JP6382998B2 - 通信装置、システム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信装置、システム及び方法に関する。

デジタル加入者線（ＤＳＬ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ）通信技術は、データサービス、例えば、インターネット接続を顧客に提供するようにしばしば使用される。本明細書で使用される用語ＤＳＬは、ＡＤＳＬ、ＡＤＳＬ２、ＶＤＳＬ、ＶＤＳＬ２又は今後のＧ.Ｆａｓｔなどの複数のいわゆるＤＳＬタイプ（ＤＳＬ ｆｌａｖｏｒｓ）のいずれかをカバーする。

デジタル加入者線技術は、その歴史に亘って、顧客により良いブロードバンドサービスを届けることを目指して、ビットレートを向上させようと試みた。実際の中央局（ＣＯ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｏｆｆｉｃｅ）から加入者宅内（ＣＰＥ：ｃｕｓｔｏｍｅｒ ｐｒｅｍｉｓｅｓ）に配備された銅ループは、かなり長く、通常、数Ｍｂ／ｓより速いビットレートのデータの送信ができない。従って、顧客が利用可能なビットレートを増やすために、現代のアクセスネットワークは、ストリートキャビネット、ＭＤＵ（ｍａｉｎｓ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｕｎｉｔ：電源分配ユニット）キャビネット及び同様の構成を利用する。キャビネットは、高速ファイバ通信回線、例えば、ギガビットパッシブ光ネットワーク（ＧＰＯＮ：ｇｉｇａｂｉｔ ｐａｓｓｉｖｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）によって中央局に接続され、加入者宅内近くに設置される。これらのキャビネットから、超高ビットレートＤＳＬ（ＶＤＳＬ２）などの高速ＤＳＬシステムがＣＰＥに接続を提供する。

簡略化のために、用語「中央局（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｏｆｆｉｃｅ）」又は「中央局機器
Ｃｅｎｔｒａｌ Ｏｆｆｉｃｅ Ｅｑｕｉｐｅｍｅｎｔ」とは、以下では、実際の中央局、つまり、プロバイダーの中心位置を指すだけでなく、プロバイダー側の全ての他の機器、例えば、デジタル加入者線アクセス多重化装置（ＤＳＬＡＭＳ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｌｉｎｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒｓ）のような他の機器だけでなく、上述したストリートキャビネット又はＭＤＵキャビネットも指すように使用される。

電力消費は、キャビネット配備にとって主要な問題の１つである。ＤＳＬ回線の大部分は常にオンであるので、顧客がサービスを利用しているかいないかに関わらず、ＤＳＬ回線は常に電力を消費している。電力消費を低減するために、特に、回線が活発に利用されていないときか、あるいは、低下したビットレートで使用されているときに、送信電力を減少させる電力削減の技術が必要とされている。

電力を削減する明白な方法の１つは、使用されるＤＳＬモデムをオフに切り替えることであり、顧客（ＣＯＥ側）がそれを行うことが推奨される。しかし、大部分の顧客は、ＤＳＬをオフに切り替えず、ＤＳＬ起動のための長い待ち時間を避けるために夜間ですら回線をオンにしたままである（特に、ベクトル化したＶＤＳＬ２の起動は、最大６０〜９０秒続く）。同じ理由で、日中のより短い切断（スイッチオフ期間）による方法で、電力を節約することはできない。

ＩＴＵ‐Ｔ勧告Ｇ．９２２．３で定義されるように、ＡＤＳＬ２で現在使用されているいわゆる「低電力モード（ｌｏｗ ｐｏｗｅｒ ｍｏｄｅ）」はまた、ある時点でＶＤＳＬ２のために提案された。このＡＤＳＬ低電力モードで、モデムは流入データトラフィックを監視し、必要なビットレートが著しく下がったときに、低送信電力及び低ビットローディングに変わる。サービスビットレートが高い値で戻るとき、モデムは低電力モードを終了して、通常の動作に戻る。モデムの電力消費が送信電力の値に大いに依存するため、この方法は、かなり効率的である。

データ損失を防ぐ（プロセスを途切れないようにする）ため、ＡＤＳＬ２での低電力モードの終了は非常に速くなくてはならず、そうでなければ、流入データは、モデムのバッファにオーバーフローしてしまい、消えてしまう。これは、複数のサービスを調整して、超高ビットレートを提供するＶＤＳＬ２の場合には必然的ではない。ＶＤＳＬ２回線（例えば、回線に結合されるモデム）が、例えば、特定のサービスの開始に起因して、低電力モードから移行するとき、提供される容量の一部だけが必要となる。従って、ＶＤＳＬ２基準への追加に対して提案されるように、低電力モード（いわゆるＬ２状態）から通常のオペレーション（いわゆるＬ０状態）への移行は、いくつかのステップによって行われることができる（マルチステップ終了（ｍｕｌｔｉ−ｓｔｅｐ ｅｘｉｔ））。

上述のように、ＡＤＳＬで使用される低電力（Ｌ２）モードの欠点は、使用される通信の非定常的な動きに起因した問題が起こるという点である。回線がＬ２に行くとき、この回線が他の回線内に生成するクロストークは減少し、他の回線はこのクロストークの減少をうまく利用してそれらのビットレートを増加させる。回線が通常の動作に迅速に戻るとき、この回線によって生成されたクロストークは、突然増加し、これが他の回線の性能を著しく低下させてしまい、回線を同期から排除さえする。それ故、低電力モードは不安定な接続を生じさせてしまう可能性がある。

