JP4282805B2 - 離散マルチ・トーン通信システムにおいてデータおよびパワーを割り当てる方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、通信システムに関し、更に特定すれば、離散マルチ・トーン・システム(discrete multi-tone communication system)を構成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テレビ会議(video conferencing)やインターネット・アクセスのような、高データ・レート双方向サービスを、住宅および小規模事務所の顧客にも一層入手し易くするためには、高速データ通信経路が必要である。かかる高データ・レートサービスには光ファイバ・ケーブルが好適な伝送媒体であるが、既存の通信ネットワークにおいては容易に使用することができず、光ファイバ・ケーブルを設置する費用は法外に高い。現行の電話配線接続は、ツイストペア媒体で構成されており、ビデオ・オン・デマンドのような双方向サービス，またはそれよりも更に高速な相互接続に必要な高データ・レートに対応するように設計されたものはない。これに応じて、非対称ディジタル加入者回線（ＡＤＳＬ：Asymmetrical Digital Subscriber Line）技術が開発され、既存のツイストペア接続の固定帯域幅以内で伝送能力を向上させることにより、新たな光ファイバ・ケーブルの設置を必要とすることなく、双方向サービスの提供を可能にした。
【０００３】
離散マルチ・トーン（ＤＭＴ：Discrete Multi-Toned）とは、ツイストペア接続のような通信チャネルの使用可能帯域幅を、多数の周波数サブチャネルに分割するマルチ・キャリア技術のことである。これらのサブチャネルは、周波数ビン(frequency bin) またはキャリアとも呼ばれている。ＤＭＴ技術は、ＡＮＳＩ Ｔ１Ｅ１．４（ＡＤＳＬ）委員会によって、ＡＤＳＬシステムに用いるために採用されている。ＡＤＳＬでは、ＤＭＴを用いて、エンド・ユーザに向かう下流伝送に２６ｋＨｚから１．１ＭＨｚまでの２５０個の別個の４．３１２５ＫＨｚサブチャネルを発生し、エンドユーザによる上流伝送のために２６ｋＨｚから１３８ｋＨｚまでの２５個のサブチャネルを発生する。各ビンには、各伝送と共に送るある数のビットが割り当てられる。ＡＤＳＬシステムに対してビン毎に割り当てられるビット数は、０，および２ないし１５ビットである。
【０００４】
ＡＤＳＬシステムを用いてリアル・タイム・データを送信する前に、初期化プロセスを行う。初期化プロセスの第１部分の間、活性化および承認ステップを行う。ＡＤＳＬシステムの電力投入に続いて送信活性化トーンを発生するのは、このステップの間である。送受信機トレーニングは、初期化プロセス中の次のステップである。送受信機トレーニングの間、ＡＤＳＬシステムの等化フィルタをトレーニングし、システムの同期を得る。次に、初期化プロセスの一部として、チャネル分析および交換を行う。チャネル分析および交換の間、チャネルの信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を判定し、ビンのビット・ローディング・コンフィギュレーション(bit loading configuration) およびその他のコンフィギュレーション情報を転送する。
【０００５】
初期化プロセスに続いて、リアル・タイム・データ送信が開始する。リアル・タイム・データ送信の間、提案されているＡＮＳＩ規格の実施態様は、各キャリアを公称パワー量(nominal amount of power) で送信することを要求する。公称パワー量は、最大パワー量となるように提案されており、これは、パワー利得微調整のばらつきがキャリア間で発生するだけで、全てのビン全体に対してほぼ同一である。しかしながら、公称送信パワー量を各キャリアに割り当てることには欠点がある。例えば、１つの問題は、データを全く送信していないキャリアに公称パワー量を割り当てることに伴い、不要のパワー消費が生ずることである。これが発生するのは、要求されたデータ・レートが、回線上で使用可能な最大データ・レート未満の場合である。この余分なパワーのために、パワー消費に関してシステムに余分なコストがかかることになる。未使用ビンにパワーを送信することに対する他の問題は、キャリアの信号が長い回線距離の間に減衰するために、所望の確実性でデータを送信できない地点が生ずることである。これが発生すると、劣悪なビンのビット割り当て容量が０にセットされるが、しかしながら、提案されている仕様の実施態様の下では、その送信パワーは、現在使用されていないビンにも割り当てられ続ける。したがって、高データ・レートがない場合でも、パワー・コストが高くなる。ＡＤＳＬ仕様に伴う他の問題は、隣接する回線上において同様の周波数で信号を送信している場合、クロストーク干渉が発生することである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
典型的なＤＭＴシステムでは、その消費パワーの概ね半分以上が、回線ドライバによって消費される。パワー増大に伴う熱の問題に加えて、隣接する電話回線からのクロストークが回線ノイズ・レベルを４０ｄＢにも高める可能性があるという、更に別の問題がある。したがって、ＤＭＴシステムのパワー消費を最適化し、隣接するツイストペアワイヤ間のクロストークを減少させることができれば有利であろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、ＡＤＳＬシステム１０を示す。ＡＤＳＬシステム１０は、遠隔端末２０，およびツイストペア伝送媒体によって接続されている電話局(central office)３０を備える。遠隔端末２０および電話局３０は、各々、システム・コントローラ２２，３４をそれぞれ備えている。加えて、遠隔端末２０および電話局３０は、それぞれ、送受信機２４，３２を備えている。ＡＤＳＬシステム１０は、本発明を実施することができる。動作の間、電話局３０は、伝送媒体１５を通じて、下流データを遠隔端末２０に送信する。データは、遠隔端末２０の送受信機２４によって受信され、送受信機２４は受信データをシステム・コントローラ２２に供給し、更に処理を進める。同様に、上流信号も遠隔端末２０から伝送媒体１５を通じて送信され、電話局の送受信機３２によって受信され、送受信機３２はシステム・コントローラ３４にデータを供給する。
【０００８】
図２は、ＡＤＳＬシステム１０内で使用するためのＳＮＲ参照表を示す。ＳＮＲ参照表は、あるビンが特定数のビットを特定のビット・エラー率（ＢＥＲ）で送信するために必要なＳＮＲである、ＳＮＲｒｅｆを示す。例えば、図２の表 によれば、ＳＮＲが３０であると判定されたビンは、７ビットのデータを送信することができる。また、必要であれば、使用するエラー補正の種類に応じてＳＮＲ参照表の値を変化する。例えば、エラー訂正の使用により、図２における各ＳＮＲｒｅｆの値を３小さくすることができる。この減少により、ＳＮＲが３０のビンは８ビットを送信することが可能となる。一般に、ＳＮＲ参照表は経験的に得られるが、シミュレーションまたは理論的な結果に基づいて導出することも可能である。
