JP3530931B2 - 家庭内ネットワーク - Google Patents
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Description
トワークおよびプロトコルに関する。さらに詳しくいえ
ば、本発明は、ネットワーク・プロトコルに従って情報
を伝送するための通信チャネルとして、家庭内に存在す
る電話線を使用するネットワークに関するものである。
の登場によって、現在では、パーソナルコンピュータ、
ワークステーションおよびサーバのような汎用コンピュ
ータが、電話システムを介してデータを相互交換するこ
とを可能にするような規格が存在する。しかしながら、
こうしたインターネット・プロトコルはコンピュータに
限られており、消費者の住宅内でのネットワーク運用を
容易にはしない。
は消費者電子装置も具備することが可能である。このよ
うな消費者電子装置は、例えば、テレビ、VCR、DV
Dプレーヤ、オーディオシステム(例えば、受信機、増
幅器、CDプレーヤ、テーププレーヤ、およびスピー
カ)、電話機、ビデオムービーカメラ(camcoders )、
および、ディジタル衛星放送受信システム(DSS:di
gital satellite systems )を具備することが可能であ
る。こうした装置の幾つかは、通常の動作時には専用の
通信チャネルによって互いに接続されるように設計され
ている。例えば、テレビとVCRとDSSとは、典型的
には同軸ケーブルによって互いに接続されるように設計
されている。しかしながら、通常は互いに接続されるよ
うには設計されていないような特定のグループの消費者
電子装置が存在する。例えば、典型的には、電話機はテ
レビに接続されるようには設計されていない。したがっ
て、消費者の住宅内の単一のネットワークに様々な消費
者電子装置を動作可能に接続するためのネットワークを
有することが望ましいであろう。さらに、こうしたネッ
トワークが、追加の消費者電子装置の付設を容易にする
ことも望ましいであろう。要約 したがって、本発明は、消費者の住宅内に存在する電話
線を使用して様々な消費者電子装置が互いに動作可能に
接続されることを可能にするようなネットワークを提供
する。各々の消費者電子装置は、電話線を通して通信す
るためのモデムを有する。
子装置内のモデムを動作させるためのネットワーク・プ
ロトコルが提供される。このネットワーク・プロトコル
は、モデムの送信機回路によってディジタル情報パケッ
トを変調することを含む。このディジタル情報パケット
は、離散的な継続時間(discrete duration )のアナロ
グ信号バーストの形に変換される。このアナログ信号バ
ーストは、送信機回路から電話線に送信される。しかし
ながら、アナログ信号バーストの合間には、送信機回路
から電話線へ信号が送られない。その結果として、多数
のモデムがその電話線を共有することが可能である。任
意の所定の時点において、1つのモデムだけがアナログ
信号バーストを電話線に送信していることを保証するた
めに、個々のモデムがアービトレーション機能(arbitr
ation function)を遂行する。一実施態様では、送信機
回路によってアナログ信号バーストの先頭に非アイドル
(non-idle)状態信号が付加され、それによってアナロ
グ信号バーストの存在を通知する。
バーストの有無を検出するために、電話線を監視する。
このような監視のステップは、受信機回路内の非アイド
ル検出器によって実行される。非アイドル検出器が電話
線上にアナログ信号バーストの存在を検出したときに、
この非アイドル検出器は、受信機回路の全ての処理能力
を利用して上記受信機回路にアナログ信号バーストを復
調させる。各々のアナログ信号バーストが、そのアナロ
グ信号バーストに応答することになっている装置の一つ
または複数のアドレスを含む。
号バーストが無いことを検出したときに、この非アイド
ル検出器は、受信機回路の復調機能を実行不可能にす
る。このことが、電話線上にアナログ信号バーストが無
いときに、受信機回路の処理要求を著しく低減させる。
変形例の一つでは、アナログ信号バーストの各々が、プ
リアンブル(preamble)とこれに対応する本体部分(ma
in body )とを具備する。各々のプリアンブルが、予め
定められた第1のモデムプロトコルに従って送信され
る。しかしながら、本体部分は、第1のモデムプロトコ
ルとは異なる別のモデムプロトコルに従って送信される
ことが可能である。例えば、この別のモデムプロトコル
が、異なったデータ転送速度、変調形式および/または
プロトコル・バージョンを実現してもよい。各々の本体
部分に関連付けられているモデムプロトコルが、対応す
るプリアンブルに含まれる情報によって識別される。こ
の変形例が、互いに異なった動作機能を有する装置(例
えば、パーソナルコンピュータとテレビ)がマルチドロ
ップ構成(multi-drop configuration)の形で同一の電
話線に動作可能に接続されることを可能にする。詳細な説明 以下では、添付の図面を参照しながら下記の詳細な説明
を考察することによって、本発明がより適切に理解され
るであろう。
ネットワーク1のブロック図である。家庭内ネットワー
ク1は、消費者の住宅3内の共通の電話線2に接続され
ている様々な消費者電子装置を具備する。さらに、従来
どおりの撚り対線式(ツイストペア)導線である電話線
2が、当業分野において公知の形で電話会社の中央局4
に接続されている。消費者の住宅3内の共通電話線2に
接続されている消費者電子装置は、DSS10、スピー
カ11および12、テレビ13、ビデオカセットレコー
ダ(VCR)14、パーソナルコンピュータ15、電話
機16、コンパクトディスク(CD)プレーヤ17、お
よび、チューナ18を具備する。図に示されている消費
者電子装置は例示を目的としており、なんら本発明を限
定するものではない。したがって、ビデオムービーカメ
ラのような他のタイプの消費者電子装置が、本発明の原
理に従って電話線2に接続されることが可能である。家
庭内ネットワークはさらに、消費者電子装置を制御する
ためのワイヤレス遠隔制御装置20も具備する。消費者
電子装置10〜18の各々と遠隔制御装置20とが、よ
り詳細に後述するネットワーク・プロトコルに従って動
作する。以下では、このネットワーク・プロトコルを
「V.IP」と呼ぶことにする。したがって、このV.
