従う第2の帯域幅を有するダウンストリーム信号について検索が繰り返される。このダウンストリーム信号が検出されない場合、次のチャンネルが同調され、前記第1のサービス・インタフェース標準に従う第1の帯域幅を有するダウンストリーム信号の検索が実行される。ダウンストリーム信号が検出されない場合、前記第2のサービス・インタフェース標準に従う前記第2の帯域幅を有するダウンストリーム信号が検索される。この方法では、ダウンストリーム・データ信号が検出されるまで、各チャンネルに同調し繰り返し検索する。
【0006】
本発明による装置は、高域フィルタと低域フィルタを含むダイプレクサ(diplexer)、高域フィルタに結合されるダウンストリーム処理回路、および低域フィルタに結合されるアップストリーム処理回路を具えている。検出器は複数の周波数を検索し、少なくとも1つのサービス・インタフェース標準(例えば、欧州および北米のDOCSIS)のダウンストリーム・データ信号を捕捉(acquisition)するために各周波数がチェックされてから、次の周波数がチェックされる。
【0007】
本発明の開示は,添付されている図面に関連して以下の詳細な説明を考慮することにより容易に理解することができる。理解を容易にするために、各図面に共通する同じ要素は、できるだけ同じ参照番号を使用して表している。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
本発明は主として、データ通信システムにおけるケーブル・モデムに関連して説明されるが、他のマルチ‐モード/マルチ‐スタンダード双方向性通信装置(衛星ターミナル、ディジタル加入者ラインDSLモデムなど)にも本発明を組み込むことにより利益の得られることが当業者には理解できるであろう。複数の標準方式(北米および欧州のDOCSIS標準方式など)の下に動作する単一のケーブル・モデムを具えることにより、規模における経済性を介して、製造者、転売者、および賃借者のために、全体的なコストが低減される。
【0009】
本発明の1つの実施例に従って、ケーブル・モデムは単一のダイプレクサ(これは、ケーブル・トランスポート・ネットワークを介して、例えば、コンピュータ装置をサービス・プロバイダに結合するのを容易にする)を具えている。特に、ここに例示するケーブル・モデムを利用して、サービス・プロバイダからコンピュータ装置へダウンストリームのブロードバンド・データ信号を供給する。また、このケーブル・モデムを利用してコンピュータからサービス・プロバイダにアップストリームのベースバンド・データ信号を転送する。更に、このケーブル・モデムは、北米のDOCSIS標準と欧州のDOCSIS標準(この明細書に参考として組み込まれている)に基づいて、異なるダウンストリーム帯域幅の制約内で選択的に動作する。また、この実施例のケーブル・モデムは、欧州のDOCSIS標準に従って、アップストリーム・データ信号を選択的に通過させることができると共に、北米のDOCSIS標準に従って、アップストリーム・データ信号のかなりの部分を通過させることもできる。
【0010】
図1は、マルチ‐モードの双方向性通信装置102を具えているデータ通信システム100をブロック図で示す。装置102は、この実施例におけるケーブル・モデムである。データ通信システム100は、入力/出力(I/O)装置104(コンピュータ、ハンドヘルド装置、ラップトップ、あるいはデータを送信/受信できる他の装置)を有する最終使用者(一般のユーザ)に電子的に送信されるディジタル・データを供給するサービス・プロバイダ160を含んでいる。サービス・プロバイダ160は、ケーブル・トランスポート・ネットワーク150を介し、マルチ‐モード(multi‐mode)の双方向性通信装置(例えば、ケーブル・モデム)102に結合されている。
【0011】
サービス・プロバイダ160は、低速、中速、または高速のデータ送信、複数の音声チャンネル、映像チャンネルなどを供給できるエンティティ(entity:構成要素、実体)である。特に、データは、種々の衛星放送用のフォーマット(例えば、ディジタル放送衛星(Digital Broadcast Satellite:DBS))、ケーブル伝送システム(例えば、高精細度テレビジョン(High Definition TeleVision:HDTV))、ディジタルビデオ放送(Digital Video BroadCasting:DVB‐C:すなわち、欧州のディジタル・ケーブル標準)などのようなフォーマットでサービス・プロバイダ160から無線周波(RF)搬送波信号で伝送される。
【0012】
サービス・プロバイダ160は、ケーブル・トランスポート・ネットワーク150でデータを供給する。或る実施例において、ケーブル・トランスポート・ネットワーク150は、北米または欧州のDOCSIS標準に基づいて指定される、従来の双方向性ハイブリッド・ファイバ同軸ケーブル・ネットワークである。
【0013】
動作を説明すると、サービス・プロバイダ160は、ダウンストリームのデータ信号をRF搬送波信号で変調し、この信号を、ケーブル・トランスポート・ネットワーク150を介してケーブル・モデム102に供給する。RF信号は受信され、同調され、濾波されて所定の中間周波数(IF)信号になる。IF信号は次に復調されて、1つ以上のベースバンド信号になるか、または処理されて、データ・パケットになる。データ・パケットは、例えば、ケーブル105(ユニバーサル・シリアル・バス(Universal Serial Bus:USB)、同軸ケーブルなど)を介して、更に送信される。同様に、コンピュータ装置104のユーザは、アップストリーム・データ信号をケーブル105を介してケーブル・モデム102に送る。ケーブル・モデム102は、アップストリームのベースバンド・データ信号をコンピュータ装置104から受け取り、このデータ信号を変調して、RF搬送波にアップコンバートし、ケーブル・トランスポート・ネットワーク150を介してサービス・プロバイダ160に送り返す。