【０００９】
図３は、本発明を実施する方法を示す。この特定実施例は、特定のＤＭＴの実施態様を対象とするが、本発明はあらゆるＤＭＴの実施態様にも適用されることは理解されよう。ステップ３１１において、ＡＤＳＬチャネルの分析を行う。本発明の一実施例では、チャネル分析ステップ３１１は、初期状態におけるチャネルに対する信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を返す。通常、図３のチャネル分析ステップ３１１は、初期化プロセスの一部として実行する。しかしながら、図３のステップをリアル・タイム処理の間に実行する他の実施態様も、本発明によって予見される。
【００１０】
ステップ３１２において、各ビンのデータ容量を算出する。一実施例では、データ容量は、ステップ３１１において判定したキャリアのＳＮＲ，および図２のＳＮＲ参照表に基づいて算出する。データ容量は、所与のＳＮＲ参照表について、送信可能な最大ビット数を識別することによって、判定することができる。例えば、図２の表によれば、ＳＮＲが３２のビンに割り当て可能な最大ビット数は、７ビットである。
【００１１】
次に、ステップ３１３において、最大容量から最少容量の順に、キャリア即ちビンをソートする。次に、ステップ３１４において、最大容量を有するキャリア（群）から始め、最少容量を有するキャリア（群）に進みつつ、送信すべきデータ・レートを割り当てる。指定したデータ・レートが得られるまで、データ容量を割り当てる。最初に最大データ・レートをこれらのビンに割り当てることにより、所望のデータ・レートでデータを送信するために使用するキャリア（使用キャリア）の数を最少に抑えることが可能となる。ステップ３１５において、未使用キャリア上のパワーを削減し、指定量の情報を送信するために用いられるパワーを最低に減らす。概して、使用中のビンのパワーの大きさの少なくとも１桁だけ、パワーを削減する。これは、各チャネルが使用中であるか否かには係らず、公称パワー量を各チャネルが維持しなければならない従来技術に対する利点である。使用していないビンに対するパワーを削減することにより、最適なパワー量の散逸が可能となる。
【００１２】
図４は、本発明の異なる実施例を示す。ステップ４１１において、１セットのキャリアＮに対して、サブセット・キャリアＸを指定する。サブセットＸは、全体として、ビット・ローディング割り当てプロセスの間に好ましいキャリアまたは避けるべきキャリアを表す。次に、サブセットＸに重み付けを行う。重み付けは、明示的とすることにより、ユーザが重み値を指定することや、あるいは暗示的とすることにより、システムがサブセットＸにデフォルトの重みを有することも可能である。例えば、サブセットＸは、暗示的に重い重み付けを行うことも可能である。重みの機能については、ステップ４１５を参照しながら論ずることにする。
【００１３】
ステップ４１２において、セットＮの各キャリアについて、チャネル分析を行う。ステップ４１２のチャネル分析は、既に論じた、図３のステップ３１１のチャネル分析と同様に行う。次に、ステップ４１３において、キャリア・セットＮ内の各ビンに対するビット・ローディング容量を算出する。このステップは、図３のステップ３１２と同様である。 ステップ４１４において、セットＸの中に含まれないセットＮのキャリアを、最大ビット・ローディング容量から最少ビット・ローディング容量の順にソートし、ソートしたキャリア・サブセットを形成する。このステップは、セットのサブセットに対して行われることを除いて、図３のステップ３１３と同様である。 ステップ４１９において、セットＸ内のキャリアを、更に、最大ビット・ローディング容量から最少ビット・ローディング容量の順にソートし、別のソート・サブセットを形成する。代替実施例では、セットＸをソートしなくてもよい。
【００１４】
ステップ４１５において、キャリア・サブセットＸに関連するビンを、ソートしたキャリアのセットに挿入するか、あるいはこれから除外する。一実施例では、セットＸのビンに暗示的に重い重み付けが行われている場合、そのセットは、ある予め規定された基準を満たすビンの前または後のソート・セット内に配置する。例えば、重い重み付けが行われたビンは、最大容量のビンの前に配置することができる。別の実施例では、重い重み付けが行われたビンは、１０ビットの容量を有するビンと、９ビットの容量を有するビンとの間に配置することができる。通常、重い重み付けが行われたセットには、大きなビット割り当て容量を有するビンを挿入する。１つのビンに対する最大ローディングが１５ビットである一実施例では、重い重み付けが行われたセットは、通常、７ビット割り当てレベル以上に挿入する。
【００１５】
同様に、セットＸのビンに暗示的に軽い重み付けが行われている場合、これらを全体的にソート・リストから除外し、最少のビット・ローディング容量を有するビンの後に挿入するか、あるいは指定されたローディング・レベルを有するビン間に挿入することができる。通常、軽い重み付けが行われたセットには、ビット割り当て容量が小さいビンを挿入する。１つのビンに対する最大ローディングが１５ビットである一実施例では、軽い重み付けが行われたセットは、通常、７ビット割り当てレベルより下に挿入する。
【００１６】
数値的な重み付けを適用する実施例では、重みの値に基づいて、セットＸのビンを正確に配置または除外する。
【００１７】
ステップ４１６において、指定したデータ・レートに対応するために必要なビット数が、セットのソート順に基づいて、ビンに割り当てられる。例えば、セットＸを、ローディング容量が１３ビットのビンと１４ビットのビンとの間に挿入すると仮定する。割り当ては、セットＸ内になく、ローディング容量が１５ビットのビンから開始する。一旦最初のビンに１５ビットが割り当てられたなら、セット内になく、ローディング容量が１５ビットの別のビンに、１５ビットを割り当て、以下全ての１５ビット・ビンが完全に割り当てられるまで続ける。次に、同様に、セットＸ内にない全ての１４ビット・ビンを充填する。次に、セットＸ内にない全ての１３ビット容量のビンのローディングの前に、セットＸのビットを充填する。セットＸの各ビンを充填することに続いて、１３ビット容量のビンについて、充填プロセスを続ける。
【００１８】
図５は、隣接する回線間のクロストークを減少可能な、本発明の別の実施例を示す。ステップ５０１において、キャリアのサブセットＸ１を、第１回線カードに指定する。ステップ５０２において、図４のフローをサブセットＸ１に適用する。これは、特定のデータ・レートに対応するために駆動する必要がある回線カード２のキャリア数を、事実上に最少に抑える。