上記のＶＤＳＬ２低電力モードで提案されるマルチステップ終了が、この問題を解決するのは、毎回、パワースペクトル密度（ＰＳＤ：ｐｏｗｅｒ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｄｅｎｓｉｔｙ）のわずかな増加により、Ｌ２からＬ０へと戻る回線がそれをマルチステップで行うためであり、その一方で、他のシステムがオンライン再構成（ＯＬＲ：ｏｎ‐ｌｉｎｅ ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）を行うことを可能にし、従って、ビットローディング（ｂｉｔ ｌｏａｄｉｎｇ）をＰＳＤ増加ステップに適応させるように、ステップ間の時間を設定する。現在定義されるＯＬＲ手順で、ステップ間の時間がかなり長くなってしまい（約３０〜４０秒）、これが、通常の動作（Ｌ０）へのより速い移行が必要な場合に不便となる可能性があるという問題ある。

非定常ノイズ（ｎｏｎ‐ｓｔａｔｉｏｎａｒｙ ｎｏｉｓｅ）によって起こる別の問題は、キャビネットバインダーにおける異なる回線がＬ２からＬ０、かつ、Ｌ０からＬ２へと移行するとき、一部のキャビネットバインダーにおける回線はクロストークを介して互いに影響を及ぼしてしまう可能性があると、各回線に生成される全体のクロストークが変わるという問題である。それ故、例えば、全ての他の回線がＬ２モードにある一方で、１つの回線がＬ２からＬ０へと移行するとき、この回線は、低ＳＮＲに基づいて、超高ビットローディングを割り当てることができる。更に、１つ以上の回線がＬ２からＬ０へと移行することを決めるとき、第１回線に生成される高クロストークを生じさせ、これが第１回線に欠陥を生じさせ、最初に選択されたビットローディングはこのクロストークに起因してこれ以上サポートされない。指摘されるのは、過剰なクロストークの別のソースが、Ｌ２の間に非アクティブに設定されるトーンでよく、これらのトーンが回復されるとき（例えば、終了手順の第１ステップ）、それらトーンはＬ０回線をひどく阻害してしまうかもしれない、つまり、他の配線は通常の動作にある。

非定常ノイズを克服するために、２つの技術が示唆される。
１．いわゆるＣＯＭＢ信号の使用
この方法により、低電力モード（例えば、Ｌ２）及び全電力モード（例えば、Ｌ０）の両方における電力に変化なく送信される所定のセットのトーンがある一方で、全ての他のトーンは、有意義に削減された電力を有する低電力モードで送信される。そのように指定された「常にオン（ａｌｗａｙｓ ｏｎ）」のトーンは、モデムの実際の電力管理状態とは関係なく全電力で送信される。このアプローチで、隣接する回線は、これらのトーンにおけるＳＮＲ（ｓｉｇｎａｌ‐ｔｏ‐ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏ：信号対ノイズ比）測定に基づき「常にオン」のトーンによって生成される低電力モードの回線からのクロストークを評価することができ、かつ、他のトーンにおけるＳＮＲを（内挿（ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）又は外挿（ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎ）によって）評価することができ、他のトーンは低減された電力で現在送信され、特に、毎１０番目のトーンを監視トーンとして使用することが提案されてきた。監視トーンは、回線がＬ２状態にあるか、Ｌ０状態にあるかに依存しないので、ＣＯＭＢ信号の使用が、非定常クロストークの影響を軽減させることを可能にする。
ＣＯＭＢシステムの欠点は、同一基準の監視トーンを全ての回線に適用するか（これは、一部のトーンがＲＦＩ又はブリッジタップに起因して一部の回線に無いため、正しく機能しない）、あるいは、どの監視トーンを使用するかにおいて、バインダーにおける全てのＶＤＳＬ２回線間を調整するか（これは、集束していない環境では不可能である）、のいずれかが必要となる点である。加えて、以下の点が挙げられる。
‐ブリッジタップに起因したループ伝達関数において狭帯域のノイズ又はノッチの場合、補間を用いるＳＮＲ推定は正確ではない。
‐監視トーン間での十分に正確なＳＮＲ推定のために非常に多くのトーンがアクティブのままでなければならないので、達成可能な省電力が限定されてしまう。

ＣＯＭＢ動作を改良するために、別の提案は、ある符号から他の符号へと選択されたトーンを循環させことであり、それにより、全ての符号で測定される平均ＳＮＲは、全てのトーンに関する。しかし、この方法は、非常に長い平均化時間が必要であり、わずかなシステムだけが関与している場合ではうまくいかない（これは、スーパーフレームが同期されず、ＳＮＲの推定に非常に長い時間が必要となるからである）。

２．仮想ノイズ（ＶＮ：Ｖｉｒｔｕａｌ Ｎｏｉｓｅ）の使用
仮想ノイズは、ビットローディングが設定されるとき、ユーザによって定義される一部のノイズオフセット値を適用することを受信機に要求する。ＩＴＵ‐Ｔ勧告Ｇ９９３．２は、初期化中に適用される送信機換算（Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ‐ｒｅｆｅｒｒｅｄ）及び受信機換算（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ‐ｒｅｆｅｒｒｅｄ）ＶＮを定義した。ＶＮの使用は、ビットローディング計算における一定の定常ノイズ成分をもたらすことによって、ノイズの非定常成分の影響を軽減させる。ＶＮの欠点は、長い実践経験を示すように、その設定がユーザにとって問題があるという点（ユーザはいくらか適当な値のＶＮを選択しなければならない）と、ＶＮが特定の回線の実際の現実的条件に対処しないという点である。それ故、ＶＮは、不当な性能損失をしばしば起こしてしまい、更なる送信電力が必要となる可能性がある。

