JP2022550906A - 全二重ｃａｔｖアーキテクチャにおけるサウンディングのためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

全二重伝送ネットワークにおける干渉グループを管理するためのシステムおよび方法。
【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２０年１０月４日に出願された米国仮特許出願第６２／９１１，０８１号、および２０１９年１１月２０日に出願された米国仮特許出願第６２／９３７，９１３号に対する米国特許法第１１９条（ａ）に基づく優先権を主張するものであり、その両方とも参照により本明細書に組み込まれる。

本出願の主題は、ケーブルモデムのグループを干渉グループに構成し、ＣＡＴＶアーキテクチャにおける全二重伝送を促進する、システムおよび方法に関する。

ケーブルテレビジョン（ＣＡＴＶ）サービスは、多数の中間ノードを含むブランチネットワークを介して、中央配信ユニットから加入者にコンテンツのチャンネルを配信する、「ヘッドエンド」と呼ばれる中央配信ユニットから、大規模な加入者グループにコンテンツを提供する。しかしながら、モダンケーブルテレビジョン（ＣＡＴＶ）サービスネットワークは、テレビチャンネルおよび音楽チャンネルなどのメディアコンテンツを顧客に提供するだけでなく、インターネットサービス、ビデオオンデマンド、ＶｏＩＰなどの電話サービス等などのデジタル通信サービスのホストもまた提供する。これらのデジタル通信サービスは、さらに、ヘッドエンドから、中間ノードを通して加入者への下流方向の通信を要求するだけでなく、加入者から上流方向の、ブランチネットワークを通したコンテンツプロバイダへの通信もまた要求する。

この目的のために、ＣＡＴＶのヘッドエンドには、従来、ケーブル加入者に、例えば、ビデオ、ケーブルインターネット、ボイスオーバーインターネットプロトコルなどの高速データサービスを提供するために使用される、別個のケーブルモデム終端処理システム（ＣＭＴＳ）が含まれていた。典型的には、ＣＭＴＳは、イーサネット（登録商標）インターフェース（または他のより従来の高速データインターフェース）ならびにＲＦインターフェースの両方を含み、その結果、インターネットから来るトラフィックを、イーサネット（登録商標）インターフェースを通して、ＣＭＴＳを通して、次いで、ケーブル会社のハイブリッドファイバー同軸（ＨＦＣ）システムに接続された光ＲＦインターフェースにルーティング（またはブリッジ）することができる。下流トラフィックは、ＣＭＴＳから加入者のホームのケーブルモデムに送られ、一方で、上流トラフィックは、加入者のホームのケーブルモデムからＣＭＴＳに送られる。多くの最新のＣＡＴＶシステムは、ＣＭＴＳの機能とビデオ配信システム（ＥｄｇｅＱＡＭ）を、統合ケーブルアクセスプラットフォーム（ＣＣＡＰ）と呼ばれる単一のプラットフォームに組み合わせた。さらに、リモートＰＨＹ（またはＲ－ＰＨＹ）と呼ばれる他の最新のＣＡＴＶシステムは、ネットワークのファイバーノードにプッシュすることで、従来のＣＣＡＰの物理層（ＰＨＹ）を再配置する。したがって、ＣＣＡＰのコアが上位層処理を行う一方で、ノード内のＲ－ＰＨＹデバイスは、コアによって送信された下流データをデジタルからアナログへ変換して、無線周波数で伝送し、ケーブルモデムによって送信された上流ＲＦデータをアナログからデジタルへ変換して、光でコアへ伝送する。

そのようなアーキテクチャが採用されたか否かに関わらず、ＣＡＴＶシステムの過去の実装は、利用可能な帯域幅を上流および下流の伝送に分岐し、すなわち、データは、スペクトルの任意の部分にわたって一方向にのみ伝送されていた。例えば、データオーバーケーブルサービスインターフェース仕様（ＤＯＣＳＩＳ）の初期の反復は、５ＭＨｚ～４２ＭＨｚの周波数スペクトルに上流伝送を割り当て、５０ＭＨｚ～７５０ＭＨｚの周波数スペクトルに下流伝送を割り当てた。ＤＯＣＳＩＳ規格の後期の反復では、上流および下流の伝送経路の各々に対して予約されたスペクトルの幅が拡張されたが、各それぞれの方向に割り当てられたスペクトルは重複しなかった。

最近、ケーブル事業者は、マルチギガビットサービスを提供する代替アーキテクチャを探している。このニーズは、ＤＯＣＳＩＳ ３．１直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）、深層ファイバー移行、およびリモートＰＨＹネットワークアーキテクチャの展開などのケーブル業界の最近の傾向とともに、全二重（ＦＤＸ）ＤＯＣＳＩＳ技術の開発および標準化をもたらした。ＦＤＸ ＤＯＣＳＩＳでは、上流および下流のスペクトルを分離する必要がなくなり、ケーブルアクセスネットワーク上で最大５Ｇｂｐｓの上流サービスおよび１０Ｇｂｐｓの下流サービスが可能となる。全二重システムでは、ＣＣＡＰ／Ｒ－ＰＨＹコアは、独自の下流伝送の特性を知っているため、下流サービスを提供するのと同じ周波数で伝送される上流通信を区別することができる。

しかしながら、ＦＤＸシステムでは、意図される下流信号が適切に受信されるように、双方向伝送間の干渉を軽減しなければならない。複数のケーブルモデム（ＣＭ）が同じケーブルモデム終端システム（ＣＭＴＳ）ポートに接続されているポイントツーマルチポイントシステムでは、１つのＣＭがＣＭＴＳに対して上流に伝送すると、上流信号が、ケーブルプラントを通して漏れ、他のケーブルモデムによって受信される下流信号の受信に干渉する場合がある。干渉源は受信ケーブルモデムに知られていないため、ＰＨＹ層エコーキャンセルなどの技術は使用することができない。

したがって、望ましいものは、全二重ＣＡＴＶ伝送アーキテクチャにおける干渉を軽減するための改善されたシステムおよび方法である。

本発明をより良く理解するために、またどのように同じことが実施され得るかを示すために、ここで、実施例として、以下の添付図面を参照する。
例示的な全二重Ｒ－ＰＨＹ ＣＡＴＶアーキテクチャを示す図であり、ここで、ＲＰＤデバイスの分岐ネットワークを介してＣＣＡＰコアに各々接続された多くの個別のケーブルモデムは、上流伝送によって引き起こされる下流信号の干渉を最小化するために構成された干渉グループに分類される。 図１のケーブルモデムを干渉グループに分類するために使用される例示的な非方向性グラフを示す図である。 図１のケーブルモデムを干渉グループに分類するために使用される代替的な例示的な方向性グラフを示す図である。 ２５ｄＢの閾値を使用して２つの干渉グループに分類された図２Ａのケーブルモデムを示す図である。 サウンディングマトリックス上での図２Ａのグラフベースの分類方法の実装形態を示す図である。 図２Ａのグラフの各ケーブルモデムについて、どのモデムが互いに干渉しているかを示す、例示的な干渉マトリックスを示す図である。 特定の干渉グループ内のどのモデムが互いに干渉しているかを示す、例示的なサブグラフ（ＳＧ）干渉マトリックスを示す図である。 後で第２のサウンディング手順に基づいて細分化され得る、第１の時点でサウンディング手順を使用して作成されたＩＧを識別する、例示的なアレイＴ２を示す図である。 図４ＡのＳＧ干渉マトリックスを使用して、図４ＢのアレイＴ２を追加する、例示的な方法を示す図である。 図２Ａのグラフ内の各モデムについて、そのグラフ内の他のどのモデムが同じＩＧに属するかを識別する、例示的なＩＧマトリックスを示す図である。 第２のサウンディング手順に基づいて、第２の時点で別のＩＧにおいて少なくとも１つのモデムに干渉するモデムを含む、第１の時点でサウンディング手順を使用して作成されたＩＧを識別する、例示的なアレイＴ１を示す図である。 図４ＡのＩＧマトリックスを使用して、図６ＢのアレイＴ１を追加する、例示的な方法を示す図である。 ベースラインサウンディング試験に基づいて、完全なサウンディング試験を実施するかどうかを決定するための例示的な方法を示す図である。 現在のベースラインサウンディング試験、および過去のベースラインサウンディング試験の複数の異なる記録からの選択を使用して、完全なサウンディング試験を実施するかどうかを決定する、例示的なシステムを示す図である。 図９のシステムによって使用される過去のベースラインサウンディング試験の例示的な表を示す図である。 完全なサウンディング試験を実施するかどうかを決定するために、図９のシステムによって使用される方法を示す図である。

