JP4236486B2 - Ａｄｓｌアネックスｃ送受信機のｔｔｒ同期 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信に関し、特に、ＡＤＳＬアネックスＣ（Annex C）方式の通信システムにおけるＴＴＲ表示技術に関し、これによりＡＳＤＬアネックスＣ送受信機の通信を通信網のタイミング基準（ＴＴＲ）信号に同期させることを可能にするものである。
【０００２】
【従来の技術】
国際電気通信連合（International Telecommunication Union）の電気通信標準化部門（ＩＴＵ−Ｔ）は通信ネットワークの相互動作を容易にするため勧告を作成する。これらの勧告の内２つはG.992.1とG.992.2であり、非同期デジタル加入者線（ＡＤＳＬ）の送受信機技術を定める。
【０００３】
G.992.1とG.992.2標準はともに離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調技術と呼ばれるマルチキャリア変調方式を使用する。ＤＭＴ変調方式は上りと下りのいずれの通信についても多数のキャリアすなわち「トーン」を使用する。例えば、G.992.1のダウンストリーム通信では２５５までのインデックスを使用し、一方、G.992.2の下り通信では１２７までのインデックスしか使用しない。単一キャリアではなく多数のキャリアを使用することにより、利用可能なチャンネル容量が最大化し、伝送帯域幅の性能が最適化される。
【０００４】
G.992.1とG.992.2のいずれにも、時間圧縮多重・統合デジタル通信サービス網（ＴＣＭ−ＩＳＤＮ）のノイズ環境下における、ＡＳＤＬ送受信機に関する特別勧告を定めるアネックスＣが付いている。「アネックスＣ（Annex C）」に対する参照はG.992.1とG.992.2のいずれか又は両方である。ＴＣＭ−ＩＳＤＮはＩＴＵ−Ｔの勧告G.961のAppendix IIIに定められる。勧告G.961のAppendix IIIは、２つの送受信機間におけるデータの送信（と受信）がＴＣＭ−ＩＳＤＮタイミング基準（ＴＴＲ）と呼ばれる４００Ｈｚクロックの制御の下に行われるピンポン方式を記載している。G.992.1とG.992.2のアネックスＣでは、中央局側送受信機が送受信機のトレーニング中にＴＴＲ表示信号を送信し、顧客側送受信機はこれを受信でき、その受信機と送信機をＴＴＲクロックにロックする。このＴＴＲ表示信号は、G.992.1とG.992.2の現在バージョンでは位相反転付きのトーン４８である。中央局送信機（ＡＴＵ−Ｃ）は基本的にＴＴＲ周期の前半でデータストリームを送信し、顧客送受信機（ＡＴＵ−Ｒ）は基本的にＴＴＲ周期の後半で送信する。このようなピンポン方式は、中央局と顧客の送受信機による同時送信が困難となるケーブルの束内において低品質の絶縁体（例えばパルプによる絶縁）等により高い漏話干渉レベルを持つ通信チャンネルの環境で特に有益である。
ＴＴＲ検出に基づくハイパーフレーム位置合わせ
ＴＴＲは、ＡＴＵ−ＣのＡ／ＤとＤ／Ａのサンプリングレート、及び送信機と受信機のシンボルレートを制御するＡＴＵ−Ｃローカルクロック周波数をロックするのに使用する。ＡＴＵ−Ｃ送信機はＴＴＲの位相を検査し、そのハイパーフレームウインドウをＴＴＲにロックする。ＡＴＵ−Ｒ側では、受信機はＡＴＵ−Ｃ送信機から受信した信号を追跡し、ローカルクロックをＡＴＵ−Ｃクロック周波数にロックする。ＡＴＵ−Ｒは、さらにＡＴＵ−Ｃから受信したＴＴＲ表示信号からハイパーフレームのパターンを検出し、そのシンボルカウンタをハイパーフレームパターンに一致させる（一般にハイパーフレーム位置合わせと呼ばれる）。シンボルカウンタはシンボルインデックスを追跡するのに使用され、シンボル毎に１インクリメントされる。このカウンタは３４５に達するとゼロにリセットされる（ハイパーフレームには３４５個のシンボルがある）。このようにして送信機と受信機はハイパーフレームに同期する。この位置合わせ処理は、２つのＡＤＳＬモデム間において通信リンクの送受信機トレーニング中に行われる。
【０００５】
アネックスＣは、デュアルビットレートを持つデータストリームを提供するため、ＴＴＲに同期するハイパーフレームパターンに同期してスイッチングされるデュアルビットマップを提供するデュアルビットマップモード（ＤＢＭ）符号化技術を定める。この技術は、短から中距離のローカルループ（例えば、約３km）の場合、チャンネルの信号対雑音比（ＳＮＲ）がデータを低いビットレートで送信するＮＥＸＴ干渉期間中に充分高くなるという観察に基づいている。したがって、一定の条件下では、ＤＢＭにより、ＮＥＸＴとＦＥＸＴ干渉下で異なるビットレートを使用することによって、ＴＣＭ−ＩＳＤＮ送受信機を全二重で動作させることができる。この意味で、ＴＣＭ−ＩＳＤＮ環境のＤＢＭ下で動作する通信チャンネルは実質的に２つの通信チャンネルであり、１つがＦＥＸＴチャンネル、他方がＮＥＸＴチャンネルである。シングルビットマップモード（ＳＢＭ、特にＦＥＸＴビットマップ又はＦＢＭと呼ばれる）符号化技術も規定されている。この場合、中央局とリモートの送受信機はＦＥＸＴ時間でのみデータを送信し、同時にはデータ送信をしない（半二重モード）。
【０００６】
ＤＢＭ符号化において、ビットレートは、送信するシンボルを符号化するのに使用するビットマップを切り換えることにより変更できる。当業者に理解されるように、「ビットマップ」はシンボルの、各サブチャンネルに符号化できるビット数を決める。「シンボル」は送受信機が送信する情報の基本単位である。シンボルの各サブチャンネルに符号化されるビット数は通信チャンネルの品質により制限される。通信チャンネルの品質はそのＳＮＲで表すことができる。したがって、ＤＢＭを使用するシステムは、ＮＥＸＴ時間に１ビットマップ、ＦＥＸＴ時間に１ビットマップとして、異なるデータレートをもつ２つのビットマップを使用する。ＦＢＭを使用するシステムでは、ＮＥＸＴ時間にデータを送信しないので１つのビットマップ（ＦＥＸＴビットマップ）のみを用いる。ＤＢＭで使用する各ビットマップは異なるビットレートに対応しているので、コンパチブルな送信機・受信機のペアを確保するため、一方から他方へのビットマップ遷移を検出しなければならない。標準化フレームレートは４００ＨｚのＴＴＲ信号の倍数ではないので、ＮＥＸＴチャンネルとＦＥＸＴチャンネルの境界を識別するのは容易でない。
【０００７】
G.992.1とG.992.2のアネックスＣによれば、ＡＴＵ−Ｃは単一のトーン（トーン４８）の位相変化によってＮＥＸＴビットマップとＦＥＸＴビットマップ間の遷移を表示する。詳細には、送信機側でこの単一トーンの位相を９０度変化させてビットマップ遷移を表示する。ここで、ＡＴＵ−Ｒ受信機はこの位相変化を検出する必要があり、ついで図１ａに示す３４５個のシンボルパターンを検出して送信機のハイパーフレームに位置合わせする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ループが長くてノイズが大きい場合、トーン４８の位相変化を検出することは非常に困難となり、ＴＴＲ検出は長い到達に対するボトルネックとなっている。さらに、トーン４８によるＴＴＲ表示信号はビットマップの遷移を示すだけであるので、受信機は、ハイパーフレーム境界を識別し、位置合わせを行うために、図１ａに内在するパターンを探索する必要がある。このため受信機側で行うハイパーフレーム位置合わせの処理が複雑化し、長いループで失敗の可能性が高くなる。
【０００９】
したがって、必要なものは、長くてノイズの大きいループ上でも検出可能なＴＴＲ表示信号である。一般的に言えば、ＴＴＲに合わせた信号の同期化又は手続きに対するニーズがある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの実施の形態は、通信可能に結合される送信ノードと受信ノードを有する、ＡＤＳＬアネックスＣ方式の通信システムにおいてハイパーフレームの位置合わせを実行するハイパーフレーム位置合わせ方法を提供する。この方法は、ハイパーフレームに含まれる１以上の既知ＤＭＴシンボルから成る第一のセットの期間中に特殊定義信号を送信する。上記受信ノードで受信された際、上記特殊定義信号により送信機と受信機のＤＭＴシンボル境界間のオフセットを識別することができる。さらにハイパーフレーム位置合わせ方法は、ハイパーフレームに含まれる１以上の既知ＤＭＴシンボルから成る後続のセットの期間中に特殊定義信号を送信する。上記受信ノードで受信された際、上記特殊定義信号によりハイパーフレーム位置合わせの確認をすることができる。