【0014】
ケーブル・モデム102は、ダイプレクサ130、アップストリーム処理回路106、ダウンストリーム処理回路108、コントローラ126、およびメディア・アクセス・コントローラ(MAC)124を具えている。ダイプレクサ130は、ケーブル・トランスポート・ネットワーク150とケーブル・モデム102との間でデータを伝送する。ダイプレクサ130は、高域フィルタ132と低域フィルタ134を具えている。高域フィルタ132は処理済みのダウンストリームRF信号をコンピュータ装置104に供給する。例えば、106MHz以上の周波数を有するRF信号は通過させられ、106MHz以下の周波数は減衰される。
【0015】
ダイプレクサ130は、アップストリーム処理回路106とダウンストリーム処理回路108に結合される。高域フィルタHPF132は、ダウンストリームのデータ信号をダウンストリーム処理回路108に送り、低域フィルタLPF134は、アップストリーム処理回路106からリターン信号(例えば、ユーザのリクエスト)を受け取る。以下に詳細に述べるが、欧州のDOCSIS標準に基づく動作の間、または北米のDOCSIS標準に基づく動作の間、HPF132とLPF134は何れも利用できる。
【0016】
サポート回路115(電圧調整器、増幅器など)は、ダウンストリーム処理回路108とアップストリーム処理回路106、およびケーブル・モデム102内の他の回路の動作を支援する。コントローラ126は、変調器110、復調器118、およびMAC(Media Access Control)124を制御する埋め込み式マイクロ‐コントローラである。
【0017】
ダウンストリーム処理回路108は、チューナ112、および帯域幅8MHzの表面弾性波(Surface Accoustic Wave:SAW)フィルタ114を介してチューナ112に選択的に結合されるマルチ‐レート(multi‐rate)復調器118を具えている。チューナ112は、例えば、インディアナ州インディアナポリス所在のトムソン・マルチメディア社(Thomson Multimedia,Inc.)製作のDIT9310型である。欧州のDOCSISモードで動作しているとき、SAWフィルタ114は、帯域幅8MHzを有するIF信号をマルチ‐レート復調器118に供給する。復調器118は、ITUJ.83付録Aの標準に基づく要件の範囲内で動作する。北米のDOCSISモードで動作しているとき、SAWフィルタ114は、帯域幅8MHzを有するIF信号を復調器118に供給する。復調器118は、ITUJ.83付録Bの標準に基づく要件の範囲内で動作する。マルチ‐レートの復調器118は、カリフォルニア州アーバインのブロードコム社(Broadcom Inc.)が製作するBCM3350型である。
【0018】
ダウンストリーム処理回路108は、コントローラ126から供給される選択信号に応答して、複数のダウンストリーム・データ信号のうち少なくとも1つに選択的に同調してこれを復調し、″受け取る″ダイプレクサ130は、106MHz以上の全てのダウンストリーム・データ信号を、高域フィルタHPF132を介してチューナ112に送る。チューナ112はHPF132から受信されるダウンストリームRF信号を、所定のIF周波数信号にダウンコンバートする。チューナ112は、このIF周波数信号を8MHzSAWフィルタ114を介して復調器118に送る。フィルタで濾波されたIF信号は、復調回路118で復調され、1つ以上のベースバンド信号となる。これらのベースバンド信号はメディア・アクセス・コントローラ(MAC)124に送られ、ここで、受信された信号は、以下に詳細に述べるように、ビットストリームにパケット化される。
【0019】
北米のDOCSIS標準に基づいて動作しているとき、SAWフィルタ114は、帯域幅8MHzを有するIF信号(36.125MHzを中心とする)を復調器118に供給し、復調器118は、その中のベースバンド信号を抽出する。同様に、欧州のDOCSIS標準に基づいて動作しているとき、SAWフィルタ114は、帯域幅8MHzを有するIF信号(36.125MHzを中心とする)を復調器118に供給し、復調器118は、その中のベースバンド信号を抽出する。何れにしろ、ベースバンド信号はメディア・アクセス・コントローラ(MAC)124に送られ、その後、コンピュータ装置に送られ、コントローラ126により管理される。
【0020】
このベースバンド信号は、パケット(例えば、MPEGの基本ストリーム・パケット)に形成される。メディア・アクセス・コントローラ(MAC)124、コントローラ126、およびその他のディジタル回路は、このパケット化されたデータを更に処理し(例えば、適当なトランスポート・パケット内にカプセル化または付加し)、この処理されパケット化されたデータをコンピュータ装置104(または他の情報装置)に配信する。特に、メディア・アクセス・コントローラ(MAC)124は、パケット化されたビットストリームをコントローラ126に送り、ここでデータは処理され(例えば、フォーマット化され)、コンピュータ装置104とインタフェースがとられる。コントローラ126は、フォーマット化されパケット化されたビットストリームを、更なる処理(例えば、データの抽出およびアップコンバージョン)のために、ケーブル105を介してコンピュータ装置104に転送する。