第１の実施形態では、ＣＡＴＶシステムは、伝送ネットワークを介して複数のモデムに接続されたヘッドエンドを含んでもよく、複数のモデムは、少なくとも１つの干渉グループ（ＩＧ）の第１のセット内に配置されている。システムは、ヘッドエンドに動作可能に接続可能であり、少なくとも１つのＩＧの第１のセットとは異なる少なくとも１つのＩＧの第２のセット内に、複数のモデムを再構成することができる、プロセッサを含み得る。プロセッサは、少なくとも１つのＩＧの第１のセットに基づいて、複数のモデムを再構成し得る。

前述のＣＡＴＶシステムの一部の実施形態では、グラフベースの接続コンポーネント技術は、サウンディングデータに基づいてアレイを処理して、複数のモデムを少なくとも１つの干渉グループの第２のセットに再構成するために使用され得る。グラフは、無向または有向であり得る。一部の状況では、グラフベースの接続コンポーネント技術は、サウンディングデータのサブセットのみに適用され得、サブセットは、少なくとも１つの干渉グループの第１のセットからの識別された増分変化に基づいている。一部の実施形態では、識別された増分変化は、現在の時点で互いに干渉しており、以前の時点では互いに干渉していなかった、異なるＩＧ内のモデムのペアを含み得る。一部の実施形態では、識別された増分変化は、もはや互いに干渉しない同じＩＧ内のモデムのペアを含む。

グラフベースの接続コンポーネント技術は、ノードおよびエッジを有するグラフに基づいていてもよい。ノードは、個々のケーブルモデムに対応し得、エッジは、ノードを接続し得、各々が、ＣＡＴＶシステム上のサウンディング手順によって測定された関連付けられた干渉測定基準を有する。

第２の実施形態では、方法は、ＣＡＴＶシステムに複数のモデムを配置し得る。方法は、ＣＡＴＶシステムのヘッドエンドに動作可能に接続されたプロセッサによって、少なくとも１つの干渉グループの第１の配置に、複数のモデムを自動的に配置し得る。プロセッサは、第１の配置を使用して、少なくとも１つのＩＧの第１の配置とは異なる少なくとも１つのＩＧの第２の配置に、複数のモデムを自動的に再構成し得る。

前述のＣＡＴＶシステムの一部の実施形態では、グラフベースの接続コンポーネント技術を使用して、サウンディングデータに基づいてアレイを処理して、複数のモデムを第２の配置に再構成することができる。グラフは、無向または有向であり得る。一部の状況では、グラフベースの接続コンポーネント技術は、サウンディングデータのサブセットのみに適用され得、サブセットは、第１の配置からの識別された増分変化に基づいている。一部の実施形態では、識別された増分変化は、現在の時点で互いに干渉しており、以前の時点では互いに干渉していなかった、異なるＩＧ内のモデムのペアを含み得る。一部の実施形態では、識別された増分変化は、もはや互いに干渉しない同じＩＧ内のモデムのペアを含む。

一部の実施形態は、ノードおよびエッジを有する、グラフを使用し得る。ノードは、個々のケーブルモデムに対応し得、エッジは、ノードを接続し得、各々が、ＣＡＴＶシステム上のサウンディング手順によって測定された関連付けられた干渉測定基準を有する。

第３の実施形態では、処理システムは、伝送ネットワークを介して、ヘッドエンドと複数のケーブルモデムとの間でデータを交換し得、処理システムは、ケーブルモデムの定期的なベースラインサウンディング試験、およびケーブルモデムの定期的な完全なサウンディング試験を選択的に開始する、プロセッサであって、完全なサウンディング試験が、ベースラインサウンディング試験よりも多くのデータを生成する、プロセッサを含み得る。処理システムは、少なくとも１つの過去のベースラインサウンディング試験を記憶するメモリを含み得る。プロセッサは、現在のベースラインサウンディング試験を実施し、現在のベースラインサウンディング試験と過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録との比較を使用して、完全なサウンディング試験を開始するかどうかを選択し得る。

上述の処理システムは、ケーブルモデムがデータを伝送していないときに、各ケーブルモデムでのノイズを測定する、ベースラインサウンディング試験を実施し得る。ベースラインサウンディング試験は、関心のスペクトルにわたる複数の周波数帯におけるバンドごとのノイズ測定のベクトルを含む、記録を生成し得る。

処理システムは、複数の過去のベースラインサウンディング記録を記憶するデータベースを含み得、プロセッサは、複数の過去のベースラインサウンディング記録の中から１つの選択された記録を使用して、現在のベースラインサウンディング試験と比較し、比較を使用して、完全なサウンディング試験を開始するかどうかを選択する。例えば、過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録は、各少なくとも１つの記録の週の１日のうちの少なくとも１つ、および各少なくとも１つの記録の時刻を含み得る。代替的にまたは追加的に、過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録は、記録に関連付けられたベースラインサウンディング試験のときに発生する周囲温度データなどの、各少なくとも１つの記録に関連付けられた少なくとも１つの気象測定基準を含み得る。一部の実施形態では、こうした測定基準は、過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録が作成された後に、気象データベースから取得され得る。

第４の実施形態は、伝送ネットワークを介して、ヘッドエンドと複数のケーブルモデムとの間でデータを交換するための方法を含み得る。方法は、ケーブルモデムの定期的なベースラインサウンディング試験、およびケーブルモデムの定期的な完全なサウンディング試験を選択的に開始し得、完全なサウンディング試験は、ベースラインサウンディング試験よりも多くのデータを生成する。過去のベースラインサウンディング試験の少なくとも１つの記録は、メモリに記憶され、その後、現在のベースラインサウンディング試験が実施され得る。現在のベースラインサウンディング試験と過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録との比較を使用して、完全なサウンディング試験を開始するかどうかを選択し得る。

第４の実施形態の方法は、ケーブルモデムがデータを伝送していないときに、各ケーブルモデムでのノイズを測定する、ベースラインサウンディング試験を実施し得る。ベースラインサウンディング試験は、関心のスペクトルにわたる複数の周波数帯におけるバンドごとのノイズ測定のベクトルを含む、記録を使用し得る。

第４の実施形態の方法は、複数の過去のベースラインサウンディング記録を記憶するデータベースを使用し、複数の過去のベースラインサウンディング記録の中から１つの選択された記録を使用して、現在のベースラインサウンディング試験と比較し、比較を使用して、完全なサウンディング試験を開始するかどうかを選択し得る。例えば、過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録は、各少なくとも１つの記録の週の１日のうちの少なくとも１つ、および各少なくとも１つの記録の時刻を含み得る。代替的にまたは追加的に、過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録は、記録に関連付けられたベースラインサウンディング試験のときに発生する周囲温度データなどの、各少なくとも１つの記録に関連付けられた少なくとも１つの気象測定基準を含み得る。一部の実施形態では、こうした測定基準は、過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録が作成された後に、気象データベースから取得され得る。

すでに述べたように、ＤＯＣＳＩＳ仕様は、これまで上流および下流のデータトラフィックに対して異なる周波数帯を使用してきた。特定のサービスグループの複数のケーブルモデムが同じネットワークリソースを共有する場合でも、上流および下流のトラフィックは、完全に分離される。最近、上流および下流の両方で対称サービスを提供する試みとして、上流および下流のトラフィックの両方に対して同軸ネットワーク帯域幅の一部分を同時に使用するための新しいＦＤＸ（全二重）規格が導入された。ＦＤＸアーキテクチャでは、ＣＭＴＳは、同じＦＤＸスペクトル内で同時に受信および送信し、一方で、ＦＤＸケーブルモデムは、同じＦＤＸスペクトル内で受信または送信のいずれかを行うことができるが、両方は行わない。ＦＤＸバンドは、サブバンドに分割され、ＣＭＴＳは、各ケーブルモデムが上流または下流演算に使用するサブバンド（複数可）を割り当てる。これは、リソースブロック割り当て（ＲＢＡ）と称される。異なるケーブルモデムは、経時的に変化する可能性のある上流および下流方向の両方に対して異なる帯域幅需要を有し、ＦＤＸは、それに応じてＲＢＡを動的に変更することができる。したがって、通信は、ＣＭＴＳの観点から全二重であるが、ケーブルモデムの観点からは周波数分割二重である。