一部の実施形態において、技術は、基準仮想ノイズを使用して提示され、該基準仮想ノイズは、受信機側及び／又は送信機側で決定され得る。基準仮想ノイズは、ビットローディングの計算に追加され得る。基準仮想ノイズは実際のノイズ測定に基づき、該ノイズ測定は、一部の実施形態において、ユーザによってしばしば任意で設定された前述の従来型の仮想ノイズ（ＶＮ）よりも現実的な値を提供することができる。一部の実施形態において、これらの実際のノイズ測定は、初期化中及びショウタイム（ｓｈｏｗｔｉｍｅ）中の両方で実施され、かつ、必要に応じてショウタイム中にアップデートされ得る。他の実施形態において、実際のノイズ測定は、初期化中だけか、あるいは、ショウタイム中だけで実施され得る。

一部の実施形態において、基準仮想ノイズを生成する工程と、基準仮想ノイズに基づいてビットローディングを計算する工程とを含む方法が提供されることができる。

一部の実施形態において、受信機を含む装置が提供されることができ、受信機は、回線におけるノイズの実際の測定を決定するように適合され、かつ、以下のうちの１つに適応される：測定されたノイズを送信機に送信し、かつ、送信機からの基準仮想ノイズを受信する工程；又は、測定されたノイズに基づいて基準仮想ノイズを、例えば局所的に計算する工程。

一部の実施形態において、通信回線を介してノイズ測定を受信するように適合される受信機と、通信回線上に基準仮想ノイズを送り返す送信機とを含む通信装置が提供されることができ、基準仮想ノイズは、ノイズ測定に基づく。

上記概要は、単に一部の実施形態の一部の態様及び特徴に対して短い要旨を与えることを目的とし、限定的なものと解釈されるべきではない。特に、他の実施形態は、上記に記載したもの以外の他の特徴を含むことができる。

図１は、一実施形態に従った通信システムを説明する。 図２は、一実施形態に従ったトランシーバを説明する。 図３は、既存の基準で使用されるような通常の動作と低電力モードとの間のマルチステップ移行を説明する。 図４は、既存の標準で使用されるような低電力モードの使用を説明する。 図５は、実施形態に従った方法のフローチャートを説明する。 図６は、実施形態に従った方法のフローチャートを説明する。 図７は、実施形態に従った方法のフローチャートを説明する。

以下で、添付の図面を参照して、さまざまな実施形態が詳細に説明される。これらの実施形態は、例示的な目的を果たすだけで、限定的なものと解釈されるべきではない。例えば、一部の実施形態が複数の特徴又は要素を含むとして記載され得る一方で、他の実施形態では、これらの特徴又は要素の一部が省略され得る、かつ／あるいは、代替的な特徴又は要素によって置き換えられ得る。更に、一部の実施形態において、図面において明確に示されたもの又は本明細書に記載されたものに加えて追加的な特徴又は要素を提供することができる。

異なる実施形態の特徴又は要素は、特に記述がない限り、互いに組み合わせられて更なる実施形態を形成する。実施形態のうちの１つに関して記載される修正形及び変形はまた、他の実施形態に適用可能でよい。

例えば、特定の種類の情報を送信するため、あるいは、特定の種類の信号を送信するため、といった、接続又は結合の一般的な目的が本質的に維持される限り、ブロック、要素、装置などの間の任意の接続又は結合は、直接的な接続又は結合、つまり、追加的な介在要素を有さない接続でよいか、あるいは、間接的な接続又は結合、つまり、１つ以上の追加的介在要素を有する接続又は結合でよい。

一部の実施形態において、非定常ノイズを軽減させることができ、それ故、回線間（Ｌ２回線及びＬ０回線の両方）で著しい障害なく、Ｌ２モードで、あるいは、Ｌ２モード外で柔軟な移行を提供する方法及び対応する装置が提供される。一部の実施形態において、いわゆる基準仮想ノイズ（ＲＶＮ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｎｏｉｓｅ）を使用することができ、該ＲＶＮは、受信機（例えば、ＣＰＥ受信機）によって（可能であれば、例えば、ＣＯ側送信機といった送信機の支援と共に）生成されることができ、かつ、例えばショウタイム中に、回線中のノイズの実際のレベルを反映することができる。ＲＶＮの値は、新たな回線がバインダーに入る、かつ／あるいは、外れる（ｄｒｏｐ ｏｆｆ）と、システム動作中にアップデートされることができる。ビットローディングを決定するときにＲＶＮを適用することによって、Ｌ２モード及びＬ０モードの両方の期間中、受信機は、実質的に一部の実施形態において、非定常ノイズを軽減することができる。ＲＶＮのレベルは、ケーブルバインダーにおける特定の条件と一致することができ、それ故、一部の実施形態において、最小限の性能損失が保証され得る。

図１は、一実施形態に従った通信システムを説明する。図１の実施形態は、中央局側通信装置１０を含み、該通信装置１０は、例えば、中央局、ストリートキャビネット、ＤＳＬＡＭ、ＭＤＵキャビネット等に配置され得る。通信装置は、複数のトランシーバ１１＿１〜１１＿Ｎを含み、これらは、総じてトランシーバ１１と称される。トランシーバ１１の数は、特に限定されず、特定の用途に依存する。総じてＣＰＥトランシーバ１４と呼ばれるそれぞれ複数の加入者宅内機器（ＣＰＥ）トランシーバ１４＿１〜１４＿Ｎと共に、トランシーバ１１は、総じて通信回線１３と称されるそれぞれ複数の通信回線１３＿１〜１３＿Ｎを介して結合される。

通信回線１３は、例えば、銅線でよく、例えば、ツイストペア回線でよい。トランシーバ１１は、例えば、ＶＤＳＬ２又はＧ．ｆａｓｔのようなＤＳＬ通信技術を用いてトランシーバ１４と通信することができる。