【００１１】
本発明のもう１つの実施の形態において、ハイパーフレーム位置合わせ方法はハイパーフレームのデータを受信する。さらに本方法はハイパーフレームに含まれる１以上の既知ＤＭＴシンボルから成る第一のセットの期間中に特殊定義信号を検出する。この検出により送信機と受信機のＤＭＴシンボル境界間のオフセットを識別することができる。さらに本方法は、ハイパーフレームに含まれる１以上の既知ＤＭＴシンボルから成る後続のセットの期間中に特殊定義信号を検出する。この検出によりハイパーフレーム位置合わせの確認をすることができる。
【００１２】
ここに、「第一」と「後続」の用語は時間的な関係を示すものであり、特定の数の順序（例えば、１、２、３・・・）を必ずしも意図しない。さらに、１以上の既知のＤＭＴシンボルから成る上記第一のセットは第一のハイパーフレーム中に受信され、１以上の既知のＤＭＴシンボルから成る上記後続のセットは後続のハイパーフレーム中に受信されてよい。代わりに、１以上の既知のＤＭＴシンボルから成る上記第一と後続のセットは同一のハイパーフレーム中に受信されてよい。
【００１３】
本発明のもう１つの実施の形態は、ＡＤＳＬアネックスＣ方式の通信システムにおいてハイパーフレームの位置合わせを実行するハイパーフレーム位置合わせ装置を提供する。この実施の形態は特殊定義信号を発生するように構成される信号発生モジュールを備える。この信号は出力されるハイパーフレームに含まれる１以上の既知ＤＭＴシンボルの期間中に送信される。上記受信ノードで受信された際、上記特殊定義信号により送信機と受信機のＤＭＴシンボル境界間のオフセットが識別されてハイパーフレーム位置合わせを可能とする。代替的実施の形態は、入力されるハイパーフレームに含まれる１以上の既知ＤＭＴシンボルの期間中に特殊定義信号を検出するように構成される検出器モジュールを備える。この検出により、送信機と受信機のＤＭＴシンボル境界間のオフセットが識別されてハイパーフレーム位置合わせを可能とする。
【００１４】
本発明のもう１つの実施の形態は、ＡＤＳＬアネックスＣ方式の通信システムにおけるハイパーフレーム位置合わせを実行する信号を提供する。この信号は、例えば、ハイパーフレームに含まれる複数の既知のＤＭＴシンボルの期間中に送信されるトーンのセットである。この信号の検出に応答して上記通信システムは送信機と受信機のＤＭＴシンボル境界の相対位置を識別可能であり、これにより信号の後続する検出においてハイパーフレーム位置合わせの確認を可能にする。
【００１５】
本書に記載する特徴及び利点は全包括的ではなく、すなわち、多くの追加的特徴及び利点が図面及び詳細な説明から当業者には明らかである。さらに、本明細書で使用する言語は読みやすさと説明の目的を旨として選択されたものであり、本発明の主題の範囲を制限するものでない。
【００１６】
【発明の実施の形態】
一般に、本発明は、伝送媒体（例えば、撚り銅線対）により通信可能に結合される送受信機ペアを有する通信システムで実施される。したがって、各通信方向（上りと下り）に送受信機のペアがある。送信ノードにある送信機により特殊定義ＴＴＲ表示信号が生成され、受信ノードに送信される。特殊定義信号は受信機により確実に検出され、これにより送受信機は送信をＴＴＲに同期させることが可能になる。したがって、同期初期化手続きとともにハイパーフレーム位置合わせが可能になる。
特殊定義ＴＴＲ表示信号
ＦＥＸＴとＮＥＸＴのビットマップ境界を証印表示するため、単一のトーンによる９０度の位相反転を使用する代わりに、本発明の１つの実施の形態は、与えられたハイパーフレームにおけるシンボル０、１、２及び３の期間中のみＲＥＶＥＲＶタイプのトーン３３〜６４を送信する。この特殊定義信号を以下、ＲＥＶＥＲＢ３３〜６４という。本書による開示から明らかなように、他の特殊定義ＴＴＲ表示信号を使用することもできる（例えば、ＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ（ここにｘ〜ｙはトーンのセットを表す）を反転したもの）。
【００１７】
例えば、ＡＴＵ−Ｃに含めるプロセッサモジュールは、複数の送信ハイパーフレームのなかでＲＥＶＥＲＢ３３〜６４を供給するようにプログラムされ、あるいはその他の方法で構成される。ＡＴＵ−Ｒに含めるプロセッサモジュールはＲＥＶＥＲＢ３３〜６４の既知のパターンをシンボル０〜３において検出するように構成することができる。いったん４つの連続するシンボルからパターンを検出したら、ハイパーフレーム内部における既知のシンボル０〜３の位置が識別される。ＡＴＵ−Ｒプロセッサモジュールは後続するハイパーフレームにおいて、４つの連続するシンボルから再度ＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号を検出することにより、これらの識別位置を確認することができる。詳細には、既知のパターンを持つ４つの連続するシンボルを２回目に検出した際に、受信機はシンボル３を受信中であることを知り、したがってハイパーフレーム境界が判明する。
【００１８】
強固な通信を確保するため、ＡＴＵ−Ｃ送信機は、さらに、ＡＴＵ−ＲがＲ−ＲＥＶＢＲＢ１（又はその他の応答信号又はフラグ）の送信により応答するまで、ＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号を送信し続けるように構成することができる。したがってＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号は、受信ノードが位置合わせの確認応答を返すまで必要なハイパーフレームの回数に亘り送信される。何回かの試み（例えば５回）後でも確認応答を受信しない場合、送信中の送信機はエラーを認識するように構成される。ついで、適当な処理が実行され、例えばスタートのやり直し、又はループ診断手続きを行って現在の通信リンクの問題点を検査し、又は新しいリンクに切り換える。
代替的ＴＴＲ表示信号
本発明は、本書に記載する実施の形態に限定されることを意図しない。むしろ、本発明の原理は多くの具体的構成形態に適用できる。例えば、ＤＭＴスペクトルのトーン３３〜６４を選択したが、その理由はG.992.1に定められるように低周波数のダウンストリームトーンを表すからである。このような低周波数トーンは長い距離に渡り送信することができ、本発明の「到達」を改善する。しかしながら他のトーンを使用することもでき、例えばトーン３３〜６４のサブセット（例えば、３４〜６１）あるいは長距離ループ（例えば、５km以上）に渡り検出可能な情報を伝送可能な、任意のトーン又はトーングループ（トーン６〜３１がダウンストリームでも使用される重複スペクトル用途における、トーン６〜３１あるいはそのサブセット）を使用することができる。同様に、ＲＥＶＥＲＢタイプ以外のデータパターンを使用して送信ＴＴＲ信号にユニークさを与えることができる。要するに、長距離ループの受信端で固有に検出可能な任意の信号を本発明の原理に基づき使用することができる。
【００１９】
さらに、０〜３以外のシンボルを使用できる。例えば、シンボル３４１〜３４４を使用でき、あるいは固有に識別可能な任意グループのシンボル又はフレームデータの一部を使用して送信機と受信機のフレーム境界のオフセットを識別することができる。１つの代替的実施形態において、既知のパターン（例えば、ＲＥＶＥＲＢ３３〜６４又はＲＥＶＥＲＢ６〜３１）をシンボルＮ₁〜Ｎ₂（例えば、シンボル１４０、１４１、１４２、１４３、１４４）の期間中に送信し、再度、シンボルＮ₃〜Ｎ₄（例えば、２３７、２３８、２３９、２４０、２４１）の期間中に送信する。この場合、特殊定義信号は１ハイパーフレーム内でグループのシンボルに渡り、２回送信される。このような実施形態によれば、上述したような２以上のハイパーフレームを使用するのではなく１ハイパーフレーム内で、（シンボルＮ₁〜Ｎ₂を受信する間に）ハイパーフレーム位置合わせを識別でき、（シンボルＮ₃〜Ｎ₄を受信する間に）その確認をすることができる。