IPプロトコルに従って動作するように設計されている
消費者電子装置10〜18を、V.IP消費者電子装置
と総称することが可能である。
者電子装置は、V.IPプロトコルを使用することによ
り、電話線2を通して通信する。V.IPプロトコル
は、パケットに基づいたプロトコルであり、それによっ
て、V.IP消費者電子装置10〜18が、電話線2を
通してアナログ信号バーストを送信することによって通
信する。
費者電子装置100のブロック図である。したがって、
この全体的なV.IP消費者電子装置100の構成は、
特定の消費者電子装置10〜18の任意の一つを構成す
るために使用されることが可能である。図に示されてい
るように、V.IP消費者電子装置100は、電話線2
と120ボルトAC(交流)電源30とに接続されてい
る。V.IP消費者電子装置100は、消費者電子回路
系101と、制御パネル回路系102と、ワイヤレス受
信機103と、符号器/復号器(コーデック(codec
))回路104と、プロセッサ105と、V.IPモ
デム106と、RJ11コネクタ107とを具備する。
コーデック回路104がA/D変換器(アナログ/ディ
ジタル変換器(ADC))111とD/A変換器(ディ
ジタル/アナログ変換器(DAC))112とを具備す
る。V.IPモデム106が、V.IP送信機回路11
4とV.IP受信機回路115とを具備する。
者電子装置に関連付けられている従来どおりの回路系と
ハードウェアとを具備する。例えば、DSS10に関連
付けられている消費者電子回路系101は、衛星パラボ
ラアンテナとセットトップボックス(受信機回路系を含
む)とを具備するであろう。V.IPスピーカ11の場
合には、消費者電子回路系101は、スピーカコーンと
コイルと磁石とを含む従来どおりのスピーカ・ハードウ
ェアを具備するであろう。V.IPスピーカ11はパワ
ード・スピーカ(powered speaker )である。したがっ
て、V.IPスピーカ11は、そのスピーカを駆動する
ための増幅器も含むであろう。V.IPテレビ13の場
合には、消費者電子回路系101は、受像管と、従来ど
おりの制御回路系とを具備するであろう。同様に、VC
R14と、パーソナルコンピュータ15と、電話機16
と、CDプレーヤ17と、チューナ18の場合には、消
費者電子回路系101は、これらの装置に一般的に関連
付けられている従来どおりの回路系とハードウェアとを
具備するであろう。
電子装置に関連付けられている従来どおりのフロントパ
ネル制御回路系を具備する。すなわち、制御パネル回路
系102は、消費者電子装置101を消費者が制御する
ための物理的インタフェースを提供する。例えば、V.
IPスピーカ11の場合には、制御パネル回路系102
は、パワード・スピーカ内の増幅器を制御するためのオ
ン/オフスイッチと音量調節ノブとを具備するであろ
う。V.IPチューナ18の場合には、制御パネル回路
系102は、例えば、オン/オフスイッチと、音量調節
ノブと、音量バランス調節レバーと、等化器レバーと、
同調ノブとを具備するであろう。V.IPパーソナルコ
ンピュータ15の場合には、制御パネル回路系102
は、例えば、キーボードまたはマウスを具備するであろ
う。
信するために消費者電子装置101に接続され、それに
よって、消費者電子装置101が適切な仕方で制御され
ることを可能にする(例えば、チャンネルの変更、音量
の増大)。ワイヤレス受信機103は、遠隔制御装置2
0によって生成されるワイヤレス制御信号(例えば、赤
外信号)を受信するための従来どおりの回路である。ワ
イヤレス受信機103は、ワイヤレス制御信号に応答し
て、消費者電子回路系101に制御信号を送信し、それ
によって、消費者電子回路系101が所望の仕方で制御
されることを可能にする。
系102とワイヤレス受信機103との組み合わせが、
従来どおりの消費者電子装置を形成する。例えば、これ
らの3つの要素が組み合わせられて、従来どおりの(非
V.IP)テレビまたは従来どおりの(非V.IP)ス
ピーカを形成してもよい。図2では、消費者電子装置1
00内のこれらの要素が点線で囲まれている。
を供給するために、制御パネル回路系102およびワイ
ヤレス受信機103がさらにプロセッサ105に接続さ
れる。より詳細に後述するように、プロセッサ105
は、上記制御信号に応答してディジタルパケットデータ
を生成し、このディジタルパケットデータをさらに処理
するために、上記ディジタルパケットデータをV.IP
送信機回路114に送信する。さらに詳細に後述するよ
うに、フロントパネル制御回路系102およびワイヤレ
ス受信機103によって供給される制御信号が、別の
V.IP消費者電子装置を制御するために使用されるこ
とが可能である。これとは逆に、プロセッサ105は、
V.IP受信機回路115からディジタルパケットデー
タを受信し、これに応答して消費者電子回路系101を
制御することが可能である。
101は、さらに、コーデック104のADC111と
DAC112とに接続されている。ADC111の目的
は、消費者電子回路系101から受け取ったアナログ出
力信号を、プロセッサ105に供給されるディジタル出
力信号の形に変換することである。DAC112の目的
は、プロセッサ105から受け取ったディジタル信号
を、消費者電子回路系101に供給されるアナログ信号
の形に変換することである。V.IP消費者電子装置1
00の種類に応じて、コーデック104の全てまたは一
部分が不要である場合もある。例えば、スピーカは、出
力アナログ信号を全く生成しない装置なので、V.IP
スピーカ11はADC111を必要としないであろう。
しかしながら、V.IPスピーカ11は、そのスピーカ
の増幅器を駆動するためのアナログ信号を生成するため
にDAC112を使用するであろう。V.IPチューナ
18は、チューナがアナログ出力信号を生成する装置な
ので、ADC111を必要とするであろう。V.IPパ
ーソナルコンピュータ15は、ディジタル入力信号およ
びディジタル出力信号を生成するので、ADC111も
DAC112も必要としないであろう。したがって、コ
ーデック104の個別的な必要性は、その基礎となって
いる従来の消費者電子装置の動作特性の観点より、場合
に応じて決定される。
01と、制御パネル回路系102と、ワイヤレス受信機
103とからディジタル信号を受け取り、これに応答し
て、V.IP送信機回路114に送信するためのディジ
タルデータパケットを生成する。これらのディジタルデ
ータパケットは、V.IPプロトコルに従って様々な情
報を含むことが可能である。例えば、これらのディジタ
ルデータパケットは、消費者電子回路系101から送信
されるオーディオ情報もしくはビデオ情報、または、消
費者電子回路系101、制御パネル回路系102もしく
はワイヤレス受信機103から送信される制御情報を表
示することが可能である。
送信機回路114のブロック図である。V.IP送信機
回路114は、パケット待ち行列201と、フレーマ
(framer)202と、チャネル符号化回路203と、出
力整形器204と、変調器205と、ディジタル/アナ
ログ(D/A)変換器206とを具備する。一般的に、
V.IP送信機回路114は、プロセッサ105から受
け取ったディジタルデータパケットを、離散的な継続時
間を有するアナログバースト信号の形に変換する。V.
