JP4311528B2 - 無線周波数妨害低減を伴うマルチキャリア方式送受信器のためのシステムおよび方法 - Google Patents
無線周波数妨害低減を伴うマルチキャリア方式送受信器のためのシステムおよび方法 Download PDFInfo
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Description
【関連出願】
本出願は、2000年6月9日に出願された米国仮特許出願第60/210,556号、名称「RFI存在下でのDSL性能を改良するための方法」に基づく優先権を請求し、その全文を引用して本明細書に組み込む。
【0002】
【発明の背景】
発明の分野
本発明は情報送受信器に関し、特に、無線周波数妨害低減を伴うマルチキャリア方式情報送受信器に関する。
【0003】
関連技術の説明
マルチキャリア方式通信送受信器は、個人加入者と電話中央局とを接続するツイストペア電話線を用いて高速情報送信を可能にする。銅線の各ペアは、周波数の増大に伴って周波数応答が減衰する通信チャンネルを提供する。また、銅線には、各種発生源が生成した異なる性質のノイズも含まれている。これらのノイズ群には、電気装置が発生する熱雑音と、例えば、別の加入者が同一の中央局へ接続し、同一束線のツイストペアを共有することによって生じるクロストークノイズとがある。
【0004】
ツイストペアの撚りは、互いに隣接するペア線間の電磁結合を制限することにより、クロストークノイズの減少に役立つ。しかし、動作周波数が高くなると撚りの効果は限られて、クロストークノイズは周波数に比例して増大する。
【0005】
限られた帯域幅と周波数依存性ノイズを伴うチャンネル全体の高信頼性通信を提供するために、マルチキャリア方式送受信器は「分断攻略」戦略を利用している。この戦略では、通信チャンネルの全帯域幅を多数の周波数サブバンドに分割する。各サブバンドは、情報信号が送信されるサブチャンネルである。周波数サブバンドの幅は十分狭くなるように選択して、サブチャンネルによって持ち込まれる歪みが、受信信号の減衰と位相推移を表す単純な複素数によりモデル化されるようにする。様々な情報信号が、様々なサブチャンネルを用いて同時に送信される。受信器は、様々なサブバンド群のうちのひとつに各周波数が同調されている一連の帯域通過フィルタを用いて、異なる周波数のサブバンドにある情報信号を分離できる。これらのフィルタを適切に選択すると、各周波数帯域のノイズは、サブバンドに存在するノイズのレベルだけでモデル化でき、一バンド中のノイズは隣接サブバンドにほとんど、ないしは全く影響を与えない。
【0006】
マルチキャリア方式送受信器の主な利点は、様々なチャンネル状況に対して最高性能が得られるよう送受信器パラメータを最適化できることにある。最適化プロセスは次のように要約できる:第一に所望のビット誤り率を定める。第二にサブチャンネル毎に利用できる信号対雑音比を測定する。次いで、ビット誤り率と信号対雑音比を用いて、サブチャンネルが扱える最大ビット送信速度を決定する。最後に、この最大ビット送信速度を送信できる情報信号の最適設定を見つける。各サブバンドを最適化することにより、マルチキャリア方式送受信器の全送信能力は、所定の誤り率に対して最大化される。
【0007】
通常、電話線のノイズは、例えば、マルチキャリア方式送受信器と同じ無線周波数帯域で動作する無線放送送受信器から到来する無線周波数信号の電磁結合により生じる無線周波数妨害(RFI)も含む。このRFIが存在すると、マルチキャリア方式送受信器の性能は著しく低下するので、マルチキャリア方式送受信器は、その最適性能を大きく下回って動作することになる。RFIの性質は、熱雑音やクロストークノイズに関連する問題とは異なる。すべてのノイズの存在下で動作するよう送受信器を最適化することは、送受信器を非常に複雑にすることになる。例えば、1995年にサンドバーグ他により開示された「高速銅線通信のための重複ディスクリートマルチトーン変調」と題する送受信器等である。実際には、性能低下を最小に留めるRFI軽減技法が好ましい。
【0008】
【発明の概要】
説明を簡単にするために、以下の用語を用いて、例示のマルチキャリア方式送受信器の動作を検討する。詳細には、アイドルチャンネルとは、スペクトラムの何れの部分にもノイズ、クロストークおよびRF信号を含んでもよいが、アップストリームまたはダウンストリームのマルチキャリア信号を含まない通信チャンネルである。マルチキャリア方式送受信器のキャリアはトーンとして表す。トーンは、特定のトーンにエネルギー送信がない場合はディスエーブル化する。トレーニング信号または初期化信号は、トレーニング状態の間に送られるのが普通であり、情報送信の開始前に送受信器をトレーニングするために用いられる、マルチキャリア方式送受信器の初期化トレーニング信号である。ADSLとして知られるマルチキャリア方式送受信器については、これらのトレーニング信号は、ITU規格のG.992.1(G.dmt)、G.992.2(G.lite)およびG.994.1(G.hs)のINITIALIZATIONセクションで定義されている。その全文を引用して本明細書に組み込む。