【0021】
アップストリーム処理回路106は、変調器110および他のサポート回路、例えば、増幅器、フィルタ、電圧調整器など(図示せず)を具えている。変調器110は、コンピュータ装置104からのアップストリーム信号を変調して、サービス・プロバイダ160に送信する。ユーザは、データ、データのリクエスト、または他のユーザのリクエストをサービス・プロバイダに送る。ユーザのリクエストは、アップコンバートされ、アップストリームのRF信号に変調される。或る実施例では、マルチ‐レート復調器118、変調器110、およびメディア・アクセス・コントローラ(MAC)124は物理的に1つのASICに統合される。別の実施例では、当業者に明らかなように、個別の構成部品も使用される。
【0022】
コントローラ126は、メモリ128に結合される。メモリ128は、不揮発性メモリ(例えば、EEPROM)を含み、また必要に応じて、RAMおよびキャッシュ・メモリのような揮発性メモリを含んでいる。メモリ128は、プログラム・コードを記憶し、これによって、ケーブル・トランスポート・ネットワーク150から受信されるダウンストリーム信号の形式を検出する方法300が得られる。方法300で検索を行って、同調されたダウンストリーム信号が、欧州のDOCSISまたは北米のDOCSIS標準に属するかどうかが判定される。ダウンストリーム信号の形式が検出されると、復調器118は、ダウンストリーム信号を更に処理する(すなわち、ベースバンド信号を抽出する)ように設定される。
【0023】
また、ダウンストリーム信号が識別されると、変調器110は、ケーブル・モデム・ターミネーション・システム(Cable Modem Termination System:CMTS)で指定される信号の形式に設定することもでき、それによって、アップストリーム信号が得られる。ケーブル・モデム・ターミネーション・システム(CMTS)は、DOCSIS標準の要素であって、ケーブル・テレビジョン・システムによる高速データ転送用の一組の仕様書となる。ケーブル・モデム・ターミネーション・システム(CMTS)で指定される信号の形式は、多重技術(例えば、とりわけ、TDMA、CDMA)、圧縮技術(例えば、QPSK)シンボル・レート、および変調器110を設定するための他のパラメータを決める。
【0024】
図2は、図1のダイプレクサ130の応答曲線200をグラフで表す。応答曲線200は、縦座標202と横座標204からなる。縦座標202は、挿入損を(デシベルdBで)表し、横座標204は、周波数を(メガヘルツMHzで)表す。
【0025】
図1と図2に関して、高域フィルタHPF132は、106MHz以上の周波数を有するRFデータ信号を通過させる(HPFの応答曲線206で示す)。北米のDOCSIS標準に基づいて、ダウンストリームのデータ信号は、90MHz以上の中心周波数で伝送される(HPF応答曲線208:破線で示す)。ダウンストリーム信号の帯域幅は、6MHzであり、HPF132は、少なくとも87MHzの周波数を通過させることができる(図2のコーナ周波数214として示す)。
【0026】
欧州のDOCSIS標準に基づいて、ダウンストリームのデータ信号は110MHz以上の中心周波数で伝送され、HPF132は、少なくとも106MHzの周波数を通過させる(図2のコーナ周波数216として示す)。本発明の1つの実施例では、ダイプレクサ130に高域フィルタ132が1つだけ使用されている。HPF132は、110MHz以上の中心周波数でRFデータ信号を通過させる。北米のDOCSIS標準に基づいて、110MHz以下の中心周波数を有するデータ信号は、復調器118に通されない。しかしながら、北米および欧州のケーブル事業者は大抵、106MHz以上の周波数を使用しているので、110MHz以下の中心周波数を有する信号は一般のユーザにとって問題にならない。
【0027】
北米のケーブル事業者たちは通常、アナログ・ビデオ信号を低い周波数(例えば、54‐300MHz)に配置している。一般に、ケーブル・プラント(cable plant)は、比較的低い周波数において、より良い信号対雑音(S/N)比を有すると共により少ない進入(ingress)を有するからである。アナログ信号の数はケーブル・プラントによって異なる。アナログ・ビデオ信号は、ケーブル・モデム信号よりも、このようなチャンネル妨害(impairments)の影響を受け易い。従って、ケーブル事業者は通常、ケーブル・モデムのダウンストリーム・データ・チャンネルを比較的高い周波数(すなわち、106MHz以上)に配置する。ディジタル信号は通常、比較的高い周波数(例えば、300MHz以上)において追加されるが、このような比較的高い周波数は使用されないので、チャンネル形成のために利用できる。更に、北米および欧州のDOCSIS標準に基づいて、ディジタルのダウンストリームRF信号は、ほとんど全て106MHz以上であるので、このようなダウンストリームRFデータ信号を、ケーブル・モデム102で更に処理するために、通過させるのに単一のHPF132は適している。図2におけるHPFのディジタル応答曲線206は、106MHz以上の周波数に対する低レベルの挿入損202を示す。
【0028】