IP送信機回路114は、V.IPプロトコルに従っ
て、ディジタルデータパケットの合間にアイドル情報
(idle information)を挿入しない。この結果として、
アナログバースト信号は連続的な信号を形成せず、その
代わりに、他のV.IP送信機回路が、電話線2を通し
てアナログバースト信号をその間に送信することが可能
であるような期間を提供する。選択的な事項ではある
が、V.IP送信機回路114は、アナログバースト信
号が送信されそうであるということを表示するために、
予め定められた非アイドル状態信号を送信する。
路114内においては、プロセッサ105によって供給
されるディジタルデータパケットが、パケット待ち行列
201内に格納される。これらのパケットは、モデムの
ビットクロックに対して同期しておらず、無作為な(ラ
ンダムな)時点にてパケット待ち行列201に到達す
る。フレーマ202がパケット待ち行列201からパケ
ットを受け取り、これに応答して、モデムのビットクロ
ックに対し同期している離散的なビットストリームを構
成する。
ットストリームが、チャネル符号化回路203によって
符号化される。このチャネル符号化回路203は、電話
線2上のノイズと歪みとを補正するために使用される。
このチャネル符号化回路203は、誤り訂正を可能にす
るために、冗長情報(例えば、重畳符号化(convolutio
nal encoding))を供給する。チャネル符号化回路20
3は、さらに、信号スクランブル機能と、符号化された
ビットストリームをシンボル値にマッピングする機能と
を遂行する。チャネル符号化回路203によって生成さ
れたシンボル値は、出力整形器204に供給される。
20から受け取ったシンボル値に対し、ディジタル形式
でフィルタリングを行う。出力整形器回路204は、予
め定められた範囲内にこれらのシンボル値の周波数帯域
幅を制限し、かつ、チャネル歪みの補正を促進するよう
に調整されてもよい。出力整形器204によって供給さ
れるフィルタリング済みのサンプルが、変調器205に
供給され、この変調器205は、フィルタリング済みの
サンプルによってキャリア信号を変調する。変調器20
5の出力がD/A変換器206に供給され、このD/A
変換器206は、電話線2を通して送信するためのアナ
ログ信号バーストを生成する。
部分は従来どおりの要素である。したがって、アナログ
信号バーストの符号化が、xDSLまたはボイスバンド
モデムプロトコル(voice band modem protocol )のよ
うな従来どおりのモデムプロトコルに従って行われてよ
い。しかしながら、従来のモデム送信機回路は、ディジ
タルデータパケットの合間にアイドル情報を挿入するこ
とによって連続アナログ出力信号を送信する。典型的に
は、フレーマ202がこのアイドル情報を挿入する。上
記のように、V.IP送信機回路114はアイドル情報
を挿入せず、この結果として、離散的な継続時間のアナ
ログ信号バーストが生成される。これは、V.IP送信
機回路114が連続アナログ出力信号を生成することに
なっている場合に、電話線2を介したパケット方式の通
信が不可能だからである。
れるアナログ信号バーストは、RJ11コネクタ107
を経由して電話線2に送られる。本発明の一実施態様で
は、電話線2上における有効データ伝送速度が少なくと
も毎秒約1.5メガビット(Mbit)である。このこ
とが、電話線2を通して圧縮ビデオ信号と非圧縮オーデ
ィオ信号とを伝送することを可能にする。アナログ信号
バーストは、電話線2に接続されている消費者電子装置
の各々に伝送され、さらに、随意には電話会社の中央局
4に伝送される。さらに明確に述べると、アナログ信号
バーストは、電話線2に接続されている消費者電子装置
の各々の中に存在するV.IP受信機回路に伝送され
る。
P受信機回路115のブロック図である。V.IP受信
機回路115は、A/D変換器301と、リサンプラ
(resampler )302と、等化器303と、キャリア再
生回路304と、シンボル決定回路305と、チャネル
復号器306と、フレーマ/アイドル検出器307と、
サンプルバッファ308と、エコーキャンセラ309
と、タイミング更新回路310と、等化器更新回路31
1と、キャリア更新回路312と、非アイドル検出器4
01と、加算ノード319とを具備する。キャリア再生
回路304とシンボル決定回路305との組み合わせに
よって、復調器が形成される。上記のV.IP受信機回
路115は、電話線2を通して伝送されるアナログ信号
バーストを受信するように接続されている。
トをサンプリングし、これによって、アナログ信号バー
ストをディジタル信号に変換する。このディジタル信号
が、加算ノード319の正の入力端子に供給される。エ
コーキャンセラ309が、V.IP送信機回路114に
よって生成されるアナログ信号バーストを監視し、電話
線2上のエコー信号を適応的に予測する。V.IPモデ
ム106が全二重モード(full duplex mode)にて動作
している場合には、自局側で生成されるアナログ信号の
エコーが存在する場合がある。エコーキャンセラ309
は、予測されたエコー信号を加算ノード319の負の入
力端子に供給し、それによって、送信機回路114によ
り生成される自局側アナログ信号バーストによって取り
込まれるエコーを消去する。
ジタル信号は、従来どおりのリサンプラ302に供給さ
れる。このリサンプラ302は、これらのディジタル信
号を補間して、V.IP送信機回路のシンボル速度(sy
mbol rate )に適合するサンプルを生成する。タイミン
グ更新回路310が、加算ノード319によって供給さ
れるディジタル信号を監視する。このタイミング更新回
路310は、これらのディジタル信号からシンボルタイ
