JPH10107854A - 多数のユーザーおよび多数のネットワークのための通信システム - Google Patents

多数のユーザーおよび多数のネットワークのための通信システム

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JPH10107854A
JPH10107854A JP9279295A JP27929597A JPH10107854A JP H10107854 A JPH10107854 A JP H10107854A JP 9279295 A JP9279295 A JP 9279295A JP 27929597 A JP27929597 A JP 27929597A JP H10107854 A JPH10107854 A JP H10107854A
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ワイ チェン ウォルター
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Abstract

(57)【要約】 【課題】通常の撚り対回線を利用しながら高速データ送
信を可能にすること。 【解決手段】多数のユーザーおよび多数のネットワーク
のための通信システムは、各々がルーターの出力端に結
合された入力端を有する複数のネットワークと、出力端
が前記ルーターの入力端に結合された複数のユーザーと
を備え、前記ネットワークの出力端は前記ユーザーの入
力端に結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマルチモードデジタ
ルモデムに関し、より詳細にはマルチモードデジタルモ
デムのための方法およびハードウェアを使用するシステ
ムに関する。
【０００２】
【従来技術】従来の音声バンドのモデムは公衆交換電話
ネットワーク（ＰＳＴＮ）を通してコンピュータユーザ
ーのエンド間を接続できるようになっている。しかしな
がら音声バンドのモデムの伝送スループットはバンドパ
スフィルタおよびＰＳＴＮインターフェースポイントに
おけるコードにより決められた３．５ＫＨｚのバンド幅
により約４０Ｋｂｐｓより低い値に制限されている。他
方、コンピュータユーザーの撚り対線の電話加入者ルー
プの有効バンド幅はより広くなっている。損失が５０ｄ
Ｂとなるバンド幅は加入者ループの長さに応じて１ＭＨ
ｚも広くすることができる。ローカル加入者ループに基
づく伝送システムは一般にデジタル加入者回線（ＤＳ
Ｌ）と称されている。
【０００３】デジタルフォームでの娯楽（例えばビデオ
オンデマンドでの）娯楽および情報（インターネット）
へのインタラクティブな電子アクセスへの消費者の要求
が高まるにつれ、この需要は従来の音声バンドのモデム
の能力をはるかに越えてしまっている。この要求を満た
すため、これまでに各家庭へ光りファイバーリンクを敷
設したり、衛星から直接送信することや、広バンドの同
軸ケーブルを使用するなどの種々の送信方法が提案され
ている。しかしながらこのような提案例は高くつき、よ
り安価な別の方法が提案されている。例えば、現在の同
軸ケーブルを使って家庭に接続するケーブルモデムおよ
び現在の撚り対銅線を使って家庭を電話会社の中央局
（ＣＯ）に接続する種々の高ビットレートのデジタル加
入者回線（ＤＳＬ）モデム等が提案されている。
【０００４】既に異なるアプリケーションのために数種
のデジタル加入者回線（ＤＳＬ）技術が開発されてい
る。オリジナルの２Ｂ１Ｑデジタル加入者回線技術はＩ
ＳＤＮ用基本レートアクセスチャンネルＵインターフェ
ースとして使用されており、高ビットレートのデジタル
加入者回線（ＨＤＳＬ）技術は既に無中継用Ｔ１サービ
スとして使用されている。
【０００５】ＤＳＬ技術の従来の使用例としては、電話
ループのための非対称デジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）
信号技術がある。この技術は居住地からＣＯ（上り方
向）へ低レートのデータストリームを送り、ＣＯから居
住地（下り方向）へ高レートのデータストリームを送る
通信システム仕様として規格団体によって定められてい
る。このＡＤＳＬ上り方向のチャンネルは簡単な制御機
能または低レートのデータ転送しか行わず、高レートの
下り方向のチャンネルのスループットは上り方向より大
きくなっている。
【０００６】ＡＤＳＬモデムは一般に対に設置される。
すなわちモデムの一方を家庭に設置し、他方をその家庭
にサービスしている電話会社の中央局に設置するように
なっている。これらＡＤＳＬモデムの対は同じ撚り対線
の両端に接続され、各モデムは撚り対線の他端にあるモ
デムとしか通信できず、中央局はそのＡＤＳＬモデムか
ら提供されるサービス（例えば映画、インターネット
等）に直接接続するようになっている。図６は、中央局
に設置されたＡＤＳＬモデム（図６はこのモデムのため
にＡＤＳＬではなくＤＳＬを使用している）、消費者の
家庭、パソコンまたはテレビの上部のボックスに設置さ
れた一方のモデムを俯瞰図として示している。ＡＤＳＬ
モデムは音声バンドの周波数よりも高い周波数で作動す
るので、ＡＤＳＬモデムは音声バンドモデムまたは電話
の会話と同時に作動できる。
【０００７】代表的なＡＤＳＬに基づくシステムは映画
またはその他のデータが集中する内容を提供できる、Ｃ
Ｏに設置されたサーバーと、データを受信し再アセンブ
ルするだけでなく制御情報をＣＯへ送り戻すことができ
る、住宅に設置されたセットトップボックスとを含む。
下り方向の内容を意味を示すようディスプレイまたは使
用するには、モデムを通る持続されたデータレートが一
般に必要である。このような持続されたデータレートの
条件により、ＡＤＳＬシステムは主に所定の作動条件お
よび所定のレートに限り機能するようになっている。加
入者回線が質的な条件を満たせば、ＡＤＳＬモデムは機
能できるが、質的が条件を満たさない場合、新しい回線
機器を設置するか、または回線の品質を改善しなければ
ならい。
【０００８】特にＡＮＳＩ規格であるＡＤＳＬは、現在
の撚り対線を通し家庭へ（下り方向）毎秒６００万ビッ
ト（６Ｍｂｐｓ）まで送信できることを要求し、更に家
庭から（上り方向）毎秒６４万ビット（６４０Ｋｂｐ
ｓ）まで受信できることを要求している。
【０００９】ＡＤＳＬモデムは電話システムを通したデ
ジタル通信に現在使用される音声バンドのモデムとはい
くつかの点で異なっている。まず、家庭用の音声バンド
モデムは本質的にはデジタルビットを音声バンド（３０
Ｈｚ〜３．３ＫＨｚ）内の変調トーンに変換するもので
あるので、信号は電話機で発生された通常の音声信号の
ように送信できる。次に受信側の家庭内の音声バンドモ
デムは受信された信号からデジタルビットを回復する。
現在のＩＴＵ Ｖシリーズの音声バンドモデム規格（例
えばＶ．３２およびＶ．３４）は３３．６Ｋｂｐｓまで
のビットレートでの伝送を要求しているが、これらレー
トでもリアルタイムのビデオには低速すぎ、インターネ
ットのグラフィックに対しても低すぎる値となってい
る。これと対照的にＡＤＳＬモデムは音声バンドよりも
高い周波数レンジで作動するので、これにより、より高
いデータレートが可能となっている。しかしながら撚り
対線の加入者回線にはひずみと損失があり、これらは周
波数および回線長さとともに増加するので、ＡＤＳＬ規
格のデータレートは加入者回線の長さ、例えば２６ゲー
ジ回線では約２．７５ｋｍ（９ｋｆｔ）または２４ゲー
ジ回線では約３．６６ｋｍ（１２ｋｆｔ）での達成可能
な最大レートによって決められている。
【００１０】音声バンドのモデムのデータ速度は少なく
とも次の要因により制限される。１）中央局内の回線カ
ードのサンプリングレートがわずか８ＫＨｚであるこ
と、２）回線カードで使用されているＡ／ＤおよびＤ／
Ａコンバータの低ビット分解能がダイナミックレンジを
低下させていること、および３）加入者回線（撚り対
線）の長さおよび関連する電気的な欠点があること。Ａ
ＤＳＬモデムは最初の２つの要因は回避できるが、加入
者回線の長さの制限および電気的な欠点の影響がある。
図２８は２つの現在のワイヤサイズで回線長さが増すに
つれ加入者回線の容量がどのように低下するかを示して
いる。同じような回線長さによる容量の低下はどのタイ
プの撚り対線の加入者回線用モデムについても当てはま
る。
【００１１】図２６は簡単なＡＤＳＬモデムをブロック
図として示している。このモデムの送信用ハードウェア
３０はビットエンコーダ３６と、逆高速フーリエ変換器
３８、Ｐ／Ｓ４０、デジタル／アナログコンバータ４
２、送信用フィルタおよび回線ドライバ４４およびトラ
ンス４６を含む。受信部分３２はトランス兼フィルタ４
８、アナログ／デジタルコンバータ５０、回線ひずみ補
償用等化器５２、Ｓ／Ｐ５４、高速フーリエ変換器５６
およびビットデコーダ５８を含む。信号リークを抑制す
るために送信部分から受信部分へのエコーキャンセル回
路が含まれてもよい。ＡＤＳＬ規格は２５６個の４ＫＨ
ｚ搬送波バンドに分割されたＢＭＴスペクトルと共に離
散的マルチトーン（ＤＭＴ）を使用しており、他の搬送
波バンドと無関係に各搬送波バンドに可変数のビットを
ロードするのに星形の直交振幅変調（ＱＡＭ）が使用さ
れる。
【００１２】搬送波ごとのビット数は加入者回線を通し
て受信側モデムにテスト信号を送るトレーニング期間中
に決定される。受信側モデムは受信された信号の測定さ
れた信号対ノイズ比に基づき、よりロバストな搬送波バ
ンドには多数のビットを使用する最適なビット割り当て
を決定し、その情報を送信側モデムに戻す。
【００１３】５１２ポイントの逆高速フーリエ変換を使
用することにより、周波数領域のコード化されたビット
を時間領域の信号に変換することにより、コード化され
たビットの変調が極めて効率的に実行され、変換された
時間領域の信号は２．０４８ＭＨｚ（４×５１２）のサ
ンプルレートを使用するＤ／Ａコンバータにより撚り対
線に入力される。受信側ＡＤＳＬモデムはこの信号をサ
ンプリングし、コード化されたビットを高速フーリエ変
換により回復する。
【００１４】ＡＤＳＬ規格のための回線コードとして離
散的マルチトーン（ＤＭＴ）が既に選択されている。代
表的なＤＭＴシステムは送信機側の逆ＦＦＴおよび受信
機側の順方向ＦＦＴを使用するものである。理想的には
受信機側のＦＦＴの後の周波数領域の等化器によりチャ
ンネル周波数のひずみは補正できる。しかしながら、受
信機側のＦＦＴブロックの最初の部分でのチャンネルの
遅れの広がりは、先のブロックからのシンボル間干渉を
含む。この干渉はデータの現在ブロックとは無関係であ
るので、周波数領域の等化器ではキャンセルできない。
代表的な解決案は、ＦＦＴデータのブロックがＴ／Ａに
送られる前に送信機側のＦＦＴデータブロックの前にプ
リフィックスデータのブロックを追加することである。
このプリフィックスデータはＦＦＴデータブロックの最
終部分の繰り返しコピーとなっている。
【００１５】受信機側では周期的プリフィックスデータ
を除くのに、受信された信号をウィンドー化する。チャ
ンネルインパルス応答の長さがプリフィックス長さより
も短ければ、先のＦＦＴデータブロックからのシンボル
間干渉は完全に除去される。次に、ＤＭＴのサブチャン
ネル間のシンボル内干渉を除くのに周波数領域の等化器
技術が使用される。しかしながらチャンネルインパルス
応答はケースごとに異なるので、インパルス応答の長さ
がプリフィックス長さよりも短いという保証はない。チ
ャンネル応答の長さをプリフィックス長さ内に短縮する
のには一般に適応型時間領域等化器が必要である。
【００１６】これまでに時間領域の等化器トレーニング
手順がＪ．Ｓ．チョウ、Ｊ．Ｍ．チオッフィおよびＪ．
Ａ．Ｃ．ビンガム氏の共著論文「マルチ搬送波変調シス
テムのための等化器トレーニングアルゴリズム」、１９
９３年、通信に関する国際会議、７６１〜７６５ペー
ジ、ジュネーブ（１９９３年５月）でこれまで研究され
ており、対応するトレーニングシーケンスは既にＡＤＳ
Ｌ規格およびＪ．Ｓ．チョウ、Ｊ．Ｍチオッフィおよび
Ｊ．Ａ．Ｃ．ビンガム氏の共著論文「ＤＭＴによる時間
領域等化器（ＴＱＥ）のための推奨トレーニングシーケ
ンス」、ＡＮＳＩＴ１Ｅ１．４、委員会投稿番号９３−
０８６に特定されている。
【００１７】下記の特許はＤＭＴモデムに関連する特許
である。すなわち米国特許第５，４００，３２２号はマ
ルチ搬送波チャンネルにおけるビット割り当てに関する
ものであり、米国特許第５，４７９，４４７号はバンド
幅の最適化に関するものであり、米国特許第５，３１
７，５９６号はエコーキャンセルに関するものであり、
米国特許第５，２８５，４７４号は等化器に関するもの
である。
【００１８】ＤＳＬ以外の回線コード、例えばＱＡＭ、
ＰＡＭおよび無搬送波ＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）を使用する