図4は、図1のケーブル・モデム102のSAWフィルタ114との関連において、北米のDOCSIS標準に従って動作するデータ・チャンネル402についての周波数応答曲線400を示す。欧州のDOCSIS標準に対するダウンストリームのデータ・チャンネルは8MHzの帯域幅であり、北米のDOCSIS標準では6MHzの帯域幅である。従来技術によるケーブル・モデムでは、ガード・バンドなしに付加的チャンネルが所望チャンネルと隣接するとき、性能を最大限にするために、各DOCSIS標準に基づいて異なるSAWフィルタが使用された。特に、北米のDOCSIS標準の下では6MHzのSAWフィルタが使用され、欧州のDOCSIS標準の下では8MHzのSAWフィルタが使用された。この明細書で説明するケーブル・モデム102の実施例では、ケーブル・モデム102が適正に動作するために、SAWフィルタは少なくとも、最大帯域幅の信号と同じ帯域幅でなければならないので、8MHzのSAWフィルタが1つだけ使用されている。図1に関連して上述したように、高域フィルタHPF132が106MHz以上のデータ信号を通過させると、SAWフィルタ114は、8MHzの帯域幅を有する中心(centered)IF信号を復調器118に供給する。
【0029】
図4に、北米のDOCSIS標準に基づいて6MHzの帯域幅を有する所望データ・チャンネル404を示す。また、6MHzの帯域幅を有する2つの隣接するデータ・チャンネル406と408も存在する。例えば、ユーザが選択する所望チャンネルは120MHzの中心周波数を有する。隣接するチャンネル406と408(もし存在すれば)はそれぞれ中心周波数114MHzと126MHzを有する(その間にガード・バンドは配置されない)。図4において、曲線410で示すように、8MHzSAWフィルタは、所望チャンネル404の信号(帯域幅6MHz)全体を通過させ、それに加えて、隣接する各チャンネル(406と408)の信号部分1MHzを通過させる。この隣接チャンネル(406と408)からの2MHzの追加的データ信号はケーブル・モデム102の性能を低下させる。例えば、もし全信号出力が増加すると、追加的な隣接チャンネルの出力は,ダウンストリーム処理回路108におけるSAWフィルタの後にある能動装置(例えば、復調器118)を歪ませる。これに代り、もし全出力を一定に保てば、所望信号は復調器118内のアナログ/ディジタル変換器(図示せず)の全範囲(full range)を使用しないであろう。
【0030】
図5は、図1のケーブル・モデムのSAWフィルタ114に関連して、北米DOCSIS標準に基づいて作用するガード・バンド502を有するデータ・チャンネルについての周波数応答曲線500を示す。サービス・プロバイダ160は、所望データ・チャンネル404と隣接チャンネル406と408との間で1MHzのガード・バンド502を具えることによって、隣接チャンネル(406、408)から生じる所望チャンネル404の性能の低下を最小限度に抑える。
【0031】
図3は、図1のケーブル・モデム102を使用して、ダウンストリームの信号を検出する方法300をフローチャートで示す。方法300では、ダウンストリームのデータ・チャンネルを指定された周波数に同調させ、欧州と北米の64QAMおよび256QAM信号の捕捉(acquisition)が試みられてから、次の周波数に同調する。
【0032】
例示する方法300は、欧州のDOCSIS動作モード用に最適化される。或る実施例で、方法300では、最初に複数のプリセット(preset)周波数チャンネルからダウンストリームの信号を検索する。もしダウンストリームの信号がプリセット・チャンネルのどれにも見つからなければ、複数のCCIR(Consultative Committee for International Radio:国際無線通信諮問委員会)の周波数チャンネルからダウンストリームの信号を検索する。ダウンストリーム信号が、CCIRチャンネルの何れにも見つからなければ、方法300は次に、複数のUK(United Kingdom:英国)の周波数チャンネルからダウンストリーム信号を検索する。
【0033】
方法300は、ステップ301から始まり、ステップ302に進み、ここでカウンタがゼロに設定される。ステップ304で、走査リストが存在するかどうかを判定する。或る実施例で、ケーブル・モデムは、複数のプリセット・チャンネル(例えば、10個のプリセットされたチャンネル)を有する走査リストを記憶する。このプリセット・チャンネルは、例えば、見つけるのに長時間を要する珍しいベンダー(vendor)チャンネルである。例示する10個の周波数の設定は、メモリ128(例えば、EEPROM)内に記憶される。もしステップ304における判定がNOであれば、ステップ318に進む。
【0034】
ステップ304での判定がYESであれば、次にステップ306で、チューナ112は第1の複数の走査リストの(所定の)チャンネル周波数に同調される。すなわち、ケーブル・モデム102は、これらのプリセット・チャンネルの各々を順次にチェックしてから、他のタイプのチャンネル(例えば、欧州のCCIR/UKチャンネルまたは北米のIRC/HRCチャンネルなど)をチェックする。その理由は、プリセットされたチャンネルは頻繁に利用されるからである。ステップ306で第1のチャンネル周波数に同調後、ステップ308で、帯域幅8MHzの欧州DOCSIS標準(付録A)のダウンストリーム信号(64QAMおよび256QAM信号)の捕捉を検索する。ステップ310で、ダウンストリーム信号が捕捉されると、ステップ362に進み、ここで、アップストリーム信号のパラメータが捕捉(acquire)される。