わずかなデータが送信されるとき、あるいは、全くデータが送信されないとき、トランシーバ１１、１４は、低電力モードを開始するように適合され得る。開始及び終了する低電力モードの例を後で説明する。更に、通信回線１３は、互いに近接し、例えば、特に共通キャビネットバインダー内に少なくとも部分的に走る。これは、それらにクロストークを起こしやすくさせる、つまり、通信回線１３のうちの１つに送信される信号が、通信回線１３のうちの１つ以上の他に送信される信号に影響を及ぼす（変更する）可能性がある。そのようなクロストークの影響を軽減させるため、通信装置１０は、ベクタリング装置１２を含み、該ベクタリング装置１２は、トランシーバ１１によって送信される信号のジョイントプロセッシングによって、あるいは、装置１０でトランシーバ１４から受信される信号のジョイントプロセッシングによって、クロストークを軽減させる。ベクタリングは、例えば、ＶＤＳＬ２に関し、ＩＴＵ‐Ｔ勧告Ｇ．９９３．５によって標準化される技術であり、従って、詳細に説明しない。他の実施形態において、ベクタリング装置１２は、省略してよい。つまり、本明細書で議論されるような基準仮想ノイズを使用する技術は、ベクタリングと共に、あるいは、ベクタリングなしで使用され得る。

一実施形態において、トランシーバ１１及び／又はトランシーバ１４は、離散マルチトーン（ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｍｕｌｔｉｔｏｎｅ）変調技術を使用することができ、データはトーンと呼ばれる複数のキャリア上に変調される。そのようなＤＭＴ変調技術は、多くのＤＳＬシステムにおいて使用される。各トーンにおいて、１つ以上のビットが、「ロードされ（ｌｏａｄｅｄ）」得る。各トーンにおいてロードされるビットの数は、例えば、いわゆるビットローディングテーブルに提供され得る。一般的に、ビットローディングは、各トーンにロードされるビットの数を決定するプロセスを指す一方で、ビットの数又はその潜在的な最大数は、例えば、クロストーク又は他のノイズタイプに依存することができる。ビットローディングはまた、例えば通常モード又は低電力モードなどの動作のモードに依存することができる。

実施形態において、回線１３の受信機側では（例えば、下り方向、つまり、装置１０からトランシーバ１４への方向のためのＣＰＥトランシーバ１４において、あるいは、上り方向、つまり、トランシーバ１４から装置１０への方向の通信方向のためのトランシーバ１１において）、基準仮想ノイズ（ＲＶＮ）が、以下でより詳細に説明するように、例えば実際の測定値に基づき決定されることができる。ビットローディングを決定するとき、この基準仮想ノイズは考慮されるだろう。これは、非定常ノイズによって生じるか、そうでなければ、通信回線１３のうちの１つが省電力状態（例えば、Ｌ２状態）から通常動作へと移行するときに生じる悪影響を低減させることができる。ＲＶＮはまた、非定常ノイズの他の場合に対処することができる。

図２は、一実施形態に従ったトランシーバ２０を説明する。トランシーバ２０は、例えば、図１のトランシーバ１１又はトランシーバ１４のうちのいずれか１つを実装するように使用され得る。トランシーバ２０は、送信機２１及び受信機２３を含む。以下で説明する基準ノイズ追加回路２３とは別に、送信機２１及び受信機２２は、任意の従来型の送信機又は受信機として実装されることができ、例えば、フィルター、変調器、復調器、増幅器、フーリエ変換若しくは逆フーリエ変換のための装置又は送信機若しくは受信機のための任意の他の従来部品を含む。

基準ノイズ追加回路２３は、以下でより詳細に説明するように、基準仮想ノイズの使用を促進するような機能を果たし、かつ／あるいは、ビットローディングを決定するときに基準仮想ノイズを追加するか、あるいは、そうでなければ基準仮想ノイズを考慮することができる。このようにして、低電力モードから通常モードへの動作の回線移行の影響は、一部の実施形態において軽減され得る。同様に、ＲＶＮの使用は、非定常ノイズの他の種類の影響を軽減することができる。

一部の実施形態の基礎として、背景技術部分で言及されるような低電力モード（Ｌ２）で、大量のトラフィックがないときに信号送信を減らすことによって達成される、低電力モード（Ｌ２）が使用され得る。低電力モードへの移行のときの送信電力の低減は、１つ以上のステップで行われ得る。各ステップでは、送信電力が低減され、それに従ってビットレート（ビットローディング）が下がる。通常の動作状態Ｌ０（高電力）から低電力状態Ｌ２への完全な移行の例が、図３に提示される。

高トラフィックが起こると、システムは再度複数のステップを利用して、Ｌ２からＬ０へと戻って移行することができる。Ｌ２を開始するステップとＬ２を終了するステップの数は、通常同じであるが、これは必ずしもそれが当てはまる必要はない。システムは、トラフィックがＬ２への移行に従って変化する場合、その移行中に、Ｌ０に戻って終了することができる。

図３は、１つ以上の中間低電力モード（Ｌ２．１）を介した、通常モード（Ｌ０）から低電力モード（Ｌ２．２）へ、そして、戻る移行に関する例を説明する。図３を参照して議論され、かつ、実施形態に適用可能な低電力モードは、適用可能なＤＳＬ基準、例えば、ＩＴＵ‐ＴのＧ．９９３．２で定義されるような低電力モードに対応することができ、従って、詳細に議論しない。特に、図３の曲線３０は、時間に対する通信回線の電力スペクトル密度（ＰＳＤ）レベルを示す。ＰＳＤはまず、チャネルディスカバリーで使用されるレベルから通常動作Ｌ０で使用されるレベルにまで下がる。低電力モードへの移行が行われるとき、図３の例において、電力スペクトル密度は、４つのステップで低下し、図３の例における各ステップサイズは、同じΔＰＳＤである。Ｌ０に戻る移行は、同様の方法で起こる。ただし、４つのステップの数は、単に例示的目的の役割を果たすだけで、任意の数のステップを用いることができる。更に、ステップサイズは、ステップごとに同じである必要はない。