【0009】
定常状態信号または情報信号は、情報データビットを通信する場合に、マルチキャリア方式送受信器により送られる信号である。定常状態送信はトレーニング状態送信の後に続くのが普通である。ADSLとして知られるマルチキャリア方式送受信器については、定常状態信号は、ITU規格のG.992.1(G.dmt)およびG.992.2(G.lite)のSHOWTIMEセクションで定義されている。その全文を引用して本明細書に組み込む。
【0010】
RFI帯域は、単一のRFIの存在が認められるひとつ以上のトーンのグループである。一般的には、送信の全帯域幅におけるこれらの帯域の配置は、マルチキャリア方式送受信器の動作を開始するまでは未知であり、RFI帯域のトーンは送受信器の動作中、ディスエーブル化してもそうでなくてもよい。しかし、RFI存在の可能性が非常に高い特定の限定RFI帯域がある。これらの限定RFI帯域の配置は、マルチキャリア方式送受信器の動作を開始するのに先立って特定でき、例えば、限定RFI帯域のトーンは送受信器の動作中恒久的にディスエーブル化できる。
【0011】
RFIは、例えば、マルチキャリア方式送受信器をフィールドで展開する場合、多数の性能制限因子の一つとなることがある。ADSLとして知られるマルチキャリア方式送受信器については、RFIの存在下におけるADSLの性能測定を含む試験が、Nortel Networks(商標)による「G.test.bis:DSL送受信器試験にRFI侵入を含める試験室設定と手順」で定義されつつある。その全文を引用して本明細書に組み込む。これらの試験は他の産業標準規格試験と同様に、RFI軽減技法の性能を測定できる良い基準モデルを提供してくれる。
【0012】
本発明の例示の実施の形態では、通信チャンネルに存在する無線周波数妨害(RFI)信号に対してロバストなマルチキャリア方式情報送受信器を説明する。本マルチキャリア方式送受信器は、例えば、送受信器の定常状態動作の間だけでなく送受信器のトレーニング状態の間でも動作する無線周波数妨害軽減技法を備える。
【0013】
本送受信器は、RFIが検出されるとトレーニング信号を動的に修正することができる。例えば、RFIが検出されたスペクトラムの範囲にあるトーンを動的にディスエーブル化することにより、トレーニング信号を修正できる。例えば、この検出は初期化中に起きる。この例示の実施の形態では、送受信器は、トレーニングおよび/または定常状態動作の特定の段階中に、マルチキャリア信号のトーンをディスエーブル化するよう命令するメッセージを送信器に送る。このメッセージは、例えば、どのトーン番号をディスエーブル化すべきか、そしてトレーニングおよび/または定常状態動作のどの段階の間でそれらをディスエーブル化すべきかを指定するフィールドを含む。また、送受信器はこのメッセージを受信することもでき、そして例えば、トレーニングおよび/または定常状態の特定段階の間に、例えば、信号対雑音比の測定とこれに関連する計算の間、イコライザのトレーニングの間、または他の種類のトレーニングもしくは測定の間に特定トーンをディエーブル化することができる。トレーニングおよび/または定常状態のその他残りの段階の間は、命令がメッセージ中で必ずしも特定しない場合には、送受信器は特定トーンをディスエーブル化せずに、これらのトーンで標準信号を送ることができる。
【0014】
従って、本発明の例示の実施の形態によれば、本発明の第1の局側面は、改良されたマルチキャリア方式送受信器を提供することに関する。
【0015】
本発明の側面はまた、例えば、トレーニング段階に先立ち、通信チャンネルにおけるRFIの存在または非存在を明確にすることができるマルチキャリア情報送受信器を提供することにも関する。例えば、RFIが検出された場合、受信器は、モデムトレーニングの様々な段階の間に、ひとつ以上のトレーニング信号のトーンをディスエーブル化するよう送信器に命令できる。受信器はまた、送信器に定常状態の段階にある情報信号のトーンをディスエーブル化するよう命令することもできる。RFIが検出されない場合には、例えば、トレーニングと定常状態信号の双方の送信ともに何れのトーンもディスエーブル化せずに行うことができる。
【0016】
本発明の側面はまた、RFI軽減技法がトレーニング信号と定常状態信号の双方のディスエーブル化トーンを利用してRFIを更に正しく評価するマルチキャリア方式情報送受信器を提供することに関する。