別のＤＳＬモデムの提案例もある。ＩＳＤＮはデータチ
ャンネルを多くするために１６０ＫＨｚ以上の搬送波の
２ビット−１クォータナリー（２Ｂ１Ｑ）の４レベルシ
ンボルの振幅変調を使用している。
【００１９】ＣＡＰ回線コードは一般に合相および直交
マルチレベル信号を一般に使用し、これら信号は直交パ
スバンドフィルタによってフィルタリングされ、送信の
ためにアナログ信号に変換される。図２７は、ＣＡＰ回
線コードを使用し、等化器７５０とエコーキャンセラー
７２７の双方を含むＤＳＬモデムの送信機３２１および
受信機３２５のためのブロック図を示す。次の特許はＣ
ＡＰモデムに関するものである。米国特許第４，９４
４，４９２号は多次元パスバンド送信に関するものであ
り、米国特許４，６８２，３５８号はエコーキャンセル
に関するものであり、米国特許第５，０５２，０００号
は等化器に関するものである。
【００２０】ＣＡＰまたはＤＭＴまたは他の回線コード
を使用するモデムは基本的には次の３つのハードウェア
部分を有する。すなわち（ｉ）加入者回線上のアナログ
信号をデジタル信号に変換し、加入者回線上の送信用デ
ジタル信号をアナログ信号に変換するためのアナログフ
ロントエンドと、（ｉｉ）デジタル信号を情報ビットス
トリームに変換し、オプションとしてエラー訂正、エコ
ーキャンセルおよび回線等化を行うためのデジタル信号
処理回路と、（ｉｉｉ）情報ビットストリームとそのソ
ース／宛て先との間のホストインターフェースとを有す
る。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこれらＤ
ＳＬモデムは次の問題を有する。すなわち１）ビデオ用
の高ビットレートではモデムが複雑となり、高価となる
こと、２）これらビットレートは固定された距離では最
適にされるので、これらレートは短い加入者ループでは
非効率的となり、長い加入者ループに対しては利用でき
なくなること、３）ＤＭＴまたはＣＡＰのいずれかが、
ＤＳＬモデムが接続される特定の加入者ループに存在し
たり存在しなかったりする所定の異なる条件（例えばノ
イズ等）に対して良好に作動すること。
【００２２】インタラクティブな通信能力を提供するた
めに高速データ伝送を行う双方向のデジタル通信システ
ムが開発中である。テスト中の主なアーキテクチャとし
ては、有線のパースペクティブファイバー−同軸ハイブ
リッドシステム（ＨＦＣ）がある。これらシステムは効
率的なスペクトル通信を行うために、直交振幅変調（Ｑ
ＡＭ）、残留側波帯（ＶＳＢ）変調および直交位相シフ
トキーイング（ＱＰＳＫ）変調を含む種々のデジタル変
調方式を使用できる。現在までのシステムの試みは、こ
れらシステムを設置するのに多大な時間と資金が必要と
なることを示している。従って、開発中の双方向システ
ムでは、更にインフラストラクチャを構築し、更に顧客
の住宅（すなわち建物）の機器を増設することが必要で
ある。またシステムは戻りパスの一部として上り方向で
のノイズの回り込みの問題を処理しなければならない。
ノイズの回り込みにより顧客の建物に特別なフィルタを
増設しなければならなり。これらシステムの設置により
顧客の建物へのアクセスと共に居住地および営業地のコ
ミュニティで混乱が生じる。このようなシステムインフ
ラストラクチャはこの新しいインフラストラクチャを利
用する新しい高データレートの一方向または双方向のサ
ービスを提供する前に、顧客の建物の外で、およびこれ
をバイパスするように設置する必要がある。
【００２３】デジタル双方向データを伝送するのに銅線
のインフラストラクチャと高速のモデムを使用する別の
有線システムも提案されている。このシステムは無搬送
波振幅／位相（ＣＡＰ）、離散的マルチトーン（ＤＭ
Ｔ）、ＤＷＭＴおよび加入者ループ搬送波（ＳＬＣ）を
含むいくつかの変調方式で作動できる。現在開発中の非
対称デジタル加入者ループ（ＡＤＳＬ）、極高データレ
ートデジタル加入者回線（ＶＤＳＬ）および高データレ
ートデジタル加入者回線（ＨＤＳＬ）モデムは、顧客の
建物との間で通信信号を搬送するのに異なるデータレー
トを提供する。銅線に基づくシステムの限られたバンド
幅ではワイヤゲージおよび伝送距離のすべてから生じる
信号減衰量は、かかる可能なシステムのデータレートを
低下させる。撚り対銅線ネットワークへの組み込みはア
クティブまたはパッシブなものにすることができる。こ
のデータレートを維持するには、これらシステムの増幅
器の能力が信号強度および通信ポイント間の条件を維持
することが求められる。
【００２４】データ無線通信システム、例えば２１５０
〜２１６２ＭＨｚおよび２５００〜２６８６ＭＨｚで作
動するマルチチャンネルのマイクロウェーブ分配サービ
ス（ＭＭＤＳ）、３７００〜４２００ＭＨｚで作動する
Ｃバンドの衛星、１２２００〜１２７００ＭＨｚで作動
するＫｕバンドの直接放送衛星（ＤＢＳ）、１１７００
〜１２２００ＭＨで作動する極小開口ターミナル（ＶＳ
ＡＴ）および２７５００〜２９５００ＭＨｚバンドで作
動するローカルマルチポイント分配サービス（ＬＭＤ
Ｓ）が配備されているか、または開発中である。無線放
送システムはポイントから多数のポイントへ信号を分散
させるシステムである。現在、これらの無線システムは
最終通信リンクを確立するのに顧客の建物に設置された
アンテナを使用している。アンテナがより小型になれ
ば、これらシステムは顧客にとってより受け入れやすい
ものとなる。しかしながら、このような分配方法ではい
くつかの問題が生じる。顧客の建物へのアクセス、設置
コストおよび建物に設置されるアンテナはいずれも顧客
の観点からはすべて望ましくない要素である。システム
を概観すると、アンテナ、ダウンコンバータ、チューナ
ーおよびデコーダを繰り返し使用することはシステムの
設置コストを増し、これは顧客に転嫁される。居住者が
近所に多数住む場所におけるこれらシステムの設置を制
限する別の要素として視軸が限られることが挙げられ
る。しかしながら従来技術のこれらおよびそれ以外の欠
点は本発明によって克服される。
【００２５】
【課題を解決するための手段】本発明は約６．４ｋｍ
（２１０００フィート）までの長さの標準的な電話用撚
り対回線で使用するための新規な高速モデムを提供する
ものである。この新規なモデムはＭＤＳＬすなわち中間
バンドデジタル加入者回線用モデムと称される。本発明
のＭＤＳＬモデムは下り方向の送信信号と上り方向の送
信信号とを分離するのに周波数分割多重化（ＦＤＭ）技
術を利用している。ＭＤＳＬのための変調技術は任意で
あるが、使用できる特定の変調方式としてはＱＡＭ／Ｃ
ＡＰと離散的マルチトーン（ＤＭＴ）とがある。中央局
（ＣＯ）における本発明のＭＤＳＬモデムと遠隔地のユ
ーザー（ＲＵ）側のＭＤＳＬモデムとの間の同期を達成
するための起動方法が本発明の一部として提供される。
【００２６】ＭＤＳＬを実現するために選択される特定
の変調方式の１つとして無搬送波ＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）
がある。このＣＡＰは同期化のために別個のトーンを利
用せず、同期化は送信データ信号を直接使用して達成さ
れる。起動時に真のデータを送信する前にＣＡＰ受信機
における等化器をトレーニングするのに特別なデータシ
ーケンスが使用される。
【００２７】本発明は所定の共通回路を使用して音声バ
ンドの機能および音声バンドを越える周波数（ＤＳＬ）
機能の双方をサポートするモデムを提供する。好ましい
実施例は別個の、または組み合わされたアナログフロン
トエンドおよび共通ホストインターフェース（シリアル
またはパラレル）のいずれかと組み合わせられた音声バ
ンドのモデム用ソフトウェアまたは音声バンドより高い
バンドのモデム用ソフトウェアのいずれかを作動させる
のにＤＳＰを使用する。音声バンドのモデムまたは音声
バンドを越えるバンドのモデムのいずれかに内部の同一
部品を使用でき、このモデムは電話機で使用するための
音声バンドを分離するのに一体的なスプリッタを使用で
きる。
【００２８】本発明は音声バンドモデムと同じハードウ
ェアプラットフォームで現在の異なるＡＤＳＬ回線コー
ド、離散的マルチトーン（ＤＭＴ）および無搬送波ＡＭ
／ＰＭ（ＣＡＰ）を実現できるプログラマブルデジタル
信号プロセッサ（ＤＳＰ）実施方法を提供するものであ
る。このＤＳＰの実現例を用いることにより回線状態お
よびサービス−コスト要件に合わせるようリアルタイム
で所望する伝送レートを交渉することもできる。
【００２９】双方の側にあるモデム間でトーンを交換す
ることにより、各通信セッションの開始時にこの回線コ
ードとレートの交渉プロセスを実施できる。回線コード
およびレートをコンパーチブルにするために４工程の中
間バンドデジタル加入者回線（ＭＤＳＬ）モデム初期化
方法が使用される。
【００３０】電話会社の中央局（ＣＯ）を居住地の加入
者に接続する現在の撚り対銅線の電話回線を通してデジ
タルデータを送るのに、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）
信号化技術が使用されるが、従来のＤＳＬデータモデム
は上記データレートである比率の居住地の顧客にサービ
スをするようになっている。本発明の新レート交渉方法
は可変レートのＤＳＬ（ＶＲＤＳＬ）システムをイネー
ブル状態にする。このレート交渉方法を使用することに
より可変レートシステムは回線状態、計算能力、ネット
ワークアクセス性およびアプリケーションの条件に基づ
き、そのスループットに適合する。このサービスは従来
の通常の電話サービス（ＰＯＴＳ）を混乱させることな
く電話の加入者ループに加えることができる。従って、
ＤＳＬ接続と無関係に音声バンドのモデム接続を使用す
ることも可能である。
【００３１】このレート交渉方法は多数のレートをサポ
ートするＤＳＬシステムをシステマティックに制御す
る。データレートはモデムのコスト、回線状態またはア
プリケーションの条件に応じて変えることができる。モ
デムはＶＯＤ、ビデオフォン、多数のＩＳＤＮリンクお
よび新しいネットワークアクセスアプリケーションを含
む多数の異なるアプリケーションをサポートできる可変
レートデータリンクとして機能する。特定のＤＳＬ接続
の能力、使用できる計算パワーおよび特別なアプリケー
ションプログラム条件を考慮することにより、交渉方法
によりデータレートを適当なレベルに合わせることがで
きる。この方式は、対称的データリンクまたは非対称的
データリンクを行い、対称的リンクと非対称的リンクを
任意にミックスすることを必要とする同時アプリケーシ
ョンをサポートする。ＤＳＬ伝送スループットの対称的
部分の一部は、電話の通話またはテレビ電話通話に使用
でき、ＤＳＬ伝送スループットの非対称的部分の一部は
インターネットへのアクセスまたはＶＯＤサービスに使
用できる。レート交渉方法はＤＳＬを使用する多数の異
なるネットワークアプリケーションをサポートする。
【００３２】これまでのＤＳＬモデムの代表的な実現例
は、加入者とネットワークとの間の無接続サービスしか
サポートしていなかったが、ＤＳＬはローカル中央局で
ターミネートされるので、電話とネットワークのフレン
ドリーなＤＳＬインターフェースが望ましい。多数の仮
想的サービス接続を容易にするため、サービスと制御メ
ッセージを交換するのにＩＳＤＮ Ｄチャンネルに類似
した運用／信号チャンネルが好ましい。ＣＯ側の制御チ
ャンネルサーバーへ信号およびデータパケットを送る前
に運用上のメッセージを集めるのに、ＣＯ側のＤＳＬモ
デム内のプリプロセッサも必要である。
【００３３】本発明のＤＳＬモデムは無接続のみならず
接続オリエントな（交換）サービスもサポートする。こ
のレート交渉方法はレートを可変できるＤＳＬシステム
と共に使用することが好ましい。一例として、可変レー
トＤＳＬ（ＶＲＤＳＬ）システムがあり、このシステム
は４００Ｋｂｐｓまでの可変上り方向伝送スループット
と４００Ｋｂｐｓから２．０４８Ｍｂｐｓまでの下り方
向の伝送スループットを提供できる。（しかしながら本
発明は例として述べたシステムに示されたレート内での
可変に限定されるものではない。）これより低いスルー
プットでは回線状態の悪い運用がサポートされる。より
低いデータレートではより要求の低いアプリケーション
用の低コストのモデムの設計が可能となる。このことは
音声バンドモデムと同じハードウェアプラットフォーム
を使用して、対称的な４００Ｋｂｐｓのリンクを行うこ
とができる、本発明の中間バンドＤＳＬ（ＭＤＳＬ）設
計の思想と一致するものである。高い下り方向のスルー
プットではＶＲＤＳＬはＡＤＳＬとコンパーチブルにで
きる。基本的にはＶＲＤＳＬレートの交渉方法はある範
囲の価格／性能のＤＳＬモデムをサービスできる能力を
提供し、このモデムは個々の回線状態および処理パワー
に基づきスループットを最大にできる。ＶＲＤＳＬ信号
化技術では同じ電話加入者ループを使用してＰＯＴＳも