しかしながら、ＦＤＸアーキテクチャでは、上流方向にデータを送信するモデムからのＲＦ信号は、下流方向にデータを受信する他のモデムに干渉し得る。このような干渉は、モデムを干渉グループに構成することによって最小化され得る。図１を参照すると、例えば、ＣＡＴＶ伝送アーキテクチャ１は、分岐伝送ネットワークを介して複数のケーブルモデム４に接続されたヘッドエンドにＣＣＡＰ２を含み得る。図１のアーキテクチャは、ＣＭＴＳがＣＣＡＰコアとして動作し、一方で、リモート物理デバイス（ＲＰＤ）が下流に位置する、Ｒ－ＰＨＹシステムとして示されているが、代替システムは、複数のノード／アンプを介してケーブルモデム４に接続された、ヘッドエンドの統合型ＣＭＴＳで完全に動作している従来のＣＣＡＰを使用し得る。

好ましくは、ＦＤＸ伝送を容易にするために、ケーブルモデムは、干渉グループ（ＩＧ）５、６、７、８などに構成される。名前が示すように、ＩＧは、ＩＧ内のモデムのうちの１つ以上の上流伝送が、ＩＧ内の他のモデムの下流受信に許容できないほど干渉するが、他のＩＧ内のケーブルモデムの下流伝送に許容できないほど干渉しない、モデムの集合またはグループである。これらのＩＧを識別し、ＩＧグループを使用して、下流および上流の伝送を適切にスケジュールすることは、ＣＣＡＰが、ＩＧのケーブルモデムが上流方向で伝送されていないときに、ＩＧ内のすべてのケーブルモデムへの下流の伝送をスケジュールすることを可能にすることによって、ＦＤＸシステムの高スループットを達成するのに不可欠である。

ケーブルモデムのＩＧへの構成を容易にするために、サウンディング技術を使用して、特定のケーブルモデムの上流伝送によってネットワーク内の他のケーブルモデムに生じた干渉を測定することができる。サウンディング中、所与のモデムは、上流でパイロット信号を送信し、一方で、サービスグループの残りのモデムは、下流変調誤差レート（ＲｘＭＥＲ）を測定する。このプロセスは、異なる送信モデムによって繰り返され、その結果、サービスグループ全体の同一チャンネルの干渉を示すマトリックスが生じる。

一部の実施形態では、サウンディングデータは、複数のＣＣＡＰコアから多数のサービスグループから収集されてもよく、収集されたデータは、図１に示す集中型プロセッサ９で処理されて、ケーブルモデムをそれぞれのＩＧに構成し得る。そのため、非常に多数のＳＧで拡張可能な非常に効率的なアルゴリズムが求められている。さらに、ＳＧの同じセットからデータを繰り返し収集してもよい。これには、増分データを効率的に処理することができるアルゴリズムが必要である。

ＣＭＴＳ／ＣＣＡＰシステムによってサービスされる所定のサービスグループ（ＳＧ）は、数十または数百のケーブルモデムを有し得る。図２Ａ～図２Ｃは、このような多数のケーブルモデムを、サウンディングデータを使用してＩＧに効率的に構成するための、新規のグラフベースのアプローチを示している。このアプローチでは、個々のモデムがグラフのノードを形成する、ネットワークグラフを作成する。グラフのエッジは、サウンディングプロセスの結果として得られたＲｘＭＥＲの尺度である。

実施例として、図２Ａは、１０個のノード１２を含むグラフ１０を示しており、各々が、ＣＭＴＳ／ＣＣＡＰによってサービスされるネットワーク内の個々のモデムに対応している。各ケーブルモデムは、エッジ１４によってネットワーク内の他のケーブルモデムに接続されており、これは、サウンディング手順で測定されるような、２つの接続されたモデム間の干渉を定量的に示している。実際には、図１の各ノード１２は、エッジ１４によってすべての他のノード１２に接続されるべきであり、なぜなら、任意のケーブルモデムによる伝送は、すべての他のケーブルモデムに少なくともいくらかのノイズを生じさせるためである。簡略化のために、図１は、サウンディング手順によって測定されたＭＥＲが干渉を引き起こさないと推定されるほど低い、それらのエッジ１４を省略している。

簡略化のために、図２Ａはさらに、ノード１２間のエッジ１４が方向を有しない、無向グラフを示している。別のより現実的な実施形態は、図２Ｂに示されるような有向グラフ１６であり、ここで、エッジ１４は、矢印によって示される方向１５を有する。ノードＡからノードＢへの方向のエッジ１４は、ノードＡがサウンディングアルゴリズム中にビーコン信号を伝送しているときにノードＢによって観測された干渉を表しており、一方で、ノードＢからノードＡへの方向のエッジ１４は、ノードＢがサウンディングアルゴリズム中にビーコン信号を伝送しているときにノードＡによって観測された干渉を表している。当業者であれば、ＡからＢへの方向のエッジ（干渉）の重みは、ＢからＡへの方向のエッジ（干渉）の重みと同じである必要はないことを理解するであろう。当業者であればまた、場合によっては、２つのノード間には一方の方向にのみエッジがあり、他方の方向にはない（例えば、ノードＧとＣとの間には、ノードＣが伝送しているときに、ノードＧで感知できるほどの干渉が観察されることを示すが、一方で、ノードＧが伝送しているときに、ノードＣには感知できるほどの干渉はない）ことを理解するであろう。このような非対称性は可能性は低い場合があるが、それでも可能であり、開示された実施形態に組み込まれ得る。

有向グラフは、様々な要因に基づく計算の単純化のために、無向グラフに減少され得る。例えば、ノードＡとＢとの間の有向エッジは、ノードＡとＢとの間の２つの有向エッジの重みの平均値、最大値、もしくは重みの値、または任意の他の適切な測定基準と等しい、重みの値を有する無向エッジによって置換され得る。例えば、図２Ａの無向グラフは、図２Ｂの方向重みの最大値を利用している。

分析的に、開示されたグラフベースのソリューションは、２つのステップからなる。第１のステップは、任意選択的に第１の有向グラフを使用して、無向グラフを生成することによって、サウンディングプロセス中に収集されたデータに基づいて前述したようにグラフを作成することである。第２のステップは、グラフ上の接続コンポーネントアルゴリズムを使用することによって干渉グループを導出して、元のグラフを１つ以上のサブグラフ（ＳＧ）に構成することであり、その結果、各個々のＳＧにおいて、（ｉ）ＳＧ内のノードの任意のペアの間に経路が存在しており、および（ｉｉ）任意の２つの異なるＳＧ内の２つのノードの間には経路が存在しない。次に、ＳＧをＩＧとして使用することができる。接続コンポーネントアルゴリズムは、有向グラフおよび無向グラフの両方に適用され得る。簡略化のために、本開示の残りの部分は、無向グラフ上の例示の接続コンポーネント分析を提供する。しかしながら、当業者であれば、このような方法を、どのように修正して、有向グラフ上で使用することができるかを認識するであろう。

例えば、図２Ａの無向グラフに適用された接続コンポーネントアルゴリズムは、各ノードをすべての他のノードに接続する経路が存在するため、すべてのモデムを含む単一のＩＧを生成する。しかしながら、ここで、ノードによって表されるケーブルモデムとの間でデータを伝送するために使用される変調方式に基づいて、モデムは、２５ｄＢ以下のＲｘＭＥＲレベルに耐えることができると仮定する。この仮定の下で、ノードＡとノードＧとの間のリンクを削除することができる。接続コンポーネントアルゴリズムをこの修正されたグラフに適用することにより、図２Ｃに示すように２つのＳＧ １８と２０がもたらされ、ＳＧは、ＦＤＸ標準で定義されたＩＧに対応することになる。奥行きの第１または幅の第１検索を使用した、異なる複雑さレベルの接続コンポーネントアルゴリズムを適用して、図２Ｃに示すＩＧを取得することができる。