【0017】
本発明のこれらの、そして他の特長と利点は、以下の実施の形態の詳細な説明に記載し、その記載から明らかとなるであろう。
【0018】
【詳細な説明】
図1は例示のマルチキャリア方式送受信器100を示す。特に、第一送受信器の送信器部と、第二送受信器の受信器部を図1に示す。マルチキャリア方式送受信器100は、通信チャンネル120とリンク5により相互接続された送信器部200および受信器部300を備える。送信器200は、クロック210、コントローラ220、シンボル生成器230、トーン管理器240、メモリ250、周波数領域/時間領域変換器260、メモリ270、デジタル/アナログ変換器280、およびリンク5により相互接続されるフィルタ290を備える。受信器300は、フィルタ310、アナログ/デジタル変換器320、メモリ330、時間領域RFI軽減モジュール340、時間領域/周波数領域変換器350、周波数領域RFI軽減モジュール360、メモリ370、イコライザ380、メモリ390、シンボルデコーダ400、クロック410、およびリンク5と相互接続されるコントローラ420を備える。
【0019】
図1に示す例示の実施の形態は、送受信器100と、関連する同一場所配置のコンポーネントを示すが、送受信器100の各種のコンポーネントを通信ネットワークの離れた部分に配置できることは言うまでもない。従って、送受信器100のコンポーネントを一つの装置に結合できるし、もしくは複数の装置に分離できることは言うまでもない。さらに、送受信器100の各種機能コンポーネントは、説明を簡単にするために図1に示すように分割されているのは言うまでもない。しかし、図1に示す何れの機能コンポーネントも結合できるし、さらにシステム動作に影響を与えずに分割することができる。以下の説明から明らかなように、また計算効率の点から、本明細書におけるコンポーネントは、システム動作に影響を与えずに通信ネットワーク内の何れの場所にも編成できる。さらに、本明細書で用いる用語モジュールは、本明細書で検討したような機能性を提供する何れのハードウエアおよび/またはソフトウェアも含むことは言うまでもない。また、リンク5は、接続された要素へデータを供給し、またそれからデータを通信することができる有線式リンクもしくは無線式リンクでも、または他の既知の要素もしくは今後開発される要素でもよい。
【0020】
動作としては、送信器200は、通信リンク120上に送信するために入力データ105を符号化する。受信器300は送信器200から受信したデータを復号化し、その復号化データを出力データ110として出力する。詳細には、シンボル生成器230は、データストリーム等の入力データ105の一部分を受信する。トーン管理器240はコントローラ220を利用して、例えば、チャンネル状況、ノイズ、干渉等に基づいてどのトーンをイネーブル化またはディスエーブル化するかを決定する。シンボルが取りうる様々な値の数は、例えば、通信チャンネル120の特性や情報送信の所望のロバスト性等に依存する。詳細には、シンボルが取りうる様々な値の数は、特定のサブチャンネルにおいて利用できる信号対雑音比と、所望のビット誤り確率とに依存する。シンボル生成器230がNビットを受信しているとコントローラ220が判定すると、コントローラ220は、シンボル生成器230に一連の受信データビットをMシンボルのS1,S2,..,SMへ変換するよう命令し、それらをレジスタ250等のメモリに格納する。レジスタ250内のシンボルはマルチキャリア方式送受信器のトーンに割り当てる。しかし、トーンがディスエーブル化している場合は、トーン管理器240はシンボルを割り当てない。
【0021】
説明を簡単にするために、送受信器100は、狭い周波数帯域内の信号の振幅であるかのようにシンボルSiを扱う。各信号の位相変動は、信号が通信リンク120に入る時にゼロであると仮定する。こうして、周波数領域/時間領域変換器260は、コントローラ220とクロック210を利用して、マルチキャリアシンボルと呼ばれる時間領域信号が値Xiを持っていると判定する。Xi信号は、MサンプルのXiで表される時間にわたって個別シンボルSiにより重み付けされた周波数コンポーネントを持つ。Xi信号値は次いでメモリ270に格納される。メモリ270の内容は、通信リンク120を越えて実際に送信されるべき信号の次のセグメントをデジタル形式で表す。ADSLとして知られるマルチキャリア方式送受信器では、巡回プレフィックス(CP)と呼ばれるXiの最後の部分のセグメントが、D/A変換する前にマルチキャリアシンボルXiそれ自体へプレフィックスされる。デジタル信号の実際の送信は、D/A変換器280を用いて値をアナログ電圧へ変換した後、デジタル値を通信リンク120上にクロックすることにより達成される。クロック210はその動作のための時間パルスを提供する。D/A変換器280の出力は、通信リンク120に載せる前に、フィルタ290で低域通過フィルタリングを施す。