【００２０】
特殊定義信号に関連付けられるシンボルが多いほど、受信機で信号の検出エラーが生じる可能性は低くなる。したがって、特殊定義信号を複数のシンボル（例えば２以上のシンボル）の期間中に送信することにより強固なＴＴＲ表示が提供される。しかしながら、１つのみの既知のシンボル期間中に、特殊定義信号を送信することにより（通信リンクのノイズと干渉特性により受信ノードでこの信号を正確に検出できる場合）、本発明の原理に基づくハイパーフレーム位置合わせを達成することができる。
送受信機ユニット
図２は、本発明の１つの実施の形態に基づき、ハイパーフレームの位置合わせを実行するように構成されるＡＤＳＬモデムのブロック図である。この種のモデムのペアが通信可能に結合され、一方のモデムはローカルノード（例えば、ＣＯ（中央局））で使用され、他方のモデムはリモートノード（例えば、ＣＰＥ（顧客端末））で使用される。
【００２１】
図示の実施の形態は、変圧器２０５、ハイブリッド２１０、ラインドライバ２１５、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）２２０及びプロセッサモジュール２２５を備える。システムインタフェースは、例えば、非同期伝送モード又は同期伝送モードで動作するネットワークに結合される。ネットワークオペレータ又は管理部はシステムインタフェースを介しモデムと通信可能である。代わりに、システムインタフェースは、顧客のパーソナルコンピュータ等の装置上で実行されるアプリケーションに結合され得る。伝送媒体は、代表的には銅線ループ又は撚り線対である。しかしながら本発明は他の種類の伝送媒体でも動作する。
【００２２】
変圧器２０５は伝送媒体をモデムの回路に結合し、電気的絶縁と平衡インタフェースを提供する。ハイブリッド２１０は、２／４線式変換を実行し、伝送媒体からの両方向２線式信号を２対の１方向伝送に変換する。一対は受信用でもう一対は送信用である。ＡＦＥ２２０は、代表的にはデジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器２２０ａとアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２２０ｂを含み、さらに、プロセッサモジュール２２５に供給する信号を最適化する利得調整モジュールを含む。ハイブリッド２１０の４線式インタフェースからＡＦＥ２２０を介して受信した信号はＡ／Ｄ変換器モジュール２２０ｂによりアナログからデジタルに変換される。ついでデジタル信号はプロセッサモジュール２２５に供給される。
【００２３】
送信方向に関し、システムインタフェースから受信したデータはプロセッサモジュール２２５により処理される。プロセッサモジュール２２５のデジタル出力はＤ／Ａ変換器２２０ａにより対応するアナログに変換される。ＡＦＥ２２０のアナログ出力は、ハイブリッド２１０の４線式インタフェースに動作上結合されるラインドライバ２５に供給される。送信信号は変圧器２０５を介して通信媒体に供給される。代替構成形態では、図２に示す全要素を含む必要はなく、例えば、変圧器なしの設計でよい。
【００２４】
プロセッサモジュール２２５は、本発明の原理に基づき、ハイパーフレーム位置合わせ処理を実行するようにプログラムされ、又はその他の方法で構成される。図示の実施の形態では、プロセッサモジュール２２５は信号発生モジュール２２５ａと検出器モジュール２２５ｂを含む。信号発生モジュール２２５ａは送信ノードから受信ノードに送信する特殊定義ＴＴＲ表示信号を発生するように構成され、検出器モジュール２２５ｂは特殊定義ＴＴＲ表示信号を検出するように構成される。プロセッサモジュール２２５は、複数のその他の機能、例えば、変調／復調、符号化／複合化、スクランブリング／デスクランブリング、エラー検出（例えば、ＣＲＣ検査）、フレーミング／デフレーミング及びその他のアルゴリズム的機能を実行してもよい。
【００２５】
説明の便宜上、図２に示すような構成のモデムを、通信リンクの１方向を定める送信ノードと受信ノードの双方で使用するものとする。特殊定義ＴＴＲ表示信号は送信ノードから送信され、受信ノードで受信される。
ＴＴＲ表示信号発生器
初期化の間、プロセッサモジュール２２５は特殊定義ＴＴＲ表示信号を発生し、固有に識別可能な信号は１以上の既知のシンボル期間中に伝送媒体に送信される。信号発生モジュール２２５ａは図示のようにプロセッサモジュール２２５内に一体化してもよいが、プロセッサモジュール２２５と通信可能に結合される、独立したモジュールであってもよい。例えば、信号発生モジュール２２５ａはプログラムされた、独立モジュールであり、モジュール２２５からの要求により起動され、特殊定義データパターンを供給し、これをモジュール２２５によりスクランブルその他の処理をし、決められた数の、既知のＤＭＴシンボルに符号化することができる。実施形態において、特殊定義ＴＴＲ表示信号の特性が信号発生モジュール２２５ａにプログラムされる。例えば、プログラムされた特性はＲＥＶＥＲＢタイプのデータパターンに含まれるトーンのサブセットを特定する。
【００２６】
もう１つの実施形態において、特殊定義ＴＴＲ表示信号の特性を記憶部（例えば、ＥＥＰＲＯＭ、その他のプログラム可能な記憶装置）に保持する。ハイパーフレーム位置合わせ処理が開始したら、信号発生モジュール２２５ａは記憶部から信号特性をアクセスし、対応するＴＴＲ信号を発生する。この種の実施形態において、ローカルホストが記憶特性をアクセスして、特殊定義ＴＴＲ表示信号を動的に更新又は変更することができる。例えば、特殊定義ＴＴＲ表示信号をＲＥＶＥＲＢ３３〜６４（例えば、重複なしスペクトル方式で使用する）からＲＥＶＥＲＢ６〜３１（例えば、重複スペクトル方式で使用する）に、又はその逆に変更する。いずれにしろ、特殊定義ＴＴＲ表示信号は１以上のシンボルの期間において送信する。
【００２７】
受信ノードにおいて、特殊定義ＴＴＲ表示信号は変圧器２０５により伝送媒体から分離され、ハイブリッド２１０とＡＦＥ２２０を介してプロセッサモジュール２２５に供給される。特殊定義ＴＴＲ表示信号の既知の特性に基づき、受信機の検出器モジュール２２５ａは信号を検出し、ハイパーフレーム位置合わせを実行することができる。
ＴＴＲ検出器
受信ノードにある検出器モジュール２２５ａは、予め決められた期間（例えば、ＤＭＴシンボル０〜３）の間、特殊定義ＴＴＲ表示信号を検出する。実施形態において、この検出の際、検出器モジュール２２５ａは線形相互相関を使用する。さらに検出器モジュール２２５ａは、計算の複雑さを低減するため、相互相関を実行する前に受信データに対しデシメーション実行することができる。
相互相関
一般に、２つの信号列x(n)とy(n)の相互相関は次式で定義される列r_xy(l)である。
【００２８】
【数１】

実施形態において、上記x(n)は時間領域のＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号であり、y(n)はx(n)を送信機から送信し、チャンネルh(n)に通し、受信機で受信した信号である。したがって、y(n)はx(n)とh(n)の畳み込みであり、次式で定義される。
【００２９】
【数２】

式（２）のy(n)を式（１）に代入すると、次式が得られる。
【００３０】
r_xy(l) = h(l) l = 0,±1,±2,... （３）