【0035】
ステップ362で、ダウンストリーム信号が捕捉されると、アップストリーム処理回路106は、情報をアップストリームに送信するために、他にもアップストリームのパラメータはあるがとりわけ、適当な出力信号、変調スキームを決定しなければならない。特に、変調器110は、コンピュータ装置104からアップストリームに送られたベースバンド信号の変調を可能にするために、ケーブル・モデム・ターミネーション・システム(CMTS)で指定されるチャンネル周波数を設定する。次に、ステップ364に進み、ここで方法300は終了する。
【0036】
ステップ310で、その同調されたプリセット・チャンネルについて、欧州標準に基づく帯域幅8MHz、付録(Annex)Aのダウンストリーム信号が検出されていなければ、ステップ312に進む。ステップ312で、同じチャンネル周波数(例えば、プリセットされたチャンネル)が北米DOCSIS標準(付録B)に基づいてチェックされる。すなわち、チューナ112は同じチャンネル周波数に保たれ、帯域幅6MHz、付録(Annex)Bのダウンストリーム信号について、64QAM信号および258QAM信号の捕捉が試みられる。ステップ314で、6MHzの北米QAM信号が検出されると、ステップ362に進み、ここで復調器118および変調器110は、上述のように、ベースバンド信号の更なる処理を可能にするように設定される。
【0037】
しかしながら、ステップ314で、北米標準のQAM信号の1つが検出されなければ、ステップ316で、同調されたチャンネル周波数が、検索しようとするタイプの最後のものであるかどうか問われる。この最後のプリセット・チャンネル周波数がまだ検索されていなければ、ステップ306に進み、ここでチューナ112は,次のプリセット・チャンネル周波数に順次に同調される。ステップ306〜316は、走査リスト内の各プリセット・チャンネルについて順次に繰り返され、これは、ダウンストリーム信号がプリセット・チャンネルのうちの1つから捕捉される(そしてステップ362に進む)まで、またはステップ316で、ダウンストリーム信号を捕捉することなく最後のプリセット・チャンネルが検索されるまで、順次に繰り返される。ステップ316でダウンストリーム信号を捕捉することなく最後のプリセット・チャンネルが検索されるなら、ステップ318に進む。
【0038】
最初に特定のチャンネル周波数に同調し、その同調したチャンネル上で付録Aと付録Bの64QAMまたは256QAM信号の捕捉をチェックしてから、次のチャンネルに同調する。これは、全てのタイプのチャンネル(例えば、CCIR、UK)について実行されるので、この方法300では、両方のダウンストリーム・データ・チャンネル・モードに対し一度だけチューナ112を同調させることにより検索時間を最小限に抑える。
【0039】
ステップ318で、チューナ112は第1のCCIRチャンネルに同調する。現在94個のCCIRチャンネルのうちどのチャンネルもダウンストリーム信号を搬送する。チューナ112が、CCIRのチャンネル周波数(例えば、最低周波数のチャンネルから始めて)に同調すると、ステップ320で欧州(付録A)DOCSIS標準に基づいて64QAMまたは256QAM、帯域幅8MHzのダウンストリーム信号を捕捉するように検索が実行される。すなわち、現在同調しているチャンネルにおいて、64QAMと256QAM信号の捕捉が試みられてから、次のチャンネル周波数に同調する。
【0040】
ステップ322で、その同調したCCIRチャンネルについて8MHz欧州QAM信号が検出されると、ステップ362に進み、ここで復調器118と変調器110は、上述のように、ベースバンド信号の更なる処理を可能にするように設定される。ステップ322で、帯域幅8MHzの付録Aダウンストリーム信号が、その同調したCCIRチャンネルの欧州標準に基づいて検出されていなければ、ステップ324に進む。
【0041】
ステップ324で、北米DOCSIS標準(付録B)に基づいて、同じチャンネル周波数(例えば、CCIRチャンネル)がチェックされる。すなわち、チューナ112は、同じチャンネル周波数に保たれ、64QAMと256QAMの両信号の捕捉が帯域幅6MHz付録Bのダウンストリーム信号について試みられる。ステップ326で、6MHz北米QAM信号が検出されると、ステップ362に進み、ここで復調器118と変調器110は、上述したように、ベースバンド信号の更なる処理を可能にするように設定される。
【0042】
しかしながら、ステップ326で、北米標準のQAM信号の1つが検出されなければ、ステップ328で、同調したチャンネル周波数が、検索しようとするタイプの最後のものであるか問われる。この最後のCCIRチャンネル周波数がまだ検索されていなければ、ステップ318に進み、ここでチューナ112は、次のCCIRチャンネル周波数に順次に同調される。ダウンストリーム信号が、CCIRチャンネルのうちの1つから捕捉される(そしてステップ362に進む)まで、またはステップ328で、ダウンストリーム信号を捕捉することなく最後のCCIRチャンネルが検索されるまで、ステップ318〜328は、各CCIRチャンネルについて順次に繰り返される。ステップ328で、ダウンストリーム信号を捕捉することなく最後のCCIRが検索されると、ステップ330に進む。
【0043】