利用できる。
【００３４】中間バンドデジタル加入者回線（ＭＤＳ
Ｌ）ソフトウェアシステムのためのホストインターフェ
ース条件も本発明の一部である。ＭＤＳＬネットワーク
インターフェースを制御するためにホストＰＣプラット
フォームで作動するソフトウェアは、ＮＤＩＳ３．０Ｗ
ＡＮミニポートドライバとして構成されており、このソ
フトウェアは現在のネットワークドライバおよびアプリ
ケーションと主にウィンドウズＮＴ／ウィンドウズ９５
で作動する。
【００３５】この中間バンドデジタル加入者回線（ＭＤ
ＳＬ）用の回線接続管理プロセスは、ＭＤＳＬ−Ｃ（中
央局側のＭＤＳＬ）とＭＤＳＬ−Ｒ（居住者側のＭＤＳ
Ｌ）との間の回線接続を管理するための簡単で効率的、
かつフレキシブルなインターフェースを提供する。ＭＤ
ＳＬは４つの異なる回線モードを使用する。すなわち単
ーリンクによる専用回線（ＬＬＳＬ）、マルチリンクに
よる専用回線（ＬＬＭＬ）、ソフトダイヤルによる交換
回線（ＳＬＳＤ）およびハードダイヤルによる交換回線
（ＳＬＨＤ）を使用している。ＬＬＳＬモードのための
ホストインターフェースは３つの異なる回線ステート、
回線ドロップステート、回線切断ステートおよび回線接
続ステートを有する。ＭＤＳＬモデムの内部ステートマ
シンは回線ステータスを記録し、モニタでき、ステート
変化を他のＭＤＳＬモデムのみならずホストプロセッサ
にも通知できる。本発明の回線接続管理メッセージを交
換するのに使用されるプロトコルは、簡略化されたポイ
ント間のリンク制御プロトコルである。
【００３６】ＭＤＳＬホストインターフェースは次の基
本的機能、すなわちホストとＭＤＳＬとの間のコマンド
／制御通信、回線接続管理および送信／受信データパケ
ットを含む。ＭＤＳＬホストインターフェースはホスト
コントローラに対する簡単でユーザーフレンドリーで効
率的な低コストのインターフェースを提供する。
【００３７】現在のところ好ましい実施例では、ＭＤＳ
Ｌのためのホストドライバソフトウェアはウィンドウズ
９５／ＮＴ環境下で作動するＮＤＩＳ ＷＡＮミニポー
トドライバとして構成されている。このソフトウェアは
ＭＤＳＬネットワークシステムのメディアアクセス制御
（ＭＡＣ）サブレイヤーを制御し、管理し、ＮＤＩＳラ
ッパーおよび上部レイヤープロトコルドライバスタック
と作動すると、どのインターネットアクセスアプリケー
ションもトランスペアレントに作動できる。
【００３８】本発明はＭＤＳＬモデムの時間領域等化器
をトレーニングするための簡単なアルゴリズムも提供す
るものである。同じ方法により、ＦＦＴフレームの境界
も確実に検出される。
【００３９】本発明は通信サービスのポイント対マルチ
ポイントの送出も提供するものであり、特にモデムを介
して有線および無線システムを無線有線ハイブリッド回
線ネットワーク（ＨＷＷＮ）と称される効率的なデジタ
ル信号分配ネットワークに統合する信号分配方法を提供
するものである。このシステムのアーキテクチャに含ま
れるキー要素とは、データレートおよびチャンネル伝送
状態へのユーザーの要求に基づき、利用できるスペクト
ルを効率的に使用できるように考慮されたバンド幅管理
の特徴にある。
【００４０】本発明は、対称的分散送信チャンネルのた
めの送信機内の適応型フィルタをダイレクト等化器シス
テムに提供するものである。このダイレクト等化方法は
高価な高分解能の高サンプリングレートのＡ／Ｄコンバ
ータおよび高精密な適応型フィルタを受信機で使用しな
いようにしたものである。送信データパスでは適応型フ
ィルタはシンボルビットの分解能に等しい精度しか必要
としない。フィルタ係数は、符号ＬＭＳアルゴリズム
（シフトおよび加算演算しか行わない）を使用する受信
パスで識別される。従って、本発明のダイレクト等化シ
ステムは対称的な分散チャンネルによる高データレート
の送信システムを実現するための安価な方法となってい
る。
【００４１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のマルチモードモ
デム１００の第１の好ましい実施例の機能的ブロック図
を示す。この図１ではモデム１００は単一加入者回線
（撚り対線）１４０への音声バンドパスおよびＤＳＬバ
ンドデータパスの双方を含み、加入者回線１４０は電話
会社の中央局に接続している。音声バンドのアナログフ
ロントエンド（ＶＢ ＡＦＥ）１１０は音声バンド（３
００Ｈｚ〜３．３ＫＨｚ）における周波数で送受信する
が、デジタル加入者回線のアナログフロントエンド（Ｄ
ＳＬ ＡＦＥ）１２０は音声バンドを越える周波数（４
ＫＨｚ以上）での周波数で送受信する。加入者回線１４
０にはスプリッタ１３０が接続しており、このスプリッ
タは入進信号を音声バンドの成分と音声バンドを越える
周波数の成分に分離する。音声バンドではＰＯＴＳ（通
常の従来の電話サービス）が行われ、加入者回線には直
接またはスプリッタ１３０を介して電話を接続できる。
【００４２】モデム１００はＤＳＬバンドのデータパス
として、および音声バンドのデータパスの一部として１
つのプログラマブルデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）
１５０を使用しており、一般に２つの別個のデータ入力
ポートを使用する。ＤＳＬバンドは一般に音声バンドの
データパスよりも高いビットレートを有するので、バッ
ファ化されたマルチプレクサを備えた単一ポートを使用
することよりも別個のＤＳＰポートを使用するほうがよ
り便利であるが、かかるマルチプレクサを使用すること
は明らかに本発明の範囲内での別の方法である。例え
ば、ＤＳＬバンドで作動するモデム１００は２００ＫＨ
ｚよりも若干狭い総バンド幅を有する、１００ＫＨｚを
中心とする上り方向（居住地から中央局へ）の周波数バ
ンドおよび２００ＫＨｚよりも若干狭い総バンド幅を有
する、３００ＫＨｚを中心とする下り方向（中央局から
居住地へ）の周波数バンドを使用できる。このような周
波数割り当てによってモデム１００のフルデュプレック
ス（全二重）の運用が可能となっている。実行される機
能を高めるか、または性能を高めるのに、一般に単一の
ＤＳＰを使用する代わりに多数のＤＳＰを使用できる。
このＤＳＰ１５０はホストインターフェース回路１６０
に接続されている。
【００４３】モデム１００は多数の回線コードから回線
コードを選択でき、更にモデム１００はＤＳＰ１５０に
よって実行されるプログラムを切り換えることにより、
音声バンドを越える周波数の高ビットレートのＤＳＬモ
デムまたは音声バンドのモデム（例えばＶ．３４）のい
ずれかとして同時または逐次作動できる。ＤＳＰのオン
ボードメモリまたは図１には示されていない補助メモリ
に種々の回線コードプログラムを記憶できる。更にＤＳ
Ｐ１５０によって実行されるプログラムに応じてＤＳＬ
モデム動作のための別の回線コード（例えばＣＡＰまた
はＤＭＴ回線コード）を使用できる。
【００４４】図２および３はモデム１００のＤＳＬデー
タパス部分を示す。このモデム１００はアナログ−デジ
タルコンバータ１７２と、デジタル−アナログコンバー
タ１７０と、フィルタ１７４、１７６と、送信ドライバ
１７８と、受信機増幅器１８０とを含む。図２は更にモ
デムの内部クロックをホスト（または中央局）からのク
ロック信号に同期させる位相ロックループ１８２のクロ
ック発生器を明瞭に示している。図３は、バンドパスフ
ィルタを省略しており、その代わりに回線コードプログ
ラムをホールドできる種々のタイプのオプションのメモ
リ、例えばＳＲＡＭ１８４と不揮発性のＥＥＰＲＯＭ１
８６を示している。モデム１００が音声バンドモデムと
して作動する時は、スプリッタ１３０は音声バンドアナ
ログフロントエンド１２０に音声バンドの周波数を送
る。
【００４５】図４は、ＤＳＬモードのモデム１００のた
めのＤＳＰソフトウェアを示しており、（ｉ）ＤＳＰ用
のオプションのカーネル（オペレーティングシステム）
１９０と、（ｉｉ）ホストインターフェース１９２と、
（ｉｉｉ）オプションの管理メンテナンス制御装置１９
４と、（ｉｖ）フレーミング１９６と、（ｖ）埋め込ま
れたオプション制御装置１９８と、（ｖｉ）データスト
リームにより埋め込まれたオペレーション制御信号を多
重化するためのチャンネルマルチプレクサ１９９と、
（ｖｉｉ）ビットストリームスクランブルのためのスク
ランブラーロジック１９１と、（ｖｉｉｉ）ビット−シ
ンボル変換、等化、エコーキャンセルを含むＣＡＰまた
はＤＭＴロジックのようなトランシーバロジック１９３
と、（ｉｘ）変調器／復調器ロジック１９５およびオプ
ションの順方向エラー訂正回路（ＦＥＣ）とを含む。
【００４６】図５はホストとインターフェースされたモ
デム１００上で作動するアプリケーション用のソフトウ
ェアプロトコルのヒエラルヒーを示す。物理的レイヤー
１８５（レイヤー１）は変調、ビットストリームスクラ
ンブルおよびデータストリームによる制御信号の多重化
のためのＤＳＰソフトウェアを含む。ＤＳＰ内のデータ
リンクレイヤー１８６（レイヤー２）は埋め込まれたオ
ペレーション制御およびフレーミングを含む。ホスト内
のネットワークレイヤー１８９（レイヤー３）はモデム
ドライバー（例えばウィンドウズ９５／ＮＴ用のＮＤＩ
Ｓタイプ）とトランスポートプロトコル、例えばＰＴＰ
（ポイント対ポイントプロトコル）を含む。インターネ
ットブラウザのようなアプリケーションはトランスポー
トプロトコルと相互作用する。
【００４７】ボイスバンドの作動モードではモデム１０
０は標準的な音声バンドのモデム（例えばＶ．３４等）
に類似するソフトウェアを使用できる。本発明は約６．
４ｋｍ（２１０００フィート）までの長さの標準的電話
撚り対回線で使用するための新規な高速モデム１００を
提供する。この新規なモデム１００をＭＤＳ（中間バン
ドデジタル加入者回線）モデムと称す。このＭＤＳＬモ
デム１００は下り方向の送信信号と上り方向の送信信号
とを分離するため周波数分割多重化（ＦＤＭ）を利用し
ている。ＭＤＳＬのための変調方式は任意のものとする
ことができるが、使用できる２つの特定の変調方式とし
てはＱＡＭ／ＣＡＰおよび離散的マルチトーン（ＤＭ
Ｔ）方式がある。本発明の一部として中央局（ＣＯ）に
おけるモデムとリモートユーザー（ＲＵ）側のモデムと
の間の同期を達成するための起動方法が提供されてい
る。
【００４８】ＭＤＳＬモデムの一実施例のために選択さ
れる変調方式の１つとして無搬送波ＡＭ／ＰＭ（ＣＡ
Ｐ）方式がある。このＣＡＰは従来の直交振幅変調（Ｑ
ＡＭ）の特殊なケースを見なすことができる。主な差異
は、ＣＡＰがパスバンド内でほとんどの処理を実行する
のに対し、ＱＡＭはベースバンドでほとんどの処理を実
行することである。
【００４９】ＣＡＰは同期化のために別個のトーンを使
用せず、送信されたデータ信号を直接使用することによ
り同期化を行っている。起動時にリアルデータを送信す
る前にＣＡＰ受信機内の等化器をトレーニングするのに
特別なデータシーケンスが使用される。
【００５０】１６Ｋｂｐｓ〜３８４Ｋｂｐｓの上り方向
の速度（ＭＤＳＬ−ＲからＭＤＳＬ−Ｃ）および３８４
Ｋｂｐｓ〜２．０４８Ｍｂｐｓの下り方向の速度（ＭＤ
ＳＬ−ＣからＭＤＳＬ−Ｒまで）を達成するのに、同じ
ＤＳＰプラットフォームで無搬送波ＡＭ／ＰＭ（ＣＡ
Ｐ）変調および離散的マルチトーン変調を使用する実施
例もある。ＭＤＳＬ−Ｃはローカルエリアネットワーク
（ＡＬＮ）へのＭＤＳＬ−Ｒアクセスが可能となるよう
にゲートウェイまたはルーターとして設置することもで
きる。ＭＤＳＬの応用例については後に説明する。
【００５１】パソコンまたは他のプラットフォームに直
接プラグインできるＩＳＡカードにプロトタイプのＭＤ
ＳＬハードウェアが設置されている。このプロトコルは
次の成分を含む。すなわち変調／復調を実行するための
ＰＭＳ３２０Ｃ５４１ ＤＳＰと、ＨＯＳＴ、１６ビッ
ト幅のＥＥＰＲＯＭおよびＲＡＭとのフレーミングおよ
びインターフェースをするネットワークの物理的レイヤ
ーと、ＭＤＳＬを実行するために必要なサンプリングレ
ート、分解能およびその他の特性をサポートできる組み
合わされたＤ／ＡおよびＡ／Ｄコンバータと、ＰＯＴＳ
インターフェースに接続するのに必要とされるアナログ
フロントエンド回路と、ＩＳＡバスインターフェース回
路とを含む。
【００５２】図６は中央局２２０内の他のモデム１００
と通信する家庭２１０内のモデム１００を示す。この中
央局２２０のモデム１００は種々の能力および負荷を有
することができ、加入者ループ１４０は特定の状態とな
ることができるので、モデムは回線コード（ＣＡＰ、Ｄ
ＭＴまたはその他のコード）と、ビットレートを選択
し、等化器をトレーニングするための初期化方法を実行
する。次にモデムはデータ通信を開始する。
【００５３】図７および８はＤＳＬモデムによる加入者
回線への中央局の別の接続を示す。各加入者回線はＤＳ
Ｌ ＡＦＥ（アナログフロントエンド）を有し、アナロ