図２Ｄは、このグラフベースの接続コンポーネントアルゴリズムが、どのようにサウンディング干渉マトリックスＳ上に直接的に実装され得るかを示している。具体的には、図２Ｄに示されるサウンディングマトリックスＳは、図２Ａに示されるデータに対応する。斜線は、個々のモデムが互いに干渉しないことを意味する。ノードＡから任意に開始し、マトリックスを進み、例えば、ノードＡはまず、サブグラフＩＧ_１に追加され、次に、サブグラフＩＧ_１は、サブグラフにすでにある別のノードへの経路が終了またはループするまで、サブグラフに以前に追加された各ノードから開始するすべての経路を反復トレースすることによって完了する。したがって、マトリックスＸは、ノードＡがノードＢに接続され、ノードＢがノードＤに接続され、ノードＤがノードＥに接続され、ノードＥは、これ以上のノードには接続されないことを示している。経路を通って戻ると、ノードＤもノードＢも、マトリックスＳにまだない任意の追加のノードに接続されていない。さらに戻ると、ノードＡは、すでに含まれているノードＤに接続されているが、さらにノードＧに接続されており、ノードＧは、サブグラフＳＧ_１に追加されている。ノードＧからこの手順を続けると、ノードＣ、Ｆ、Ｉ、Ｊ、およびＨを、すべてのノードがＩＧ_１に入るまでサブグラフＩＧ_１に連続的にさらに追加し、したがって、図２Ａに示されるグラフが複製される。

しかしながら、ここでも、２５ｄＢ以下のＲｘＭＥＲ測定値が許容可能であり、ノードＡとＧとの間の干渉に対応する図２Ｂに示すような「２５」および「２２」の値がゼロに置き換えられ、次に、前述の手順で２つのＩＧ、ＩＧ_１およびＩＧ_２が生成されていると仮定する。具体的には、前述したように、ノードＡからのマトリックスＳを通る経路をトレースすることは、ノードＡ、Ｂ、Ｄ、およびＥをサブグラフＩＧ_１に連続的に追加することになるが、その後、ノードＡをノードＧに接続するＭＥＲ値がもはやないため、さらなるノードは追加されない。その後、新しいサブグラフＳＧ_２が作成され、次のノードＣから開始し、ノードＧ、Ｆ、Ｉ、Ｊ、およびＨをサブグラフＳＧ_２に連続的に追加する経路がトレースされ、それによって、図２Ｃに示す結果が生成される。

図２Ｅを参照すると、前述の手順は、ステップ３２でサウンディングデータを収集するプロセス３０によって要約され得る。任意選択的なステップ３４では、閾値が、ケーブルモデム間の許容可能な干渉と許容不可能な干渉との間の境界を反映するように、サウンディングデータのエントリに適用される。ステップ３６では、サブグラフ（すなわち、ＩＧ）は、サウンディングデータ内のゼロ以外の値を通して経路を反復的にトレースすることによって作成される。当業者であれば、１つのこうした反復経路トレース技術が前述の段落に記述されているが、他のこのような反復技術が容易に置き換えられ得ることを理解するであろう。一実施例として、一度に１つの完全な経路をトレースし、次いで、サブグラフ内の別のノードに移動して、その経路を完全にトレースすることなどを行って、サブグラフを埋めるよりもむしろ、他の技術は、サブグラフに追加された最初のノードから始まるすべての経路を並行してトレースし、例えば、図２ＤのマトリックスＳの初期ノードＡから、すべてのノードＢ、Ｅ、およびＧをサブグループ（ノードＡから）に追加し、次に、ノードＤ（ノードＢまたはノードＥのいずれかからトレースされる）、およびノードＣ、Ｆ、およびＨ（ノードＧから）等を追加し得る。さらに代替的に、マトリックスＳは、単に１および０を反映して、許容可能な干渉もしくは許容不可能な干渉を示してもよく、または閾値は、マトリックスＳを変化させるために別個のステップで使用されるのではなく、マトリックスＳを通して経路構築プロセスの各ステップに適用されてもよい。

サウンディング手順からのデータを受信するたびに、接続コンポーネントアルゴリズムを起動して、ＩＧを識別することができる。しかしながら、データが定期的に収集されるため、必要な計算量は大幅に増加し、接続コンポーネントアルゴリズムのブルートフォース適用は、ほとんどのＩＧが連続するデータ収集の実行において変化しない可能性を生かさない。これを利用し、計算要件を低減するために、本開示の一部の実施形態は、多くの増分処理技術のいずれかを使用し得る。こうした技術を容易にするために、最新の過去のサウンディング手順からのサウンディングデータ、および最新の過去の手順から取得された接続コンポーネントアルゴリズムから取得された任意のＩＧおよび／または他の結果は各々、選択的に記憶され、その後、計算要件を低減するために、次の反復で使用され得る。

ＦＤＸグループ内のすべてのノードを含むグラフをＧとする。ＮがＦＤＸグループ内のすべてのノード（モデム）のリストであり、Ｅがモデム間の干渉を示すすべてのエッジのリストである場合、
Ｇ＝（Ｎ、Ｅ）である。

接続コンポーネントアルゴリズムを実行すると、グラフＧは、複数の接続コンポーネント（ＩＧ）またはサブグラフＧ１、Ｇ２、．．．Ｇ_ｋに細分化される。したがって、
Ｇ＝Ｇ１ Ｕ Ｇ２ Ｕ．．．Ｕ Ｇ_ｋ（ここで、Ｕは、和合演算である）である。

接続コンポーネントアルゴリズムの複雑さは、所定のグラフ内のノード数およびエッジ数で縮尺を掛け、すなわち、アルゴリズムの複雑さは、Ｏ（｜Ｎ｜＋｜Ｅ｜）に比例し、ここで、｜Ｎ｜は、リストＮ内のノード数であり、｜Ｅ｜は、ノードの任意のペアを接続するエッジ数である。したがって、データ収集のすべての反復の後に接続コンポーネントアルゴリズムを実行することは、好ましくは回避され、または代替的に、接続コンポーネントアルゴリズムは、計算の複雑さを低減するために、データのより小さなサブセット上で実行される。

以下の考察を簡略化するために、バイナリマトリックスＭ（ｎ）が、反復ｎで収集されたデータに基づいて、干渉情報を表すと仮定する。マトリックスＭ（ｎ）は、サイズ｜Ｎ｜ｘ｜Ｎ｜であり、マトリックスＭ（ｎ）のｉ番目の行およびｊ番目の列のエントリは、１であり、Ｍｏｄｅｍ ｉは、Ｍｏｄｅｍ ｊおよび０に干渉する。図３は、図２Ａに対応するマトリックスＭ（Ｎ）を示している。

計算要件を最小化するための単純な技術は、Ｍ（ｔ－１）の結果を記憶し、次に、Ｍ（ｔ）をＭ（ｔ－１）と比較することである。Ｍ（ｔ）とＭ（ｔ－１）との間に変化がない場合、その後、反復ｔ中に収集されたサウンディングデータ上で接続コンポーネントアルゴリズムを実行する必要はない。この単純なチェックは、複数回の反復に対して真であることが判明する可能性があり、結果として、追加の計算を必要としない。しかしながら、計算要件をさらに低減するために使用され得る、より微妙で小さな干渉データの変化がある。

具体的には、本開示の接続コンポーネントアルゴリズムによって作成される一連のサブグラフに対して行うことができる２つのタイプの増分変更がある。第１の増分変化（タイプ１）は、ＩＧグループＧ_ｉのモデムが、反復ｔで別のグループＧ_ｊのモデムと干渉し始め得る場合である。この干渉により、これら２つの群Ｇ_ｉおよびＧ_ｊがマージされて、より大きなＩＧが作成され得る。当業者であれば、モデムが、以前の反復ｔ－１で干渉しなかった（かつ他に何も変化していない）同じＩＧ内の別のモデムと干渉し始める場合、これは、反復ｔにおいてそのＩＧにいかなる変化も引き起こさないことを理解するであろう。

第２の増分変化（タイプ２）は、ＩＧグループＧ_ｉのモデムが、同じＩＧ内の別のモデムへの干渉を停止する場合に発生する。これにより、ＩＧグループＧ_ｉが２つのより小さなＩＧグループに分割され得る。当業者であれば、一部の実施形態では、タイプ２の変化は無視されるか、または選択的に補正され得ることを理解するであろう。しかしながら、タイプ１の変化は、干渉によりＦＤＸのスループット性能に悪影響を及ぼすため、無視することはできない。