ミング情報を抽出するために制御ループを実行する従来
どおりの回路である。このシンボルタイミング情報がリ
サンプラ302に供給され、これによって、リサンプラ
302が、必要に応じてサンプリングプロセスを制御す
ることを可能にする。
ジタル信号が、さらに、サンプルバッファ308に供給
される。このサンプルバッファ308は、加算ノード3
19によって供給されるディジタル信号の最新の履歴を
記憶するためのデュアルポート形式の先入れ先出し(F
IFO)循環式バッファである。ここでの実施態様で
は、サンプルバッファ308内に記憶されている情報
が、複数の最新のシンボルを表している。
ルが、リサンプラ302から適応形の等化器303へ送
られる。適応形の等化器303は、電話線2によって導
入される線形歪みを補正するために、上記生の入力サン
プルを変更するような従来どおりの要素である。これを
実現するために、シンボル決定回路305の出力側で測
定される量子化誤りに基づいて等化器更新回路311内
で周期的に更新される複数の等化係数を使用して、等化
器303が上記生の入力サンプルを処理する。
ディジタルサンプルのストリームをキャリア再生回路3
04に供給する。このキャリア再生回路304は、等化
処理がなされたディジタルサンプルからキャリア信号を
抽出して、各々のディジタルサンプル毎に、対応するシ
ンボルの正体(identity)に関するソフト決定(すなわ
ち、最良評価(best estimate ))を提供するための従
来どおりの要素である。ソフト決定によって得られたシ
ンボルを、以下では「ソフトシンボル(soft symbol
s)」と呼ぶ。これらのソフトシンボルがシンボル決定
回路305に送られる。
回路304によって供給されるソフトシンボルを量子化
し、これによって受け取られたシンボルの正体に関する
ハード決定を行うための従来どおりの回路である。ハー
ド決定によって得られたシンボルを、以下では「ハード
シンボル(hard symbols)」と呼ぶ。ハードシンボル
が、等化器更新回路311とキャリア更新回路312と
に戻される。これに応答して、等化器更新回路311と
キャリア更新回路312とが量子化誤りを判定する。量
子化誤りに応答して、等化器更新回路311とキャリア
更新回路312とが、等化器303によって使用される
処理係数と、キャリア再生回路304によって使用され
る処理係数とをそれぞれ調整し、これによって、シンボ
ル決定回路305によって行われるハード決定の精度を
向上させる。
るハードシンボルが、従来どおりのチャネル復号化回路
306にも供給される。このチャネル復号化回路306
は、量子化誤りを訂正するために、受け取られたアナロ
グ信号バースト内に含まれる冗長情報を使用する。典型
的には、チャネル復号化回路306は、ヴィテルビ復号
器(Viterbi decoder )または他の何らかの形の誤り訂
正のような最尤シーケンス推定器(maximum likelihood
sequence estimator :MLSE)回路によって実現さ
れる。チャネル復号化回路306は、復号化されたビッ
トストリームをフレーマ307に供給する。最後に、フ
レーマ307が、ビットストリームをパケットデータの
形に復号化し、アイドル情報を取り除き、そして、デー
タパケットをパケット待ち行列318にロードする。
ーストの直前に、予め定められた信号(すなわち、非ア
イドル状態信号)が通信チャネルを通して伝送される。
このような信号伝送は、完全復調という計算上の複雑性
を伴うことなく非アイドル検出器401によって検出さ
れるように選択される。3つのこうした信号伝送方式を
次に説明する。
ーストの存在(以下では「DATA状態」と呼ぶ)とア
ナログ信号バーストの不在(以下では「NO DATA
状態」と呼ぶ)とを知らせるために、純音のような容易
に検出される信号が使用されることが可能である。ここ
で説明する例では、この容易に検出される信号が、各ア
ナログ信号バーストの伝送の始点の前に接頭辞として付
与される。この容易に検出される信号の検出時に、非ア
イドル検出器401が、V.IP受信機回路115の完
全処理モードを実行可能にし、これによって、V.IP
受信機回路115が着信アナログ信号バーストに対して
完全復調を行うことを可能にする。非アイドル検出器4
01は、アナログ信号バーストを受け取った後に、通信
チャネル上に上記の容易に検出される信号(および、ア
ナログ信号バースト)が存在しないことを検出し、これ
に応答して、V.IP受信機回路115の節減処理モー
ド(reduced processing mode )を実行可能にする。
V.IP受信機回路115の節減処理モードを実行可能
にするために、非アイドル検出器401は、受信機回路
115のリサンプラ302と、等化器303と、キャリ
ア再生回路304と、シンボル決定回路305と、チャ
ネル復号器306と、フレーマ/アイドル検出器307
と、エコーキャンセラ309と、タイミング更新回路3
10と、等化器更新回路311と、キャリア更新回路3
12と、パケット待ち行列318とを実行不可能にし、
これによって、アナログ信号バーストが受信されていな
いとき(すなわち、NO DATA状態中)にモデム機
能を簡略化する。
器401が、アナログ信号バーストが受信中であるかど
うかを判定するために、電話線2上のキャリアエネルギ
の有無を監視する。非アイドル検出器401は、電話線
2上でキャリアエネルギを検出したときに、V.IP受
信機回路115の完全処理モードを実行可能にする。キ
ャリアエネルギが電話線2上で全く検出されないとき
(または、最小のキャリアエネルギーが検出されると
き)には、非アイドル検出器401は、V.IP受信機
回路115の節減処理モードを実行可能にする。