グスイッチがＡＦＥ出力をＤＳＬプロセッサ（居住地側
のモデム内のＤＳＰに類似したＤＳＰまたは多数のＡＦ
Ｅ用の単一ＤＳＰ）に接続している。中央局はＡＦＥ出
力をモニタしており、デジタルスイッチが対応する居住
地側のＤＳＬモデムとの通信をするのに利用できるＤＳ
Ｐを割り当てる。中央局は居住地内のアクティブなモデ
ムを探すのにＡＦＥをポーリングする。図７および８に
示すように中央局側のＤＳＬモデムはパケット状にされ
た情報（例えばインターネット）を有するローカルエリ
アネットワークまたは公衆交換電話ネットワーク基幹回
線を通して直接送られる低ビットレートデータを有する
ワイドエリアネットワーク上のリモードアクセスサーバ
ーに接続している。居住地側のモデムによって行われる
情報はフックオフ信号ではなくてバンド外信号化方法
（例えばＩＳＤＮ Ｑ．９３１信号化）と音声バンドで
アナログ交換および回線カードへ送られる電話番号によ
り識別されるか、または信号として送られる。図８はＡ
ＦＥ２４０、ＤＳＰ２６０、通信コントローラ２８０お
よびＡＲＭまたはＲＩＳＣプロセッサ２９０としての中
央局側のＤＳＬモデム（ＤＳＬバンドは既に音声バンド
から分離されている）の主な機能的ブロックを示す。こ
のモデムは時間分割多重化（ＴＤＭ）バスへ送られる低
ビットレートの送信信号（音声、テレビ会議等）と制御
バス（次に基幹回線）へ送られるパケット化されたデー
タ（インターネット、イントラネット、プライベートネ
ットワーク等）の双方に接続できる。図１０は、ＡＤＳ
Ｌまたは他の任意のＤＳＬモデムとすることができる用
語「ｘＤＳＬ」を示す。これら種々の機能はすべて単一
のＤＳＰ２６０で実行できる。
【００５４】次に図９を参照すると、ここにはハイブリ
ッド無線−有線ネットワーク（ＨＷＷＮ）２０００のた
めの本発明のアーキテクチャの簡略化された機能ブロッ
ク図が示されている。図９には特に統合化された伝送ネ
ットワークを介して電話、テレビおよびデータ信号を分
配するアーキテクチャおよび方法が示されている。通信
信号の分配はヘッドエンド２００２または中央局２００
４で始まる。信号はデジタル化され、光ファイバーフィ
ーダーリンク２００６を介して無線分配ノード２００８
へ送ることができる。隣接エリアへの送信のため変換さ
れていないＲＦ搬送波を変調するのに種々の技術を使用
できる。隣接エリアには無線ネットワークユニット（Ｗ
ＮＵ）２０１０と称されるリモートターミナルを設置で
き、これらリモートターミナルは無線周波数（ＲＦ）信
号を受信するのにアンテナを使用し、これら信号を中間
周波数（ＩＦ）に変換し、次に低い搬送波周波数信号に
変換し、この信号をデジタル加入者回線（ＤＳＬ）へ送
り、撚り対線２０１２上の極高データレートデジタル加
入者回線（ＶＤＳＬ）またはＭＤＳＬを介して居住地２
０１４へ送られる。双方向システムではこれらアンテナ
は顧客の建物２０１４からノード２００８へ情報を送り
戻すためのリターン接続プラットフォームの一部とな
る。高速モデムを介する撚り対銅線回線または同軸ケー
ブルはデジタル信号を送受信し、顧客の住宅にある伝送
ネットワークを初期化すなわち完成する。適当な制御チ
ャンネルを通してネットワーク制御およびルーティング
機能が行われる。本発明は統合化された伝送ネットワー
クにおける高速モデムおよび確立された有線および無線
分配技術の能力をユニークに利用している。更にバンド
幅をダイナミックに制御し、伝送ネットワークを最適化
するのに周波数を再利用している。システム管理はユー
ザーの要求および検出された干渉に基づきネットワーク
性能を最適にするようデータレートを調節する。このよ
うなシステム管理はオペレーションサポートシステム
（ＯＳＳ）を通して情報を送ることにより達成される。
【００５５】好ましい実施例のハイブリッドの無線−有
線回線ネットワーク（ＨＷＷＮ）によれば、高バンド通
信分配方法はデジタル信号を無線ネットワークユニット
（ＷＮＵ）２０１０における現行の銅線または同軸ケー
ブルネットワークに組み戻しながら無線分配の利点を組
み合わせている。顧客の住宅への最終伝送リンクはＶＤ
ＳＬ（またはＭＤＳＬ）受信機に対するＶＤＳＬ（また
はＭＤＳＬ）回線ドライバを使用して行われる。顧客の
データレートの条件に基づき、バンド幅をダイナミック
に調節するのにシステム管理が行われる。制御チャンネ
ルおよびオペレーションサポートシステム（ＯＳＳ）に
より情報の選択およびチャンネルの質がモニタされ制御
される。種々のアーキテクチャは７つのオープンシステ
ムインターコネクト機能レイヤーを通してネットワーク
データ通信システムを共にリンクする。
【００５６】分配のＨＷＷＮ方法はコストおよび性能上
の利点を生かすことができ、上記他のシステムの欠点の
多くを除いている。特にモデムと組み合わされた無線の
ポイント対マルチポイントシステムを使用することによ
ってビットエラーレート（ＢＥＲ）を低下したまま、よ
り長い距離にわたってより高いデータレートを得ること
ができる。更に無線の特徴により、必要に応じて追加さ
れた高い容量で高速に設置することが可能となってい
る。モデムは無線ネットワークユニットから多数の顧客
へのアクセスを行う。このような統合化されたアーキテ
クチャは顧客の住宅に直接分配するシステムを通した顧
客のアクセスを増す。このようなアーキテクチャを使用
することにより単一の無線ネットワークユニットでも数
百戸の顧客の住宅に接続するインターフェースとなり得
る。本発明のネットワークアーキテクチャは、高速のワ
ールドワイドウェブアクセス、テレビ会議のような特徴
を可能とし、効果的なコストで顧客の建物に対する１０
ベースＴイーサネット、１００ベースＴイーサネットお
よび非同期転送モード（ＡＴＭ）接続をサポートする。
【００５７】種々の変調技術を使って種々のアーキテク
チャ実施例を設置できる。説明上、利用できるスペクト
ルを有効活用するためにより高いレベルの変調方式、例
えば６４ＱＡＭを使用する。無線システムではマルチパ
スのような現象から生じる信号対ノイズの劣化および隣
接するチャンネル搬送波により信号の解消が生じ得る。
適応型等化方法はこれら問題の一部を訂正できる。周波
数のアンテナの偏波を交互に変える送信ノードにおける
セクタ状アンテナは信号の干渉を低減しながらチャンネ
ル密度を高めることができる。リターンパスによって生
じた干渉を低減するには直交位相シフトキーイング（Ｑ
ＰＳＫ）変調と適応型チャンネルバンド制御および空間
ダイバーシティを組み合わせ、システムの干渉を低減す
ることができる。
【００５８】種々の分配システムからハイブリッド統合
ネットワークＨＷＷＮの実施例を構成できるので、この
結果、ＭＭＤＳ、Ｃバンドの衛星、ＫｕバンドのＤＢＳ
およびＶＳＡＴ並びにＬＭＤＳシステムを含む（これら
システムのみに限定されず）種々の衛星および地上波シ
ステムとのコンパティビリティが得られる。
【００５９】図８は、従来の銅線の電話システムに結合
された無線のポイント対マルチポイントシステムを含
む、現在のところ好ましいネットワークの実施例のブロ
ック図である。別のネットワークの実施例では同軸シス
テムに設置するための、またはノードとしての衛星フィ
ーダーを有するバスアーキテクチャを使用できる。この
無線システムは図８におけるノード２００８のような多
数のノードから構成される。所望するサービスエリアを
カバーするのに十分な無線ネットワークユニット２０１
０が設置されている。地上波ネットワークの設置および
統合は中央局、ヘッドエンドの位置、およびノードサイ
ト、建物またはタワーへのアクセスに応じて決まる。し
かしながら実際のコンフィギュレーションは顧客の数お
よび必要なデータレートに応じて決まる。中央局側では
モデムはコンセントレータおよびパケッタイザを適当な
データストリーム内に送り込む。中央局側で多重化され
た多数のモデムが光ファィバーターミナル（ＦＯＴ）に
より光リンクを通してリモードノードサイトへデータス
トリームを送り、リモートノードサイトは無線ノードア
ンテナを通して送信をするようになっている。同様に、
ビデオヘッドエンドはＦＯＴにビデオストリームを組み
込み、ＦＯＴは無線ノードアンテナを通した送信のため
のノードにリンクする。ＷＮＵ機器は送信信号を受信
し、エンド側の顧客に分配するために信号を変換する。
【００６０】例えば、限定されるわけではないが、６４
ＱＡＭ変調方式のようなより高いレベルの変調を使った
有効な通信を確立するために、いくつかの技術を使用し
て干渉の効果を低減できる。図１０を参照すると、セク
タパターン内で完全に３６０度のセルをカバーするのに
ノード２００８のアンテナを設置できる。図１０は４つ
のノード２００８ａ〜２００８ｄを示し、各円の中心に
送信タワーが設けられている。各ノードタワーすなわち
プラットフォーム内ではアンテナがセクタ状に配置され
ている。説明上、セクタは６０度のセクタに示されてい
る。このようなセクタ状パターンをノードのまわりおよ
び隣接するセル内に繰り返す。これらセクタは垂直偏波
と水平偏波が交互となるように設置してもよく、通信エ
リアによって干渉がかなり少なくなったカバー範囲を提
供できる。更に干渉を低減するには、セクタごとに送信
周波数を変えることも可能である。この方法の欠点は顧
客へ情報を送信するために利用できるチャンネル数が少
なくなることである。６０度のセクタはコードの周波数
の再利用を考慮し、チャンネル容量を増すことによって
このような作用を阻止している。
【００６１】
【表１】
【００６２】表１はチャンネル容量と変調のタイプおよ
びセクタ化の効果の関係を示す。説明上、３Ｍｂｐｓの
送信チャンネルを選択した。表から判るように、順方向
エラー訂正コーディング、バーストエラー保護のための
リード−ソロモン外側コードおよびシンボルレベルでの
トレリス内側コードを有する６４ＱＡＭのようなより高
いレベルの変調により、バンド幅の効率がより高くなっ
ている。この表は７８０ＭＨｚの総バンド幅の場合、各
変調技術がサポートできる３Ｍｂｐｓのチャンネル数を
示している。干渉を低減し、６４ＱＡＭ変調に必要なシ
ステムのより高い信号対ノイズ比を満たすために、チャ
ンネル周波数は恐らくチャンネルごとに変えなければな
らない。このようなケースはＱＰＳＫシステムには当て
はまらない。その理由は信号対ノイズの条件がより低く
なっているからである。より高い効率の変調方式で周波
数を交互に変えるプランを検討すると、表１は、得られ
ることのできる実際のチャンネル数を示しており、ノー
ド当たり６つのセクタを設置できるチャンネル容量に対
する効果が結論される。線形性、信号対ノイズ比、有効
電離放射パワー（ＥＩＲＰ）、受信機のノイズ指数と組
み合わされた位相の安定性、安定なサイズ、適当なパス
リンクのマージを有するシステム利得を含む他の種々の
システム要素によって、最もコスト上効果的なシステム
を提供するのはどの技術であるかが決定される。
【００６３】図１１は、ＷＮＵ２０１０およびエンド側
顧客のモデム装置のブロック図を示す。アンテナで多重
化された副搬送波信号を載せた下り方向のＲＦチャンネ
ルが選択され、受信され、ＩＦに変換され、復調され、
多重化分離される。ＶＤＳＬ（またはＭＤＳＬ）回線ド
ライバを使用することにより、音声信号とＤＳＬ信号と
を分離するためのスプリッタを通してデータが結合され
る。このデータは低搬送波周波数の直交振幅変調された
（ＱＡＭ）信号として撚り対回線を通して送られる。下
り方向パスを完成するため、ＶＤＳＬモデムはデジタル
信号を受信し、この信号を情報に戻すように変換する。
【００６４】図１１は顧客の建物２０１４からＷＮＵ２
０１０までの上り方向のリターンパスも示す。ＶＤＳＬ
送信機を通って撚り対銅線へデジタル信号が送られ、こ
の信号はＷＬＵに設置されたＶＤＳＬ受信機によって受
信される。上り方向のデジタルチャンネルはノード受信
機へ送信できるよう多重化され、コード化され、ＲＦ周
波数に変換される。
【００６５】図１２は、ＷＮＵ２０１０の機能的ブロッ
クの詳細を示す。現行の銅線回線上に結合されたデータ
は顧客の建物との間でベースバンドにて極高データレー
トデジタル加入者回線（ＶＤＳＬ）を通して送信され
る。制御チャンネルは主要な３つの機能、すなわち１）
チャンネル選択情報のパスと、２）バンド幅の割り当て
と、３）ビットエラーレートを生じさせるチャンネル干
渉の解析を有する。第１機能の一部として適当なチャン
ネルに同調するためのチューナーがＷＮＵ内に設けられ
ている。放送情報は多数のＶＤＳＬによって共用でき
る。このような仮想チューナーとしての作動により機器
のコストが低減される。第２のチャンネル制御機能、す
なわちバンド幅の割り当てをするために制御信号として
顧客の住宅のモデムからＷＮＵへデータレートリクエス
ト信号が送られる。ＷＮＵはこれらリクエスト信号をノ
ードへ送り、ここでは容量の割り当てが仲裁され、指定
される。不十分なシステムリソースしか利用できない場
合、システムは新しくリクエストされたリンクを完成す