ステップ330で、チューナ112は、第1のUK(United Kingdom)チャンネルに同調する。現在94個のCCIRチャンネルのうちどのチャンネルもダウンストリーム信号を搬送する。チューナ112が、CCIRチャンネルの周波数に同調すると、ステップ332で、欧州の(付録A)DOCSIS標準に基づいて、64QAMまたは256QAM、帯域幅8MHzのダウンストリーム信号を捕捉するために検索が行われる。すなわち、64QAMと256QAMの両信号の捕捉が各チャンネルで試みられてから、次のチャンネルに同調する。
【0044】
ステップ334で、その同調したUKチャンネルについて、8MHzの欧州QAM信号が検出されると、ステップ362に進み、ここで上述したように、ベースバンド信号の更なる処理を可能にするために、復調器118と変調器110が設定される。ステップ334で、その同調したUKチャンネルの欧州標準に基づいて、帯域幅8MHz付録Aのダウンストリーム信号が検出されなければ、ステップ336に進む。
【0045】
ステップ336で、同じチャンネル周波数(例えば、UKチャンネル)が、北米のDOCSIS標準(付録B)に基づいてチェックされる。すなわち、チューナ112は、同じチャンネル周波数に保たれ、64QAMと256QAMの両信号の捕捉が、帯域幅6MHz付録Bのダウンストリーム信号に対して試みられる。ステップ338で、6MHzの北米QAM信号が検出されると、ステップ362に進み、上述のように、復調器118と変調器110は、ベースバンド信号の更なる処理を可能にするように設定される。
【0046】
しかしながら、ステップ338で、北米標準QAM信号のうちの1つが検出されなければ、その同調したチャンネル周波数が、検索しようとするタイプの最後のものであるかどうか問われる。もし、この最後のUKチャンネル周波数がまだ検索されていなければ、ステップ330に進み、ここでチューナ112は、次のUKチャンネル周波数に順次に同調される。UKチャンネルの1つからダウンストリーム信号が捕捉される(そしてステップ362に進む)まで、またはステップ340で、ダウンストリーム信号を捕捉することなく最後のUKチャンネルが検索されるまで、ステップ330〜340は、各UKチャンネルについて順次に繰り返される。もしステップ340で、ダウンストリーム信号を捕捉することなく最後のUKチャンネルが検索されると、ステップ342に進む。
【0047】
ステップ342で、カウンタは1だけインクリメントされる。これはステップ304〜340を通る第1のパス(pass)を意味する。或る実施例において、ダウンストリーム信号が検出されるまで、またはカウンタの値が2にインクリメントされるまで、ステップ304〜340は2回繰り返される。ステップ342で、プリセットされた全てのCCIRまたはUKチャンネル周波数を通じて、ダウンストリームのデータ信号が、第1のパスで検出されなければ、ステップ304〜340について上述したように、プリセットされたCCIRおよびUKチャンネルの周波数を通じて第2のパスを実行する。
【0048】
方法300は、各チャンネルに亘って第2のパスを実行して、ダウンストリーム信号を識別し且つケーブル・モデム102の能率を高める第2の機会をケーブル・モデム102に与える。このような第2の機会は、ケーブル・モデム102にダウンストリーム信号を失わせるような、ケーブル・モデムに関連しない中断(例えば、ヘッドエンドで生じる中断、灯火管制、または他のダウンストリームの中断)が生じる場合に必要である。
【0049】
もしステップ310、314、322、326、334、または338において、ステップ304〜340の第2のパスの間に、チャンネル周波数の1つが検出されると、上述したように、ステップ362に進む。しかしながら、もしステップ304〜340の第2のパスの間に、チャンネル周波数が1つも検出されず、且つステップ344でカウンタの値が2(counter=2)になれば、ステップ346に進む。
【0050】
ステップ346で、チューナ112は、インクリメンタル・ステップ(例えば、375KHzの増分)で、110MHz〜862MHz間の複数の周波数(中心周波数)のうち第1の周波数に同調される。特に、ステップ346で、チューナ112は、第1の周波数(例えば、110MHz)に同調される。ステップ348で、ダウンストリーム欧州8MHz付録A信号について、64QAMと256QAMの両信号の捕捉が最初に試みられる。ステップ350で、もし欧州8MHz付録A信号が検出されると、上述したように、ステップ362に進む。
【0051】
ステップ350で、欧州8MHz付録A信号が検出されなければ、ステップ352で、同調された第1の周波数について、北米6MHz付録B信号の捕捉が試みられる。ステップ354で、北米6MHz付録B信号が検出されると、上述のように、ステップ362に進む。ステップ354で、北米6MHz付録B信号が検出されなければ、ステップ356に進む。
【0052】
ステップ356で、同調されたチャンネルが、検索される最後のチャンネルであるかどうかが確かめられる。ステップ356で、答えがNOであれば、ステップ358に進み、チューナ112は、次の周波数にインクリメントされる。例えば、チューナは110.375MHz(すなわち、110MHz+増分375KHz)に同調される。ダウンストリーム信号が捕捉されるまで、またはステップ356で、最後のチャンネルが検索されるまで、ステップ348〜358が繰り返される。ステップ356で、最後のチャンネル(例えば、862MHz)の検索が完了すると、ステップ301に進み、ダウンストリーム信号が捕捉されるまで、方法300全体が繰り返される。ダウンストリーム信号が捕捉され、且つステップ362で、アップストリームのパラメータが捕捉されると、ステップ364で、方法300は終了する。