ーストの有無を知らせるためにサブキャリア信号が使用
される。この実施態様では、サブキャリア信号が、アナ
ログ信号バーストよりも著しく少ない計算要求でもって
復調される。サブキャリア信号を使用する信号伝送プロ
トコルの一例が、マルチキャリア変調(MCM)信号方
式(multi-carrier modulation signalling )である。
MCM信号方式の一例が、離散マルチトーン(DMT)
信号方式(discrete multi-tone signalling)である。
MCM信号方式プロトコルに関連して使用される受信機
回路(以下では、「MCM受信機回路」と呼ぶ)は、
V.IP受信機回路115とは異なる回路系を使用し、
こうしたMCM受信機回路が当業分野で公知であり、後
述する仕方で、非アイドル検出器と組み合わせて使用す
るように適合化されることが可能である。
信号が、周波数領域内の複数のサブチャネルからなる。
こうした形式では、このサブチャネルの一つが、DAT
A状態の存在を知らせるために、関連の送信機回路によ
って使用される。着信MCM信号の選択されたサブチャ
ネルを受け取るために、非アイドル検出器回路が接続さ
れる。サブチャネルの信号伝送を検出するときには、非
アイドル検出器回路が、受信機回路が完全処理モードに
入ることを可能にし、この完全処理モードでは、受信機
回路の全ての処理機能を使用して受信アナログ信号が処
理される。パケットデータの伝送が完了した後に、サブ
チャネルの信号が表示されなくなる(de-asserted )。
非アイドル検出器は、サブチャネルの信号が無いことを
検出したときに、受信機回路の節減処理モードを実行可
能にする。
受信機回路115(または、MCM受信機回路)が、D
ATA状態の存在を検出するために電話線2を監視する
ように、節減処理レベルで動作を行う。タイムアウト期
間が終了した後に、電話線2が自動的に呼出不能状態
(call-inactive status)に割り当てられることが可能
であり、かつ、非アイドル検出器401によって遂行さ
れる検出処理が短縮されることが可能である。次に、そ
の関連のV.IP送信機回路が、非アイドル検出器40
1が後続のDATA状態を検出することを確実なものと
するのに充分な長さの非アイドル状態信号を送信するこ
とによって、セッション(session )を開始することが
可能である。あるいは、上記のV.IP受信機回路11
5は、通信チャネルの他方の端(すなわち、関連のV.
IP送信機回路)を周期的にポーリングすることが可能
であり、各々のポーリングに続くウィンドウの間にだけ
非アイドル検出器401を実行可能にする。
知らせるために遠隔のV.IP送信機回路によって使用
されることが可能であるような予め定められた期間中
に、V.IP受信機回路115が、非アイドル検出器4
01を周期的に実行可能にすることができる。V.IP
受信機回路115と遠隔のV.IP送信機回路との間で
こうした期間の同期を維持するために、周期的ポーリン
グまたは何らかの他のタイミング信号が使用されてもよ
い。この仕方では、V.IP受信機回路115の処理要
求がさらに低減される。
信されていないときには、V.IP受信機回路115内
で必要とされる処理の量が統計的に見て著しく低減され
る。この処理量の低減が、電力消費を節減するために利
用されることが可能である。本発明の別の実施態様で
は、電話線2の品質が、V.IP受信機回路115内の
個々の要素を監視することによって判定されることが可
能である。例えば、チャネル復号器306内に存在する
誤り訂正回路系が、電話線2の品質(すなわち、誤り訂
正の量が多いか少ないか)を測定するために監視される
ことが可能である。信号品質の別の測度は、量子化器誤
りの2乗の平均(すなわち、シンボル決定回路305の
入力と出力の間の差)である。電話線2が高品質の接続
状態になっていると判定される場合には、V.IP受信
機回路115内での処理が低減され得る。例えば、高品
質の電話線2が存在する場合には、等化器303、キャ
リア再生回路304、タイミング更新回路310、およ
びエコーキャンセラ309が、低減精度処理モードで動
作することが可能である。このような変形例によって低
減精度処理モードでV.IP受信機回路115によって
行われる処理は、完全処理モードで必要とされる処理の
約50%から約25%である。
品質が、より高位のプロトコル層を使用して判定され、
この判定に従ってV.IP受信機回路115の処理精度
が調節されることが可能である。別の変形例では、エコ
ーキャンセラ309が、エコー信号を生成するために使
用される係数を監視することが可能である。典型的に
は、エコー信号を生成するために使用されるような、予
め定められた個数の係数が存在する。幾つかの係数が、
無視するのに充分なほど小さい場合には、エコー信号を
生成するために使用される係数の個数が低減される(有
意でない係数が無視される)ことが可能である。この結
果として、エコーキャンセラ309の処理要求が好都合
に低減される。
ルを使用するときに、V.IP送信機回路114が連続
的な送信を行わない。V.IP送信機回路114がアナ
ログ信号バーストを送信していない期間中は、電話線2
上にエコー信号が存在する可能性はない。したがって、
自局側V.IP送信機回路114がアナログ信号バース
トを送信していないときは、エコーキャンセラ309が
実行不可能になり、これによって、V.IP受信機回路
115の処理要求をさらに低減させることが可能であ
る。
ップ動作(multi-drop operation)を効果的に実行可能
にする。マルチドロップ動作時には、多数のV.IPモ
デムが、時分割多重化を利用して同一の電話線2に接続
される。V.IPモデム内のV.IP送信機回路がV.