る試みにおいて他のユーザーレートの交渉を行う。ネッ
トワーク管理レイヤーではこの情報が管理され、実際に
使用されたデータレートに基づき顧客に課金するのに使
用できる。ノードで発信された通信信号は顧客の選択し
たデータレートを決定するのに管理レイヤーを使用し、
通信セグメント条件に基づきノードはそのデータレート
に必要とされるチャンネルで送信するだけである。ダイ
ナミックな送受信周波数の割り当てを可能にするよう、
ＷＮＵおよび送信ノードで周波数ダイバーシティを使用
し、ＷＮＵで空間ダイバーシティを使用して完全に満杯
となったノード（すべての搬送波周波数）を実現でき
る。このようなダイナミックなバンド幅の割り当ては可
変またはスイッチング式バンド幅フィルタを使用するこ
とによって達成できるので、ガードバンドを設ける必要
が少なくなるか、ガードバンドを解消できる。最後に、
第３機能は所定の時間におけるチャンネル干渉を解析
し、バンド幅を狭くすることによりキャリア対干渉波
（Ｃ／Ｉ）特性を改善するものである。これら最後の２
つの技術の効果はシステムに可変データレート能力を与
え、その結果、より効率的にスペクトルを利用できるよ
うにすることにある。
【００６６】ノード受信機は信号をダウンコンバート
し、復調し、多重分離し、分配のため交換電話ネットワ
ークへ戻すようにインターフェースする。情報のタイプ
に基づき通信リンクのパスを設定し、優先順序を決定
し、データレートを仲裁し、送受信周波数の分離を管理
し、無線システムをＯＳＳに統合化するのに制御チャン
ネル情報が使用される。
【００６７】これまで述べたように、今日設置されてい
る多数のネットワークはこのようなＨＷＷＮアーキテク
チャからの利益を享受できる。システムアーキテクチャ
は変わる（例えば１方向対双方向の通信、ＱＰＳＫ対Ｑ
ＡＭ、対称データ対非対称データ）ので、これら異なる
アーキテクチャと組み合わせてＨＷＷＮを実現する影響
による異なった利点が得られる。例えばＱＰＳＫ変調を
利用する１方向送信の衛星システムは視軸が広がり、即
座に設置でき、顧客の機器のコストが低下し、設置が簡
単になり、電話ネットワークへ戻る双方向パスが得られ
るという利点が得られる。米国におけるＤＢＳディッシ
ュアンテナに対する現在の取得予想率は６７％である。
このことは約３３％が信号を受信するのに放送用衛星に
対する直接の視軸を有していないことを意味している。
本発明の設置方法は銅線回線が利用でき、デジタル信号
を処理できることを条件に取得率を９０％よりも多い値
に改善できる。
【００６８】ＭＭＤＳは１方向の地上波ビデオシステム
である。ＨＷＷＮは衛星の場合と同じように取得率を改
善できる。この実施例の双方向の高速データノードと第
２の電話回線を加えることができる。電話のような対称
的なペイロードの送信を行うには、送信モードと受信モ
ードでチャンネル容量が等しくなっていることが必要で
ある。ダイナミックＥＢＲモニタと仲裁データレート能
力およびデジタル圧縮技術を使用することにより容量の
増加量を２倍以上にすることができるＨＷＷＮシステム
を設置できる。一部のチャンネル容量を使用して高速イ
ンターネット接続のような新しいアプリケーションをサ
ポートできる。更にデジタルビデオＭＭＤＳシステムに
検討されているＱＡＭ変調技術は干渉を低減するのにセ
クタ化されたノードを利用し、チャンネル割り当てを管
理できる。
【００６９】ＨＷＷＮデジタル送信アーキテクチャを備
えた最終実施例として変化するデータ容量の要求、情報
のタイプ（データレート）および生じる干渉に基づき、
システムのバンド幅を制御し、割り当てるシステムを開
発することが可能である。図１３はかかるシステムの能
力を要約したものである。８５０ＭＨｚの周波数スペク
トル割り当てを仮定すると、集中化をしないＱＰＳＫ変
調方式は４０ＭＨｚのＲＦチャンネル当たり５７６のＤ
ＳＯを提供できる。４０ＭＨｚチャンネル当たりのデー
タレートはオーバーヘッドおよびパイロットトーンを考
慮し、３７．０５６Ｍｂｐｓとなっている。より高速の
デジタルモデムまたはセクタ化を使用すれば、これらチ
ャンネルレートを高くできる。ダイナミックに制御され
るＨＷＷＮシステムは別のＲＦチャンネル容量を設ける
ことによりこれらレートを高くしている。ガードバンド
用に一般に割り当てられる現在のスペクトルの利用に基
づきダイナミックチャンネル割り当ては更に３つのＲＦ
チャンネルを提供できる。ＱＡＭ変調および干渉測定並
びに制御能力を利用するＨＷＷＮデジタル送信の実施例
は、容量を高めるか、データレートをより高くするのに
いくつかのより多いＲＦチャンネルを潜在的に提供でき
る。
【００７０】要約すれば、本発明のＨＷＷＮは低コスト
での多数のアプリケーションを提供し、１）スペクトル
効率を高め、かつ２）干渉を低減するという技術的利点
を提供できる。別の代替方法として、音声バンドより高
い周波数でＤＳＬモデムを使用することにより、中央局
が各加入者回線をモニタする方法が挙げられる。回線が
アクティブになるアナログスイッチが加入者回線を中央
局内のＤＳＬモデムに接続するようになっている。この
ことはＡＦＥモニタリングおよびデジタルスイッチがそ
れぞれより簡単なモニタリングおよびアナログスイッチ
に置換されていることを除けば、図７に類似している。
居住地のＤＳＬモデムから中央局側の（リモートペデス
タル内に物理的に設置されている）ＡＦＥまでの加入者
の回線距離を短縮するために、ローカルペデスタルと組
み合わせて同じ方法を使用することも可能である。
【００７１】ＡＦＥ２４０は中央局２２０から分離し、
光ファイバーまたは同軸ケーブルを介して中央局に接続
されたペデスタル内に設置でき、各ペデスタルは短距
離、例えば５キロフィート以内に居住地がある状態で加
入者回線の束からタップオフされる。このように長距離
の加入者回線での高い周波数における信号の減衰を防止
できる。
【００７２】図１４は、ＤＳＬモデムのための更に別の
好ましい実施例の居住地と中央局との接続を示す。特に
サービスエリア全体に分散された多数のリモート光ネッ
トワークユニット（ＯＮＵ）内に中央局のＤＳＬモデム
を設置することにより、撚り対線の回線長さを短くでき
るが、ＯＮＵ内に多数のＤＳＬモデムを設置するには各
モデムを形状要素およびパワー放出の点で厳密に制限し
なければならない。中央局では居住地の顧客に向けられ
たデジタルデータは他のデジタルデータと共に多重化さ
れ、光ファイバーを通してＯＮＵへ送られ、次にＯＮＵ
は復調分離し、変調し、次にこの変調されたデータを撚
り対線を通して居住地内のＤＳＬモデムを通して顧客へ
送る。
【００７３】この好ましい実施例はＯＮＵ ＤＳＬモデ
ムの機能をアナログフロントエンド（ＡＦＥ）部品とデ
ジタル信号処理部品とに分離し、ＯＮＵにＡＦＥ部品だ
けを設けることにより、これら形状要素およびパワー放
出の制限を低減している。デジタル信号処理部品は中央
局に残ったままであり、図１４に示されるように（多重
化された）光ファイバーによってＡＦＥに接続する。こ
れによりデジタル信号処理部品に対するサイズおよびパ
ワーの制限が解消する。
【００７４】中央局ではネットワークインターフェース
がバックボーンデータネットワークを多数のデジタル信
号処理ユニットに接続していることを示す。デジタル処
理ユニットは中央局のＤＳＬモデムが必要とするデジタ
ル処理機能を実行する。デジタル処理にはフレーミン
グ、エラー訂正コーディング、デジタルフィルタリング
等が含まれる。デジタル処理はデジタル値を発生し、こ
のデジタル値は光ファイバーを通してＯＮＵ内のＡＦＥ
内のデジタル−アナログコンバータへ送られる。ＡＦＥ
はリモートＯＮＵ内に設置されているので変調および送
信時に使用すべき値のデジタル表示はデジタルフォーム
でＡＦＥに送らなければならない。多数のデジタル処理
ユニットからデータを送るのに高スループット光リンク
が使用され、多重化動作により高速リンクを効率的に活
用している。異なるデジタル処理ユニットからのデジタ
ルデータストリームにはＯＮＵへの異なる仮想的データ
パスを割り当てできる。すべての仮想的パスは光ファイ
バー（光リンク）によって物理的レイヤーで送られる少
数のリアルデータパスに多重化できる。ＯＮＵでは異な
るリアルパス内のデータは適当な仮想的パス内に多重分
離され、正しいＡＦＥに向けられ、更に撚り対線を通し
て居住地のＤＳＬモデムへ送られる。
【００７５】光リンクの相対的容量、ＤＳＬリンクの容
量、ＡＦＥへ送られるアナログ値のデジタルビット精度
および変調方法は、光リンクに多重化できるＤＳＬリン
クの数を決定する。例えば１０ビットを送り、ＯＮＵ内
のＡＦＥに毎秒総計１００メガサンプルを送るのに、毎
秒１ギガビットの光リンクを使用できる。これらは１０
個の５ＭＨｚＤＳＬチャンネルへの入力を発生できる。
各５ＭＨｚのチャンネルが５ビット／Ｈｚのレートデー
タを送る場合、この結果、２５Ｍビット／チャンネルと
なる。すべてのチャンネルに対する総ＤＳＬ送信レート
は２５０Ｍビット／秒であり、総デジタルファイバー伝
送レートのわずか２５％しか使用されない。すなわち光
ファイバーは効率的には使用されない。しかしながらこ
の方法は、ＯＮＵ内に設置された１０個の高価なＤＳＬ
モデムに対し、安価な１本のファイバーを利用できる。
【００７６】図１５に示されるように、デジタル信号プ
ロセッサ（ＤＳＰ）の単一バンク内で中央局のコード化
／デコード化動作を行うことができる。必要に応じ、仮
想通信リンク間でＤＳＰのバンクの総処理パワーを割り
当てできる。異なる仮想リンクに対し同様な動作をグル
ープ分けすることにより、ＤＳＰバンク内の効率を高め
ることができる。これにより多くの理由からよりコスト
的に高価的な解決案が得られる。すなわち（１）同期化
が簡略にされ、すべての動作を同じ位置で実行でき、こ
れにより同期化されたＤＭＴ回線コードが有利となる。
（２）多数のＤＳＬ接続間でデジタルリソースを統計学
的に有利に多重化で切る。（３）干渉除去特性を改善す
るよう、多回線のクロストークキャンセルを実行でき
る。
【００７７】デジタル送信システムにおけるスペクトル
整形をデジタル処理とアナログ処理に分散できる。複雑
さが低いアナログフロントエンド（ＡＦＥ）が望ましい
場合、高性能のレベルを達成するのにより高価なデジタ
ルフィルタリングを使用できる。更にデジタル信号処理
がオーバーサンプリング技術を活用する場合、アナログ
フロントエンドを更に簡略化できる。例えばＤＳＰによ
り４倍のオーバーサンプリングされた信号を発生し、Ａ
ＦＥが高速デジタル−アナログコンバータを使用する場
合、ＡＦＥにおけるアナログフィルタリング条件を緩和
できる。ＯＮＵでの複雑さを増すことなく、中央局内の
ＤＳＰバンク内で更にデジタルスペクトル整形を行うこ
とができる。実際にこれによりＯＮＵ内のアナログ部品
の複雑さを低減できる。しかしながらオーバーサンプリ
ング技術を使用する場合、ＡＦＥ内でより高速のデジタ
ル−アナログコンバータおよびアナログ−デジタルコン
バータを使用しなければならず、光リンクよりも高速の
データレートが得られる。最低の全体のコストとの妥協
は部品のコストによって決まる。
【００７８】ＯＮＵ内に設置すべきＡＦＥは種々の方法
で設計できる。ＡＦＥのうちで最もパワーを消費する要
素は回線ドライバである。回線ごとのアナログ−デジタ
ルコンバータおよびデジタル−アナログコンバータは最
もコストのかかる部品となる。図１６は回路の構造を示
す。
【００７９】光リンクをＤＳＬリンクにインターフェー
スするための最もストレートフォワードな方法は、多数
の別個のＡＦＥに対するＯＮＵへの入力／これからの出
力信号を多重分離／多重化することである。各ＤＳＬ回
線は図１６に示された部品、すなわちアナログ−デジタ
ルコンバータ、デジタル−アナログコンバータ、アナロ
グフィルタ、回線ドライバおよび自動利得訂正（ＡＧ
Ｃ）が可能な受信増幅器を備えた専用のＡＦＥを有す
る。光リンク上で同時に維持できる数よりも多い数のＤ
ＳＬ接続をサービスすることにより、光リンクの統計学
的多重化を達成できる。しかしながら多重化／多重分離
はデジタル入力端上で実行されるので、各ＤＳＬは１つ
の専用ＡＦＥを有していなければならない。
【００８０】ＯＮＵにおけるアナログ処理リソースを共
用することにより多数のＤＳＬ回線に対する全体の効率
を高めることができる。ＡＦＥは１つの光学的入力端と
多数のＤＳＬ出力端を備えたＡＦＥバンクにグループ分
けできる。多数のＤＳＬ間で限られた数のＡＦＥを切り
換えることにより、ＯＮＵでアナログリソースの統計学
的な多重化を行うことができる。当然ながら、このこと
により潜在的な通話ブロックの複雑さが増し、ＤＳＬ接
続を確立したいという要求を信号化する必要が生じる。
しかしながら音声バンドよりも上での狭帯域の制御チャ
ンネルを管理および制御機能のために確定できる。
【００８１】ＯＮＵでのアナログリソースを共用するこ
とから別の利点が得られる。少数の高性能のＡＦＥをＡ