【００１９】
ステップ５０３において、実質的に重複していないキャリアＸ２のサブセットを、第１回線カードに指定する。一実施例では、セットＸ１，Ｘ２は、異なる周波数で動作するビンにデータ容量を割り当てようとするという点で、相互に排他的である。更に他の実施例では、セットＸ１，Ｘ２は、互いに別個の回線カード内において使用されるビンをバッファするように選択する。例えば、セットＸ１がビン１ないし１０を最初に充填すべきビンとして指定した場合、セットＸ２は、ビン１２ないし２１を最初に充填すべきビンとして示す。指定されたビンの中でビット・ローディング容量を割り当て可能である範囲において、セットＸ１，Ｘ２の周波数範囲をバッファする、未使用のビン、即ち、ビン１１がある。このバッファリングによって、クロストークに対する抵抗力(immunity)強化が可能となる。
【００２０】
一旦セットＸ２を規定したなら、図４の方法を適用し、システムのパワーを最適化する。ステップ５０５において、データ送信を行うと、パワー散逸の最適化および隣接する回線間のクロストーク制限が可能となる。
【００２１】
図６ないし図９は、本発明を実施する他の方法を示す。図６のステップ６０１において、ＡＤＳＬチャネルの分析を行う。一実施例では、チャネル分析は、初期状態におけるあるチャネルのＳＮＲを返す。通常、チャネル分析および図６のステップは、初期化プロセスの一部として行われる。しかしながら、図６のステップをリアル・タイムで実行する他の実施態様も、本発明によって予見される。
【００２２】
チャネル分析ステップからのＳＮＲ値に基づいて、ステップ６０２において、当該チャネルに関連するどのビンが良好なビンかについて判定を行う。良好なビンとは、最少量のデータを送信可能な、予め規定されたＳＮＲを満足するビンと定義する。例えば、表２のＳＮＲ基準（ＳＮＲｒｅｆ）値は、ビンに２ビットのデータを割り当て、かつ特定のＢＥＲを維持するためには、ビンは少なくとも１４のＳＮＲを有する必要があることを示す。ＳＮＲが１４未満のチャネルがある場合、最小数のビットを送信するものの、表のＢＥＲを維持することができないチャネルであることを示す。通常、ビンが予め規定されたＢＥＲを満たしつつ、最少量のデータを送信可能であれば、良好なビンとして定義される。
【００２３】
次に、ステップ６０３において、チャネル内の劣悪なビンを全て識別する。劣悪なビンとは、予め規定された性能基準を満たすことができないビンのことである。一実施例では、特定のキャリアについて、予め規定されたＢＥＲの範囲内でデータを送信できないと判定された場合、劣悪なビンとして識別される。通常、この識別を得るには、特定のチャネルのＳＮＲを、最少値の送信量のＳＮＲｒｅｆと比較し、指定された基準が満たされるか否かについて判定を行う。例えば、ＳＮＲからＳＮＲｒｅｆを減じて−５以下となるキャリアを全て、劣悪なビンとするという基準が考えられる。したがって、図２の表を用いる場合、ＳＮＲが９以下である全てのチャネルが、劣悪なビンとして分類されることになる。通常、劣悪なビンには、データを全く割り当てることができない。
【００２４】
次に、ステップ６０４において、マージナル・ビン(marginal bin)のセットを識別する。マージナル・ビンのサブセットとは、以前に良好なビンとも劣悪なビンとも判定されていないビンと定義する。前述の例では、マージナル・ビンは、９ないし１４のＳＮＲ値を有する。その理由は、ＳＮＲが１４以上のキャリアは良好なキャリアであり、ＳＮＲが９以下のキャリアは劣悪なビンとするからである。マージナル・ビンには、他の定義も同様に使用可能である。例えば、５ビットを搬送できないビンを全てマージナル・ビンとして定義したり、あるいはＳＮＲｒｅｆ値間の間隔に基づいて定義することが望ましい場合もある。
【００２５】
次に、ステップ６０５において、劣悪なビンに割り当てた送信パワーを削減する。固定量だけパワーを削減したり、あるいは倍率に基づいてパワーを削減することができる。劣悪なビンの送信パワーを固定量だけ削減させる一例としては、フィルタ応答を変化させ、劣悪なビンを減衰させることであう。倍率によって劣悪なビンのパワーを削減させる一例は、その周波数領域におけるキャリアに０．１０を乗算することであろう。劣悪なビンに関連する送信パワーを削減することにより、データが送信される可能性がない場合、使用パワーが減少する。これは、全てのビン上で送信パワーを維持することを指定する、またはマージナル・ビン上では少量のデータを送信することを提案する従来技術の方法に対する利点である。
【００２６】
次に、ステップ６０６において、マージナル・ビン上のパワーを増大させる。通常、劣悪なビンのパワーを削減することによって得られる量だけ、マージナル・ビンのパワーを増大させることにより、システム全体のパワーには変化を生じさせない。一実施例では、得られるパワーは、全てのマージナル・ビンに均等に与えるように使用する。他の例では、得られるパワーは、各ビンのＳＮＲに基づいて、いずれかのマージナル・ビンに割り当てることも可能である。更に別の実施例では、割り当てられるパワーに対して最大のビット容量増加を得ることができるマージナル・ビンに、得られたパワーを追加する。
【００２７】
次に、ステップ６２０において、パワー・レベルが上昇した各マージナル・ビンについて、パワー増大の結果、マージナル・ビンが良好なビンとなったか否かについて判定を行う。この判定は、マージナル・ビンに対するチャネル分析によって推定または決定し、送信パワー増大後のＳＮＲ値が、データ転送に対応するのに充分か否かについて判定を行うことができる。マージナル・ビンが改善され、良好なビンと判定された場合、フローはステップ６０７に進み、新たに識別された良好なビンを、そのように識別する。マージナル・ビンのパワーが増大したものの、未だマージナルであると判定された場合、フローはステップ６０８に進む。ステップ６０８において、このビンを劣悪なビンとして識別し、フローはステップ３０５に進み、ここで新たに識別された劣悪なビンのパワーを削減する。尚、ステップ６０８において、ビンのマージナル・ステータスを維持し、更にパワーを増大し、良好なビンを作成しようとすることも可能である。しかしながら、マージナル・ビンの少なくともいくつかを劣悪なビンとして識別し、割り当てのために余分なパワーを解放してマージナル・ビンのＳＮＲを改善するために使用し、ステップ６０８において劣悪なビンとして識別しないようにする必要がある。次に、ステップ６０９において、良好なビンとして定義された全てのビン上で、データを送信する。
【００２８】
図６のフローは、劣悪なビンに一定のパワー・レベルを維持しないことにより、従来技術の提案に対する改善を与えるものである。加えて、従来技術は、データ・レート上の処理能力を改善するために、よいビンにもマージナル・ビンにも大幅なパワーの増大を許さない。本発明は、パワーの増大を行わなければ、少なくともいくつかのビンにおいて有用なデータを送信および受信できないという点まで信号強度が減衰する場合に、データ・レートを最大に高めることを可能とする。