IPプロトコルに従ってIDLEシンボルを生成しない
ので、これらのV.IP送信機回路は、当該V.IP送
信機回路がアナログ信号バーストを送信していない期間
中は、電話線2上にトラフィック(traffic )を全く導
入しない。この結果として、電話線2に接続されている
全てのV.IP送信機回路は、次のようにして電話線2
上にセッションを確立することが可能である。
接続されたV.IP送信機回路がアナログ信号バースト
を送信することが可能である。しかしながら、これは、
個々のV.IP送信機回路によって送られる複数のアナ
ログ信号バースト間で衝突を生じさせる可能性がある。
より適切な解決策はキャリア検知多元接続(carriersen
se multiple access :CSMA)方式を使用すること
である。このCSMA方式では、アナログ信号バースト
の送信前に各々のV.IP送信機回路が電話線2を監視
する。CSMAの一般的な拡張が、衝突が検出されたと
きに直ちに送信が停止されるようなCSMA/CDであ
る。こうしたCSMA方式がイーサネット(Ethernet)
の分野で一般的に使用されている。これらのCSMA方
式が、単一の電話用撚り対線式導線(例えば、電話線
2)に接続されている複数のV.IPモデム間の有効な
通信を実行可能にする。
する代替代案が、一般的に「予約に基づいたプロトコル
(reservation based protocols )」と呼ばれる種類の
方式である。この公知の方式を適用することによって、
どのモデムが電話線2に対するアクセスを獲得するかを
決定するために、多数のV.IPモデムが別個のアービ
トレーションチャネルを使用する。
をそのタイムスロット中に送信しなければならない固定
したタイムスロットが各V.IP送信機回路に割り当て
られる、公知の時分割多元接続(TDMA)方式を実行
することによって、マルチドロップアクセスが実現され
る。この方式の利点は、実行の容易性である。さらに別
の実施態様では、従来の周波数分割多元接続(FDM
A)方式、符号分割多元接続(CDMA)アービトレー
ション方式、または、データセンス多元接続(DSM
A)方式を実行することによって、マルチドロップ接続
が実現される。
P送信機回路によって送信されるアナログ信号バースト
700、710の概略を示す図である。本発明のバース
トモード・プロトコルに従って送信機回路から送信され
るパケット情報の概略を示す図である。この実施態様で
は、第1のV.IP送信機回路によってアナログ信号バ
ースト700が送信され、かつ、第2のV.IP送信機
回路によってアナログ信号バースト710が送信される
と仮定している。すなわち、アナログ信号バースト70
0が、消費者電子装置10〜18(図1)のいずれか一
つによって送信されることが可能である。アナログ信号
バースト700は、プリアンブル701と本体部分70
2とを含む。アナログ信号バースト700はまた、ゲー
ト変調信号またはゲートキャリア信号を利用して送信さ
れる。長さが約20個から約100個のシンボルである
プリアンブル701が、パケット700の特質を識別す
る情報を含む。例えば、プリアンブル701は、(1)
プリアンブルに関するバージョンまたはタイプフィール
ド、(2)アナログ信号バーストに関連付けられている
発信源アドレスおよび着信先アドレス(destination ad
dresses )、(3)伝送符号(すなわち、使用されてい
るモデムプロトコル)、(4)データ転送速度、(5)
誤り制御パラメータ、(6)アナログ信号バーストの長
さ、および、(7)後続のアナログ信号バーストの予想
される受信スロットに関するタイミング値を識別する情
報を含むことが可能である。
信機回路が、プリアンブル701内に存在する情報を検
出し、アナログ信号バースト700の始点において同期
を確立する。上記実施態様では、全てのプリアンブル
が、比較的低い共通の伝送速度で送信される。プリアン
ブル701は、アナログ信号バーストの本体部分702
のデータ転送速度を識別する情報を含む。例えば、アナ
ログ信号バースト700の本体部分702が、プリアン
ブルよりも高いデータ転送速度で送信されているデータ
を含むことを、プリアンブル701が示してもよい。次
に、V.IP送信機回路は、上記のようなより高いデー
タ転送速度でアナログ信号バースト700の本体部分7
02を送信する。プリアンブル701の着信先アドレス
によって識別されるV.IP受信機回路が、プリアンブ
ル701において識別されるデータ転送速度で、アナロ
グ信号バースト700の本体部分702を受信する。
バースト710が、第2のV.IP送信機回路によって
送信されるアナログ信号バーストを表している。アナロ
グ信号バースト710は、プリアンブル711と本体部
分712とを含む。プリアンブル711が、プリアンブ
ル701の情報と同じ速度で送信される情報を含む。し
かしながら、プリアンブル711は、アナログ信号バー
スト700の本体部分702のデータ転送速度とは異な
る第2のデータ転送速度で本体部分712が送信される
ことを示している。
取る前に、これらの異なったデータ転送速度をV.IP
受信機回路が知らされるので、このV.IP受信機回路
は、これらの異なったデータ転送速度を調整することが
可能である。さらに明確に述べると、本体部分712を
処理するために、関連のV.IP受信機回路内で使用す
る個々の更新係数セットを選択する際に、プリアンブル
711を使用することが可能である。
速度で通信する)単純な装置と(比較的高速度で通信す
る)複雑な装置の両方が単一の電話線に同時に動作可能
に接続されることを可能にする。各アナログ信号バース
トのプリアンブルがアナログ信号バーストの着信先アド
レスを含むので、各々のV.IP受信機回路が各アナロ
グ信号バーストの着信先アドレスを監視し、これに応答
して、復調の必要がないアナログ信号バーストをフィル