【0022】
通信リンク120では、一般に、Xiで表される信号が減衰と位相推移の両方を受ける。通信リンク120ではまた、熱雑音、クロストークおよびRFI等のノイズも送信器200の出力信号へ加えられる。通信リンク120の受信端で、基本的に送信器200によって成される変調プロセスを逆にして、通信リンク120の損失を補正することにより各Siを復元させる試みが成される。
【0023】
通信リンク120を経由した送信器200からの信号を受信器300で受信すると、フィルタ310は信号を低域通過フィルタリングして帯域外ノイズの影響を減らす。次いで、コントローラ420と協働して、信号をA/D変換器320によりデジタル化し、X'iとしてレジスタ等のメモリ330へ移す。これは、クロック210と同期できるクロック410を利用して達成されることが好ましい。M値がレジスタ330へ移されている場合、その内容は時間領域RFI軽減モジュール340により処理され、RFIのサイドローブを減らすためにCPとX'iで構成された受信信号にウィンドウを掛ける。時間領域RFI軽減モジュール340の出力は、時間領域/周波数領域変換器350を介して、一組の周波数領域サンプルへ変換される。この変換は、周波数領域/時間領域変換器260により生成される変換の逆である。周波数領域サンプルは、変換器350の出力で周波数領域RFI軽減モジュール360により処理されて、RFIコンポーネントが軽減された一組の周波数領域シンボルYiを生成する。次いで、イコライザ380は通信リンク120上の通信により生じたかもしれない減衰と位相推移について各Yiを更新し、元のシンボルのノイズ版S'iを復元する。これらのシンボルは次いでバッファ390等のメモリに格納される。最後にメモリ390の内容はシンボルデコーダ400により復号され、出力データストリーム110として出力される。
【0024】
RFI軽減モジュール340と360は、通信チャンネル120のRFIの影響を低減するが、一方、トーン管理器240は、周波数領域RFI軽減モジュール360の動作を助ける。トーン管理器240、時間領域RFI軽減モジュール340、および周波数領域RFI軽減モジュールの例示の実施の形態は、図2から図10を参照して以下説明する。しかし、当該技術に精通する者にはすでに明らかなように、これら例示の図に関する説明は、図解を目的としているだけある。
【0025】
この検討を目的として、周波数領域RFI軽減モジュール360およびトーン管理器240については、周波数領域信号の値は高速フーリエ変換(FFT)のバイナリにより表される。各バイナリはトーンの振幅と位相を表す複素数である。
【0026】
図2は、本発明の実施の形態による周波数領域RFI軽減モジュール360の動作の方法を例示するフロー図である。詳細には、制御はステップS200で開始され、ステップS210へ続く。ステップS210の初期化ステップではテンプレートが生成される。次に、ステップS220ではRFI初期化が実行される。次いでステップS230では、RFIが送受信器トレーニング動作の間で軽減される。制御は次いでステップS240へ続く。
【0027】
ステップS240ではRFI軽減が送受信器定常状態動作の間に実行される。制御はその後ステップS250へと続き、そこで制御シーケンスは終了する。
【0028】
テンプレート生成ステップS210は、例えば、システムを最初に実行する前に発生することがある。従ってテンプレートは予め生成し、例えば、メモリに格納しなければならない。代替として、テンプレートはオフラインで生成し、予めメモリに格納しておくことができる。
【0029】
図3は、本発明の実施の形態によるテンプレート生成処理の方法を例示するフロー図である。詳細には、制御はステップS300で開始され、ステップS310へと続く。ステップS310では、テンプレートを構成するために用いる時間領域ウィンドウの形状を決定する。次にステップS320では、ウィンドウを構成するために用いる周波数を決定する。次に、ステップS330では、時間領域通過帯域ウィンドウをA(t)COS(fT)により決定する。制御はその後ステップS340へと続く。
【0030】
ステップS340では、通過帯域ウィンドウの周波数領域表示を決定する。次に、ステップS350で、通過帯域ウィンドウの振幅を正規化して所望のテンプレートを得る。その後ステップS360でテンプレートを格納する。制御はステップS370へと続き、そこで制御シーケンスは終了する。
【0031】
次いで、格納されたテンプレートを用いて軽減処理の間のRFIを評価する。詳細には、図4で、本発明の実施の形態に従って生成された、大きさが31の10個のテンプレートの例示の1組を示す。しかし一般的には、任意の数のテンプレートを、例えば、RFIに対する所望の評価精度に基づいて格納できる。