タイプ２の増分変更の補正は、分析上より簡単であるため、最初に考察する。図４を参照すると、個々のサブグラフまたはＩＧに対する干渉マトリックスＩ（ＩＧ_ｉ）は、現在のラウンドのサウンディングの前に段階的に記憶されたサウンディングデータから構築され得る。このマトリックスは、「１」で互いに干渉するモデム／ノード、および「０」で互いに干渉しないモデム／ノードを識別する。したがって、図４に示されるマトリックスは、図２Ｃに示されるＩＧ １８を反映し、ここで、各行および列は、図３のマトリックスＭのノードＡ、Ｂ、Ｄ、およびＥに対応する。第２のマトリックスは、この第２のマトリックスにおいて、互いに干渉するモデムを「０」で表し、かつ互いに干渉しないモデムを「１」で表すことを除いて、現在のラウンドのサウンディングを使用して、そのＩＧのために構築される。したがって、これら２つのマトリックスに対して論理的な「ＡＮＤ」演算を行い、第３のマトリックスを生成することによって、マトリックス中の任意の値「１」は、同じＩＧにおいて、時間ｔ－１で互いに干渉し合い始めたが、時間ｔでもはや互いに干渉しなくなったモデムのペアに対応する。この手順を各個々のＳＧに連続的に適用し、ＡＮＤ演算から生じたマトリックス中に「１」が現れた任意のＩＧを用いてアレイＴ２（図４にも示す）を追加することにより、アレイＴ２は、さらに分割される候補であるＳＧを列挙する。次に、接続コンポーネントアルゴリズムは、アレイＴ２で識別されるより小さなＩＧにのみ個別に適用され得る。当業者であれば、個々のサブグラフ（ＩＧ）は、オリジナルのグラフＧよりもはるかに小さい傾向があり、それゆえに、計算上の節約をもたらすことを理解するであろう。さらに、すでに言及したように、一部の実施形態では、タイプ２の変化を検出および最適化することは、すべてのサウンディングアルゴリズム反復に対して実行される必要はない。当業者であれば、代替的な手順によって、図４の第１のマトリックスが構築されたように正確に第２のマトリックスを構築するために前述の手順を簡単に修正することができ、単に２つの方法を比較して、干渉から非干渉へ、またはその逆のどちらに切り替えられたモデムのペアかどうかに関係なく、任意の変化を識別することを理解するであろう。

図５は、今説明した手順を実装するための方法４０を示している。ステップ４２では、接続コンポーネントアルゴリズムの以前の実装で識別された各ＩＧに対する値「０」を含む、ヌルのアレイＴ２が初期化される。ステップ４４では、第１のマトリックス、すなわち、前述したような干渉マトリックスが、第１のＩＧに対して、前回のラウンドのサウンディングで取得されたデータから構築され、ステップ４６では、第２のマトリックス、すなわち、非干渉マトリックスが、現在のラウンドのサウンディングで取得されたデータから、前述したような第１のＩＧに対して構築される。ステップ４８では、論理ＡＮＤ演算が、これら２つのマトリックスに対して実施されて、第３のマトリックスが生成され、またはそれ以外の場合は、２つのマトリックスが比較される。ステップ４８の比較から、ステップ４９で、第１のマトリックスと第２のマトリックスとの間で必要な変化が発生したかどうか、例えば、互いに干渉していた２つのモデムがもはや干渉していないか、または干渉状態のいくつかの変化が、あるラウンドのサウンディングから次のラウンドまで発生したかどうかを決定する。答えが「はい」の場合、アレイＴ２内のそのＩＧの値が変更され、この手順は、アレイ内の次のＩＧに進む。答えがいいえの場合、手順は、アレイＴ２の値を変更することなく、アレイ内の次のＩＧに進む。ＩＧが変わらない場合、アレイＴ２を使用して、接続コンポーネントアルゴリズムを通して再び実行され得るＩＧを識別してもよい。

図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、異なる手順を使用して、タイプ１の変化を識別することができる。具体的には、図６Ａを参照すると、干渉グループマトリックスＩは、ＩＧの収集内のすべてのモデムまたはノードについて、あるモデム／ノードが別のモデム／ノードと同じＩＧにあるかどうかを示す、すなわち、モデムｉ（マトリックスの行ｉ）およびモデムｊ（マトリックスの列ｊ）が同じＩＧ内にある場合、対応するエントリは０であり、それ以外の場合は１である、前回のラウンドのサウンディングデータから構築され得る。このデータは以前のラウンドのサウンディングから存在するため、このマトリックスを構築するために、さらなる処理はほとんど必要ではない。分かるように、図６ＡのマトリックスＩは、図３のマトリックスＭを使用して構築された、図２Ｃに示されるサブグラフに対応している。

次に、図３に示すような第２のマトリックスＭは、現在のラウンドのサウンディングからのサウンディングデータを使用して構築され、論理「ＡＮＤ」演算が、２つのマトリックスに適用され、それによって、２つのケーブルモデムが現在、同じＩＧ内にない互いと干渉している任意のインスタンスが識別される。論理ＡＮＤ演算を行った後、行ｉ（または列ｊ）のエントリのうちのいずれかが１である場合、以前の反復でノードｉ（またはｊ）が属していたＩＧを、アレイＴ１（図６Ｂに示されている）に追加する必要がある。アレイＴ１が完全に追加されると、接続コンポーネントアルゴリズムは、アレイＴ１で識別されたＩＧの和合に適用され得る。当業者であれば、図６Ａに見られるように最初にマトリックスＩを構築する代わりに、各ノード／モデムに関連付けられた個々のアレイは、（１）そのモデムと同じＳＧ内の他のノード／モデム、および（２）その個々のモデムに現在干渉している他のノード／モデムを識別するように構築され得ることを理解するであろう。次に、これらのアレイに「ＡＮＤ」演算を適用し、関連するＳＧをアレイＴ１に加え、アレイＴ１が完全に追加されるまで、手順を次のノード／モデム等に移動させ得る。当業者はまた、我々が使用した技術に関係なく、このグラフは、連続的な反復におけるサウンディング干渉のわずかな変化、および接続コンポーネントアルゴリズムの複雑さがＯ（｜Ｎ｜＋｜Ｅ｜）に比例するという事実のために、元のグラフＧよりも実質的に小さいため、ほとんどの場合、より少ない計算手順を要求することを理解するであろう。

図７は、今説明した手順を実装するための方法６０を示している。ステップ６２では、接続コンポーネントアルゴリズムの以前の実装で識別された各ＩＧに対する値「０」を含む、ヌルのアレイＴ１が初期化される。ステップ６４では、前述したような、どのノード／モデムペアが異なるＩＧにあるかを示すＩマトリックスは、前回のラウンドのサウンディングで取得されたデータから構築されており、ステップ６６では、マトリックスＭ（図３に開示されるような）は、現在のラウンドのサウンディングで取得されたデータから前述したように構築されている。ステップ６８では、論理ＡＮＤ演算がこれら２つのマトリックスに対して実施されて、その値「１」が、現在互いに干渉している異なるＩＧのノード／モデムペアを示す、第３のマトリックスが生成される。ステップ６０では、この第３のマトリックスを使用して、アレイＴ１が追加され、第３のマトリックス内にフラグが立てられたノード／モデムを有する任意のＩＧを識別する。ステップ６２では、接続コンポーネントアルゴリズムが、Ｔ１におけるＩＧの和合に適用される。

当業者であれば、今説明した手順を組み合わせて、なおもさらなる効率性を提供し得ることを理解するであろう。例えば、タイプ２の変化を識別するために使用される手順が、ＩＧ内のモデム／ノードペアが互いに干渉している状態から互いに干渉していない状態に切り替えられたインスタンスのみを識別する場合、接続コンポーネントアルゴリズムを適用して、それらの識別されたＳＧを潜在的に分割することができる。次いで、タイプ１の変化は、新しいＩＧ組織を使用して図６Ａに示すＩマトリックスを構築することによって、識別され得る。次いで、各ＩＧをさらに細分化することができないことが知られているため、タイプ１手順がその後、Ｔ１アレイに追加するのを進めるとき、アレイ内の値を使用して、接続コンポーネントアルゴリズムを必要とせずに直接的にＩＧをマージしてもよい。