式（３）はx(n)が広帯域のＰＲＢＳ（疑似ランダム２進シーケンス）であるという事実に基づいている。この種の信号の例として、G.992.1ドキュメントに記載されるＲＥＶＥＲＢタイプの信号を考慮する。さらに、x(n)の自己相関はデルタ関数で近似される。図３は本発明の１つの実施の形態に基づき、相関信号の例を示したものである。この相関信号は、４つの連続するＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号がＤＭＴ受信機の受信信号に存在することを表している。５kmの紙パルプループと受信機に付加される−１３０dBm/HzのＡＷＧＮを想定している。図示のように、ＤＭＴシンボル０〜３にＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号が存在することを示す、４つの明白なピークがある。
デシメーション
ナイキスト標本化定理によれば、最大帯域幅f_mＨｚのローパスアナログ信号は、サンプリングレートf₀をf_mの２倍以上とすると、サンプルによって表現され、サンプルから完全に復元することができる。最大帯域幅f_mＨｚのアナログ信号を２f_m以上、例えば、４f_mのサンプリングレートでサンプリングした信号は、情報損失なしに２でデシメーション処理する（１つ置きにサンプルを捨てる）ことができる。オーバーサンプリングしたアナログ信号が使用帯域を超えた不必要な信号を含む場合、デシメーション後に不必要な信号が使用帯域内に折り返すのを避けるため、デシメーションに先立ちフィルタリングが必要である。この処理はデシメーションフィルタリングと呼ばれる。
【００３１】
特殊定義ＴＴＲ表示信号がシンボル０〜３の間送信されるＲＥＶＥＲＢ３３〜６４である場合において、検出器モジュール２２５ｂは、シンボル０、１、２、３を受信したことを示す、４つの連続するＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号を検出するまで、受信サンプルに対する線形相互相関処理を実行し続ける。ＤＭＴシンボルの受信毎に、相互相関信号が計算される。検出器モジュール２２５ｂで解析するために、受信サンプルを（検出器モジュールに結合されるか、その内部に置かれる、ＲＡＭ、その他の記憶装置に）バッファリングし、又はその他の方法で保持する。当初、受信信号にＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号が現れた時点では、相互相関のピーク位置は、その受信シンボルについて計算した相関信号のサンプル内部における任意の位置であり得る。この理由は、受信機のフレーム境界の位置がまだ送信機のフレーム境界と合っていないからである。ここに、相互相関信号のピーク位置は、ハイパーフレームの位置合わせを可能にする、送信機と受信機のフレーム境界のオフセットを示すものである。この意味で、シンボル０〜３はハイパーフレーム位置合わせの、予め決められた証印を有する。
【００３２】
ここで、検出器モジュール２２５ｂは相互相関信号のピーク位置に基づき、フレーム境界の位置合わせを実行し、再度相関処理を行って次のハイパーフレームのＮ個のＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号を探索する。最初の４つの連続するＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号の検出に基づきフレーム境界の位置合わせが適正になされたら、相互相関のピークが相互相関信号の既知のサンプル（例えば、最初のサンプル）の位置で生じるとして（次のハイパーフレームにおいて）次の４つのＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号を検出する。このようにして、送信機と受信機のフレーム境界間の既知の相対位置が決まる。特に、相互相関信号の既知のサンプルにピーク位置をもつ、４番目に検出されるＲＥＶＥＲＢ３３〜６４信号はハイパーフレーム内のＤＭＴシンボル３の境界を表す。このようにして受信機はハイパーフレーム位置合わせを達成する。
【００３３】
ここに、現在の標準によるトーン４８（慣用のＴＴＲ表示信号）について、検出器モジュールの機能に影響を与えることなく、その位相トグル動作を従来と同様に実行することができる。さらに、トーン６４（慣用のパイロット信号）がＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ信号に含まれている。したがって、本発明は後方互換性を有する。
実現の詳細
実施形態において、プロセッサモジュール２２５は、本発明に基づき、ハイパーフレーム位置合わせ又は初期ハンドシェイク同期化を実行するようにプログラムされた、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又はその他の適当な処理環境である。代替的な実施形態において、プロセッサモジュール２２５はＡＳＩＣやチップセット等の専用シリコンで実現される。プロセッサモジュール２２５を実現するためにＤＳＰとＡＳＩＣ技術の組合せを使用してもよい。したがって、本発明は、例えばハイパーフレーム位置合わせを実行する方法としてＡＤＳＬサービスプロバイダーが使用することができる。代わりに、本発明はモデムやプログラム可能なＤＳＰ又は専用チップ／チップセット等の装置に組み込むことができる。代わりに、本発明は、一方又は両方の送受信機が、後述する、ハイパーフレーム位置合わせ又は初期ハンドシェイク同期化を実行するように構成される送受信機対のようなシステムに組み込むことができる。代替として、本発明は、サーバやディスク等のコンピュータ読取可能な媒体に具体化したコンピュータプログラム製品等として組み込むことができる。
【００３４】
また、図示しないモジュールについても用途に応じてモデムに組み込むことができる。例えば、モデムは重複スペクトル用途で動作し、エコーキャンセラを備えてよい。他のモジュール（例えば、送信機と受信機のクロック）や構成については本開示から明らかである。さらに、プロセッサモジュール２２５はリンク初期化手続きの一環としてハイパーフレーム位置合わせ処理を自ら起動することができる。代わりに、イベント（例えば、位置合わせの検出失敗）やホストからの制御信号（例えば、ハイパーフレーム位置合わせソフトウェアの呼出又は論理イネーブルライン）により位置合わせ処理を起動することができる。同様に、リモートモデムによる、ハイパーフレーム位置合わせの起動を検出した後、プロセッサモジュール２２５はハイパーフレーム位置合わせ処理を開始することができる。代表的には、ＡＴＵ−Ｃモデムがハイパーフレーム位置合わせ処理を起動する。しかしながら、所望であれば、ＡＴＵ−Ｒがこの処理を起動するように構成することができる。
方法論
図４に、本発明の実施の形態に基づきハイパーフレーム位置合わせ処理を実行する方法のフローチャートを示す。この方法は、一般に伝送媒体を介して通信可能に結合される２つのモデムを備える通信システム（例えば、ＡＤＳＬアネックスＣ）において実施される。特に、この方法はシステムの特定の通信方向に関連する送信ノードにおいて実行される。送信（例えばローカル）と受信（例えばリモート）の両ノードのモデムは、例えば、図２で説明したように構成される。しかしながら、その他の構成も本開示から明らかである。
【００３５】
この方法はハイパーフレーム位置合わせ手続きを起動すること（ステップ４０５）から始まる。実施形態において、ハイパーフレーム位置合わせ手続きは通信リンクの初期化（例えばトレーニング）の期間中にＡＴＵ−Ｃにより起動される。しかしながら、代替的実施形態では、その他の時間（例えばサービスの中断後）でも位置合わせ手続きを起動することができる。さらに、方法は特別定義信号を発生し（ステップ４１０）、リモートノードにこの特殊定義信号をデータフレームにおける１以上の既知の区間中に送信する（ステップ４１５）。
【００３６】
実施形態において、データフレームはＤＭＴシンボル０〜３４４を有する、ＡＤＳＬダウンストリームのハイパーフレームであり、データフレームにおける１以上の既知の区間はハイパーフレームにおけるＤＭＴシンボル０〜３である。このデータフレームの最初の送信により送信機と受信機のシンボル境界の相対位置を識別することが上述したように可能になる。２回目（又はそれ以降）のフレーム送信によりハイパーフレーム位置合わせの確認が可能になる。代わりに、データフレームにおける１以上の既知の区間はハイパーフレームにおけるシンボルＮ₁〜Ｎ₂（例えば１４０〜１４４）及びハイパーフレームにおけるシンボルＮ₃〜Ｎ₄（例えば２３７〜２４１）である。このような実施形態では、シンボルＮ₁〜Ｎ₂の期間中に送信した特殊定義信号により送信機と受信機のシンボル境界のオフセットを識別することが可能となり、シンボルＮ₃〜Ｎ₄の間に送信した特殊定義信号によりハイパーフレーム位置合わせの確認が可能になる。