【0032】
図5は、RFI初期化ステップS220を更に詳細に示すフロー図である。特に、制御はステップS500で開始し、ステップS510へ続く。ステップS510でアイドルチャンネルを検出する。詳細には、受信器は、ノイズ、クロストークおよびRFI信号をスペクトラムの任意の部分に含んでもよいが、アップストリームやダウンストリームのマルチキャリア信号は含まないアイドルチャンネルを測定する。しかし、チャンネルは必ずしもアイドルである必要はないということは言うまでもない。チャンネルは、例えば、異なる性質のノイズ並びにマルチキャリアトレーニング信号を含むことができる。次にステップS520でRFI帯域が検出される。特に、ステップS510から得られるデータを用いて、受信器はRFI帯域の存在とそれらの配置を確立する。しかし、一般的には、RFI帯域の検出は、ピーク値対平均値の比等の各種基準を用いて達成できるのは言うまでもない。同様に、より精確な検出は、より複雑な基準を用いるという犠牲を払えば達成可能である。制御は次いでステップS530へと続く。
【0033】
ステップS530では、RFIマスクを判定する。詳細には、ゼロになる各RFIバイナリ上に中心値を置く3つのマスク値を除いて、すべての値が1であるマスクを構成する。しかし一般的には、値の数は、キャリアの数を減らすという犠牲を払えば、更に良好なテンプレート評価を提供する更に高い値となる、というトレードオフ関係に従って変更できる。次いでステップS540では、テンプレートの大きさを決定する。RFI帯域はFFT開始の近くに、またはFFT終了の近くに配置できるので、これらのRFI帯域のために用いるテンプレートは短くしてFFTの大きさと一致させる必要があるかもしれない。次いでステップS550では、注入セグメントを決定する。RFIバイナリの位置およびテンプレートの長さに基づいて、ゼロを含む注入セグメントを構成する。その後、これらのセグメントを利用してテンプレートを特定のRFI位置へ移動する。制御は次いでステップS560へと続く。
【0034】
ステップS560では、RFI帯域に配置するトーンはディスエーブル化する。詳細には、受信器は、検出されたRFI帯域に配置されたトーンをディスエーブル化するよう送信器に命令できる。更に詳細には、受信器はRFIマスクをトーン管理器へ送ることができる。本発明の例示の実施の形態では、受信器は、トレーニングおよび/または定常状態の特定の位相の間の信号中のトーンをディスエーブル化するよう送信器に命令するメッセージを送ることができる。メッセージは、ディスエーブル化すべきトレーニングおよび/または定常状態の、例えば、トーン番号77、78および79のどのトーン番号がディスエーブル化であるべきか、および、例えば、MEDLEY、REVERB1等のどの位相の間かを指定するフィールドを含むことができる。トーン管理器は次いでこのメッセージを受信して、トレーニングおよび/または定常状態の特定位相の間、例えば、信号対雑音比の測定とこれに関連する計算の間、イコライザのトレーニングの間、またはその他の種類のトレーニングおよび/または測定の間の特定トーンをディスエーブル化するであろう。トレーニングおよび/または定常状態の不特定の位相の間、送信器は特定のトーンをディスエーブル化せず、これらのトーンに標準信号を送るであろう。
【0035】
図6は、本発明の例示の実施の形態による送信器トレーニング手順中のRFI軽減を示すフロー図である。特に図6は、ステップS230のより詳細な概要である。制御はステップS600で開始されてステップS610へ続く。ステップS610では、FFT出力ベクトルが決定される。このFFTベクトルは、トレーニング信号を含むマルチキャリアシンボルの周波数領域シンボルである。次に、ステップS620において、個々のRFI評価が決定される。しかし一般的には、個々のRFI評価は種々の方法を用いて決定できる。本発明では、RFI評価は受信信号と基準信号間で測定された距離に基づいている。受信信号はFFT出力ベクトル内の個々のRFI帯域であり、RFI帯域の中心でのバイナリ値によりスケール変換された予め格納されたテンプレートの一つである。距離は、個々のRFI帯域の3つの中心バイナリと、各テンプレートの3つの中心バイナリとの間で測定される。最小距離を生じるスケール変換されたテンプレートが次いで選択される。しかし、一般的には、基準信号の別の形が可能である。例えば、予め定義された解析関数を用いて基準信号を決定することが可能である。更に、予め格納してあるマッピング関数または幾つかの他の選択メカニズムを用いてテンプレートを選択することが可能である。更にまた、複雑さという代償を払った幾つかの他のものは更に良好である、というトレードオフ関係を持つ多くの距離定義が可能である。