タリングによって除去する。これによって、V.IP受
信機回路の処理要求を低減させることが可能になる。こ
れに加えて、各アナログ信号バーストのプリアンブルが
発信源アドレスを含むので、V.IP受信機回路が、ア
ナログ信号バーストの獲得/復調を促進するために、適
切に記憶された構成パラメータであって上記発信源に特
有の構成パラメータを読み出すことが可能である。
に、アナログ信号バーストの本体部分によって使用され
る誤り制御情報を含むことも可能である。この誤り制御
情報を含むような方式を使用して、同一のV.IPモデ
ムが、ビデオ用途のために必要とされる場合がある誤り
制御方式のような「高コストの」誤り制御方式と、従来
どおりのパケットに基づいたトラヒック(traffic )の
ために使用される場合がある「低コストの」誤り制御方
式との両方に対応することが可能である。誤り制御情報
の別の部分は、V.IP受信機回路から「肯定応答(ac
knowledgement)を要求する」ために使用することが可
能である。受信したアナログ信号バーストが受け入れ可
能である場合には、V.IP受信機回路が、発信源アド
レスに存在するV.IPモデムに対して肯定応答(ac
k)信号が送信されることを引き起こすであろう。受信
したアナログ信号バーストが受け入れ不可能である場合
には、V.IP受信機回路が、発信源アドレスに存在す
るV.IPモデムに対して否定応答(nack)信号が
送信されることを引き起こすであろう。
明する。上記のように、V.IPプロトコルは、発信源
アドレスと着信先アドレスとを有するアナログ信号バー
ストを送信する。したがって、消費者電子装置10〜1
8の各々がネットワークアドレスを割り当てられなけれ
ばならない。これらのネットワークアドレスは、消費者
電子装置の製造中に前もって割り当てられることが可能
であり、または、一当業者にとって公知の動的ホスト構
成プロトコル(dynamic host configuration protocol
:DHCP)サーバと共に一般的なDHCPを使用し
て(例えば、パーソナルコンピュータ15を使用して、
または、中央局4によって)割り当てられることが可能
である。
は、アナログ信号バーストを適切に割り当てることによ
って、消費者電子装置10〜18の任意の一つが、電話
線2を通して他の消費者電子装置10〜18のいずれか
と通信することが可能である。したがって、アナログ信
号バーストのプリアンブル内にV.IPテレビ13およ
び/またはV.IP VCR14のネットワークアドレ
スを含むことによって、V.IP DSS10が、ビデ
オ情報とオーディオ情報とを含むアナログ信号バースト
をV.IPテレビ13および/またはV.IP VCR
14に送信することが可能である。同様に、V.IP
DSS10が、オーディオ情報を含むアナログ信号バー
ストをV.IPスピーカ11、12に送信することが可
能である。着信先アドレスを選択することによって、ア
ナログ信号バーストが複数の消費者電子装置に同時送信
されることも、単一の消費者電子装置に単独送信される
ことも可能である。
IPテレビ13に対する制御情報を含むアナログ信号バ
ーストを送信することが可能である。この制御情報は、
消費者が電話呼出に応じている間にV.IPテレビの
「電源切断」または「音量低下」を引き起こすことが可
能である。制御パネル回路系102上の消費者の入力に
応答して、または、V.IP遠隔制御装置20から送信
されかつワイヤレス受信機103により受信されるワイ
ヤレス制御信号に応答して、上記制御情報を生成するこ
とが可能である。さらに、V.IP電話機16は、オー
ディオ情報を含むアナログ信号バーストをV.IPスピ
ーカ11、12に送信し、これによって、電話呼出をこ
れらのスピーカ全てに同時送信することが可能である。
この場合も同様に、制御パネル回路系102を介した消
費者の入力によって、または、V.IP遠隔制御装置か
ら送信されかつワイヤレス受信機103により受信され
るワイヤレス制御情報に応答して、上記のようなオーデ
ィオ情報の送信が制御され得る。
は、V.IP CDプレーヤ17)が、オーディオ情報
を含むアナログ信号バーストをV.IPスピーカ11、
12に送信する。これらのV.IPスピーカ11、12
は、様々な音響効果(例えば、ステレオ効果、サラウン
ド音響効果)を結果的に生じさせるように取り扱われる
ことが可能である。V.IPスピーカ11、12は、ア
ナログ信号バーストに含まれるタイムスタンプ情報に応
答して、混合を行うことも可能である。例えば、センタ
ースピーカが、センターチャネルのためのオーディオ情
報を生成するために、左スピーカおよび右スピーカに送
られたオーディオ情報を取り込んで混合することが可能
である。
電話線2を経由して、様々な消費者電子装置から制御情
報(例えば、電源オン/オフ、および、音量調節)を受
け取ることも可能である。さらに、V.IPスピーカ1
1は、V.IP遠隔制御装置20からの制御情報を受け
取ることが可能である。この制御情報は、V.IPスピ
ーカ11内のワイヤレス受信機103によって受信され
る。ワイヤレス受信機103は、この制御情報をプロセ
ッサ105に送信する。このプロセッサ105は、上記
のような方法で、アナログ信号バーストとしてV.IP
送信機回路114と電話線2とを通して上記制御情報を
送信する。このアナログ信号バーストは、制御されるべ
き消費者電子装置のアドレスを含む。例えば、アナログ
信号バーストは、V.IPチューナ18のアドレスを含
み、V.IPチューナ18の音量調節や電源オン/オフ
を制御することが可能である。このような形態では、
V.IP遠隔制御装置20の有効範囲の外側にある複数
の消費者電子装置は、これらの消費者電子装置の中の一
つがV.IP遠隔制御装置20の有効範囲内に存在して
いる限り、当該V.IP遠隔制御装置20によって有効
に制御されることが可能である。