【0053】
方法300は、110MHz〜862MHz間の周波数スペクトルに踏み込むステップ346〜358(これには多くの時間を要する)に先立ち、既知の欧州チャンネルを検索するためにケーブル・モデムを最適化することについて述べられている。別の実施例では、捕捉の順序を最初に、8MHz付録Aチャンネルに代り、6MHz付録Bチャンネルに変更して、北米のDOCSIS標準で検索するためにケーブル・モデム102は最適化される。
【0054】
別の実施例では、ケーブル・モデム102は更に最適化され、CCIRまたはUKチャンネルの代りに、北米の、例えば、HRC(Harmonically Related Carrier:ハーモニックに関連の搬送波)とIRC(Incrementally Related Carrier:インクリメンタルに関連の搬送波)のチャンネルを検索する。すなわち、ステップ318では、125個のIRCチャンネルに順次に同調し、ステップ330では、125個のHRCチャンネルに順次に同調する。勿論、付録Aと付録B標準に基づいて、64QAMと256QAMの両ダウンストリーム信号の検出が、同調された各周波数において実行されてから、次のIRCまたはHRCチャンネルに同調する。
【0055】
更に別の実施例では、方法300は、欧州と北米の周波数を等しくチェックするように設計することができる。具体的には、方法300は、64QAMと256QAMの8MHz付録Aをチェックしてから、プリセット・チャンネル(例えば、10個のプリセットされたチャンネル)の各々について、64QAMと256QAMの6MHz付録B信号の捕捉をチェックする。次に、94個のCCIRチャンネルが同様にチェックされ、それに続いて、125個のIRCチャンネル、94個のUKチャンネル、そして125個のHRCチャンネルがチェックされる。ダウンストリームの信号を捕捉できなければ、ステップ342と344で述べたように、2回目として、既知のプリセットされた、CCIR、IRC、UK、およびHRCチャンネルを検索する。ダウンストリームの信号が既知のチャンネルを通るこの2回目のパスで捕捉できなければ、更に進んで、ステップ346〜358で述べたように、110MHz〜862MHz間の全ての周波数をチェックする。
【0056】
上述のように、ダウンストリーム信号が検出され、そしてDOCSIS標準(すなわち、付録Aまたは付録B)が識別されるまで、変調器110のセッティングはケーブル・モデム102によって設定されない。DOCSIS標準が知れると、アップストリーム信号をサービス・プロバイダ160に供給するように、変調器110を設定することができる。
【0057】
本発明の或る実施例において、ケーブル・モデム102は、単一の65MHz低域フィルタ134を具え、フィルタ134は、北米および欧州のDOCSIS標準に基づいて、アップストリーム信号のために使用される。特に、単一の65MHz低域フィルタ134は、欧州のDOCSIS標準に基づく要求に応じて、5MHz〜65MHz間の周波数を有するアップストリームのデータ信号を通過させる。また、65MHzの低域フィルタ134は、北米のDOCSIS標準でも使用されるので、42MHz〜65MHz間の帯域幅を追加的に利用できる。北米のDOCSIS標準に基づいて、一般に、アップストリームのデータ信号は、5MHz〜42MHz間の周波数範囲内で送信される。
【0058】
図2に関して、LPFの応答曲線210(破線で示す)は、北米のDOCSIS標準に基づいて動作しているとき、42MHz以下の周波数について、低レベルの挿入損202を示す。欧州DOCSIS標準では、アップストリームのデータ信号は、5MHz〜65MHz間の周波数の範囲内で送信される。図2のLPF応答曲線212は、欧州、および北米のDOCSIS標準で動作しているとき、65MHz以下の周波数について、低レベルの挿入損202を示す。従って、ケーブル・モデム102が、北米標準で動作しているとき、多数のユーザがアップストリーム路にアクセスしているとき、混雑したアップストリーム路を緩和するために追加的な帯域幅(42〜65MHz)を利用することもできる。
【0059】
本発明の開示を組み込んだ種々の実施例を示し、この明細書で詳細に説明したが、当業者は、これらの開示を組み込んだ他の多様な実施例を容易に創案することができる。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本発明の原理に従うデータ通信システムで使用するための例示的なマルチ‐モードの双方向性通信装置のブロック図である。
【図2】本発明の原理に従う図1のダイプレクサの応答曲線をグラフで例示する。
【図3A】本発明の原理に従う、図1の装置を使用してダウンストリーム信号を検出する例示的方法のフローチャートである。
【図3B】本発明の原理に従う、図1の装置を使用してダウンストリーム信号を検出する例示的方法のフローチャートである。
【図3C】本発明の原理に従う、図1の装置を使用してダウンストリーム信号を検出する例示的方法のフローチャートである。
【図4】本発明の原理に従って、図1のケーブル・モデムのSAWフィルタに関連し北米のDOCSIS標準に基づいて動作するデータ・チャンネルの周波数応答曲線を示す。
【図5】本発明の原理に従って、図1のケーブル・モデムのSAWフィルタに関連して北米のDOCSIS標準に基づいて動作するガード・バンドを有するデータ・チャンネルの周波数応答曲線を例示する。