ＦＥバンク内の標準的なＡＦＥと組み合わせできる。高
性能のＡＦＥは高精度のアナログ−デジタルコンバータ
とデジタル−アナログコンバータと、より高いサンプリ
ングレートおよびより良好なアナログフィルタとを提供
できる。必要に応じ、ＡＦＥバンクによってサービスさ
れる種々のＤＳＬ間で高性能のＡＦＥを切り換えること
ができる。このタイプのＡＦＥバンクの複雑な特徴は、
ＡＦＥ出力信号をＤＳＬに接続するアナログクロスバー
スイッチにある。
【００８２】中央局とＯＮＵの間でＤＳＬモデムのアナ
ログおよびデジタル処理部品を分離することは、すべて
の回線コードについても当てはまり、このような分離に
より離散的マルチトーン（ＤＭＴ）変調により無搬送波
振幅（ＣＡＰ）変調およびその他のデジタル変調方法が
実施できる。
【００８３】デジタル処理を多数のモデムから中央位置
での１つのデジタル処理ユニットにグループ分けし、次
にデジタルデータをリモートＡＦＥに分散させる原理
は、図１７に示されるような他のリソースアクセス方法
にも適用できる。例えば電話会社の中央局以外の場所に
ネットワークインターフェースが存在する場合にこのア
イデアを適用できる。デジタルモデムの処理はサービス
プロバイダの建物で実行でき、その結果得られるデジタ
ルデータは別の高速デジタル技術、例えばダイレクトマ
イクロウェーブリンク（ＭＭＤＳ）または高性能のケー
ブル接続によりリモート位置へ送信される。この場合に
基本となるアイデアは、デジタル処理をＤＳＬにリンク
された分配ポイントではなくネトワークエンドにおける
ＭＭＤＳベースステーションへ挿入することにある。
【００８４】アナログ処理とデジタル処理とを分離する
別の潜在的な利点は、ＤＳＰバンク内のみならず居住地
においてもデジタル処理にエラー訂正技術を適用すると
いうことから生じたものである。このことはＤＳＰバン
クとＯＮＵとの間の中間リンクからエラー訂正コーディ
ングを除去できることを意味している。中間リンクを通
した送信中に生じるほとんどのエラーはＤＳＬトランシ
ーバ内で使用される強力なエラー訂正コードによって容
易に訂正できる。このことは低コストの光伝送システム
内で生じる光学的なショット状のノイズを緩和できる。
アナログ伝送媒体の変化する特性に対してＡＦＥを調節
するためのフィードバック情報を送るのに、デジタル処
理ユニットとＡＦＥの間で制御チャンネルを設定しなけ
ればならない。
【００８５】中央局を居住地に接続するための上記方法
はＡＤＳＬおよびその他の非対称的システムに対して更
に改善できる。特にＡＤＳＬシステムは電話加入者ルー
プとループの各端部に設けられた一対のトランシーバと
から成る。加入者側のＡＤＳＬトランシーバをＡＴＵ−
Ｒと称し、中央局側のＡＤＳＬトランシーバをＡＴＵ−
Ｃと称す。所定の限界よりも長い中央局からの距離にサ
ービスをするには図９に示されるようなリモートターミ
ナルにもＡＴＵ−Ｃを設置してもよい。このリモートタ
ーミナルのトラフィックは光ファイバーリンクを通して
中央局にリンクされる。ＡＤＳＬシステムは多数のチャ
ンネルを提供し、加入者の用途に応じてＡＤＳＬチャン
ネルの数および対応するバンド幅をダイナミックにアレ
ンジできる。ＡＤＳＬシステムは５７６ｋｂｐｓの総組
み合わせレートを有するデュプレックスのスループット
チャンネルと６．１３２Ｍｂｐｓの組み合わせスループ
ットを有するシンプレックスチャンネルを提供できる。
すべてのＡＤＳＬチャンネルはアクティブになった時に
情報交換のためにバックボーンまたはローカルデジタル
ネットワークのいずれかに接続する必要がある。
【００８６】しかしながらＡＤＳＬシステムの多くの用
途ではトラフィックはバースト状となっている。例えば
代表的なインターネットのアクセスは突発的な上り方向
のリクエストと間欠的な多量の下り方向の転送信号を有
する。換言すれば、ほとんどの時間で専用スイッチおよ
びバックボーンネットワークのバンド幅はアイドル状態
となり得る。バースト状のトラフィックに対しスループ
ットバンド幅の効率を高めるにはすべてのＡＤＳＬ回線
からのトラフィックをともにマージするために中央局で
ＬＡＮを使用してもよい。同じＬＡＮに接続されたルー
ターを使用して希望する宛て先との間でパケットを転送
することも可能である。異なるコンピュータネットワー
クにルーター接続するのにデジタル交換機チが必要であ
る。このような構造では、ＡＤＳＬ回線ごとおよびコン
ピュータネットワークごとに１つのルーターが必要とな
る。図１８および類似の図７を参照されたい。しかしな
がら中央局のＬＡＮはトラフィックの輻湊と遅延を受け
ることがある。従って、図１９および２０に示された非
対称の好ましい実施例は、ＡＤＳＬの上り方向（居住地
から中央局）のレートと下り方向（中央局から居住地）
のレートが異なっていることを活用できる。上り方向で
は図１８に示されるようにバンド幅および装置の効率を
高めるのに多重化およびキュー方法を使用する。特に約
５００Ｋｂｐｓのスループットを有する多数のＡＤＳＬ
からのトラフィックを組み合わせるのにマルチプレクサ
をまず使用し、１０Ｍｂｐｓ以上を処理できる利用可能
なルーターの能力を活用する。コンピュータネットワー
クに直接ルーティングする代わりに異なる性質のトラフ
ィックをバッファ化するのに異なるサイズのキューを使
用する。低レイテンシーのアプリケーション、例えばビ
デオオンデマンドの制御信号に対しては小スループット
および低遅延キューを多数利用できるようになっていな
ければならない。遅延にトレラントなアプリケーショ
ン、例えばインターネットアクセスには大きなバッファ
サイズの高スループットの少数のキューしか必要でな
い。キューの数およびバッファサイズはＡＤＳＬの数お
よびアプリケーションのニーズに適用できる。例えば１
０本のＡＤＳＬ回線がビデオオンデマンドにアクセスし
ており、１０本のＡＤＳＬ回線がインターネットにアク
セスしている場合、上り方向のトラフィックは一般にバ
ースト状であり、インターネットアクセス用に１０Ｍｂ
ｐｓの２つのルータープラス１つのキューが必要とな
り、妥当な大きさのバッファを有するビデオオンデマン
ド制御信号には５つのキューが必要となる。
【００８７】コンピュータネットワークからのスループ
ットよりもＡＤＳＬの下り方向のスループットのほうが
多いと仮定するので、下り方向では各コンピュータネッ
トワークに対してはデマルチプレクサを使用し、各ＡＤ
ＳＬ回線に対してはマルチプレクサを使用する。図２０
を参照されたい。デマルチプレクサは異なるコンピュー
タネットワークからのトラフィックをどのＡＤＳＬ回線
にも利用できるようにするのに使用され、マルチプレク
サは各ＡＤＳＬ回線に対して所望するトラフィックを選
択し、トラフィックを正しいＡＤＳＬチャンネルに挿入
するのに使用される。デマルチプレクサをマルチプレク
サに接続するには高速バスが必要である。バスのトラフ
ィック負荷に起因し、遅延条件がより敏感となっている
場合には多数のバスも必要となり得る。異なるトラフィ
ックに対し異なるバスを専用とすることも可能である。
再び例として、１０本のＡＤＳＬ回線がビデオオンデマ
ンドにアクセスし、１０本のＡＤＳＬ回線がインターネ
ットにアクセスしている状態では、下り方向のトラフィ
ックは一般に５０Ｍｂｐｓよりも小さく、高速バスで十
分である。
【００８８】図２１は、標準的なプロトコルスタッフが
加入者回線１４０を介して中央局２２０内の対応するモ
デム１００と通信しているウィンドウズ９５（またはウ
ィンドウズＮＴ）で作動するパソコン３１０内のモデム
１００を備えたシステムを示し、中央局２２０はイーサ
ネット（１０／１００ベースＴ）インターフェースを介
してインターネットのアクセスサーバーに接続できるよ
うになっている。モデム１００はこのモデムのＤＳＬ部
分を通してインターネットに接続するのと同時に、ＰＯ
ＴＳすなわち音声バンドモデムが他の音声バンドのモデ
ムと通信するのを可能にしている。
【００８９】同様に図２２は、ローカルエリアネットワ
ーク（ＬＡＮ）３２０用のルーター３３０として作動
し、対応するＤＳＬモデムによりデバイス３４０、３４
２、３４４と結合するＤＳＬモデムを示す。図２３はＰ
Ｃ３５０内のモデム１００に基づくテレビ会議システム
の半分を示す。各テレビ会議の端部は中央局２２０内の
モデムと３８４＋１６Ｋｂｐｓと通信するモデム１００
を有する。中央局のモデムは集信機とパケッタイザ３６
０との間でデータを送信し、パケッタイザは１６Ｋｂｐ
ｓの信号チャンネルをＩＳＤＮに類似した信号メッセー
ジに変換し、公衆交換電話ネットワークを通してＴ１／
Ｔ３サービスに３８４Ｋｂｐｓストリームを加える。受
信側のための中央局２２０はこれらの動作を逆にし、受
信側モデム１００に信号を送る。同様に、逆方向のトラ
フィックが進行する。ここで、テレビ会議における音声
のためにモデム１００と共にＰＯＴＳを同時に使用でき
ることに留意されたい。ビデオ信号と同期化するために
ＰＯＴＳ出力にアナログの遅延回路を挿入できる。
【００９０】図２４および２５はＩＳＤＮタイプの信号
プロトコルおよびメッセージを示す。モデム１００は公
衆交換電話ネットワークを通して音声またはデータを送
る。ＳＳ７ネットワークはこのネットワークによる呼設
定および切断のためのＩＳＤＮユーザー部分の（ＩＳＵ
Ｐ）メッセージを搬送するためのバックボーンとなる。
図２９ａはマルチモードのモデム５００を示す。このモ
ードはＤＳＬ ＡＦＥ１１０とＶＢ ＡＦＥ１２０の双
方のモデム１００の特徴を含み、加入者回線１４０に接
続するためのスプリッタ１３０と、ＩＳＤＮ線１５２に
接続するためのＩＳＤＮフロントエンド５４０と、ハン
ズフリーのスピーカーフォンをサポートするように使用
できるスピーカー１４６を駆動し、マイク１４４の出力
を受信するためのオーディオフロントエンド５２０とを
含む。外部ＲＡＭ５３０は不揮発性（ＥＥＰＲＯＭまた
はフラッシュＥＰＲＯＭ）および／または揮発性（ＳＲ
ＡＭまたはＤＲＡＭ）とすることができる。この外部Ｒ
ＡＭ５３０はＤＳＰ１５０で使用できる異なる回線コー
ドに対し種々のプログラムを含むことができる。かかる
回線コードとしてはＤＭＴ，ＱＡＭ、ＣＡＰ、ＲＳＫ、
ＦＭ、ＡＭ、ＰＡＭ、ＤＷＭＴ等がある。
【００９１】モデム１００の送信部分はＱＡＭトランシ
ーバロジックの一部として構成された合相および直交パ
スバンドデジタル整形フィルタから成り、受信部分は断
片的に離間した複雑な判断フィードバック等化器（ＤＦ
Ｅ）と、ＱＡＭトランシーバロジックの一部として構成
された合相および直行フィードフォワードフィルタ並び
にクロス結合されたフィードバックフィルタから成る。
オプションとしてＱＡＭトランシーバロジックはビタル
ビ型デコーダを含むことができる。
【００９２】モデム５００がアクティブであるとモデム
５００は音声バンドのモデム機能、ＤＳＬバンドのモデ
ム機能、ＩＳＤＮ機能、オーディオ機能、その他回線コ
ード機能または上記機能の任意の組み合わせを提供でき
る。
【００９３】本発明は単一のＤＳＰハードウェアデバイ
スで同時に多数の同様なモデムおよび異なるモデムを構
成するシステムも含む。例えば、同じＤＳＰデバイスに
より音声バンド（すなわちＶ．３４）、ＤＳＬ、ケーブ
ル、地上波および他の無線、および／または衛星モデム
が構成される。このことは、ＤＳＰデバイスの処理能力
が増したことにより次第に可能となりつつある。このよ
うな方法の利点としては、システムが多数のモデム（例
えばリモートアクセスシステム（ＲＡＳ））を必要とす
るような場合にシステム全体のコストを低減できること
にある。処理オーバーヘッドの低減により処理条件を下
げることができ、プログラムおよびデータメモリバッフ
ァを共用することによりプログラムおよびデータメモリ
を低減できる。例えば単一ＤＳＰデバイスにより多数の
同様なメモリを構成するとプログラムメモリを低減でき
る。多数のモデム間の同じロジックを共用するだけでな
く、統計学的な多重化およびレート制御を容易にするこ
とにより、インターフェースおよびその他の諸々のグル
ーロジックが低減される。
【００９４】近い将来、次のような状況となるが、これ
らの組み合わせは半導体業界の自然の成長と共にＤＳＰ
ＭＩＰＳ能力として拡大する。すなわち同一ＤＳＰに
おける多数の音声バンドモデム、同一ＤＳＰにおける音
声バンドモデムとＤＳＬモデム、同一ＤＳＰにおける音
声バンドモデムとケーブルモデム、同一ＤＳＰにおける
多数のＤＳＬモデム、同一ＤＳＰにおける多数のケーブ
ルモデムおよび／または上記の任意の組み合わせに発展
する。
【００９５】図２９ｂは音声バンドおよびそれより高い
周波数のＤＳＬバンドを分離するためのパッシブスプリ
ッタを示す。このスプリッタはインピーダンスマッチン
グを実行し、ＰＯＴＳに対しては許容可能な復帰損失値
を保証する。
【００９６】次に図３０を参照する。ここには加入者回
線１４０を介した中央局２２０への電話機２１０とモデ