【００２９】
図７は、本発明による別の方法を示す。ステップ７０１ないし７０４は、図６のステップ６０１ないし６０４と同様であり、これ以上論じないことにする。次に、ステップ７０６において、マージナル・ビンおよび良好なビンのパワーを増大する。この実施例では、マージナル・ビンのパワーだけを増大するのではない。これによって、良好なビンおよびマージナル・ビンに同様にビット割り当ての増加が可能となる。ステップ７２０，７０７，７０８，７０９は、図６のステップ６２０，６０７，６０８，６０９と同様であり、ここではこれ以上論じないことにする。
【００３０】
図８は、本発明による別の方法を示す。ステップ８０１ないし８０４は、図６のステップ６０１ないし６０４と同様であり、これ以上論じないことにする。次に、ステップ８０５において、マージナル・ビンおよび劣悪なビンのパワーを削減する。次に、ステップ８０６において、良好なビンのパワーのみを増大する。この実施例では、劣悪なビンおよびマージナル・ビンからの使用可能なパワー全てを、良好なビンに割り当てし直す。これによって、良好なビンに割り当てるビットを増加させることができる。通常、特定のＢＥＲにおける各ビンの最大データ容量を送信するために必要な量を超えてパワーを増大させることはない。
【００３１】
本発明を用いたビット・レートの上昇を図９に示す。図９は、使用されていないキャリアに付随するパワーを割り当てし直した場合に、本発明者によって観察されたビット・レート利得を示す。２５０個のキャリア全てを使用する場合、割り当てし直すパワーはなく、したがって、全体的なデータ・レートの上昇もないことに気が付かれよう。しかしながら、検査したシステムにおいて１００個のキャリアのみを用い、１５０個の使用されていないキャリアからのパワーを使用中のビンに割り当てし直した場合、毎秒約５５０キロビットのビット・レート上昇が実現した。したがって、ＡＤＳＬシステムに関連するパワーを割り当てし直すことによって、従来技術の標準に対し、性能の向上が得られること認められよう。本発明を用いると、パワーをビンに割り当てし直すことにより、ビンは追加の距離まで信号を搬送することができるため、信号を送信可能な距離が延長することになる。これは、かかるパワー再割り当てを考慮しない従来技術に対する利点の１つである。
【００３２】
前述の説明は、ＡＤＳＬシステムのパワー消費を改善するために好適な方法を明らかにした。本発明について、具体的な実施例を参照しながら説明した。しかしながら、請求項に明記されている本発明の範囲から逸脱することなく、種々の改良や変更も本発明には可能であることを、当業者は認めよう。例えば、前述の具体的な実施例は、図２のＳＮＲｒｅｆ表を用いて、ビンのローディングを判定することについて論じた。ビンのローディングを判定する他の方法も使用可能であることは、当業者であれば認めるであろう。本発明によって予見される改良の一例は、ビンの多数のサブセットを識別し、重み付けすることであろう。本発明は、他のビン分類方法を用いる場合にも等しく適用可能であることを当業者は認めよう。更に他の改良例としては、使用されていないビンのいくつかまたは全てのパワーを周期的に送信し、ビンのＳＮＲを監視することがあげられる。特許請求の範囲においては、ミーンズ・プラス・ファンクション(means-plus-function) 項目（群）がある場合は、いずれも、ここに記載した構造で、列挙した機能（群）を行うものを含むこととする。また、ミーンズ・プラス・ファンクション項目（群）は、列挙した機能（群）を行う構造的同等物および同等の構造も含むこととする。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＤＳＬシステムを示すブロック図。
【図２】ＳＮＲ参照表を示す図。
【図３】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図４】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図５】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図６】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図７】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図８】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図９】ビット・レートの上昇対使用キャリア数の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１０ ＡＤＳＬシステム
１５ 伝送媒体
２０ 遠隔端末
２２，３４ システム・コントローラ
２４，３２ 送受信機
３０ 電話局
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、通信システムに関し、更に特定すれば、離散マルチ・トーン・システム(discrete multi-tone communication system)を構成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
テレビ会議(video conferencing)やインターネット・アクセスのような、高データ・レート双方向サービスを、住宅および小規模事務所の顧客にも一層入手し易くするためには、高速データ通信経路が必要である。かかる高データ・レートサービスには光ファイバ・ケーブルが好適な伝送媒体であるが、既存の通信ネットワークにおいては容易に使用することができず、光ファイバ・ケーブルを設置する費用は法外に高い。現行の電話配線接続は、ツイストペア媒体で構成されており、ビデオ・オン・デマンドのような双方向サービス，またはそれよりも更に高速な相互接続に必要な高データ・レートに対応するように設計されたものはない。これに応じて、非対称ディジタル加入者回線（ＡＤＳＬ：Asymmetrical Digital Subscriber Line）技術が開発され、既存のツイストペア接続の固定帯域幅以内で伝送能力を向上させることにより、新たな光ファイバ・ケーブルの設置を必要とすることなく、双方向サービスの提供を可能にした。
【０００３】
離散マルチ・トーン（ＤＭＴ：Discrete Multi-Toned）とは、ツイストペア接続のような通信チャネルの使用可能帯域幅を、多数の周波数サブチャネルに分割するマルチ・キャリア技術のことである。これらのサブチャネルは、周波数ビン(frequency bin) またはキャリアとも呼ばれている。ＤＭＴ技術は、ＡＮＳＩ Ｔ１Ｅ１．４（ＡＤＳＬ）委員会によって、ＡＤＳＬシステムに用いるために採用されている。ＡＤＳＬでは、ＤＭＴを用いて、エンド・ユーザに向かう下流伝送に２６ｋＨｚから１．１ＭＨｚまでの２５０個の別個の４．３１２５ＫＨｚサブチャネルを発生し、エンドユーザによる上流伝送のために２６ｋＨｚから１３８ｋＨｚまでの２５個のサブチャネルを発生する。各ビンには、各伝送と共に送るある数のビットが割り当てられる。ＡＤＳＬシステムに対してビン毎に割り当てられるビット数は、０，および２ないし１５ビットである。