【0036】
次にステップS630では、更に多くのRFI帯域がFFT出力ベクトル内に存在するかどうかの判定が成される。更に多くのRFI帯域が存在する場合、制御はステップS620へジャンプして戻る。そうでなければ、制御はステップS640へと続く。
【0037】
ステップS640では、複合RFI評価が判定される。次いで、すべての個々のRFI評価を用いて、複合の合計が決定される。複合の合計は、ステップS610で決定されたFFT出力ベクトル内の総RFIのRFI評価である。次に、ステップS650で、受信されたFFT出力信号から複合RFI評価を減算することによりRFI軽減操作が実行され、従ってトレーニング信号中のRFI影響を軽減する。制御は次いでステップS660へと続き、そこで制御シーケンスは終了する。
【0038】
図7と図8は、RFI検出/評価処理の実施例である。特に、図7は、ノイズと多数のRFI帯域を伴うアイドルチャンネルを示す。詳細には、周波数領域RFI軽減の出力における1フレームのノイズのFFTである。このフレームのノイズを用いて、RFIの検出とRFI帯域の数が確立できる。RFIを軽減するためにRFIを評価する。特に、図8は、本発明の例示の方法を用いて決定される複合RFI評価を示す。RFI評価は、最も強度の高い個別RFI成分を用いて形成され、そしてそれを元の受信信号から減算してRFIの影響を軽減する。
【0039】
図6の方法も、本発明の例示の実施の形態による送受信器の定常状態手順中のRFI軽減に適用できる。特に、これは詳細にわたってステップS240と一致する。詳細には、ステップS610で、時間領域/周波数領域変換器の出力において判定されたFFT出力ベクトルが受信される。このFFTベクトルは、定常状態信号を含むマルチキャリアシンボルの周波数領域表示である。次いでステップS620で、個別のRFI評価が決定される。次いで、ステップS630で、FFT出力ベクトル内のRFI帯域毎のRFI評価が決定されているかどうかの判定がなされる。更に評価が必要であれば、制御はステップS620へジャンプして戻る。そうでなければ制御はステップS640へ続く。
【0040】
ステップS640では、複合RFI評価を判定する。すべての個別RFI評価を用いて複合合計を形成する。複合合計はステップS610に戻って決定されたFFT出力ベクトル内の総RFIのRFI評価である。次いでステップS650で、受信されたFFT出力信号から複合RFI評価を減算することによりRFI軽減操作が実行され、従って定常状態信号におけるRFI効果が軽減される。制御は次いでステップS660へ続き、そこで制御シーケンスは終了する。
【0041】
上記の説明から分かることは、本発明ではRFI軽減は送受信器の定常状態動作だけでなく、送受信器のトレーニング状態の間でも操作できるということである。これは、RFIの存在が検出される場合、トレーニング信号の動的な修正を要求する。
【0042】
図9は、本発明の実施の形態による時間領域RFI軽減モジュールの動作を示すフロー図である。詳細には、制御はステップS900で開始し、ステップS910へ続く。ステップS910では、マルチキャリアシンボルと巡回プレフィックスCP[k]の双方を含む信号が受信される。次にステップS920で、CP[k]はウィンドウ処理操作に用いるために保持される。次いでステップS930でウィンドウ処理が実行され、制御はステップS940へ続く。
【0043】
ステップS940では、ウィンドウ処理済信号のFFTが決定される。制御は次いでステップS950へ続き、そこで制御シーケンスは終了する。
【0044】
図10は、ステップS930のウィンドウ処理操作を実現するために用いる例示の手順を示す。詳細には、ウィンドウ処理操作は、受信されたマルチキャリアシンボルX[k]1020、および完全な巡回プレフィックスCP[k]1030の双方から成る受信信号Z[k]1000へ適用される。操作は、CP[k]の最初の部分を破棄することにより、X[k]と、CP[k]の一部にも適用できる。図10に示す実施例は、ウィンドウW[k]1040が完全なCP[k]を用いて適用される場合の実施の形態を示す。例えば、X[k]が512値、CP[k]が32値、Z[k]が512+32=544値、そしてW[k]も544値を持つと仮定する。ウィンドウ処理操作は、Z[k]にW[k]を乗じて、次いでセクション1−Aをセクション1−Bに折り返し、そしてセクション2−Bをセクション2−Aに折り返すことから成る。
【0045】
ウィンドウ処理操作の結果を512値を持つU[k]と表す。W[k]とZ[k]で表したU[k]の式は:
【数1】
W[k]=W[545−k]であるから、定義によりk=1、2、...、32である。更に、