【００３７】
例えば、特殊定義信号は、疑似ランダムデータシーケンス又はその他の固有に識別可能な信号である。実施形態において、特殊定義信号は上述したＲＥＶＥＲＢタイプの信号に含まれるトーンのサブセット（例えば、ＲＥＶＥＲＢ６〜３１、ＲＥＶＥＲＢ１６〜３１、ＲＥＶＥＲＢ３３〜６４又はＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ（ここにｘ〜ｙは長いループの情報伝送で使用可能なトーンのセットを表す））である。このような特殊定義信号をデータフレームの既知の区間で送信することにより、長いループのリモート端で受信できる強固なＴＴＲ表示信号を提供する。
【００３８】
さらに、この方法はハイパーフレーム位置合わせの確認のため、リモートノードからの応答）を受信し（ステップ４２０）、その応答に基づき位置合わせが達成されたか判定する（ステップ４２５）。応答がハイパーフレーム位置の合っていることを確認している場合、手続きを終了する。ついで通信システムは他の初期化手続きを完了させ、データモード（例えばショウタイム）に移行する。しかし、応答がハイパーフレーム位置の不一致を確認している場合、ステップ４１５から４２０を繰り返す。上述したように、何回かの試み（例えば、Ｎ個のハイパーフレームの送信）の後、肯定応答を受信しなかった場合、送信側の送受信機はエラーとして認識するように構成される。
【００３９】
図５に、本発明のもう１つの実施の形態に基づきハイパーフレーム位置合わせ処理を実行する方法のフローチャートを示す。特に、この方法はシステムの特定の通信方向に関連する受信ノードにおいて実行される。
【００４０】
この方法はハイパーフレーム位置合わせ手続きを（例えば通信リンクの初期化におけるトレーニングの期間中にＡＴＵ−Ｃにより）起動すること（ステップ５０５）から始まる。さらに、方法はリモートノード送信機からデータフレームのデータを受信し（ステップ５１０）、データフレームにおける１以上の既知の区間で特殊定義信号を検出する（ステップ５１５）。特殊定義信号と既知のシンボルに関する上記説明はここでも適用される。方法はステップ５２０に進み、送信機と受信機の区間境界間のオフセットを識別し、ステップ５２５でハイパーフレーム位置合わせが達成されたか判定する。これらのステップを実施する特定の実施形態について以下説明する。
【００４１】
説明の便宜上、データフレームにおける既知の区間で送信される特殊定義信号は、ハイパーフレームにおけるシンボル０〜３の間送信されるＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ信号であるとする。実施形態において、送信機と受信機の区間境界間のオフセットは、４つの連続するＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ信号が検出される（これによりシンボル０〜３が示される）まで受信機のサンプルに対し線形相互相関を実行し続けることにより識別される。ここに、送信機と受信機のフレーム境界のオフセットはＲＥＶＥＲＶｘ〜ｙ信号の相互相関信号ピークに基づいて識別される。線形相互相関処理は後続のハイパーフレーム（例えば次のハイパーフレーム）で繰り返され、次の４つの連続するＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ信号が検出される。相互相関のピークが相互相関信号の既知のサンプル（例えば最初のサンプル）に位置する状態で次の４つの連続するＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ信号を検出することによりハイパーフレーム位置合わせが達成される。
【００４２】
もう１つの実施形態において、送信機と受信機の区間境界間のオフセットは、ＤＭＴシンボルの受信毎に相互相関信号を計算し、相互相関信号中に予め決められた、ハイパーフレーム位置合わせの証印を有する、Ｎ個の連続するＤＭＴシンボルを識別することによって識別される。この予め決まられた証印は、例えば、疑似ランダムデータシーケンスにトーンのセット（ｘ〜ｙ）（例えば、ＲＥＶＥＲＢ信号のトーン３３〜６４）を含む。フレーム境界位置合わせはこの証印を有する相互相関信号のピーク位置に基づいて行われる。２回目の相互相関処理を実行してＮ個の連続するＤＭＴシンボルの第２のセットを識別する。予め決められた証印の２度目の検出によりフレーム境界位置合わせを確認して、ハイパーフレーム位置合わせが達成されたことを示す。なお、２回目の相互相関処理は同一のハイパーフレーム又は後続のハイパーフレームのいずれで実行してもよい。さらに、プロセスを３回、４回、５回等の回数繰り返し実行して適切な位置合わせを確保するようにしてもよい。
【００４３】
ハイパーフレーム位置合わせが達成されない場合、方法はリモートノードにハイパーフレーム位置合わせが達成されていないことを示す否定の応答を送信する（ステップ５３０）。このような応答は例えば、特別に定義した信号あるいは単なる無音の期間である。ここで、受信状態にある送受信機は、複数回の試み（例えば複数回のハイパーフレームの送信）の後、肯定応答が受信されない場合、エラーとして認知するように構成することができる。一方、ハイパーフレーム位置合わせを達成した場合、方法はリモートノードにハイパーフレーム位置の一致を確認する応答を送信する（ステップ５３５）。ついで、通信システムはその他の初期化手続き（例えばチャンネル解析や交換）を完了し、データモード（例えばショータイム）に移行する。
初期化プロセスの全体概要
図６に、本発明の１つの実施の形態に基づく、初期化プロセスの概要を表すタイム図を示す。初期化プロセスは、撚り銅線対又はその他の伝送媒体を介して通信可能に結合される１以上のＡＤＳＬ通信のペアを備える通信システムにおいて実行されるものと想定する。
【００４４】
各送受信機について示す初期化プロセスは、初期ハンドシェイク手続きの後、送受信機のトレーニングとチャンネル解析の手続きが後続する構成である。その後、トレーニングと解析の手続きで習得した情報が交換される。ハンドシェイク手続きにより、一般に、新たに結合された送受信機は機能（capabilities）を交換し、共通の動作モードを選択することが可能になる。この初期ハンドシェイク手続きは、代表的には、ＩＴＵ−Ｔ勧告G.994.1（G.hs）又はその他の適当なハンドシェイク手続きに基づき実行される。
【００４５】
しかしながら、G.994.1は、上述したＴＴＲに基づく時分割二重方式を適用する、ＴＣＭ−ＩＳＤＮには同期しない。したがって、G.994.1信号はＴＣＭ−ＩＳＤＮ又はアネックスＣのＦＢＭのＮＥＸＴと、特に長距離ループ（例えば５km以上）で干渉する。その結果ハンドシェイク手続きは失敗に帰すおそれがある。したがって、G.992のアネックスＣモデムのためにG.994.1の信頼性を高め強力なものにするニーズがある。
【００４６】
本発明の１つの実施の形態によりG.994.1をＴＣＭ−ＩＳＤＮに同期させることが可能となり、同期化はハンドシェイク手続きの前部期間において達成される。これによりG.994.1信号を長距離ループ上で例えばＦＥＸＴタイムの期間で交換することができ、ＮＥＸＴタイムの期間での送信を回避することができる。したがってより強力で信頼性の高いハンドシェイク手続きが実現される。
アネックスＣ G.994.1 のＴＴＲへの同期化
図７は本発明の１つの実施の形態に基づく、複式の初期化手続きのフローチャートである。特に、G.994.1のハンドシェイク手続きをＴＴＲに同期させる。いったんハンドシェイク手続きがＴＴＲに同期すると、ＮＥＸＴとＦＥＸＴの期間は既知になる。これにより意図的にG.hs信号（所望であればトレーニング信号等の他の初期化信号も可能である）を他方のモデムのＦＥＸＴ期間中に送信して信頼の置ける交換を確保することができる。