代替的に、タイプ１の変化は、最初にＴ１アレイに追加し、次に、Ｔ１アレイで識別されたＩＧの和合上で接続コンポーネントアルゴリズムを実行するように識別され得る。接続コンポーネントアルゴリズム自体が、これらのＩＧ内のすべてのモデム／ノードを可能な限り最小の組み合わせに構成するため、タイプ２の変化の手順は、Ｔ１アレイに含まれていない残りのＩＧ上でのみ実行する必要がある。

前述のシステムおよび方法は、１つ以上の干渉グループ（ＩＧ）にケーブルモデムを動的に割り当てるように、サウンディングデータを処理する非効率性を是正するが、サウンディングプロセス自体は、伝送システムにかなりのオーバーヘッドを課す。上述のように、サウンディング手順では、ＣＭＴＳは、１つ以上のＦＤＸ能力のあるＣＭに、指定されたサブキャリア上で試験信号を伝送するように指示する一方で、他のＦＤＸ能力のあるＣＭに、同じサブキャリアセット上で受信された透過変調誤差比（ＲｘＭＥＲ）を測定および報告するよう指示することを要求する。ＣＭＴＳは、すべてのＣＭの組み合わせ間で干渉レベルが試験されるまで、他のＣＭをトランスミッタとして使用してこの手順を繰り返す。さらに、ＣＭＴＳは、すべての関連するサブキャリア上でこれを繰り返すことができる。

ＦＤＸシステムで通常使用されるサウンディングには、連続波（ＣＷ）サウンディングおよびＯＦＤＭＡ上流データプロファイル（ＯＵＤＰ）サウンディングの２つのタイプのサウンディングがある。ＣＷサウンディング中、１つまたは複数の試験ケーブルモデムが、選択されたサブキャリア周波数位置にＣＷ試験信号を送信し（ケーブルモデムは各々、最大２５５個のサブキャリアをサポートする）、一方で、残りのケーブルモデムは、上流試験伝送と同時に受信されたゼロビット負荷下流信号のＲｘＭＥＲを測定する。これらの測定値には、理想的には試験ＣＷ信号のサブキャリアを含む、最大３８００個のサブキャリアが含まれる。ＣＷサウンディングの利点は、これらの周波数での干渉は独立して試験されるため、比較的少数のサブキャリア周波数を一度に結合することである。これにより、コンテンツの配信にサブキャリアの残りの部分を使用することができる。ＣＷサウンディングのデメリットは、手順の完了にかかる時間の長さであり、この完了は、最大数分かかる場合がある。この間、利用可能なスペクトルの完全な使用は除外される。

逆に、ＯＵＤＰサウンディングは、各ケーブルモデムからの各試験バーストに対して全スペクトルを占有し、ここで、試験バーストは、約２０～６０ミリ秒続く場合があり、各試験バーストは、スペクトル内の５０ＫＨｚバンドごとに１つずつ、３８００回の測定値を含む。多数のモデムに対して繰り返されても、手順全体は、ＣＷサウンディングよりもはるかに高速である。しかし、この手順では、ＯＵＤＰ試験バースト中にＣＡＴＶプラントの適切なＯＦＤＭスペクトルを使用することができなくなり、これは、そのバーストがＯＦＤＭチャンネル全体に及ぶためである。ＣＷまたはＯＵＤＰのサウンディングが利用されるかどうかに関わらず、顧客がその日のピーク時に、サウンディングのラウンドが原因で、ジッタまたは帯域幅の減少を経験する場合がある。

前述のタイプのサウンディングのいずれかが必要とされる周波数を低減する、新規のシステムおよび方法が開示されている。この手順は、本明細書において、すべてのケーブルモデムが、信号が上流または下流の方向に送信されていないときに存在するノイズレベルを測定する、「ベースライン」サウンディング試験と称されるものを実施する。この手順では、ケーブルモデムごとに、ケーブルモデムによって使用される各サブキャリア周波数におけるノイズ測定値を、信号がケーブルモデムによって送信されていない間に、「ベースラインＣＷ」試験で収集する。「ベースラインＯＵＤＰ」試験は、ケーブルモデムごとに、システムが利用するスペクトル全体にわたって、５０ＫＨｚ単位で３８００回の測定値を収集する。ＣＷおよびＯＵＤＰサウンディングのような完全なサウンディング手順と比較して、ベースラインサウンディングは、システムリソースをはるかに少なくする。ベースラインサウンディングは、伝送経路に沿った定在波反射、および伝送経路の長さ、例えば、温度などの周囲気象条件に基づいて変化するスプリアス電磁妨害などの要因によって引き起こされる、ヘッドエンドと顧客のケーブルモデムとの間の伝送経路のノイズフロアを本質的に測定する。しかしながら、これらの要因の多くは、ヘッドエンドと所定のケーブルモデムとの間の伝送長さなどの時間とともに変化せず、連続的なベースラインサウンディング測定の間に変化が起こる場合、これらの変化は、多くの場合、完全なサウンディング測定の間の変化のソースである、顧客からのケーブルモデムがオフラインになる（ｃｏｍｅｓ ｏｒ ｇｏｅｓ ｏｆｆｌｉｎｅ）ときなど、ネットワークトポロジーの変化と強く相関する。したがって、本発明者らは、単に完全なサウンディング試験の周期的な順序を使用するのではなく、開示されたベースラインのサウンディング手順を使用して、完全なサウンディングが必要かどうかを決定することができることを認識した。

特に図８を参照すると、図１に開示されるものなどのシステムは、ベースラインサウンディング試験を実施し、ステップ７２で結果を記憶する方法７０を使用し得る。ベースラインサウンディング試験は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡバンドの全３８００の周波数をカバーし、一方で、伝送は発生しない。ステップ７４で、完全なサウンディング試験が実施され、結果が記憶され、ステップ７５で、完全なサウンディング結果を使用して、干渉グループ（ＩＧ）のセットを作成する。ステップ７６では、毎時などの適切な間隔の後にベースラインサウンディング試験が実施され、ステップ７８では、ステップ７２で測定された結果と比較して、ベースラインサウンディング結果の十分な変化が、全ラウンドのサウンディングを保証するために生じたかどうかを決定する。例えば、新しいセルタワーの設置、最近露出した配線（アンテナとして機能する）、または近くのＨＡＭ無線オペレータからの信号は各々、ベースラインのサウンディング測定および完全なサウンディング測定に影響を与える場合があり、ベースラインサウンディング結果の変化を検出することで、完全なサウンディング手順を開始することができる。代替的に、新しいモデムがオンラインまたはオフラインになってもよく、これは、少なくともどのＩＧに新しいモデムを追加すべきか、またはモデムの除去がＩＧの分割を保証するかを決定するために、全ラウンドのサウンディングが必要となる。これらの状況のいずれかにおいて、ベースラインサウンディング手順によって測定された結果は、設定された閾値を超えるサービスグループ内の任意の個々のモデムによって登録されたノイズの変化などの大幅な変化を含んでもよく、これは、プラントの状態が変化したことを示し、再び新しい完全なサウンディング試験を保証するものとなる。比較により、完全なサウンディングの新しいラウンドが保証されると決定される任意のこうした状況では、ステップ７９で、新しいベースライン結果が記憶され、手順はステップ７４に戻り、ここで、完全なサウンディングが実施されることなどが行われる。

逆に、ステップ７６で取得されたベースラインサウンディング結果と前回のベースラインサウンディング結果との間に有意な変化が観察されない場合、ＩＧへの変更は必要とされず、手順はステップ７６に戻り、ここで、別のベースラインサウンディングが、次の予定された間隔で実施される。一部の実施形態では、伝送エラーが報告される場合、ベースラインサウンディング結果の有意な変化の欠如にもかかわらず、完全なサウンディングラウンドがトリガされ得る。