【数2】
W[k]+W[33−k]=1であるから、定義によりk=1、2、...、16である。乗算操作を減らすために、以下となる:
【数3】
ノイズが存在しないときは、U[k]=X[((k−16))]、すなわちU[k]は、X[k]を循環シフトしたものと等しくなることに注意されたい。
【0046】
図1に示したように、マルチキャリア方式情報送受信器とそれに関連するコンポーネントは、ADSLモデム等のDSLモデムや、通信装置を有する個別プログラム化された汎用コンピュータで実装できる。しかし、マルチキャリア方式情報送受信器は、特殊用コンピュータ;プログラム化されたマイクロプロセッサやマイクロコントローラおよび周辺集積回路素子;ASICや他の集積回路;デジタル信号プロセッサ;ディスクリート素子回路等の配線式や電子式の論理回路;PLD、PLA、FPGA、PAL等のプログラム可能論理装置;および、関連する通信装置にも実装できる。一般に、有限状態機械を実装でき、次いで、図2、図3、図5、図6および図9に示すフロー図を実行できる任意の装置を用いて本発明によるマルチキャリア方式情報送受信器を実装できる。
【0047】
更に、開示した方法は、種々のコンピュータ、ワークステーション、またはモデムハードウエアおよび/またはソフトウエアプラットフォームで使用できるポータブルソースコードを提供する、オブジェクトを用いたソフトウエアまたはオブジェクト指向ソフトウエア開発環境で容易に実装できる。代替として、開示したマルチキャリア方式情報送受信器は、標準論理回路またはVLSI設計を用いるハードウエアで、部分的または全体的に実装できる。本システムの速度および/または効率、特定機能、および利用される特定のソフトウエアおよび/またはハードウエアシステムまたはマイクロプロセッサまたはマイクロコンピュータシステムに依存しつつ、その他のソフトウエアやハードウエアを用いて本発明によるシステムを実装できる。しかし、本明細書中に示すマルチキャリア方式情報送受信器は、本明細書中で提供された機能的な説明から、適用可能な当該技術に普通に精通する者、およびコンピュータと通信技術の一般的かつ基本的な知識を有する者によって、任意の既知または今後開発されるシステムや構造、装置、および/またはソフトウエアを用いて、ハードウエアおよび/またはソフトウエアで容易に実装できる。
【0048】
更に、開示した方法は、プログラム化された汎用コンピュータ、特殊用コンピュータ、マイクロプロセッサおよび関連する通信装置、DSLモデム等のモデム、またはその他で実行されるソフトウエアとして容易に実装できる。これらの例において、本発明の方法とシステムは、DSLモデム等のモデムなどに組み込まれたプログラムとして実装できる。また、マルチキャリア方式情報送受信器は、システムと方法を、ADSLモデム、VDSLモデム、ネットワークインターフェースカード等のマルチキャリア方式情報送受信器のハードウエアとソフトウエアシステム等のソフトウエアおよび/またはハードウエアシステムへ物理的に組み込むことにより実装できる。
【0049】
従って、マルチキャリア方式情報送受信器のためのシステムと方法が本発明によって提供されているのは明らかである。本発明を多数の実施の形態と併せて説明してきたが、多くの代替、改変および変更は、適用可能な当該技術に通常に精通している者にとっては明らかであろう。従って、出願人は、本発明の精神と範囲内にある代替、改変、等価および変更等のすべてを包含することを意図している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明による例示のマルチキャリア方式送受信器を示すブロック図であり;
【図2】 図2は、本発明による周波数領域RFI軽減装置の例示の動作を示すフロー図であり;
【図3】 図3は、本発明によるテンプレート生成の例示の方法を示すフロー図であり;
【図4】 図4は、本発明による一組のテンプレートの実施例を示し;
【図5】 図5は、本発明によるRFI初期化を実行する例示の方法を示すフロー図であり;
【図6】 図6は、本発明による送受信器トレーニング中のRFI軽減の方法を示すフロー図であり;
【図7】 図7は、本発明による、ノイズを含むアイドルチャンネルと、多数のRFI帯域に対する例示のRFI検出/評価を示し;
【図8】 図8は、本発明による例示の方法を用いて判定された例示の複合RFI評価を示し;
【図9】 図9は、本発明による時間領域のウィンドウ処理の例示の方法を示すフロー図であり;そして、
【図10】 図10は、本発明による例示の時間領域のウィンドウ処理の動作を示す。
Claims (6)
- マルチキャリア変調方式送受信器においてトレーニング中にトーンをディスエーブル化する方法であって、