ム５００の相互接続の略図が示されている。
【００９７】ＤＳＬ技術に基づき、今日利用できるシス
テムとしては、ＩＳＤＮの基本レートアクセスチャンネ
ルおよび無中継機Ｔ１がある。開発中のＤＳＬシステム
としては、非対称デジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）、対
照的デジタル加入者回線（ＳＤＳＬ）、および極高ビッ
トレートデジタル加入者回線（ＶＤＳＬ）がある。ＤＳ
Ｌシステムの伝送スループットはループの損失、ノイズ
環境およびトランシーバ技術に応じて決まる。
【００９８】ノイズ環境には自己または外部の近接端ク
ロストーク（ＮＥＸＴ）、遠方端クロストーク（ＦＥＸ
Ｔ）およびバックグラウンド白色ノイズの組み合わせが
あり得る。
【００９９】図３１は多数の加入者ループ１４０を示
し、どのようにＮＥＸＴとＦＥＸＴとが発生するかを略
図で示している。ＩＳＤＮ基本レートアクセスチャンネ
ルのためのＤＳＬ（７）伝送スループットは１６０Ｋｂ
ｐｓであり、無中継機Ｔ１のためのＨＤＳＬの伝送スル
ープットは８００Ｋｂｐｓであり、ＡＤＳＬの伝送スル
ープットは（加入者から電話会社の中央局までの）上り
方向では１６Ｋｂｐｓ〜６４０Ｋｂｐｓであり、下り方
向では１．５４４Ｍｂｐｓ〜６．７Ｍｂｐｓの間であ
る。ＭＤＳＬの伝送スループットは現在のところ上り方
向では３８４Ｋｂｐｓとなり、下り方向では３８４Ｋｂ
ｐｓ〜２．０４８Ｍｂｐｓとなると信じられている。
【０１００】パスバンドＤＳＬシステムは直交振幅変調
（ＱＡＭ）または無搬送波ＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）回線コ
ードを使用する単一搬送波システムで構成できる。単一
搬送波システムはチャンネルひずみを補償するために適
応型チャンネル等化器に依拠する。このチャンネル等化
器は通常、信号ボーレートの台数で作動する。図３２は
ＣＡＰトランシーバのブロック図を示す。
【０１０１】より詳細に説明すれば、送信フィルタ６１
０、６１２およびフィルタ６１６にＤ／Ａ６１４が接続
され、チャンネル６２０にフィルタ６１６が接続され、
フィルタ６３０にチャンネル６２０が接続され、Ａ／Ｄ
６３２にフィルタ６３０が接続され、等化器６３４、６
３６にＡ／Ｄ６３２が接続されている。回路６３８の一
部は時間を回復する。
【０１０２】離散的マルチトーン（ＤＭＴ）回線コード
を使用する多数の搬送波によりＤＳＬシステムを構成す
ることもできる。ＤＭＴシステムはチャンネルを多数の
サブチャンネル搬送波に分割し、チャンネル容量を良好
に活用し、チャンネルひずみを低減し、更にチャンネル
インパルス応答の時間分散を訂正するのではなく、その
時間分散を圧縮するだけの比較的簡単な適応型チャンネ
ル等化器を可能にするものである。簡単な周波数領域等
化器はチャンネル等化を完了する。ＤＭＴサブチャンネ
ルの信号ボーレートは単一搬送波システムのボーレート
よりも更に低くなっている。
【０１０３】図３３は、ＤＭＴトランシーバのブロック
図を示す。より詳細にはＤ／Ａ６４４にはＩＦＦＴブロ
ック６４０が接続され、チャンネル６５０に接続された
送信フィルタ６４６にＤ／Ａ６４４が接続されている。
チャンネル６５０はフィルタ６６０に接続され、このフ
ィルタ６６０はＡ／Ｄ６３２に接続され、Ａ／Ｄ６３２
は等化器６６４に接続され、等化器６６４はＦＦＴブロ
ック６６６に接続されている。起動回路６４２および時
間回復回路６６８も含まれている。
【０１０４】ハードウェアのコストを低くし、クロスト
ークノイズレベルを低くするために、ＭＤＳＬモデムの
実施例は周波数分割全二重方式を使用している。かかる
ＭＤＳＬモデムは約６．４ｋｍ（２１０００フィート）
までのループ長さに対し中央局と加入者との間で最小３
８４Ｋｂｐｓの全二重送信リンクを行う。好ましい加入
者ループ状態では、このＭＤＳＬモデムはチャンネル容
量または加入者側のモデムのハードウェア能力によって
制限される、より高い伝送スループットを提供できる。
フル機能バージョンの加入者側ＭＤＳＬモデムが中央局
側のＡＤＳＬモデムと通信する。ＭＤＳＬモデムの送信
機部分と受信機部分とはＣＡＰまたはＤＭＴ回線コード
を構成できる。
【０１０５】図３４は、ＭＤＳＬモデム６００のブロッ
ク図を示す。このモデム６００は送信機６７６を有し、
この送信機はＤ／Ａ６７４に接続され、Ｄ／Ａ６７４は
フィルタ６７２に接続され、フィルタ６７２はスプリッ
タ１３２に接続されたハイブリッド回路６７０に接続さ
れている。ハイブリッド回路はフィルタ６７８にも接続
され、このフィルタはＡ／Ｄ６８０に接続され、Ａ／Ｄ
６８０は受信信号を出力する受信機６８２に接続されて
いる。中央局のクロックタイミングを回復するのにタイ
ミング回復ブロック６８４が使用されている。
【０１０６】初期化方法の目的は中央局２２０および加
入者側２１０の双方において電話加入者ループ１４０
（ＤＭＤＳＬ能力を確認することである。この初期化方
法はチャンネル６２０を探査し、送信機のトレーニング
に有効な情報を発生する。このプロセスは次に多数の選
択案が利用可能であることを仮定して回線コードを選択
し、チャンネル限度、トラフィック状態または使用料金
に基づき伝送スループットを交渉する。
【０１０７】後述する初期化方法とはチャンネル探査、
回線コードの選択、レート交渉およびトランシーバトレ
ーニングから成る。加入者側のＭＤＳＬモデムは所定の
タイムシーケンスに従い、これら探査トーンのうちの一
部の間で位相を変えながら、または変えることなく、所
定の時間の間、上り方向バンドでプローブトーンを送
る。第１時間の後に中央局側のＭＤＳＬモデムはプロー
ブトーンの一部で位相を変えながら、または変えること
なく下り方向バンドでチャンネルプローブトーンに応答
する。
【０１０８】最初のチャンネルプローブ期間の後に加入
者側のＭＤＳＬモデムは中央局側のモデムの回線コード
能力を既に判断しており、下り方向バンドに対するチャ
ンネルモデルを有する。同様に、中央局側のＭＤＳＬモ
デムは加入者側モデムの回線コード能力を判断してお
り、上り方向バンドのためのチャンネルモデルを有す
る。
【０１０９】チャンネルプローブ期間後、加入者側のＭ
ＤＳＬモデムは所定の期間の間、シグネチャートーンを
送ることによりその回線コード能力／優先度を表示／確
認しなければならない。同様に中央局側のＭＤＳＬモデ
ムも所定の期間の間、シグネチャートーンを送ることに
より回線コード選択に応答／確認しなければならない。
このシグネチャートーン交換プロセスは特定の回線コー
ド選択を決定するのに限られた回数、繰り返すことが好
ましい。
【０１１０】次に、伝送レート交渉のために双方の側の
ＭＤＳＬモデムの間で別の組みのシグネチャートーンを
交換する。加入者側のＭＤＳＬモデムはそのレート能力
および優先度を送信する。中央局側のＭＤＳＬモデムは
その能力およびそのレート選択に応答する。双方のＭＤ
ＳＬモデムは後述する所定のレート交換方法によりレー
ト選択案を決定する。加入者側側での送信レート優先度
は回線の状態、ハードウェアの能力およびユーザーの選
択またはアプリケーションの条件に応じて決まる。中央
局側の伝送レート優先度は回線状態およびトラフィック
負荷に応じて決まる。回線状態の変化またはユーザーの
選択により通信中にレート変更が認められることが好ま
しい。
【０１１１】レート交渉後、双方の側のＭＤＳＬモデム
は従来の方法に従ってトランシーバのトレーニングを開
始する。異なる回線コードに対しては異なる時間領域の
トレーニングシーケンスを使用できる。オプションとし
て、トランシーバトレーニングプロセスをスピードアッ
プするために、チャンネルプローブ工程中に得られるチ
ャンネルモデルを使用できる。
【０１１２】図３５に、上り方向および下り方向のプロ
ーブトーンのスペクトルが示されている。左側には上り
方向のＣＡＰトーン６９０と、下り方向のＣＡＰトーン
６９２が示されており、右側には上り方向のＤＭＴ６９
４と、下り方向のＤＭＴ６９６が示されている。ＤＭＴ
スペクトル中の破線は位相のずれを示す。
【０１１３】簡潔にするため、すべての周波数トーンは
周波数ｉΔｆ、振幅ａｉおよび位相Φｉ（通常、０また
はπである）にて等しく離間しているものと見なす。受
信機では受信されたトーンの振幅および位相を検出でき
る。ｉ番目の周波数トーンの検出された振幅および位相
をそれぞれｂｉおよびψｉとする。Ｎ個のプローブトー
ンがあると仮定すると、周波数ｉΔｆでのフィルタを含
む等価的チャンネルの周波数応答は次のとおりとなる。
【０１１４】
【数１】
【０１１５】等価的チャンネルのインパルス応答は次の
ような高速フーリエ変換によって計算できる。
【０１１６】
【数２】
【０１１７】ここで、Ｔはサンプリング時間であり、周
波数の間隔Δｆはチャンネルインパルス応答の広がりに
応じて決まり、ｎ個のサンプリング時間のチャンネルイ
ンパルス応答の広がりに対し、次の式が成立する。
【０１１８】
【数３】
【０１１９】ここで、Ｂは当該総バンド幅である。２つ
の異なる回線コードを区別するため、隣接するトーンの
位相を他方の回線コードから１８０度反転できる。この
回線コードはＤＭＴとすることができる。チャンネルひ
ずみ後の異なる回線コードを識別するために、次を選択
する。
【０１２０】
【数４】
【０１２１】３０個のサンプルのチャンネル拡散および
１００ＫＨｚのバンド幅ではΔｆ≒１．７ＫＨｚを選択
し、Ｎを６４に選択する。
【０１２２】チャンネルプローブトーンは最終時にチャ
ンネルの広がりの数倍よりも大きくしなければならな
い。可能な位相の変更をさせることによりチャンネルプ
ローブトーンの長さをチャンネルモデルの回復に必要な
長さの４〜１０倍にすべきである。
【０１２３】Ｎ個のトーンを使用すると、一定トーンで
単位時間中にＭ＝２Ｎ個の異なるメッセージを表示でき
る。利用できるボキャブラリは使用されるトーンの数と
共に指数関数的に増加するので、少数の組のトーン、例
えばわずか２つ、３つまたは４つの異なる周波数により
有効なメッセージを送ることができる。
【０１２４】次はメッセージ例のリストである。 ３８４Ｋｂｐｓ／ＣＡＰ ７６８Ｋｂｐｓ／ＣＡＰ １．５４４Ｍｂｐｓ／ＣＡＰ ２．０４８Ｍｂｐｓ／ＣＡＰ ３８４Ｋｂｐｓ／ＤＭＴ ７６８Ｋｂｐｓ／ＤＭＴ １．５４４Ｍｂｐｓ／ＤＭＴ ２．０４８Ｍｂｐｓ／ＤＭＴ 好ましい最高レート 好ましい最善価格 パケットの多重化は認められる 低レートのみ利用可能
【０１２５】トーンはＤＭＴ回線コードに使用されるよ
うなＩＦＦＴ演算によって発生できる。チャンネルプロ
ーブ用のＩＦＦＴ演算に単位振幅のゼロ／１８０度の位
相ベクトル信号が送られる。シグネチャートーンを発生
するために選択されたゼロ位相ベクトルが使用される。
【０１２６】これらトーンはＤＭＴ回線コードに使用さ
れるようなＦＦＴ演算によって回復できる。各トーンの
振幅および位相情報は、複素ベクトルとして回復され
る。ランダムサンプリング位相に起因する共通位相差が
計算される。補償により複素ベクトルが発生され、この
複素ベクトルはトランシーバトレーニングに使用できる
チャンネル伝送スループットおよびチャンネルインパル
ス応答を計算するのに使用される。
【０１２７】電話ループを通してＭＤＳＬサービスが使
用できる場合、中央局側のＭＤＳＬモデムをオンにし、
プローブトーン用の上り方向周波数バンドをモニタしな
ければならない。
【０１２８】一旦電源がオンにされるか、ユーザーサー
ビスリクエストがなされると、加入者側のＭＤＳＬモデ
ムは所定時間の間、上り方向のプローブトーンを送り、
次に下り方向のプローブトーンをモニタする。中央局側
のＭＤＳＬモデムはプローブトーンを検出し、ランダム
位相を補償し、これらトーンを記憶し、上り方向のチャ
ンネル伝送スループットを計算する。その間に、中央局
側のＭＤＳＬモデムは下り方向周波数バンドでプローブ
トーンを送る。
【０１２９】加入者側のＭＤＳＬモデムはプローブトー
ンを検出し、ランダム位相を補償し、プローブトーンを
記憶し、下り方向のチャンネル伝送スループットを計算
する。次に加入者側のＭＤＳＬモデムは上り方向バンド
でシグネチャートーンを送り、ラインコードおよび伝送
レート優先度を表示する。
【０１３０】中央局側のＭＤＳＬモデムはシグネチャー
トーンを検出し、好ましいオファーに対応する信号トー
ンに応答する。次に加入者側のＭＤＳＬモデムはシグネ
チャートーンを送り、オファーを確認するか、またはオ
ファーの変更をリクエストする。モデムのオファーの確
認後、双方のＭＤＳＬモデムはトランシーバトレーニン
グ時間に入る。
【０１３１】ＤＳＬ通信チャンネルのスループット容量
は回線状態および／またはネットワークのアクセス性と
共に変化する。回線状態はＣＯと居住地との間の物理的
接続の達成可能なスループットを決定する。ネットワー
クのアクセス性はＤＳＬチャンネルをバックボーンネッ