低電力モード（例えば、図３のＬ２．２）から通常モード（例えば、図３のＬ０）へ回線が移行するとき、次いで、回線の送信電力は、（図３のように、あるいは、任意の他の方法で段階的に）増加する。これは、移行する回線から他の回線へのクロストークがまた増加し、これが、他の回線（通常モードの回線及び低電力モードの回線の両方）の性能に影響を及ぼす可能性があるということを意味する。図１及び図２を参照し、以下でより詳細に説明される、上述のような基準仮想ノイズの使用は、一部の実施形態において、そのような悪影響を軽減するのに役立つことができる。基準仮想ノイズの概念をより詳細に説明する前に、更なる例示目的のために、図４は、通常モードＬ０、低電力モードＬ２．１及びＬ２．２並びにパワーダウンモードＬ３（回線が非アクティブ）の間の移行を示す状態図を説明する。そのような移行は、例えば、上述したＩＴＵ‐Ｔ勧告Ｇ．９９３．２で定義される。

状態４０は初期化状態を示す。初期化後、回線は、通常モード、例えばＬ０に関連した状態４１を開始する。例えば、トラフィックの変化に基づいて、回線は、状態４１と、例えばＬ２．１及びＬ２．２にそれぞれ関連した低電力モード４３、４４との間で変化することができる。状態４３及び４４において、データを更に送信することができるが、概略的に、状態４１よりも少ないデータが送信される。状態４１、４３及び４４の間の移行は、従って、例えば、トラフィックに起因した、かつ／あるいは、利用可能な供給電圧における変化に起因した、低電力モード状態からの移行及び低電力モード状態への移行である。

回線が動作を停止するとき、該回線は、状態４２に移行することができ、これは、いわゆるＬ３モード（パワーダウン）と関連することができ、そこでは、データが送信されず、対応する受信機、送信機又はトランシーバは、停止され得る。回線が再度起動されるとき、該回線は、状態４２から既に言及した初期化状態４０へと移行する。

次に、一部の実施形態に従った基準仮想ノイズの追加が、より詳細に説明される。実施形態のうちの一部は、図１及び図２に関して既に示された基準仮想ノイズを追加することによって図１〜図４を参照して議論されるようなベクタリング又は低電力モードを使用して、システム及び装置に実装され得るが、そのようなシステムに限定されない。

説明目的で、２つのトランシーバである、中央局（ＣＯ）又はキャビネットなどにあるトランシーバと、加入者宅内（ＣＰＥ）にあるトランシーバとは、一対の（例えば、ツイストペアの）マルチペアケーブルによって接続され、データ送信を開始する（ショウタイムで）。そのようなトランシーバの例は、図１のトランシーバ１４のうちの関連した１つと共に、図１のトランシーバ１１のうちの１つである。簡略化のため、まず下り方向（中央局側からＣＰＥ側）のみに従う説明が考慮され、これは、多くの用途において、省電力の観点からより重要である。しかし、本明細書で議論される技術はまた、全て同様の方法で、上り方向にも適用され、一部の実施形態における上り及び下りの違いは、以下で更に説明する。

ショウタイム中、一実施形態において、ＣＰＥ手段における受信機は、隣接するケーブルペアからのクロストークによって生じる実際の全ノイズ、回線のバックグラウンドノイズ及びそれ自体のノイズフロアを測定する。この測定から、その例が後で提示される一部の所定のルールを用いて、受信機は、「基準ノイズパターン（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｎｏｉｓｅ ｐａｔｔｅｒｎ）」を生成し、該基準ノイズパターンは、受信機で実際の全ノイズを反射し、かつ、実施形態において、測定時に受信機によって実際に使用されるビットローディング及びＳＮＲマージンを計算するように使用され得る。この基準ノイズパターンの測定されたノイズ値（ｄＢｍ／Ｈｚで）から、一部の実施形態において、ＣＰＥにおける受信機は、「基準仮想ノイズ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｎｏｉｓｅ）」（ＲＶＮ）と更に呼ばれるノイズ指数を生成し、これは、周波数の関数である。この場合、ＲＶＮを生成するルールは、（基準で定義されるか、あるいは、ＣＯでシステム管理によって決定される）ＣＰＥに提供されるべきである。

別の実施形態において、ＲＶＮは、このために、ＣＰＥで行われる実際のノイズ測定に基づいてＣＯで管理システムによって決定され、ＣＰＥは、測定された実際のノイズをＣＯに送信する。

ＲＶＮの値は、受信機によって更に使用されて、ＶＤＳＬ２受信機換算仮想ノイズ（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ‐Ｒｅｆｅｒｒｅｄ Ｖｉｒｔｕａｌ‐Ｎｏｉｓｅ）で現在定義されるもの（ＩＴＵ‐Ｔ勧告Ｇ．９９３．２参照）と同様の程度に、ビットローディングを計算する。しかし、従来のアプローチに対する違いは、Ｃ．９９３．２で現在定義される仮想ノイズがユーザによって設定され、初期化で適用されるＭＩＢパラメータである一方で、ＲＶＮは、上記で説明したように、実際の測定及び定義されたルールに基づいてショウタイムで生成されるという点である。