少なくとも一つ以上のトレーニング状態中にディスエーブル化すべきトーンのインデックスを含むメッセージを、第二のマルチキャリア変調方式送受信器から受信し、
前記第二のマルチキャリア変調方式送受信器に対して、トレーニング信号を送信することを備え、
前記トレーニング信号は、前記メッセージに基づいて、少なくとも一つの前記トレーニング状態中にディスエーブル化された前記トーンを少なくとも一つ有し、前記少なくとも一つのトレーニング状態は、その間に、前記第二のマルチキャリア変調方式送受信器が、少なくとも一つのキャリアの上の信号対雑音比(SNR)を判定するトレーニング状態であること、
を特徴とする方法。 - マルチキャリア変調方式送受信器においてトレーニング中にトーンをディスエーブル化する方法であって、
少なくとも一つ以上のトレーニング状態中にディスエーブル化すべきトーンのインデックスを含むメッセージを、第二のマルチキャリア変調方式送受信器に対して送信し、
前記第二のマルチキャリア変調方式送受信器からトレーニング信号を受信することを備え、
前記トレーニング信号は、前記メッセージに基づいて、少なくとも一つの前記トレーニング状態中にディスエーブル化された前記トーンを少なくとも一つ有し、前記少なくとも一つのトレーニング状態は、その間に、前記マルチキャリア変調方式送受信器が、少なくとも一つのキャリアの上の信号対雑音比(SNR)を判定するトレーニング状態であること、
を特徴とする方法。 - トレーニング中にトーンをディスエーブル化することが可能なマルチキャリア変調方式送受信器であって、
少なくとも一つ以上のトレーニング状態中にディスエーブル化すべきトーンのインデックスを含むメッセージを、第二のマルチキャリア変調方式送受信器から受信する手段と、
前記第二のマルチキャリア変調方式送受信器に対して、トレーニング信号を送信する手段とを備え、
前記トレーニング信号は、前記メッセージに基づいて、少なくとも一つの前記トレーニング状態中にディスエーブル化された前記トーンを少なくとも一つ有し、前記少なくとも一つのトレーニング状態は、その間に、前記第二のマルチキャリア変調方式送受信器が、少なくとも一つのキャリアの上の信号対雑音比(SNR)を判定するトレーニング状態であること、
を特徴とする送受信器。 - トレーニング中にトーンをディスエーブル化することが可能なマルチキャリア変調方式送受信器であって、
少なくとも一つ以上のトレーニング状態中にディスエーブル化すべきトーンのインデックスを含むメッセージを、第二のマルチキャリア変調方式送受信器に対して送信する手段と、
前記第二のマルチキャリア変調方式送受信器からトレーニング信号を受信する手段とを備え、
前記トレーニング信号は、前記メッセージに基づいて、少なくとも一つの前記トレーニング状態中にディスエーブル化された前記トーンを少なくとも一つ有し、前記少なくとも一つのトレーニング状態は、その間に、前記マルチキャリア変調方式送受信器が、少なくとも一つのキャリアの上の信号対雑音比(SNR)を判定するトレーニング状態であること、
を特徴とする送受信器。 - トレーニング状態中にトーンをディスエーブル化することが可能なマルチキャリア変調方式送受信器であって、
少なくとも一つ以上のトレーニング状態中にディスエーブル化すべきトーンのインデックスを含むメッセージを、第二のマルチキャリア変調方式送受信器から受信するトーン管理器と、
前記第二のマルチキャリア変調方式送受信器に対して、トレーニング信号を送信する送信器とを備え、
前記トレーニング信号は、前記メッセージに基づいて、少なくとも一つの前記トレーニング状態中にディスエーブル化された前記トーンを少なくとも一つ有し、前記少なくとも一つのトレーニング状態は、その間に、前記第二のマルチキャリア変調方式送受信器が、少なくとも一つのキャリアの上の信号対雑音比(SNR)を判定するトレーニング状態であること、
を特徴とする送受信器。 - トレーニング状態中にトーンをディスエーブル化することが可能なマルチキャリア変調方式送受信器であって、
少なくとも一つ以上のトレーニング状態中にディスエーブル化すべきトーンのインデックスを含むメッセージを、第二のマルチキャリア変調方式送受信器に対して送信する送信器と、
前記第二のマルチキャリア変調方式送受信器からトレーニング信号を受信するトーン管理器とを備え、
前記トレーニング信号は、前記メッセージに基づいて、少なくとも一つの前記トレーニング状態中にディスエーブル化された前記トーンを少なくとも一つ有し、前記少なくとも一つのトレーニング状態は、その間に、前記マルチキャリア変調方式送受信器が、少なくとも一つのキャリアの上の信号対雑音比(SNR)を判定するトレーニング状態であること、
を特徴とする送受信器。
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