【００４７】
ハンドシェイク手続きの間、通信モデムはそれぞれＨＳＴＵ−Ｃ、ＨＳＴＵ−Ｒと呼ばれる。既存のＨＳＴＵ−Ｒの起動信号（Ｒ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ）は１６ｍｓ毎に位相反転し、ＴＴＲは５×１６ｍｓである８０ｍｓの周期を有する。本発明の１つの実施の形態に基づき、ＨＳＴＵ−ＣのＴＴＲ表示信号は、位相反転がＴＴＲに同期してなくて１６ｍｓという短い周期毎の正確な受信を妨げるような信号である、Ｒ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱを送信しているＨＳＴＵ−Ｒにより確実に受信されるように定められる。
ハンドシェイク手続きのＨＳＴＵ−Ｃ起動方式
図７を参照すると、ＨＳＴＵ−ＣはＣ−ＳＩＬＥＮＴ１からの移行により開始し、ＴＴＲハイパーフレームの開始時にＣ−ＩＮＩＴと呼ばれる特別に定義されたハンドシェイク信号を送信する。例えば、Ｃ−ＩＮＩＴはＲＥＶＥＲＢ１６〜３１又はその他の上述したような特殊定義信号である。実施形態において、Ｃ−ＩＮＩＴはＤＭＴのＦＥＸＴ_Rシンボル０〜３、３３〜３６、１０８〜１１１及び１４０〜１４４の間、送信される。この特殊定義信号によりＴＴＲとの同期が可能となり、これにより同期化G.hs手続きが可能となり、その手続きのなかでハンドシェイク信号は図７に示すようにＦＥＸＴシンボルの期間のみ送信される。所望であれば、後続する初期化手続きであるトレーニングやチャンネル解析や交換においてＴＴＲとの同期を保持してよい。代わりに、後続する初期化手続きのなかで初期化を再度確立するようにしてもよい。
【００４８】
ここに、このＤＭＴシンボルのシーケンスは、ＴＴＲ期間の任意の位相において１６ｍｓ間隔の位相反転が現れる状況下で、このシーケンスが堅牢さを有することから選択された。上述したように、その他のデータパターン及びシンボル組合せを本発明の原理に基づきここで使用して信頼性の高い送信と受信を達成することもできる。
【００４９】
Ｃ−ＩＮＩＴを検出すると（例えば上述したＴＴＲ検出器）、ＨＳＴＵ−ＲはそのＰＧＡをセットし、シンボル位置合わせとタイミングの回復を実行する。さらに、ＨＳＴＵ−Ｒは、シンボル６〜９から始まり、シンボル１６〜１９、２７〜３０、・・・２１０〜２１４、・・・３４０〜３４３と続く（図１ｂに示す）、ＦＥＸＴ_Cシンボルの間、Ｒ−ＴＯＮＥ１_Fを送信する。実施形態において、ＨＳＴＵ−ＲがＣ−ＴＯＮＥＳ（慣用ハンドシェイク信号）を検出したら、ＨＳＴＵ−Ｒは適切に応答する前に、タイムアウトＴ１を待機してＨＳＴＵ−Ｃが本発明の原理に基づくG.hs手続きをサポートするかを決定する。
【００５０】
Ｒ−ＴＯＮＥ１_Fを検出した後、ＨＳＴＵ−Ｃは、ＦＥＸＴ_Rシンボルの間のみ、ＴＴＲハイパーフレームの開始時に始まるＣ−ＧＡＬＦ１_Fを送信する。各ビットはサブフレーム（０〜３、１１〜１４、２２〜２５、３３〜３６、・・・１４０〜１４３、・・・３３５〜３３８）の最初の４つのＦＥＸＴ_Rシンボルで送信される。３２ビットが８０ｍｓのハイパーフレーム内で送信される。上述したようにG.992ハイパーフレームは３４５個のＤＭＴシンボルから成る。ハイパーフレームには３２個のサブフレームがあり、各サブフレームはＴＴＲタイミングに依存する、１０〜１１個の連続するＤＭＴシンボルである。
【００５１】
Ｃ−ＧＡＬＦ１_Fの受信後、ＨＳＴＵ−Ｒはシンボル６〜９から始まる（Ｒ−ＴＯＮＥ１_Fの場合と同様）、ＦＥＸＴ_Cシンボルの間Ｒ−ＦＬＡＧ１_Fを送信する。Ｒ−ＦＬＡＧ１_Fを受信すると、ＨＳＴＵ−Ｃは、任意のＴＴＲサブフレームから始まる、サブフレームにおける最初の４つのＦＥＸＴ_Rシンボルの間、Ｃ−ＦＬＡＧ１_Fを送信する。ＨＳＴＵ−ＲでＣ−ＦＬＡＧ１_Fを受信すると、ＨＳＴＵ−Ｒは任意のＴＴＲサブフレームから始まる、最初のハンドシェイクトランザクションを開始することができる。
ハンドシェイク手続きのＨＳＴＵ−Ｒ起動方式
ＨＳＴＵ−Ｒが最初からＴＴＲにロックされるのでＨＳＴＵ−Ｃがハンドシェイク手続きを起動（開始）することは有益である。これによりＮＥＸＴ期間中に信号は送信されない。しかしながら、Ｒ−ＳＩＬＥＮＴ０から移行してＲ−ＩＮＩＴを送信することによりＨＳＴＵ−Ｒがハンドシェイク手続きを起動することができる。実施形態において、Ｒ−ＩＮＩＴはＲＥＶＥＲＢ６〜１５であるが、上述した信号やその他の特別定義ＴＴＲ表示信号をここで使用することができる。Ｒ−ＩＮＴの受信後、ＨＳＴＵ−Ｃは、ＨＳＴＵ−Ｃ起動方式で述べたのと同様にして、ＴＴＲハイパーフレームの開始時に始まるＣ−ＩＮＩＴを送信する。
【００５２】
ここに、Ｒ−ＩＮＩＴは、ＴＴＲにロックされるＨＳＴＵ−Ｃから信号をＨＳＴＵ−Ｒが受信する前に送信される。隣接する対のモデムに影響を及ぼすＮＥＸＴを回避するために、ＨＳＴＵ−Ｒはノイズパターンを検出し、高ノイズレベル（ＦＥＸＴ_C期間）のときのみＲ−ＩＮＩＴを送信するように構成することができる。
フォールバック手続き／後方互換性
上述したように、本発明は慣用の初期化手続きとの間で後方互換性を有する。例えば、ＨＳＴＵ−ＣがＣ−ＩＮＩＴを送ってハンドシェイク手続きを起動したがＨＳＴＵ−Ｒが応答しない場合を想定してみる。応答のない理由は、例えば、ＨＳＴＵ−Ｒが接続されていない、それが本発明の原理に基づく初期化手続きをサポートしていない、あるいはそれが与えられたループについて慣用のG.994.1初期化手続きの方がベターであると決定した、等である。
【００５３】
タイムアウト後、フォールバック手続きに入ることができる。例えば、ＨＳＴＵ−ＣはＣ−ＴＯＮＥＳを送るように構成される。ここでＨＳＴＵ−ＲがＲ−ＴＯＮＥ１で応答するならば、送受信機対は慣用のG.994.1初期化手続きにフォールバックする。しかしながら、ＨＳＴＵ−ＲがＣ−ＴＯＮＥＳに応答しない場合、ＨＳＴＵ−Ｃはタイムアウト後、再びＣ−ＩＮＩＴを送るように構成される。この交互動作はＨＳＴＵ−Ｒが肯定的に応答するか、あるいは長いタイムアウトが経過するまで何回か続けられる。このような交互動作により、既存のG.994.1装置における相互動作性の問題を少なくすることができる。
【００５４】
交互動作の長さは予め又はその他の方法で定められ、これによりＨＳＴＵ−Ｒは、ＨＳＴＵ−Ｃが本発明の原理に基づいて構成されているかどうかの決定を下すため、どのくらい長く受信信号をモニターすべきか知っている。これにしたがってＨＳＴＵ−Ｒは応答する。なお、本発明の原理に基づくＴＴＲ表示信号を既存のG.994.1起動信号と並列して送ることもできる。
【００５５】
次に、ＨＳＴＵ−ＲがＲ−ＩＮＩＴを送ってハンドシェイク手続きを起動したが（何らかの理由で）ＨＳＴＵ−Ｃが応答しない場合を想定してみる。Ｔ２のタイムアウト後、ＨＳＳＴＵ−ＲはＲ−ＴＯＮＥＳ−ＲＥＱ（慣用のハンドシェイク信号）を送るように構成される。ＨＳＴＵ−ＣがＣ−ＴＯＮＥＳで応答したならば、送受信機対は慣用のG.994.1及び初期化手続きにフォールバックする。しかしながら、ＨＳＴＵ−ＣがＲ−ＩＮＩＴに対しＣ−ＩＮＩＴで応答し、ＨＳＴＵ−Ｒがその後（例えば、ＨＳＴＵ−Ｒがループはさほど長くなく慣用のG.994.1が好ましいと決定したために）慣用のG.994.1にフォールバックすると決定した場合、ＨＳＴＵ−Ｒは無音を返すことができる。これによりＨＳＴＵ−Ｃはタイムアウトし、慣用のG.994.1に交互に後退して、Ｃ−ＴＯＮＥＳを送る。
フラグとメッセージ
慣用のG.994.1は８つの連続するＤＭＴシンボル内で同じ情報ビットを繰り返す必要がある。（図１aに示すように）各ＴＴＲサブフレームには、代表的に４〜５個のＦＥＸＴ_Rシンボルと６〜７個のＮＥＸＴ_Rシンボルがある。本発明の１つの実施の形態において、１サブフレーム内の最初の４個のＦＥＸＴ_Rを用いて１ビットを送信する。したがって各情報ビットは４個の連続するＦＥＸＴ_Rシンボル内で送信される。もう一つの実施の形態ではサブフレームにおける全てのＦＥＸＴシンボルを用いて１ビットを送信する。したがって各情報ビットは４個又は５個の連続するＦＥＸＴ_Rシンボル内で送信される。このような構成は３４５個のシンボルを用いて３２ビットの情報を送信し、G.hsビット当たり平均１０．７８個のＤＭＴシンボルとなる。モデムは、ＡＤＳＬアネックスＣのＦＢＭモードと同様にＦＥＸＴシンボルのみを送信する。エコーが存在しないので受信機のアルゴリズムは簡単になる。