明してきたが、本発明が上記の実施態様だけに限定され
ず、当業者にとって明らかな様々な改良を加えることが
可能であるということが理解される。例えば、特定の消
費者電子装置として、現存のモデムを例示して説明した
が、本発明によるV.IPプロトコルを具体化するよう
に、他の消費者電子装置を改変することが可能である。
さらに、V.IPプロトコルを具体化するように、信号
プロセッサおよび音響効果発生器のような特定の構成要
素を改変することも可能である。したがって、本発明
は、添付の特許請求の範囲の請求項によってのみ限定さ
れるものである。 [図面の簡単な説明]
のブロック図である。
体的な消費者電子装置のブロック図である。
装置の送信機回路のブロック図である。
装置の受信機回路のブロック図である。
送信機回路から送信されるパケット情報の概略を示す図
である。
Claims (12)
- 【請求項1】 家庭内に配置されている撚り対線式の電
話線を有する家庭内ネットワークにおいて、 パケットに基づいた通信プロトコルと、 家庭内電話線ネットワークに接続され、かつ、前記パケ
ットに基づいた通信プロトコルに従って前記家庭内電話
線ネットワークを通して互いに通信する複数の消費者電
子装置とを備えており、前記パケットに基づいた通信プ
ロトコルは、離散的な継続時間のアナログ信号バースト
の形で情報を伝送し、 前記アナログ信号バーストは、プリアンブルと、データ
を含む本体部分とを有しており、前記プリアンブルによ
って、前記消費者電子装置内の受信機回路が前記本体部
分を処理するように設定され、 さらに、前記アナログ信号バーストは、前もって規定さ
れた信号によって先行され、前記信号は、完全復調を必
要とせずに受信用の前記消費者電子装置による前記アナ
ログ信号バーストの有無の判定が可能である非アイドル
状態信号を規定 することを特徴とする家庭内ネットワー
ク。 - 【請求項2】 前記パケットに基づいた通信プロトコル
が、前記家庭内電話線ネットワークを通して非圧縮オー
ディオ情報または圧縮ビデオ情報を送信するのに充分な
データ伝送速度を支持する請求項1記載の家庭内ネット
ワーク。 - 【請求項3】 前記パケットに基づいた通信プロトコル
が、少なくとも毎秒約1.5メガビットのデータ伝送速
度を支持する請求項1記載の家庭内ネットワーク。 - 【請求項4】 前記消費者電子装置の各々がワイヤレス
信号受信機を具備し、前記消費者電子装置の第1の装置
が、前記消費者電子装置の第2の装置を制御するための
制御信号を受信し、前記消費者電子装置の前記第2の装
置に対して家庭内の前記電話線を通して前記制御信号を
送信する請求項1記載の家庭内ネットワーク。 - 【請求項5】 前記制御信号が、前記消費者電子装置の
前記第2の装置の電源オン/オフ状態を制御する請求項
4記載の家庭内ネットワーク。 - 【請求項6】 前記制御信号が、前記消費者電子装置の
前記第2の装置の音量を制御する請求項4記載の家庭内
ネットワーク。 - 【請求項7】 前記ワイヤレス通信が赤外である請求項
4記載の家庭内ネットワーク。 - 【請求項8】 前記消費者電子装置の各々が、家庭内の
前記電話線を通して送信される信号によって個々にアド
レス指定可能である請求項1記載の家庭内ネットワー
ク。 - 【請求項9】 家庭内の前記電話線に基づいたネットワ
ークを通して動作するように構成されている消費者電子
装置を有し、該消費者電子装置は、AM、FMまたはテ
レビ放送のアナログ信号を受信するためのチューナを含
むタイプである前記家庭内ネットワークにおいて、 前記チューナに接続され、かつ、受信した前記アナログ
信号をディジタル信号に変換するアナログ/ディジタル
変換器と、 該アナログ/ディジタル変換器に接続されると共に、前
記ディジタル信号をディジタルパケットの形にグループ
化し、かつ、前記ディジタルパケットを変調して、離散
的な継続時間のアナログ信号バーストを規定するモデム
と、 前記アナログ信号バーストが家庭内の前記電話線を通し
て供給されるように、前記モデムを家庭内の前記電話線
に接続するためのコネクタとを備えてい る請求項1記載
の家庭内ネットワーク。 - 【請求項10】 前記消費者電子装置がテレビである請
求項9記載の家庭内ネットワーク。 - 【請求項11】 家庭内の前記電話線に基づいた通信ネ
ットワークを通して動作するように構成されている消費
者電子装置を有する前記家庭内ネットワークにおいて、
前記消費者電子装置は、 家庭内の前記電話線から離散的な継続時間のアナログ信
号バーストを受け取って、該ア ナログ信号バーストを、
ディジタルパケットに基づいた情報に変換するためのモ
デムと、 該モデムに接続されると共に、前記ディジタルパケット
に基づいた情報を前記モデムから受け取り、かつ、前記
ディジタルパケットに基づいた情報をディジタルオーデ
ィオデータのストリームの形に変換するプロセッサと、 該プロセッサに接続され、かつ、前記ディジタルオーデ
ィオデータ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、 該ディジタル/アナログ変換器に接続され、かつ、前記
アナログ信号を音響信号に変換する変換器とを備えてい
る請求項1記載の家庭内ネットワーク。 - 【請求項12】 家庭内の前記電話線に基づいた通信ネ
ットワークを通して動作するように構成されている消費
者電子装置を有する前記家庭内ネットワークにおいて、
前記消費者電子装置は、遠隔制御装置から情報を受信するためのワイヤレス信号
受信回路と、 該ワイヤレス信号受信回路に接続されると共に、離散的
な継続時間のアナログ信号バーストの形に前記情報をカ
プセル化し、かつ、家庭内電話線ネットワークを通して
前記アナログ信号バーストを送信するプロセッサ とを備
えている請求項1記載の家庭内ネットワーク。
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