実施形態におけるＲＶＮが、ショウタイム中に各ＣＰＥに対して個々に生成され、かつ、Ｌ０、Ｌ２及び中間状態の間（Ｌ０からＬ２、そして、Ｌ２からＬ０へと戻る移行の間）、この回線の他の関連する送信パラメータ及びビットローディングを設定するように適用される方法は、以下でよい：
‐実際のノイズがＲＶＮより小さい場合、ＲＶＮは、ビットローディングを定義するように適用される；
‐実際のノイズがＲＶＮと同じか、あるいは、ＲＶＮより高い場合、ＲＶＮは無視される（そして、ビットローディングは実際のノイズに基づいて設定される）。

それ故、全ての状態における全てのビットローディング設定は、同じ基準ノイズレベルを用いて行われる。ＲＶＮが適切に選択される場合、どの状態からどの状態に回線が移行しようが、現在どの状態にバインダーの他の回線があるかに関係なく、ビットローディングは、全ての他の回線がＬ０モードにあるときのシナリオに常に対応するように設定され得る。それ故、非定常ノイズに起因した問題は起こらず、異なる回線のＬ２状態からＬ０状態への高速移行が順不同で可能である。同様に、適切に設定したＲＶＮは、所望の確率で得られた全ノイズ指数の上限が測定可能な場合、他の非定常ノイズを軽減することができる。

実施形態におけるＲＶＮの値は、各回線におけるリンクがショウタイムへと移行した後で確立されることができ、新たな回線がバインダーに入るか、あるいは、一部の回線がバインダーを出ると、アップデートされ得る。実施形態における全ての回線をアップデートする直接的な方法は、全てをＬ０モードにすることである。１つの可能性として、短期間、全ての回線をＬ０に変える一方で、毎回、各ＣＰＥにその基準ノイズレベルのＲｅｆ＿Ｎｏｉｓｅ（ｆ）を測定させる。更に、この値から、管理システムがＲＶＮの値を計算することができる。未結束の環境（ｕｎｂｕｎｄｌｅｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ）でも、一部の実施形態におけるショウタイムへの移行の調整を容易に実行することができ、これは、正確な時間調整が必要ないからである。時刻（ＴｏＤ：ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｄａｙ）タイムスタンプ又は他のグローバル同期信号の使用は、一部の実施形態において十分である（例えば、Ｌ２にある全ての回線は、夜午前２時に１０分間、Ｌ０に変わって基準ノイズレベルを測定する）。

一部の実施形態において使用されるＲＶＮをアップデートする別の可能性は、その持続した最大値を選択することである。このために、受信機は、ノイズレベルにおける変化が検出されるとき、ＲＶＮを測定し、より高いノイズが検出されるとき、それに応じてＲＶＮの値をアップデートする。それ故、反復によって、受信機は最大ノイズ値を得る（例えば、全ての回線がＬ０にあるときの場合に対応する）。

上述のＲＶＮのアップデートはまた、実質的に行われ得る（例えば、ループ減衰、ＱＬＮ、クロストークカップリングなどの、バインダーにおける全ての回線のさまざまなパラメータを収集し、かつ、予期したＲＶＮを事前計算する（ｐｒｅ−ｃｏｍｐｕｔｅ）、遠隔管理システムによって行われる）。

下り方向において、送信機（ＣＯにおける送信機）に対するシステム動作の制御をそのままにしておくことが有益である。必要に応じて、ＣＰＥにおける受信機は、単に、ノイズを測定し、この生データを送信機に送ることができる。ただし、参照の便宜上、例えば、下り方向において、データ転送の方向に対応して、ＣＯ側を送信機と呼び、ＣＰＥ側を受信機と呼ぶ。上記のように、受信機が何かを送信機に送るものとして記載されるとき、実際にＣＰＥ側の送信機は、例えば、下り送信のバックグラウンドチャネル及び／又はｅｏｃチャネルを介してＣＯ側の受信機へ送信を行う。例えば、ＤＳＬ又は同様のシステムにおいて、通常、トランシーバはＣＯ側及びＣＰＥ側の両方に提供される。送信機は、次に、ＲＶＮを生成することができる（これは、ＣＯでの管理システムによって使用されるルールに応じて、ＣＰＥ受信機によって測定される実際のノイズよりも低いか、あるいは、高い）。送信機はまた、種々の平均化又は外挿を用いて、例えば、実際のノイズよりも低いＲＶＮを用いて（増大した安定性への報い（ｐａｙ）である性能劣化を減らすように）、あるいは、実際のノイズよりも高いＲＶＮを用いて（より多くのシステムがバインダーを接合することが見込まれる場合）、ＲＶＮを生成することができる。受信機で生成が行われる場合、同様の技術がＲＶＮを生成するように使用され得る。送信機（ＣＯにおける送信機）が、あるリンクから別のリンクへの移行を要求するとき、この移行のために使用されるＲＶＮを提供する。一部の実施形態において、送信機は、２つ以上のＲＶＮを保持し、適切にそれらを使用することができる。ＣＯで管理システムによって生成されるＲＶＮの値は、ＣＰＥに通信され（ビットローディング及び他の送信パラメータの計算のため）、この通信は、埋め込み動作チャネル（ｅｏｃ：ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ ｃｈａｎｎｅｌ）か、あるいは、ＣＯ管理システムとＣＰＥ管理システムとの間に確立された任意の他のチャネルを介して行われ得る。

一部の実施形態において、ＲＶＮの値は、以下の基準に基づいて生成され得る：
‐回線のビットローディングがＲＶＮに基づいて選択されるとき、バインダーの他の回線（例えば、Ｌ２からＬ０へ、そして戻る移行）における送信ＰＳＤのいかなる変化も、規定の目標ＳＮＲマージンを超えたクロストークの増加を生じさせない（Ｇ．９９３．２又はＧ．９９８．４で定義されるようなＴＡＲＳＮＲＭ）。