【００５６】
本発明の代替的実施の形態において、ＦＥＸＴ又はＮＥＸＴシンボルに関わらず、１ＴＴＲ周期内の全シンボルを使用して１ビット情報を送信する。受信ノードを、一方はＦＥＸＴシンボル用、他方はＮＥＸＴシンボル用の、２つの受信機で構成する。２つの受信機の検出結果を比較し、（例えばＣＲＣ検査に基づき）信頼性の高い方を使用する。ＴＣＭ−ＩＳＤＮのノイズ下で、ＦＥＸＴ検出器はより信頼性のある結果を出す。しかしながら、他のノイズ状況下では、信頼性を良くするのにＮＥＸＴ検出器が役立つ可能性がある。このような環境は受信機の構成を複雑にし、半二重モードの利点を失うことになる（例えば、エコーキャンセレーションが必要になる）。
【００５７】
なお、上記ハンドシェイク信号（例えば、Ｃ−ＩＮＩＴ、Ｒ−ＴＯＮＥ１_F、Ｒ−ＩＮＩＴ）とハンドシェイク用のメッセージ長は、８０ｍｓの長さであるＴＴＲハイパーフレーム又は２．５ｍｓの長さであるサブフレームの倍数である。G.hsからアネックスＣ動作モードへの移行時におけるＴＴＲとの同期は保持、又は保持されない。アネックスＣは、ＴＴＲと同期しない既存のG.994.1手続きとともに動作する必要があるので、いずれにせよアネックスＣ自身によるＴＴＲとの同期を実行する必要がある。
【００５８】
初期同期化の後、ＨＳＴＵ−ＣとＨＳＴＵ−ＲはＴＴＲとの同期を維持する必要がある。ＴＴＲクロックはＨＳＴＵ−Ｃで利用できるので、ＨＳＴＵ−Ｃはその送信クロックをＴＴＲにロックすることができる。ついでＨＳＴＵ−ＲはＨＳＴＵ−Ｃから受信した信号からタイミングの回復を実行する。実施形態において、ＨＳＴＵ−Ｒにおけるタイミング回復はループバックタイミング方式のなかで受信ハンドシェイク信号に基づき実行される。例えば、ループバックタイミングの実行により、ＨＳＴＵ−Ｒ送信機のクロックはＨＳＴＵ−Ｒ受信機のクロックにロックされ、ＨＳＴＵ−Ｒ受信機のクロックはＨＳＴＵ−Ｃ送信機のクロックにロックされ、ＨＳＴＵ−Ｃ送信機のクロックはＴＴＲにロックされる。もう１つの実施形態において、タイミング回復を可能にするために専用のパイロットトーンがＨＳＴＵ−ＣからＨＳＴＵ−Ｒに送信される。このパイロットトーンは全てのＤＭＴシンボルのなかで送信することができる。例えば、トーン１６をパイロットトーンとして使用できる。
混合ＳＮＲ環境用並列復号化
上述したように、G.hs受信機はＮＥＸＴとＦＥＸＴビットマップにおける異なるノイズ状況下で受信情報を復号する。さらに、任意の単一ＴＴＲ周期内においてＮＥＸＴからＦＥＸＴノイズへの移行中に１〜２個のシンボルがある。このような単一ＴＴＲ周期中の混合ＳＮＲ環境に対し、G.hs情報ストリームの復号を最適化する必要がある。Ｎ個の連続するシンボルに亘り単一の情報ビットが送られるので、本発明の１つの実施の形態では各ビット時間中に最大Ｎ個の受信機を並列に動作させる（例えばＮ＝８）。G.hsフレームの受信後に、各受信機についてエラーチェック（例えばＣＲＣ）を計算する。正しいＣＲＣをもつ受信機からのビットストリームを使用する。
【００５９】
本発明の実施の形態に関する上記の説明は例示と説明のために提示したものである。説明は包括的ではなく、本発明を開示した形態そのものに限定することを意図していない。本書の開示に照らして多くの変形、変更形態が可能である。
【００６０】
例えば、本書で説明した特定の応用では、ハイパーフレーム位置合わせを確立するため、又はG.hs手続きをＴＴＲにロックするために特殊定義ＴＴＲ表示信号を使用する。しかしながら、本発明の原理に基づく特殊定義証印信号は、一般に特定の手続き又はイベントを与えられた基準に同期させるのに使用することができる。いったん同期が確立すれば、同期関係に関連する既知の特性を使用することができる。本書における一例ではG.hs信号がＴＴＲに同期する。この同期に関連する既知の特性として識別可能なＦＥＸＴとＮＥＸＴタイムの期間が含まれる。この与えられた知識に基づき、強力で信頼性の高い通信を行うことができる。このような同期関係を有するその他の応用についても等しく本発明の恩恵を受ける。
【００６１】
本発明の範囲は、特許請求の範囲によるべきであり、詳細な説明により限定されないことを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 ダウンストリームのＡＤＳＬアネックスＣハイパーフレーム構造を示す図である。
【図１ｂ】 上り方向のＡＤＳＬアネックスＣハイパーフレーム構造を示す図である。
【図２】 本発明の実施の形態に基づき、ハイパーフレーム位置合わせを実行するように構成されるＡＤＳＬモデムのブロック図である。
【図３】 本発明の実施の形態に基づく、相互相関信号の例を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態に基づき、ハイパーフレーム位置合わせを実行する方法を示すフローチャートである。
【図５】 本発明のもう１つの実施形態に基づき、ハイパーフレーム位置合わせを実行する方法を示すフローチャートである。
【図６】 本発明の実施の形態に基づく、初期化処理の概要を示すタイム図である。
【図７】 本発明の実施の形態に基づく、初期化処理を示すフロー図である。

Claims (21)

1. 通信可能に結合される送信ノードと受信ノードを有する、ＡＤＳＬアネックスＣ方式の通信システムにおいてハイパーフレームの位置合わせを実行するハイパーフレーム位置合わせ方法であって、
   前記ハイパーフレームの１以上の既知のＤＭＴシンボルの第１のセット中に、前記受信ノードで検出された時に、ＲＥＶＥＲＢ信号が送信機および受信機のＤＭＡシンボル境界とハイパーフレーム境界間のオフセットが識別されるように、少なくとも３つのトーンを含む第１の部分を有する前記ＲＥＶＥＲＢ信号を送信するステップと、前記ＲＥＶＥＲＢ信号は、２以上のＤＭＴシンボルに対して送信されるとＤＭＴシンボルごとに反復する、ＲＥＶＥＲＢトーンの上に４−ＱＡＭ変調された周期的な疑似ランダム２進シーケンス信号であり、
   ハイパーフレームの１以上の既知のＤＭＴシンボルの後続のセット中に、前記受信ノードで検出された時に、前記ＲＥＶＥＲＢ信号がハイパーフレーム位置合わせの確認を可能にするように、前記ＲＥＶＥＲＢ信号を送信するステップと、
   を含むハイパーフレーム位置合わせ方法。
2. １以上の既知のＤＭＴシンボルから成る前記第１のセットは、第１のハイパーフレーム中に送信され、１以上の既知のＤＭＴシンボルから成る前記後続のセットは後続のハイパーフレーム中に送信される、請求項１記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
3. １以上の既知のＤＭＴシンボルから成る前記第１と後続のセットは同一のハイパーフレーム中に送信される、請求項１に記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
4. 前記ハイパーフレームはシンボル０からシンボル３４４として識別されるＤＭＴシンボルを含み、前記第１と後続のセットの各々に対する前記１以上の既知のＤＭＴシンボルはＮ_１からＮ_２のＤＭＴシンボルを含み、Ｎ_１からＮ_２は前記３４５ＤＭＴシンボルのうちの２つである、請求項１記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
5. 前記ＲＥＶＥＲＢ信号はリンク初期化中にダウンストリームに送信される、請求項１記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
6. 遠隔ノードからハイパーフレームの位置合わせを確認する応答を受信することをさらに有する、請求項１記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