【０００４】
ＡＤＳＬシステムを用いてリアル・タイム・データを送信する前に、初期化プロセスを行う。初期化プロセスの第１部分の間、活性化および承認ステップを行う。ＡＤＳＬシステムの電力投入に続いて送信活性化トーンを発生するのは、このステップの間である。送受信機トレーニングは、初期化プロセス中の次のステップである。送受信機トレーニングの間、ＡＤＳＬシステムの等化フィルタをトレーニングし、システムの同期を得る。次に、初期化プロセスの一部として、チャネル分析および交換を行う。チャネル分析および交換の間、チャネルの信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を判定し、ビンのビット・ローディング・コンフィギュレーション(bit loading configuration) およびその他のコンフィギュレーション情報を転送する。
【０００５】
初期化プロセスに続いて、リアル・タイム・データ送信が開始する。リアル・タイム・データ送信の間、提案されているＡＮＳＩ規格の実施態様は、各キャリアを公称パワー量(nominal amount of power) で送信することを要求する。公称パワー量は、最大パワー量となるように提案されており、これは、パワー利得微調整のばらつきがキャリア間で発生するだけで、全てのビン全体に対してほぼ同一である。しかしながら、公称送信パワー量を各キャリアに割り当てることには欠点がある。例えば、１つの問題は、データを全く送信していないキャリアに公称パワー量を割り当てることに伴い、不要のパワー消費が生ずることである。これが発生するのは、要求されたデータ・レートが、回線上で使用可能な最大データ・レート未満の場合である。この余分なパワーのために、パワー消費に関してシステムに余分なコストがかかることになる。未使用ビンにパワーを送信することに対する他の問題は、キャリアの信号が長い回線距離の間に減衰するために、所望の確実性でデータを送信できない地点が生ずることである。これが発生すると、劣悪なビンのビット割り当て容量が０にセットされるが、しかしながら、提案されている仕様の実施態様の下では、その送信パワーは、現在使用されていないビンにも割り当てられ続ける。したがって、高データ・レートがない場合でも、パワー・コストが高くなる。ＡＤＳＬ仕様に伴う他の問題は、隣接する回線上において同様の周波数で信号を送信している場合、クロストーク干渉が発生することである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
典型的なＤＭＴシステムでは、その消費パワーの概ね半分以上が、回線ドライバによって消費される。パワー増大に伴う熱の問題に加えて、隣接する電話回線からのクロストークが回線ノイズ・レベルを４０ｄＢにも高める可能性があるという、更に別の問題がある。したがって、ＤＭＴシステムのパワー消費を最適化し、隣接するツイストペアワイヤ間のクロストークを減少させることができれば有利であろう。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は、ＡＤＳＬシステム１０を示す。ＡＤＳＬシステム１０は、遠隔端末２０，およびツイストペア伝送媒体によって接続されている電話局(central office)３０を備える。遠隔端末２０および電話局３０は、各々、システム・コントローラ２２，３４をそれぞれ備えている。加えて、遠隔端末２０および電話局３０は、それぞれ、送受信機２４，３２を備えている。ＡＤＳＬシステム１０は、本発明を実施することができる。動作の間、電話局３０は、伝送媒体１５を通じて、下流データを遠隔端末２０に送信する。データは、遠隔端末２０の送受信機２４によって受信され、送受信機２４は受信データをシステム・コントローラ２２に供給し、更に処理を進める。同様に、上流信号も遠隔端末２０から伝送媒体１５を通じて送信され、電話局の送受信機３２によって受信され、送受信機３２はシステム・コントローラ３４にデータを供給する。
【０００８】
図２は、ＡＤＳＬシステム１０内で使用するためのＳＮＲ参照表を示す。ＳＮＲ参照表は、あるビンが特定数のビットを特定のビット・エラー率（ＢＥＲ）で送信するために必要なＳＮＲである、ＳＮＲｒｅｆを示す。例えば、図２の表 によれば、ＳＮＲが３０であると判定されたビンは、７ビットのデータを送信することができる。また、必要であれば、使用するエラー補正の種類に応じてＳＮＲ参照表の値を変化する。例えば、エラー訂正の使用により、図２における各ＳＮＲｒｅｆの値を３小さくすることができる。この減少により、ＳＮＲが３０のビンは８ビットを送信することが可能となる。一般に、ＳＮＲ参照表は経験的に得られるが、シミュレーションまたは理論的な結果に基づいて導出することも可能である。
【０００９】
図３は、本発明を実施する方法を示す。この特定実施例は、特定のＤＭＴの実施態様を対象とするが、本発明はあらゆるＤＭＴの実施態様にも適用されることは理解されよう。ステップ３１１において、ＡＤＳＬチャネルの分析を行う。本発明の一実施例では、チャネル分析ステップ３１１は、初期状態におけるチャネルに対する信号対ノイズ比（ＳＮＲ）を返す。通常、図３のチャネル分析ステップ３１１は、初期化プロセスの一部として実行する。しかしながら、図３のステップをリアル・タイム処理の間に実行する他の実施態様も、本発明によって予見される。
【００１０】
ステップ３１２において、各ビンのデータ容量を算出する。一実施例では、データ容量は、ステップ３１１において判定したキャリアのＳＮＲ，および図２のＳＮＲ参照表に基づいて算出する。データ容量は、所与のＳＮＲ参照表について、送信可能な最大ビット数を識別することによって、判定することができる。例えば、図２の表によれば、ＳＮＲが３２のビンに割り当て可能な最大ビット数は、７ビットである。
【００１１】
次に、ステップ３１３において、最大容量から最少容量の順に、キャリア即ちビンをソートする。次に、ステップ３１４において、最大容量を有するキャリア（群）から始め、最少容量を有するキャリア（群）に進みつつ、送信すべきデータ・レートを割り当てる。指定したデータ・レートが得られるまで、データ容量を割り当てる。最初に最大データ・レートをこれらのビンに割り当てることにより、所望のデータ・レートでデータを送信するために使用するキャリア（使用キャリア）の数を最少に抑えることが可能となる。ステップ３１５において、未使用キャリア上のパワーを削減し、指定量の情報を送信するために用いられるパワーを最低に減らす。概して、使用中のビンのパワーの大きさの少なくとも１桁だけ、パワーを削減する。これは、各チャネルが使用中であるか否かには係らず、公称パワー量を各チャネルが維持しなければならない従来技術に対する利点である。使用していないビンに対するパワーを削減することにより、最適なパワー量の散逸が可能となる。