実施形態におけるＲＶＮの生成は、自発的に行われ得るか（ＣＰＥにより、ＣＯの支援の下、あるいは、ＣＯの支援なしに）、あるいは、ＣＯ−ＭＩＢの制御の下で行われ得るか（例えば、ＣＯ−ＭＩＢは、どのようにＲＶＮが実際に測定されたノイズから生成されるべきかというルールを提供する）、のいずれか、あるいは、ＣＯにおけるシステム管理によって自発的に行われ得る。一部の実施形態において、ＭＩＢは、実装及び特定の配備シナリオに応じて、遠隔管理システムに接続されることができ、該遠隔管理システムは、ノイズ測定、ＰＳＤ設定、ループ減衰測定及びバインダーにおける複数の回線からの他のデータを使用する。ＲＶＮの適切な設定はまた、予期したノイズ増加の予備推定があることを仮定して、一部の実施形態におけるアクティブな回線の数の予期しない増加を調整することができる。

次に、図５〜図７に関し、さまざまな実施形態に従った方法が議論される。例示的な目的のため、方法を説明するとき、上記で議論した技術及び実施形態を参照する。図５〜図７の方法を、例えば、図１及び図２の装置で実行することができるが、それに限定しない。

図５において、５０では、ＣＰＥ受信機（例えば図１のトランシーバ１４）が「生（ｒａｗ）」の基準仮想ノイズ（ＲＶＮ）を推定する。この生ＲＶＮ（ｒａｗ ＲＶＮ）は、受信機が現在のビットローディング及び目標の信号対ノイズ比（ＳＮＲ）マージンと共に持続することができるノイズでよい。例えば、直接チャネルの減衰における変化又はＳＮＲマージンにおける変化によって、あるいは、特定のスケジュールタイムグリッド（ｓｃｈｅｄｕｌｅ ｔｉｍｅ ｇｒｉｄ）に従って、受信機が検出するノイズ環境における変化のときか、あるいは、送信機（ＣＯ側）からの要求のときに、受信機は、自発的に５０で推定を行うことができる。下り方向において、一部の実施形態では、この測定された生ＲＶＮは、ＣＯ側における送信機に戻って通信される。生ＲＶＮを通信するために、一部の実施形態において、ｅｏｃメッセージが使用され得る。

５１では、ＣＯ側（ＣＯ又はストリートキャビネットなどにおける送信機）が、次いで、受信した生ＲＶＮを処理して、実際のＲＶＮを生成する。他の実施形態において、５１での動作は、例えば、一部の所定のルールを用いて、ＣＰＥ受信機で行われることができるか、あるいは、ＣＯ又はネットワーク管理システムによってか、あるいは、ベンダーの裁量に任せたルール（ｖｅｎｄｏｒ−ｄｉｓｃｒｅｔｉｏｎａｒｙ ｒｕｌｅｓ）によって決められて規定され得る。一実施形態において、生成された実際のＲＶＮは、例えば、ＩＴＵ‐ＴのＧ．９９３．２における仮想ノイズのために使用されるフォーマットで、１セットのブレークポイントとして表されることができる。しかし、他のフォーマットも使用することができる。

一部の実施形態において、遠隔管理エンティティ（例えば、送信機により使用される遠隔管理エンティティ）は、実際の仮想ノイズを生成するように使用されることができ、例えば、ネットワーク監視システム又はネットワーク管理ステーション（ＮＭＳ：Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｔａｔｉｏｎ）がある。この場合、一部の実施形態において、そのような遠隔管理エンティティは、複数の回線からの生ＲＶＮレポートと、潜在的な追加情報とを用いて、回線間に改良された調整を提供し、実際のＲＶＮの最適値を達成することができる。

５２では、送信機が、例えばＬ２．１といった低電力モードを開始及び終了するための、Ｌ２状態毎の開始コマンド及び終了コマンドの一部として、実際のＲＶＮを受信機に通信する。ある状態から別の状態への移行の際、あるいは、任意の特定の状態に存在する間、受信機は、次いで、取得したＲＶＮ及び定義される目標のＳＮＲマージンを用いて、そのビットローディングを維持することができる。

既に上述したように、一部の実施形態では、実際のＲＶＮに関する異なる値が異なる状況で使用され得る。

一部の実施形態において、受信機は、生ＲＶＮを推定又は測定することができない。図６は、そのような場合の実施形態を説明する。

図６において、６０では、一部のデフォルト生ＲＶＮは、ＣＰＥ受信機が生ＲＶＮを推定できない場合に使用される。デフォルトＲＶＮは、例えば、早期測定又は間接測定に基づいて、例えば、ＭＩＢから得られるか、あるいは、遠隔管理システムによって推奨されるＲＶＮから得られることができる、所定の値でよい。

図６の６０及び６２は、次いで、生ＲＶＮの代わりにデフォルトＲＶＮを用いて、図５の５１及び５２に対応する。

既に上述したように、上り方向において、下り方向と本質的に同様の技術が使用され得る。図７は、上り方向において使用可能な実施形態に従った方法を説明する。

７０では、生ＲＶＮがＣＯ受信機において決定される。用語「ＣＯ受信機（ＣＯ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）」は、受信機がストリートキャビネット、ＭＤＵキャビネット、ＤＳＬＡＭなどである場合を含むことも意図される。ＣＰＥ受信機の場合に関し、上記で説明したように推定が行われ、例えば、平均化、内挿、外挿などの技術と関わることができる。７１では、図７の５１を参照して説明したように、ＣＯで生ＲＶＮに基づいて実際のＲＶＮを決定する。従って、ここでは、実際のＲＶＮは、ＣＯで最初に決定され得る。しかし、管理システム（例えば、上記で説明したような、ＣＯにおけるＮＭＳ又はシステム管理）又は他の管理エンティティも使用され得る。