7. 通信可能に結合される送信ノードと受信ノードを有する、ＡＤＳＬアネックスＣ方式の通信システムにおいてハイパーフレームの位置合わせを実行するハイパーフレーム位置合わせ方法であって、
   ハイパーフレームのデータを受信するステップと、
   前記ハイパーフレームに含まれる１以上の既知のＤＭＴシンボルの第１のセット中に、少なくとも３つのトーンを含む第１の部分を有する第１のＲＥＶＥＲＢ信号を検出するステップを含み、前駆検出は、送信機および受信機のＤＭＡシンボル境界とハイパーフレーム境界間のオフセットを識別し、
   ハイパーフレームに含まれる１以上の既知のＤＭＴシンボルの後続のセット中に、少なくとも３つのトーンを含む前記第１の部分を有する第２のＲＥＶＥＲＢ信号を検出するステップを含み、前記検出はハイパーフレーム位置合わせの確認を可能にし、
   前記第１および第２のＲＥＶＥＲＢ信号は、２以上のＤＭＴシンボルに対して送信されるとＤＭＴシンボルごとに反復する、ＲＥＶＥＲＢトーンの上に４−ＱＡＭ変調された周期的な疑似ランダム２進シーケンス信号である、
   ハイパーフレーム位置合わせ方法。
8. １以上の既知のＤＭＴシンボルから成る前記第一のセットは第一のハイパーフレーム中に受信され、１以上の既知のＤＭＴシンボルから成る前記後続のセットは後続のハイパーフレーム中に受信される、請求項７記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
9. １以上の既知のＤＭＴシンボルから成る前記第一と後続のセットは同一のハイパーフレーム中に受信される、請求項７記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
10. 前記ハイパーフレームはシンボル０からシンボル３４４のＤＭＴシンボルを含み、前記第１と後続のセットの各々に対する前記１以上の既知のＤＭＴシンボルはＮ_１からＮ_２のＤＭＴシンボルを含み、Ｎ_１からＮ_２は前記３４５のＤＭＴシンボルのうちの２つである、請求項７記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
11. 前記ハイパーフレームはシンボル０からシンボル３４４として識別される３４５のＤＭＴシンボルを含み、前記第１のセットに対する前記１以上の既知のＤＭＴシンボルはＮ_１からＮ_２のＤＭＴシンボルであり、前記後続のセットに対する前記１以上の既知のＤＭＴシンボルはＮ_３からＮ_４のＤＭＴシンボルであり、Ｎ_１、Ｎ_２、Ｎ_３、Ｎ_４は前記３４５のＤＭＴシンボルのうちの４つである、請求項７記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
12. 前記ＲＥＶＥＲＢ信号はリンク初期化中にダウンストリームに送信される、請求項７記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
13. 前記送信ノードにハイパーフレームの位置合わせを確認する応答を送信するステップをさらに有する、請求項７記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
14. 通信可能に結合される送信ノードと受信ノードを有する、ＡＤＳＬアネックスＣ方式の通信システムにおいてハイパーフレームの位置合わせを実行するハイパーフレーム位置合わせ方法であって、
    Ｎ個の連続するＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ信号を検出するまで、受信機サンプルに対し連続的に線形相互相関処理を実行するステップと、ＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ信号はＲＥＶＥＲＢ信号の連続するトーンｘからｙを含み、２以上のＤＭＴシンボルに対して送信されるとＤＭＴシンボルごとに反復する、前記ＲＥＶＥＲＢ信号はＲＥＶＥＲＢトーンの上に４−ＱＡＭ変調された周期的疑似ランダム２進シーケンス信号であり、
    前記ＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ信号の相互相関信号ピークに基づき、送信機と受信機のフレーム境界のオフセットを識別するステップと、
    前記送信機と受信機のフレーム境界のオフセットに基づきフレーム境界の位置合わせを実行するステップと、
    前記ハイパーフレーム内の前記検出されたＲＥＶＥＲＢ信号の既知の位置に基づきハイパーフレーム位置合わせを実行するステップと、
    を含むハイパーフレーム位置合わせ方法。
15. 前記線形相互相関処理を反復して次のハイパーフレームにおける次のＮ個の連続するＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ信号を検出するステップと、
    前記相互相関信号の既知のサンプルで相互相関ピークとなるときに前記次のＮ個の連続するＲＥＶＥＲＢｘ〜ｙ信号が検出されてハイパーフレームの位置合わせを示していることに応答して前記フレーム境界の位置合わせの確認をするステップと、
    をさらに有する請求項１４記載のハイパーフレーム位置合わせ方法。
16. 通信可能に結合される送信ノードと受信ノードを有する、ＡＤＳＬアネックスＣ方式の通信システムにおいてハイパーフレームの位置合わせを実行するハイパーフレーム位置合わせ装置であって、
    出力されるハイパーフレームに含まれる１以上の既知ＤＭＴシンボルの期間中に送信され、前記受信ノードで検出された際、ＲＥＶＥＲＢ信号は送信機および受信機のＤＭＴシンボル境界とハイパーフレーム境界間のオフセットが識別されてハイパーフレーム位置合わせを可能とするように、少なくとも３つのトーンに含む第１の部分を有する第１のＲＥＶＥＲＢ信号を発生するように構成される信号発生モジュールと、
    入力されるハイパーフレームに含まれる１以上の既知ＤＭＴシンボルの期間中に、前記第１の部分を有する第２のＲＥＶＥＲＢ信号を検出し、この検出により、送信機と受信機のＤＭＴシンボル境界間のオフセットが識別されてハイパーフレーム位置合わせを可能とするように構成される検出器モジュールと、を備え、
    前記第１および第２のＲＥＶＥＲＢ信号は、２以上のＤＭＴシンボルに対して送信されるとＤＭＴシンボルごとに反復する、ＲＥＶＥＲＢトーンの上に４−ＱＡＭ変調された周期的な疑似ランダム２進シーケンス信号である、
    ハイパーフレーム位置合わせ装置。
17. ハイパーフレーム位置合わせ装置は、さらに、第１のハイパーフレームの期間中に前記出力されるハイパーフレームに含まれる前記１以上の既知のＤＭＴシンボルを送信するとともに１以上の後続するハイパーフレームの期間中に再度送信するように構成される、請求項１６記載のハイパーフレーム位置合わせ装置。
18. ハイパーフレーム位置合わせ装置は、さらに、同一のハイパーフレームの期間中に前記出力されるハイパーフレームに含まれる前記１以上の既知のＤＭＴシンボルを送信するように構成される、請求項１６記載のハイパーフレーム位置合わせ装置。
19. ハイパーフレーム位置合わせ装置は、さらに、第１のハイパーフレームの期間中に前記入力されるハイパーフレームに含まれる前記１以上の既知のＤＭＴシンボルを受信するとともに１以上の後続するハイパーフレームの期間中に再度受信するように構成される、請求項１６記載のハイパーフレーム位置合わせ装置。
20. ハイパーフレーム位置合わせ装置は、さらに、リンク初期化中に前記出力するハイパーフレームのダウンストリームに関連する前記ＲＥＶＥＲＢ信号を送信するように構成される、請求項１６記載のハイパーフレーム位置合わせ装置。
21. ハイパーフレーム位置合わせ装置は、さらに、前記受信ノードからハイパーフレームの位置合わせを確認する応答を受信するように構成される、請求項１６記載のハイパーフレーム位置合わせ装置。

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