【００１２】
図４は、本発明の異なる実施例を示す。ステップ４１１において、１セットのキャリアＮに対して、サブセット・キャリアＸを指定する。サブセットＸは、全体として、ビット・ローディング割り当てプロセスの間に好ましいキャリアまたは避けるべきキャリアを表す。次に、サブセットＸに重み付けを行う。重み付けは、明示的とすることにより、ユーザが重み値を指定することや、あるいは暗示的とすることにより、システムがサブセットＸにデフォルトの重みを有することも可能である。例えば、サブセットＸは、暗示的に重い重み付けを行うことも可能である。重みの機能については、ステップ４１５を参照しながら論ずることにする。
【００１３】
ステップ４１２において、セットＮの各キャリアについて、チャネル分析を行う。ステップ４１２のチャネル分析は、既に論じた、図３のステップ３１１のチャネル分析と同様に行う。次に、ステップ４１３において、キャリア・セットＮ内の各ビンに対するビット・ローディング容量を算出する。このステップは、図３のステップ３１２と同様である。 ステップ４１４において、セットＸの中に含まれないセットＮのキャリアを、最大ビット・ローディング容量から最少ビット・ローディング容量の順にソートし、ソートしたキャリア・サブセットを形成する。このステップは、セットのサブセットに対して行われることを除いて、図３のステップ３１３と同様である。 ステップ４１９において、セットＸ内のキャリアを、更に、最大ビット・ローディング容量から最少ビット・ローディング容量の順にソートし、別のソート・サブセットを形成する。代替実施例では、セットＸをソートしなくてもよい。
【００１４】
ステップ４１５において、キャリア・サブセットＸに関連するビンを、ソートしたキャリアのセットに挿入するか、あるいはこれから除外する。一実施例では、セットＸのビンに暗示的に重い重み付けが行われている場合、そのセットは、ある予め規定された基準を満たすビンの前または後のソート・セット内に配置する。例えば、重い重み付けが行われたビンは、最大容量のビンの前に配置することができる。別の実施例では、重い重み付けが行われたビンは、１０ビットの容量を有するビンと、９ビットの容量を有するビンとの間に配置することができる。通常、重い重み付けが行われたセットには、大きなビット割り当て容量を有するビンを挿入する。１つのビンに対する最大ローディングが１５ビットである一実施例では、重い重み付けが行われたセットは、通常、７ビット割り当てレベル以上に挿入する。
【００１５】
同様に、セットＸのビンに暗示的に軽い重み付けが行われている場合、これらを全体的にソート・リストから除外し、最少のビット・ローディング容量を有するビンの後に挿入するか、あるいは指定されたローディング・レベルを有するビン間に挿入することができる。通常、軽い重み付けが行われたセットには、ビット割り当て容量が小さいビンを挿入する。１つのビンに対する最大ローディングが１５ビットである一実施例では、軽い重み付けが行われたセットは、通常、７ビット割り当てレベルより下に挿入する。
【００１６】
数値的な重み付けを適用する実施例では、重みの値に基づいて、セットＸのビンを正確に配置または除外する。
【００１７】
ステップ４１６において、指定したデータ・レートに対応するために必要なビット数が、セットのソート順に基づいて、ビンに割り当てられる。例えば、セットＸを、ローディング容量が１３ビットのビンと１４ビットのビンとの間に挿入すると仮定する。割り当ては、セットＸ内になく、ローディング容量が１５ビットのビンから開始する。一旦最初のビンに１５ビットが割り当てられたなら、セット内になく、ローディング容量が１５ビットの別のビンに、１５ビットを割り当て、以下全ての１５ビット・ビンが完全に割り当てられるまで続ける。次に、同様に、セットＸ内にない全ての１４ビット・ビンを充填する。次に、セットＸ内にない全ての１３ビット容量のビンのローディングの前に、セットＸのビットを充填する。セットＸの各ビンを充填することに続いて、１３ビット容量のビンについて、充填プロセスを続ける。
【００１８】
図５は、隣接する回線間のクロストークを減少可能な、本発明の別の実施例を示す。ステップ５０１において、キャリアのサブセットＸ１を、第１回線カードに指定する。ステップ５０２において、図４のフローをサブセットＸ１に適用する。これは、特定のデータ・レートに対応するために駆動する必要がある回線カード２のキャリア数を、事実上に最少に抑える。
【００１９】
ステップ５０３において、実質的に重複していないキャリアＸ２のサブセットを、第１回線カードに指定する。一実施例では、セットＸ１，Ｘ２は、異なる周波数で動作するビンにデータ容量を割り当てようとするという点で、相互に排他的である。更に他の実施例では、セットＸ１，Ｘ２は、互いに別個の回線カード内において使用されるビンをバッファするように選択する。例えば、セットＸ１がビン１ないし１０を最初に充填すべきビンとして指定した場合、セットＸ２は、ビン１２ないし２１を最初に充填すべきビンとして示す。指定されたビンの中でビット・ローディング容量を割り当て可能である範囲において、セットＸ１，Ｘ２の周波数範囲をバッファする、未使用のビン、即ち、ビン１１がある。このバッファリングによって、クロストークに対する抵抗力(immunity)強化が可能となる。
【００２０】
一旦セットＸ２を規定したなら、図４の方法を適用し、システムのパワーを最適化する。ステップ５０５において、データ送信を行うと、パワー散逸の最適化および隣接する回線間のクロストーク制限が可能となる。
【００２１】
図６ないし図９は、本発明を実施する他の方法を示す。図６のステップ６０１において、ＡＤＳＬチャネルの分析を行う。一実施例では、チャネル分析は、初期状態におけるあるチャネルのＳＮＲを返す。通常、チャネル分析および図６のステップは、初期化プロセスの一部として行われる。しかしながら、図６のステップをリアル・タイムで実行する他の実施態様も、本発明によって予見される。
【００２２】
チャネル分析ステップからのＳＮＲ値に基づいて、ステップ６０２において、当該チャネルに関連するどのビンが良好なビンかについて判定を行う。良好なビンとは、最少量のデータを送信可能な、予め規定されたＳＮＲを満足するビンと定義する。例えば、表２のＳＮＲ基準（ＳＮＲｒｅｆ）値は、ビンに２ビットのデータを割り当て、かつ特定のＢＥＲを維持するためには、ビンは少なくとも１４のＳＮＲを有する必要があることを示す。ＳＮＲが１４未満のチャネルがある場合、最小数のビットを送信するものの、表のＢＥＲを維持することができないチャネルであることを示す。通常、ビンが予め規定されたＢＥＲを満たしつつ、最少量のデータを送信可能であれば、良好なビンとして定義される。