前述したように、ベースラインサウンディング結果は、システム構成の変更（モデムの追加または削除、伝送ネットワークの一部のシステムメンテナンスなど）、または干渉グループの変更を必要とする可能性のある他のこのような変更に関係しない要因により、経時的に変化する場合がある。一例として、ベースラインサウンディング結果は、時刻、温度などの周囲気象条件、および他の類似の要因に基づいて変化し得る。したがって、本開示の一部の実施形態は、週の異なる日、日の異なる時間、異なる温度、および他の気象条件など、複数の異なる過去のベースラインサウンディング結果を記憶し得る。新しいベースラインサウンディングラウンドが実施されると、比較のために、記憶された過去の結果の最も関連する１つが取得され得る。

例えば、図９を参照すると、こうした実施形態は、ＲＰＤ８４のネットワークを介して顧客の構内で複数のケーブルモデム８６に接続されたＣＣＡＰコア８２を含むシステム８０を含み得、ここで、ケーブルモデム８６は、干渉グループ８７に割り当てられている（そのうちの１つだけが図９に示されている）。図１と同様に、図９のアーキテクチャは、ＣＭＴＳがＣＣＡＰコアとして動作し、一方で、リモート物理デバイス（ＲＰＤ）が下流に位置する、Ｒ－ＰＨＹシステムとして示されているが、代替システムは、複数のノード／アンプを介してケーブルモデム４に接続された、ヘッドエンドのＣＭＴＳで完全に動作している従来のＣＣＡＰを使用し得る。

好ましくは、ＣＣＡＰコア８２、または他のヘッドエンドデバイスは、過去のサウンディングデータをメモリ８９に選択的に記憶する、データベース８８に接続されてもよい。図１０は、過去のベースラインサウンディング記録が記憶され得る、例示的なスキームを示している。具体的には、各ラウンドのベースラインサウンディングデータは、日付（曜日を含み得る）、ベースラインサウンディングデータが収集された時間、ＣＣＡＰ、ＲＰＤ、およびケーブルモデムの各々の場所の位置に対応する温度データなどの気象データ、またはどの記憶された過去のベースラインサウンディング記録が、現在のベースラインサウンディングデータを比較する条件を最も厳密に表しているかを決定することに関連するとみなされるいくつかの他の要因のうちの一部またはすべてを示すメタデータでタグ付けされた記録として記憶され得る。例えば、現在のベースラインサウンディング試験が午後５時に実施される場合、システム８０は、前日の午後５時に行われた過去の記録を読み出すことができる。他の実施形態では、より多くのデータが収集されると、現在のベースラインサウンディング試験が水曜日の午後５時に実施される場合、システム８０は、前週の水曜日の午後５時に行われた過去の記録を読み出すことができる。さらにより多くの過去のデータが収集されると、システム８０は、例えば、同じ時刻に対応し、現在の気象条件に最も厳密に合致する、過去のベースラインサウンディング結果が取得され得るように、温度および他の気象条件、または他のデータなどのより多くのフィルタを追加することが可能になり得る。一部の実施形態では、所与の日および時間での気象条件などの情報は、気象サーバまたは他のそのような利用可能なデータベースにアクセスし、読み出したデータを使用してベースラインサウンディング記録に追加することによって、ベースラインサウンディングを行った後に読み出され得る。

好ましい実施形態では、過去のサウンディングデータ８９を有するデータベース８８は、ＣＣＡＰコア８２に遠隔的に接続されてもよいが、他の実施形態では、ＣＣＡＰコア８２をデータベース８８に統合してもよい。同様に、一部の実施形態は、ＣＣＡＰコア８２が、現在の結果と比較するための過去のサウンディング記録の要求を単に開始するように、ＣＣＡＰコア８２に遠隔的に接続されるデータベース８８を有する管理または処理機能を含んでもよく、マネージャ／データベース８８は、最も関連性の高い記録を決定し、結果をＣＣＡＰコア８２に返す。

図１１は、図９のシステムによって使用される例示的な手順９０を示している。ステップ９１では、ベースラインサウンディングが実施され、ステップ９７では、その結果がデータベースに記憶される。ステップ９２では、完全なサウンディングラウンドが実施され、ステップ９３では、完全なサウンディングラウンドの結果に基づいて、一連の干渉グループが作成される。ステップ９４では、別のベースラインサウンディングラウンドが実施され、ステップ９８では、その結果がデータベースに記憶される。ステップ９５では、データベースからの過去のベースライン記録の要求が行われ、ステップ９９では、結果が識別され、データベースから返される。ステップ９６では、ステップ９９で返された過去の記録と、ステップ９４で取得された現在のベースラインサウンディング結果が比較される。比較により、完全なサウンディングの別のラウンドが保証されることが示されている場合、手順はステップ９２に戻り、そうでない場合、手順はステップ９４に戻る。

一部の実施形態では、図９および図１１に示すシステムおよび方法は、統計モデルを採用して、現在のラウンドのサウンディングと過去のベースライン記録との差異が、新しいラウンドの完全なサウンディングを保証するかについての決定を行わせることができる。具体的には、示されるシステムおよび方法が最初に実装されると、図９に示すデータベース８８が、ベースラインサウンディング結果、完全なサウンディング結果、および新しいラウンドの完全なサウンディングが干渉グループに変化をもたらすかどうかについての情報を収集する間に、完全なラウンドのサウンディングが繰り返し収集され得る。次いで、システムは、現在のベースラインサウンディング読み取り値と、システムによって選択される最も関連性の高い過去の記録（例えば、任意のモデムに対するベースラインサウンディング読み取り値の最大差）との間の測定基準の変化、および変更がＩＧで行われた可能性を相関させ始めることができる。より多くのデータが収集されると、統計モデルはより信頼性を増し、ある一定のレベルの信頼性に到達すると、システムは、別の完全なサウンディング手順が、干渉グループの変化を生じるであろうとの所望の閾値確率（例えば、９０％、９５％、または任意の他の所望の閾値）が計算された後に、完全なサウンディングラウンドのプロキシとしてベースラインサウンディング読み取り値を使用し始めることができる。

他の実施形態では、システムオペレータは、ベースラインのサウンディング読み取り値における定性的および定量的変化が、新しいラウンドの完全なサウンディングの必要性を生じさせる可能性が最も高いものは何かを、経験的に決定し得る。

開示されたシステムの一部の実施形態では、データベース８８は、完全なサウンディング結果およびベースラインサウンディング結果に関連付けられたＩＧを記憶してもよく、完全なサウンディング試験を実施することなく、過去のデータベース内の記録に基づいて新しいＩＧを選択してもよい。例えば、完全なサウンディング試験を実施するのに不十分な帯域幅がある場合、ベースラインサウンディング試験をプロキシとして使用して、ＩＧを一時的に選択してもよい。代替的に、例えば、ソフトウェア更新後にＣＡＴＶシステムを再初期化しなければならない場合、過去のデータベースは、最新のＩＧセットに対して問い合わされ得る。

本発明は、記載される特定の実施形態に限定されず、添付の特許請求の範囲に定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、その変形が、同等の教義、またはその文字通りの範囲を超えて特許請求の範囲の強制可能な範囲を拡大するいくつかの他の原則を含む、優越的法の原則に従って解釈されるように、行われてもよいことが理解されよう。文脈がそうでないと示さない限り、要素の実例の数に対する特許請求の範囲の参照は、それが１つの実例への参照であろうと、または複数の実例への参照であろうと、少なくとも要素の実例の所定の数を必要とするが、記載されているよりも多くのその要素の実例を有する特許請求の範囲の構造または方法の範囲から除外することを意図するものではない。特許請求の範囲において使用される場合、用語「含む」またはその派生語は、特許請求される構造または方法における他の要素またはステップの存在を除外することを意図するものではない非排他的な意味で使用される。

Claims (40)