Claims (20)
- 双方向性の通信装置(102)で使用する方法であって、ダウンストリームのデータ信号が検出されるまで複数の通信チャンネルの各々について以下のステップ、すなわち、
前記複数の通信チャンネルから1つの通信チャンネルを選択する(306)ステップ、
第1のシステム・インタフェース標準に従う第1の帯域幅を有するダウンストリーム信号をチェック(308)するステップ、および
もし前記第1の帯域幅を有する前記ダウンストリーム信号が検出されなければ(310)、第2のシステム・インタフェース標準に従う第2の帯域幅を有するダウンストリーム信号について前記選択された通信チャンネルをチェック(312)するステップ、を繰り返し実行する、前記方法。 - 前記第1および第2のシステム・インタフェース標準が、北米のDOCSIS標準および欧州のDOCSIS標準を含むグループから選択される、請求項1記載の方法。
- 前記チェックするステップが欧州のDOCSIS標準に対して最適化され、前記第1の帯域幅が8MHzのダウンストリーム信号であり(308、310)、そして前記第2の帯域幅が6MHzのダウンストリーム信号である(312、314)、請求項1記載の方法。
- 前記チェックするステップが北米のDOCSIS標準に対して最適化され、前記第1の帯域幅が6MHzのダウンストリーム信号であり(312、314)、そして前記第2の帯域幅が8MHzのダウンストリーム信号である(308、310)、請求項1記載の方法。
- 複数のプリセット・チャンネルの周波数(304〜316)、複数のCCIRチャンネルの周波数(318〜328)、複数のUKチャンネルの周波数(330〜340)、複数のHRCチャンネルの周波数、および複数のIRCチャンネルの周波数のうち少なくとも1つを前記複数の通信チャンネルが含む、請求項1記載の方法。
- 前記複数の通信チャンネルが更に、連続的な周波数範囲を含む(346〜358)、請求項5記載の方法。
- 前記連続的な周波数範囲をインクリメンタル・ステップ(358)でチェックする、請求項6記載の方法。
- 複数のプリセット・チャンネル周波数(304〜316)、複数のCCIRチャンネル周波数(318〜328)、複数のUKチャンネル周波数(330〜340)、複数のHRCチャンネル周波数、および複数のIRCチャンネル周波数のうち前記少なくとも1つを、少なくとも2回チェックして(342、344)から、前記連続的な周波数範囲(346〜358)をチェックするステップを更に含む、請求項6記載の方法。
- 前記連続的な周波数範囲が110MHz〜862MHz間の周波数範囲を含む、請求項6記載の方法。
- ダウンストリームのデータ信号を検出する(362)と、ダウンストリーム・データ信号のDOCSIS標準に従ってマルチ‐レートの復調器を設定し、且つ
ダウンストリーム・データ信号の中のケーブル・モデム・ターミネーション・システム情報に従って変調器を設定するステップを更に含む、請求項2記載の方法。 - 前記双方向性の通信装置がケーブル・モデムである、請求項1記載の方法。
- マルチ‐モードの双方向性通信装置(102)であって、
高域フィルタ(132)と低域フィルタ(134)を含むダイプレクサ(130)と、
前記高域フィルタに結合されるダウンストリーム処理回路(108)と、
前記低域フィルタに結合されるアップストリーム処理回路(106)と、
複数の通信チャンネルを検索する検出手段(126、300)と、からなり、複数のインタフェース標準の1つに従うダウンストリーム・データ信号を捕捉するためにそれぞれの通信チャンネルがチェックされてから、別の通信チャンネルがチェックされる、前記マルチ‐モード双方向性通信装置(102)。 - 前記ダウンストリーム処理回路が、
チューナ(112)と、
マルチ‐レート復調器(118)と、
前記チューナと復調器との間に選択的に結合されるSAWフィルタ(114)と、からなる、請求項12記載のマルチ‐モード双方向性通信装置。 - 前記SAWフィルタが8MHzの帯域幅を有する、請求項12記載のマルチ‐モード双方向性通信装置。
- 高域フィルタが106MHz以上の信号を通過させる、請求項12記載のマルチ‐モード双方向性通信装置。
- 低域フィルタが65MHz以下の信号を通過させる、請求項12記載のマルチ‐モード双方向性通信装置。
- マルチ‐モードの双方向性通信装置がケーブル・モデム(102)である、請求項12記載のマルチ‐モード双方向性通信装置。
- 複数のインタフェース標準が、北米のDOCSIS標準および欧州のDOCSIS標準を含むグループから選択される、請求項12記載のマルチ‐モード双方向性通信装置。
- 前記検出手段が、8MHzまたは6MHzの帯域幅を有する64QAMと256QAMダウンストリーム信号のうち少なくとも1つを捕捉するために前記複数の通信チャンネルの各々をチェックするコントローラ(126)を具えている、請求項12記載のマルチ‐モード双方向性通信装置。
- 複数のプリセット・チャンネル周波数(304〜316)、複数のCCIRチャンネル周波数(318〜328)、複数のUKチャンネル周波数(330〜340)、複数のHRCチャンネル周波数、および複数のIRCチャンネル周波数のうち少なくとも1つを前記複数の通信チャンネルが含む、請求項19記載のマルチ‐モード双方向性通信装置。
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