【００２３】
次に、ステップ６０３において、チャネル内の劣悪なビンを全て識別する。劣悪なビンとは、予め規定された性能基準を満たすことができないビンのことである。一実施例では、特定のキャリアについて、予め規定されたＢＥＲの範囲内でデータを送信できないと判定された場合、劣悪なビンとして識別される。通常、この識別を得るには、特定のチャネルのＳＮＲを、最少値の送信量のＳＮＲｒｅｆと比較し、指定された基準が満たされるか否かについて判定を行う。例えば、ＳＮＲからＳＮＲｒｅｆを減じて−５以下となるキャリアを全て、劣悪なビンとするという基準が考えられる。したがって、図２の表を用いる場合、ＳＮＲが９以下である全てのチャネルが、劣悪なビンとして分類されることになる。通常、劣悪なビンには、データを全く割り当てることができない。
【００２４】
次に、ステップ６０４において、マージナル・ビン(marginal bin)のセットを識別する。マージナル・ビンのサブセットとは、以前に良好なビンとも劣悪なビンとも判定されていないビンと定義する。前述の例では、マージナル・ビンは、９ないし１４のＳＮＲ値を有する。その理由は、ＳＮＲが１４以上のキャリアは良好なキャリアであり、ＳＮＲが９以下のキャリアは劣悪なビンとするからである。マージナル・ビンには、他の定義も同様に使用可能である。例えば、５ビットを搬送できないビンを全てマージナル・ビンとして定義したり、あるいはＳＮＲｒｅｆ値間の間隔に基づいて定義することが望ましい場合もある。
【００２５】
次に、ステップ６０５において、劣悪なビンに割り当てた送信パワーを削減する。固定量だけパワーを削減したり、あるいは倍率に基づいてパワーを削減することができる。劣悪なビンの送信パワーを固定量だけ削減させる一例としては、フィルタ応答を変化させ、劣悪なビンを減衰させることであう。倍率によって劣悪なビンのパワーを削減させる一例は、その周波数領域におけるキャリアに０．１０を乗算することであろう。劣悪なビンに関連する送信パワーを削減することにより、データが送信される可能性がない場合、使用パワーが減少する。これは、全てのビン上で送信パワーを維持することを指定する、またはマージナル・ビン上では少量のデータを送信することを提案する従来技術の方法に対する利点である。
【００２６】
次に、ステップ６０６において、マージナル・ビン上のパワーを増大させる。通常、劣悪なビンのパワーを削減することによって得られる量だけ、マージナル・ビンのパワーを増大させることにより、システム全体のパワーには変化を生じさせない。一実施例では、得られるパワーは、全てのマージナル・ビンに均等に与えるように使用する。他の例では、得られるパワーは、各ビンのＳＮＲに基づいて、いずれかのマージナル・ビンに割り当てることも可能である。更に別の実施例では、割り当てられるパワーに対して最大のビット容量増加を得ることができるマージナル・ビンに、得られたパワーを追加する。
【００２７】
次に、ステップ６２０において、パワー・レベルが上昇した各マージナル・ビンについて、パワー増大の結果、マージナル・ビンが良好なビンとなったか否かについて判定を行う。この判定は、マージナル・ビンに対するチャネル分析によって推定または決定し、送信パワー増大後のＳＮＲ値が、データ転送に対応するのに充分か否かについて判定を行うことができる。マージナル・ビンが改善され、良好なビンと判定された場合、フローはステップ６０７に進み、新たに識別された良好なビンを、そのように識別する。マージナル・ビンのパワーが増大したものの、未だマージナルであると判定された場合、フローはステップ６０８に進む。ステップ６０８において、このビンを劣悪なビンとして識別し、フローはステップ３０５に進み、ここで新たに識別された劣悪なビンのパワーを削減する。尚、ステップ６０８において、ビンのマージナル・ステータスを維持し、更にパワーを増大し、良好なビンを作成しようとすることも可能である。しかしながら、マージナル・ビンの少なくともいくつかを劣悪なビンとして識別し、割り当てのために余分なパワーを解放してマージナル・ビンのＳＮＲを改善するために使用し、ステップ６０８において劣悪なビンとして識別しないようにする必要がある。次に、ステップ６０９において、良好なビンとして定義された全てのビン上で、データを送信する。
【００２８】
図６のフローは、劣悪なビンに一定のパワー・レベルを維持しないことにより、従来技術の提案に対する改善を与えるものである。加えて、従来技術は、データ・レート上の処理能力を改善するために、よいビンにもマージナル・ビンにも大幅なパワーの増大を許さない。本発明は、パワーの増大を行わなければ、少なくともいくつかのビンにおいて有用なデータを送信および受信できないという点まで信号強度が減衰する場合に、データ・レートを最大に高めることを可能とする。
【００２９】
図７は、本発明による別の方法を示す。ステップ７０１ないし７０４は、図６のステップ６０１ないし６０４と同様であり、これ以上論じないことにする。次に、ステップ７０６において、マージナル・ビンおよび良好なビンのパワーを増大する。この実施例では、マージナル・ビンのパワーだけを増大するのではない。これによって、良好なビンおよびマージナル・ビンに同様にビット割り当ての増加が可能となる。ステップ７２０，７０７，７０８，７０９は、図６のステップ６２０，６０７，６０８，６０９と同様であり、ここではこれ以上論じないことにする。
【００３０】
図８は、本発明による別の方法を示す。ステップ８０１ないし８０４は、図６のステップ６０１ないし６０４と同様であり、これ以上論じないことにする。次に、ステップ８０５において、マージナル・ビンおよび劣悪なビンのパワーを削減する。次に、ステップ８０６において、良好なビンのパワーのみを増大する。この実施例では、劣悪なビンおよびマージナル・ビンからの使用可能なパワー全てを、良好なビンに割り当てし直す。これによって、良好なビンに割り当てるビットを増加させることができる。通常、特定のＢＥＲにおける各ビンの最大データ容量を送信するために必要な量を超えてパワーを増大させることはない。
【００３１】
本発明を用いたビット・レートの上昇を図９に示す。図９は、使用されていないキャリアに付随するパワーを割り当てし直した場合に、本発明者によって観察されたビット・レート利得を示す。２５０個のキャリア全てを使用する場合、割り当てし直すパワーはなく、したがって、全体的なデータ・レートの上昇もないことに気が付かれよう。しかしながら、検査したシステムにおいて１００個のキャリアのみを用い、１５０個の使用されていないキャリアからのパワーを使用中のビンに割り当てし直した場合、毎秒約５５０キロビットのビット・レート上昇が実現した。したがって、ＡＤＳＬシステムに関連するパワーを割り当てし直すことによって、従来技術の標準に対し、性能の向上が得られること認められよう。本発明を用いると、パワーをビンに割り当てし直すことにより、ビンは追加の距離まで信号を搬送することができるため、信号を送信可能な距離が延長することになる。これは、かかるパワー再割り当てを考慮しない従来技術に対する利点の１つである。