1. 伝送ネットワークを介して複数のモデムに接続されたヘッドエンドを含む、ＣＡＴＶシステムであって、前記複数のモデムが、少なくとも１つの干渉グループ（ＩＧ）の第１のセット内に配置されており、前記システムが、前記ヘッドエンドに動作可能に接続可能であり、前記少なくとも１つのＩＧの第１のセットとは異なる少なくとも１つのＩＧの第２のセット内に、前記複数のモデムを再構成することができる、プロセッサを含み、前記プロセッサが、前記少なくとも１つのＩＧの第１のセットに基づいて、前記複数のモデムを再構成する、ＣＡＴＶシステム。
2. 前記システムが、サウンディングデータに基づいてアレイを処理して、前記複数のモデムを前記少なくとも１つの干渉グループの第２のセットに再構成するために、グラフベースの接続コンポーネント技術を使用する、請求項１に記載のＣＡＴＶシステム。
3. 前記グラフベースの接続コンポーネント技術が、前記サウンディングデータのサブセットのみに適用され、前記サブセットが、前記少なくとも１つの干渉グループの第１のセットからの識別された増分変化に基づいている、請求項２に記載のＣＡＴＶシステム。
4. 前記識別された増分変化が、もはや互いに干渉しない同じＩＧ内のモデムのペアを含む、請求項３に記載のＣＡＴＶシステム。
5. 前記識別された増分変化が、現在の時点で互いに干渉しており、以前の時点では互いに干渉していなかった、異なるＩＧ内のモデムのペアを含む、請求項３に記載のＣＡＴＶシステム。
6. ＦＤＸ ＣＡＴＶアーキテクチャを実装する、請求項１に記載のＣＡＴＶシステム。
7. 前記グラフベースの接続コンポーネント技術が、ノードおよびエッジを有するグラフに基づいている、請求項１に記載のＣＡＴＶシステム。
8. 前記ノードが、個々のケーブルモデムに対応し、前記エッジが、ノードを接続し、各々が、前記ＣＡＴＶシステム上のサウンディング手順によって測定された関連付けられた干渉測定基準を有する、請求項７に記載のＣＡＴＶシステム。
9. 前記グラフが、無向である、請求項８に記載のＣＡＴＶシステム。
10. 前記グラフが、有向である、請求項８に記載のＣＡＴＶシステム。
11. ＣＡＴＶシステムに複数のモデムを配置する方法であって、前記方法が、
    前記ＣＡＴＶシステムのヘッドエンドに動作可能に接続されたプロセッサによって、少なくとも１つの干渉グループ（ＩＧ）の第１の配置に、前記複数のモデムのヘッドエンドを自動的に配置することと、
    前記ヘッドエンドに動作可能に接続されたプロセッサによって、前記第１の配置を使用して、前記少なくとも１つのＩＧの第１の配置とは異なる少なくとも１つのＩＧの第２の配置に、前記複数のモデムを自動的に再構成することと、を含む、方法。
12. サウンディングデータに基づいてアレイを処理して、前記複数のモデムを前記第２の配置に再構成するために、グラフベースの接続コンポーネント技術を使用する、請求項１１に記載の方法。
13. 前記グラフベースの接続コンポーネント技術が、前記サウンディングデータのサブセットのみに適用され、前記サブセットが、前記第１の配置からの識別された増分変化に基づいている、請求項１２に記載の方法。
14. 前記識別された増分変化が、もはや互いに干渉しない同じＩＧ内のモデムのペアを含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記識別された増分変化が、現在の時点で互いに干渉しており、以前の時点では互いに干渉していなかった、異なるＩＧ内のモデムのペアを含む、請求項１３に記載の方法。
16. ＦＤＸ ＣＡＴＶアーキテクチャを実装する、請求項１１に記載の方法。
17. 前記グラフベースの接続コンポーネント技術が、ノードおよびエッジを有するグラフに基づいている、請求項１１に記載の方法。
18. 前記ノードが、個々のケーブルモデムに対応し、前記エッジが、ノードを接続し、各々が、前記ＣＡＴＶシステム上のサウンディング手順によって測定された関連付けられた干渉測定基準を有する、請求項１７に記載の方法。
19. 前記グラフが、無向である、請求項１８に記載の方法。
20. 前記グラフが、有向である、請求項１８に記載の方法。
21. 伝送ネットワークを介して、ヘッドエンドと複数のケーブルモデムとの間でデータを交換する、処理システムであって、前記処理システムが、
    前記ケーブルモデムの定期的なベースラインサウンディング試験、および前記ケーブルモデムの定期的な完全なサウンディング試験を選択的に開始する、プロセッサであって、前記完全なサウンディング試験が、前記ベースラインサウンディング試験よりも多くのデータを生成する、プロセッサと、
    少なくとも１つの過去のベースラインサウンディング試験を記憶する、メモリと、を含み、
    前記プロセッサが、現在のベースラインサウンディング試験を実施し、前記現在のベースラインサウンディング試験と前記過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録との比較を使用して、完全なサウンディング試験を開始するかどうかを選択する、処理システム。
22. 前記伝送システムが、全二重である、請求項２１に記載の処理システム。
23. 前記完全なサウンディング試験が、ＣＷ試験およびＯＵＤＰ試験のうちの選択された１つである、請求項２１に記載の処理システム。
24. 前記ベースラインサウンディング試験が、ケーブルモデムがデータを伝送していないときに、各ケーブルモデムでのノイズを測定する、請求項２１に記載の処理システム。
25. 前記ベースラインサウンディング試験が、関心のスペクトルにわたる複数の周波数帯におけるバンドごとのノイズ測定のベクトルを含む、記録を生成する、請求項２４に記載の処理システム。
26. 複数の過去のベースラインサウンディング記録を記憶するデータベースを含み、前記プロセッサが、前記複数の過去のベースラインサウンディング記録の中から１つの選択された記録を使用して、現在のベースラインサウンディング試験と比較し、前記比較を使用して、完全なサウンディング試験を開始するかどうかを選択する、請求項２１に記載の処理システム。
27. 前記過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録が、各少なくとも１つの記録の週の１日のうちの少なくとも１つ、および各少なくとも１つの記録の時刻を含む、請求項２１に記載の処理システム。
28. 前記過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録が、各少なくとも１つの記録に関連付けられた少なくとも１つの気象測定基準を含む、請求項２７に記載の処理システム。
29. 前記少なくとも１つの測定基準が、前記記録に関連付けられた前記ベースラインサウンディング試験のときに発生する、周囲温度データを含む、請求項２８に記載の処理システム。
30. 前記少なくとも１つの気象測定基準が、前記過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録が作成された後に、気象データベースから取得される、請求項２８に記載の処理システム。
31. 伝送ネットワークを介して、ヘッドエンドと複数のケーブルモデムとの間でデータを交換するための方法であって、前記方法が、
    前記ケーブルモデムの定期的なベースラインサウンディング試験、および前記ケーブルモデムの定期的な完全なサウンディング試験を選択的に開始することであって、前記完全なサウンディング試験が、前記ベースラインサウンディング試験よりも多くのデータを生成する、開始することと、
    過去のベースラインサウンディング試験の少なくとも１つの記録を、メモリに記憶することと、
    現在のベースラインサウンディング試験を実施することと、
    前記現在のベースラインサウンディング試験と前記過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録との比較を使用して、完全なサウンディング試験を開始するかどうかを選択することと、を含む、方法。
32. 前記伝送システムが、全二重である、請求項３１に記載の方法。
33. 前記完全なサウンディング試験が、ＣＷ試験およびＯＵＤＰ試験のうちの選択された１つである、請求項３１に記載の方法。
34. 前記ベースラインサウンディング試験が、ケーブルモデムがデータを伝送していないときに、各ケーブルモデムでのノイズを測定する、請求項３１に記載の方法。
35. 前記ベースラインサウンディング試験が、関心のスペクトルにわたる複数の周波数帯におけるバンドごとのノイズ測定のベクトルを含む、記録を生成する、請求項３４に記載の方法。
36. 複数の過去のベースラインサウンディング記録を記憶することと、前記複数の過去のベースラインサウンディング記録の中から１つの選択された記録を使用して、現在のベースラインサウンディング試験と比較することと、前記比較を使用して、完全なサウンディング試験を開始するかどうかを選択することと、を含む、請求項３１に記載の方法。
37. 前記過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録が、各少なくとも１つの記録の週の１日のうちの少なくとも１つ、および各少なくとも１つの記録の時刻を含む、請求項３１に記載の方法。
38. 前記過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録が、各少なくとも１つの記録に関連付けられた少なくとも１つの気象測定基準を含む、請求項３７に記載の方法。
39. 前記少なくとも１つの測定基準が、前記記録に関連付けられた前記ベースラインサウンディング試験のときに発生する、周囲温度データを含む、請求項３８に記載の方法。
40. 前記過去のベースライン試験の少なくとも１つの記録が作成された後に、気象データベースから前記少なくとも１つの気象測定基準を取得するステップを含む、請求項３８に記載の方法。

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