ＲＶＮは、次いで、上記で説明したようにＣＯ受信機で使用される。

一部の実施形態は、低電力モード内外での移行及びこれらのモードでの送受信信号と関連した、特殊なプロトコルを使用することができる。提案した方法は、Ｇ．９９３．２、Ｇ９９３．５、Ｇ．９９８．４及び新たなＧ．ｆａｓｔ基準への拡張又は修正として実行され得る。

上記の実施形態は、単に例示としての役割を果たすものであって、限定的なものとして解釈されるべきではない。上記の技術は、例えば、Ｇ．ｆａｓｔ送信機及び受信機を含む、従来型ＤＳＬ送信機及び受信機のファームウェア、ハードウェア、ソフトウェア及び／又はそれらの組み合せを修正することによって、送信機及び／又は受信機において実行される。複数の特定の詳細が上記に記載されてきたが、他の実施形態は上記の特徴の一部のみを含むことができる、かつ／あるいは、代替的又は追加的な特徴を含むことができる。

Claims (22)

1. ネットワークの送信回線上に送信される信号におけるクロストークノイズを軽減するための装置であって、当該装置は、
   ショウタイム中に実施された実際のノイズの測定に基づく、前記送信回線におけるノイズの推定である基準ノイズ信号を受信するように構成されるトランシーバを含み、
   前記トランシーバは、前記基準ノイズ信号に基づいて前記クロストークノイズを軽減する前記信号のビットローディング値を決定するように構成される、
   装置。
2. 前記トランシーバは、ショウタイムでの前記基準ノイズ信号のアップデートを受信するように構成される、請求項１に記載の装置。
3. 前記トランシーバは、前記基準ノイズ信号の前記アップデートに基づいて前記信号の前記ビットローディング値を決定するように構成される、請求項２に記載の装置。
4. 前記トランシーバは、前記トランシーバでの前記実際のノイズを表す前記基準ノイズ信号の前記アップデートを受信するように構成される、請求項２に記載の装置。
5. 前記トランシーバは、互いに隣接して置かれるケーブルからのクロストークによって生じる前記実際のノイズを表す前記基準ノイズ信号の前記アップデートを受信するように構成される、請求項４に記載の装置。
6. 前記トランシーバは、前記トランシーバでの前記実際のノイズの基準ノイズパターンを表す前記基準ノイズ信号を受信するように構成される、請求項２に記載の装置。
7. 前記トランシーバは、前記基準ノイズパターンの測定されたノイズ値から前記基準ノイズ信号を受信するように構成される、請求項６に記載の装置。
8. 前記トランシーバは、前記トランシーバの初期化において、前記基準ノイズ信号を受信する、請求項１から７の何れか一項に記載の装置。
9. 前記トランシーバは、前記トランシーバによって使用される信号対ノイズ比マージンに対応する前記基準ノイズ信号を受信するように構成される、請求項１から８の何れか一項に記載の装置。
10. 前記トランシーバは、複数の通信モードのために前記基準ノイズ信号に基づいて前記ビットローディング値を生成するように構成される、請求項１から９の何れか一項に記載の装置。
11. 前記トランシーバは、前記複数の通信モードの間で切り替わるように構成され、前記複数の通信モードのうちの少なくとも１つは、省電力モードである、請求項１０に記載の装置。
12. 前記トランシーバは、他の送信回線における電力移行から発生する非定常ノイズを表す前記基準ノイズ信号を受信するように構成される、請求項１から１１の何れか一項に記載の装置。
13. 前記トランシーバは、前記送信回線におけるノイズの推定の周波数帯のブレークポイントにおいてサンプリングされる電力スペクトル密度信号の形態で前記基準ノイズ信号を受信するように構成される、請求項１から１２の何れか一項に記載の装置。
14. 前記トランシーバは、他の送信回線における電力スペクトル密度のいかなる変化も所定の信号対ノイズ比マージンを超える前記クロストークノイズの増加を生じさせないように、前記ビットローディング値を決定するように構成される、請求項１から１３の何れか一項に記載の装置。
15. 前記トランシーバは、ＤＳＬプロトコルに従って、前記ネットワーク上に前記信号を送信するように構成される、請求項１から１４の何れか一項に記載の装置。
16. 当該装置は、Ｇ．ｆａｓｔプロトコルに従って、前記ネットワーク上に前記信号を送信する、請求項１から１５の何れか一項に記載の装置。
17. 前記トランシーバは、加入者宅内機器装置の一部である、請求項１から１６の何れか一項に記載の装置。
18. 前記基準ノイズ信号は、仮想ノイズを表す、請求項１から１７の何れか一項に記載の装置。
19. 前記トランシーバは、前記送信回線上に送信される前記信号の送信パラメータを生成するように構成される、請求項１から１８の何れか一項に記載の装置。
20. 前記トランシーバは、前記基準ノイズ信号を受信する受信機を含む、請求項１から１９の何れか一項に記載の装置。
21. 前記トランシーバは、前記実際のノイズを測定する受信機を含み、
    前記受信機は、ショウタイム中に、隣接するケーブルペアからのクロストークによって生じる実際の全ノイズ、前記送信回線のバックグラウンドノイズ、および自身のノイズフロアを測定する、請求項１から１９の何れか一項に記載の装置。
22. 前記受信機は、前記実際の全ノイズ、前記バックグラウンドノイズ、および前記ノイズフロアに基づいて、基準ノイズパターンを生成する、請求項２１に記載の装置。

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