【００３２】
前述の説明は、ＡＤＳＬシステムのパワー消費を改善するために好適な方法を明らかにした。本発明について、具体的な実施例を参照しながら説明した。しかしながら、請求項に明記されている本発明の範囲から逸脱することなく、種々の改良や変更も本発明には可能であることを、当業者は認めよう。例えば、前述の具体的な実施例は、図２のＳＮＲｒｅｆ表を用いて、ビンのローディングを判定することについて論じた。ビンのローディングを判定する他の方法も使用可能であることは、当業者であれば認めるであろう。本発明によって予見される改良の一例は、ビンの多数のサブセットを識別し、重み付けすることであろう。本発明は、他のビン分類方法を用いる場合にも等しく適用可能であることを当業者は認めよう。更に他の改良例としては、使用されていないビンのいくつかまたは全てのパワーを周期的に送信し、ビンのＳＮＲを監視することがあげられる。特許請求の範囲においては、ミーンズ・プラス・ファンクション(means-plus-function) 項目（群）がある場合は、いずれも、ここに記載した構造で、列挙した機能（群）を行うものを含むこととする。また、ミーンズ・プラス・ファンクション項目（群）は、列挙した機能（群）を行う構造的同等物および同等の構造も含むこととする。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＡＤＳＬシステムを示すブロック図。
【図２】ＳＮＲ参照表を示す図。
【図３】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図４】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図５】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図６】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図７】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図８】本発明を実施する具体的な方法を示すフロー・チャート。
【図９】ビット・レートの上昇対使用キャリア数の関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１０ ＡＤＳＬシステム
１５ 伝送媒体
２０ 遠隔端末
２２，３４ システム・コントローラ
２４，３２ 送受信機
３０ 電話局
Claims (5)
- 離散マルチ・トーン通信システムの所望のデータ・レートが最大データ・レートより小さい場合に、該離散マルチ・トーン通信システムの電力消費を最適化する方法であって：
前記通信システムに関連する複数のキャリアのビット・ローディング容量を決定する段階；
前記複数のキャリアを最大容量から最小容量へとソートされた順序にソートする段階；
前記ソートされた順序で前記複数のキャリアに対し、前記所望のデータ・レートが達成されるまで、データ・ビットを割り当てる段階；および
少なくとも１つの使用されていないキャリアに対する電力を削減する段階；
を具備することを特徴とする方法。 - 離散マルチ・トーン通信システムの所望のデータ・レートが最大データ・レートより小さい場合に、前記離散マルチ・トーン通信システムの電力消費を最適化する方法であって：
前記通信システムに関連する複数のキャリアのビット・ローディング容量を決定する段階；
前記複数のキャリアをソートしてソート・リストを作成し、前記ビット・ローディング容量に従って前記ソート・リストをソートする段階；
前記データ容量の全てが割り当てられるまで前記ソート・リストに従って前記複数のキャリアに対しデータ容量を割り当てる段階であって、最大のビット・ローディング容量未満のビンの前に、最大のビット・ローディング容量を有するビンが完全に充填される段階；および
使用されていないキャリアに対する電力を削減する段階であって、前記使用されていないキャリアはいずれのデータ容量も割り当てられない段階；
を具備することを特徴とする方法。 - 離散マルチ・トーン通信システムのデータ・レートを最適化する方法であって：
複数のビンに対しチャネル分析を行なう段階；
劣悪なビンを識別する段階であって、劣悪なビンは予め規定された性能基準に合致しない前記複数のビンの内の１つであり、前記予め規定された性能基準は前記劣悪なビンを使用していずれかのデータが送信できるか否かを規定する段階；
前記劣悪なビンによって送信されるべき削減された電力を指定する段階；および
前記劣悪なビンでない前記複数のビンの内の少なくとも１つによって送信されるべき増大された電力を指定する段階であって、前記増大された電力は、前記削減された電力以下であり且つ前記少なくとも１つのビンの最大データ容量を送信するために必要な電力以下である、増大された電力を指定する段階；
を具備することを特徴とする方法。 - 離散マルチ・トーン通信システムのデータ・レートを最適化する方法であって：
複数のビンに対しチャネル分析を行なう段階；
劣悪なビンを識別する段階であって、劣悪なビンは第１の予め規定された性能基準に合致しない前記複数のビンの内の１つであり、前記第１の予め規定された性能基準は前記劣悪なビンを使用していずれかのデータが送信できるか否かを規定する段階；
良好なビンを識別する段階であって、良好なビンは第２の予め規定された性能基準に合致する前記複数のビンの内の１つである段階；
良好とも劣悪とも識別されていないマージナル・ビンを識別する段階；
劣悪なビンに対する送信電力を第１の電力量だけ削減する段階；
マージナル・ビンに対する送信電力を、前記第１の電力量以下の第２の電力量だけ増大する段階；
送信電力が前記増大したマージナル・ビンが、前記第２の予め規定された性能基準に合致するか否かを判断する段階；
送信電力が前記増大したマージナル・ビンが、前記第２の予め規定された性能基準に合致した場合、当該ビンを良好なビンであると識別する段階；
送信電力が前記増大したマージナル・ビンが、前記第２の予め規定された性能基準に合致しない場合、当該ビンを劣悪なビンであると識別して、前記増大したマージナル・ビンの送信電力を前記第２の電力量を超える第３の電力量だけ削減する段階；
を具備することを特徴とする方法。 - マージナル・ビンに対する送信電力の増加量は、全てのマージナル・ビンに対して均等に分配されるか、各マージナル・ビンの信号対ノイズ比に基づいて分配されるか、又は特定のビンに集中して分配される、請求項４に記載の方法。
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