トワークにリンクするサービスプロバイダの接続能力を
示している。本発明のレート交渉方法は、ＤＳＬシステ
ムの容量制限要因を詳細に理解することを含む。
【０１３２】ＤＳＬシステムはこれまではサービスを提
供すべき最悪のケースの回線状態に対して設計されてい
る。このような方法は電話会社の一般的な設置手順を簡
略化するものである。しかしながら、ＤＳＬの伝送スル
ープットを最悪ケースの回線状態で達成されるスループ
ットに制限することにより、ほとんどのＤＳＬシステム
はその潜在力を下回って作動する状態にとどまってい
る。本発明の方法は、各ローカルループの物理的伝送ス
ループットを最大にし、ほとんどのＤＳＬモデムがこれ
まで設計されていたレートよりもはるかに高いレートで
作動できるようにするシステマティックな方法を提供す
るものである。実際に本方法によれば、大多数のＤＳＬ
モデムはモデムのハードウェアの能力によってしか制限
されていない伝送スループットに達することができる。
レート交渉方法も回線状態またはネットワークのアクセ
ス性が変化する際に、最高の可能なスループットを維持
するための時間可変適用か方法も提供するものである。
【０１３３】撚り対線のＤＳＬチャンネルの物理的スル
ープットはノイズおよび干渉が存在する場合に送信信号
を確実に区別でき受信機の能力によって制限される。最
大可能なスループットは図２８に示されるような物理的
リンクの理論的チャンネル容量によって上限が定められ
る。このリンクのチャンネル容量は使用されるバンド
幅、受信される信号の特性およびノイズ並びに干渉によ
って決定される。レート交渉方法は、より短いループで
作動するＤＳＬがより高いスループットを達成できるよ
うにする高レートのオプションを提供しながら、極端に
長い電話加入者ループによってサポートできる低レート
のオプションを提供することによりＤＳＬのリーチ範囲
を長くする。
【０１３４】レート交渉方法はＤＳＬ伝送媒体のダイナ
ミック特性を検討する。ＤＳＬとはチャンネル状態の改
善／劣化に起因して容量が変化できる時間可変チャンネ
ルである。チャンネル状態が変化するにつれ、理論的最
大スループットも変化する。チャンネル特性の時間可変
の性質は時間にわたりチャンネルの最も効率的な使用を
達成するレート交渉技術が必要なことを決定する。これ
によりスループットを低下することにより異なるチャン
ネル特性の期間中にＤＳＬ接続を維持するための能力が
与えられる。このことは、モデムがスループットを高
め、好ましいチャンネル特性の期間中にその接続を最大
に活用できるようにもする。各側のトランシーバがチャ
ンネルをモニタし、状態が変化する際にスループットを
最大にすることが理想的である。利用可能な容量、利用
可能な信号処理リソースおよび特定アプリケーションの
条件に基づき、物理的チャンネルのスループットを増減
する実際の送信機／受信機を設計できる。いくつかのレ
ート適応化方法（例えば標準ＣＣＩＴＴ Ｖ．３４の音
声バンドモデム規格）が存在しているが、２つの全く異
なる変調方法のための、特に便利な２つの技術について
後述する。しかしながらレート適応化の技術は他の変調
およびコード化方式に容易に拡張でき、かかる拡張も本
発明の一部であると見なされる。
【０１３５】これに関連するネットワークのアクセス性
はローカルループからバックボーンネットワークへのデ
ータの転送に関連するレートおよび／または遅延を表し
ている。このような対策は使用される特定のバックボー
ンネットワーク（インターネット、ＡＴＭ等）、サービ
スプロバイダによって提供されるバンド幅およびネット
ワークのトラフィック量によって影響される。本発明に
より定義される技術は特定バックボーンネットワークで
の使用に限定されるものではない。
【０１３６】ＶＲＤＳＬ接続は所定の伝送スループット
が可能であるが、時々対応するＣＯのバックボーンネッ
トワークに全体のスループットを接続できないことがあ
る。ＰＳＴＮ（公衆交換電話ネットワーク）を通して送
られるＶＲＤＳＬにより提供されるサービスでは、サー
ビスが開始された時に限り接続がなされる。ローカルの
ＣＯで終了するＶＲＤＳＬにより提供されるサービス、
例えばインターネットアクセスでは、好ましいコスト構
造に応じて所定のスループットを有する専用回線または
ダイヤルアップ回線の接続を行うことができる。各ＶＲ
ＤＳＬモデムに対する利用可能なＣＯバックボーンスル
ープットを異なる時間に異なるようにすることができ
る。異なるアプリケーションに対して加入者が望むスル
ープットも変わり得る。
【０１３７】ＶＲＤＳＬの物理的送信リンクにより提供
されるスループットより低い実際のスループットによ
り、ＣＯバックボーンネットワークでトラフィックの集
中化を実現できる。各ＣＯ ＶＲＤＳＬモデムに対し別
個のアナログフロントエンドを使用することにより統計
学的な多重化も実現できる。対応するデジタル部分の必
要な数は、トラフィックのふるまいに応じアナログフロ
ントエンドの数よりも少なくすることが可能である。極
端な場合には音声バンドをトラフィック表示チャンネル
として使用し、ＲＡＭ内にモデムのデジタルステート部
分のコピーを維持することにより、アクティブなＶＲＤ
ＳＬリンク間でＣＯ ＶＲＤＳＬモデムのデジタル部分
を多重化できる。
【０１３８】図３６にはＶＲＤＳＬ通信モデルが示され
ている。このモデルの１つの目的はここに開示したレー
ト交渉技術の理解を助けることにある。このモデルは機
能分離の別個の居住地７２１０と中央局７２２０のレイ
ヤー状の表示から成る。図の左側には居住地ターミナル
７２１０の機能が示されており、最も下のレイヤー７３
３０は通信ハードウェアレイヤーであり、このレイヤー
は変調器／復調器、信号条件化、タイミング、同期化お
よびエラー訂正コーディングを含む。このレイヤーはデ
ータポンプレイヤーと称することもできる。第２レイヤ
ー７３２０はハードウェア制御レイヤーであり、このレ
イヤーは下方のレイヤーによって受信されたデータを良
好に組織化するフレーミング制御およびその他のデータ
パッケージング機能を奏す。第３レイヤー７３１０はハ
ードウェアレベルと居住地で作動するアプリケーション
プログラムとの間のインターフェースとなっている。第
４（頂部）レイヤー７３１０はアプリケーションソフト
ウェアレイヤーであり、このレイヤーは居住地で作動す
るアプリケーションプログラムによって提供される全て
の機能を含む。このレイヤーは異なる同時アプリケーシ
ョンに割り当てられたスループットを管理するソフトウ
ェアのみならず、アプリケーションプログラム自体の双
方を含む。従来のソフトウェアアプリケーションプログ
ラムはチャンネルをリクエストし、下方のレイヤー（交
渉なし）によって提供される利用可能なスループットを
受け入れる。将来の世代のソフトウェアアプリケーショ
ンプログラムはレート交渉のための条件および能力を有
することができる。
【０１３９】モデルのＣＯ７２２０部分も４つのレイヤ
ーを含む。底部の３つのレイヤー７４３０、７４２０、
７４１０は居住地側のモデルに極めて類似している。
（しかしながら実際の構成を根本的に変えることができ
る。）ＣＯ内の第４（頂部）レイヤー７４００はネット
ワークアクセスソフトウェアレイヤーと称される。この
レイヤーはＤＳＬ接続をバックボーンネットワークにイ
ンターフェースするのに必要な機能を奏す。
【０１４０】レート交渉方法ではモデルの各レイヤーは
下方および情報のレイヤーと通信し、相互作用する。レ
イヤー間の通信のための標準的プロトコルが定義され
る。図３６に示されるように、レート交渉を開始するの
に下方レイヤーにＲ（レートリクエスト）を１つのレイ
ヤーが表示できる。図３６には対応する下向きの矢印と
共にＲが示されている。下方のレイヤーは情報のレイヤ
ーに達成可能なレートを通知するため、情報のレイヤー
にＡ（利用可能なレートの通知）を表示できる。図３６
には対応する上向きの矢印と共に“Ａ”が示されてい
る。このＲとＡの情報の意味は異なるレイヤーインター
フェースで異なるが、交渉方法は同じである。
【０１４１】レイヤー間で符号の信号を送るＲおよびＡ
に対する共通シンタックスとしてレートテーブルが定義
される。このレートテーブルは特定レイヤーが達成を試
みることのできるレートを定義するものである。（一般
にこのレートテーブルはモデムのハードウェアの制限に
より定義される。）レートリクエスト（Ｒ）中、上方レ
イヤーは下方レイヤーにレート構造を変えたい要求の信
号を送る。下方レイヤー自体が新しい組の作動パラメー
タに自身を再構成でき、リクエストされたレートを達成
できる場合、上方レイヤーに対してこれが行われ、この
ことが表示される。下方レイヤーがリクエストされたレ
ートを受け入れできないと判断した場合、上方レイヤー
には現在の作動状態（Ａ）で利用できるレートに関する
情報が伝えられる。
【０１４２】達成できるスループットが小さいかまたは
大きいことにより、作動状態が変化する場合、下方レイ
ヤーがレート交渉を開始することも可能である。上方レ
イヤーには新しい組の達成可能なレート（Ａ）が通知さ
れる。上方レイヤーは新しい状態（Ｒ）に基づくレート
リクエストに応答する。この共通レイヤーのインターフ
ェースはレート交渉方法を簡略化する。レイヤーインタ
ーフェースごとにレートテーブルのパラメータは異なる
が、相互対話の方法は類似している。
【０１４３】各レイヤーはこのレイヤーとＤＳＬ接続の
他端にある対応するレイヤーとの間にあるものとして通
信リンクを概念的に検討できる。居住地および中央局内
の対応するレイヤーを接続する回線によって示されるよ
うに、 １．居住地およびＣＯ内の通信ハードウェアレイヤー７
３３０、７４３０は非仮想的未処理接続によって接続さ
れる。この接続は実際の変調が行われる物理的接続であ
る。 ２．ハードウェア制御レイヤー７３２０、７４２０は通
信リンクを仮想的な訂正されたデータストリームと見る
ことができる。これは物理的タイミング、同期化、制御
およびエラー訂正コーディング冗長シンボルが除かれた
後のチャンネルの実際のスループットとなっている。 ３．ソフトウェアドライバレイヤー７３１０、７４１０
はデータリンクチャンネル（ＤＬＣ）と称される仮想的
チャンネルとして接続を検討する。便宜上、ＤＬＣを多
数のＮキロビット／秒のチャンネル（Ｎ＝１６または６
４）を表示するフレームストラクチャとすることができ
る。更に制御チャンネルを特定できる。この制御チャン
ネルは下方のレイヤーチャンネルに埋め込んでもよい
し、ＤＳＬ接続から完全に分離することも可能である。
例えばＶ．３４モデム接続を介し音声バンド内で制御信
号を構成してもよい。 ４．アプリケーションソフトウェアレイヤー７３００は
ＣＯまたはバックボーンネットワーク内に当該ロケーシ
ョンを提供する、あるデータに対する仮想的アブリケー
ションリンク７５００を検討する。
【０１４４】レート適応化のための基本条件はレートテ
ーブル、すなわちＤＳＬ通信モデルの情報レイヤーと通
信できる、良好に定義された組の達成可能なレートであ
る。このレートテーブルは接続の両方の側のハードウェ
アの能力によって決定される。起動またはリセット中、
一対のモデムは双方がサポートできるレートテーブル入
力に一致しなければならない。次にテーブル内のリーガ
ルステートとして所定のチャンネル条件化で認められる
レートが示される。異なるレベルのモデルが他のレイヤ
ー内の細部に関心を払うことなく、このレートテーブル
シンタックスを介して通信できる。このレートテーブル
はある変調方式および／またはコーディング方式から次
の変調方式へと大きく変わり得るが、チャンネル状態に
応じて認められるレートおよび認められないレートの概
念は変化しない。
【０１４５】次に、本発明の要旨に従い、ハードウェア
制御レイヤー７３２０、７４２０と通信ハードウェアレ
イヤー７３３０、７４３０との間のレート交渉がどのよ
うに行われるかについて説明する。種々のレートに適応
するように変調パラメータの変更が認められ、レイヤー
はレートを使って相互作用する。次はＤＳＬ通信モデル
内の底部の２つのレイヤーで共用できる２つの可能な変
調方式に基づくレート適応化技術およびレートテーブル
の例について説明する。
【０１４６】デジタル信号を高レートでシリアル送信す
る場合、所定の数のビット、例えばＮ個のビットを表示
するのにデジタルシンボルが選択される。Ｎ個のビット
のグループはチャンネルを通して送信されるシンボルに
マッピングされる。デコーダでは送信されるシンボルを
決定する判断がなされる。正しい判断がなされれば、送
信されたビットは正しくデコードされる。
【０１４７】スループットを変える方法はシンボルレー
トを一定に維持しながら、各シンボルによって表示され
るビット数を変える。各シンボル内に表示されるビット
数を大きくすると、送信されるビット数が増えるが、ノ
イズに対する抵抗力が低くなる。シンボル当たりのビッ
ト数を低下するとノイズに対する抵抗力が増すが、送信
のロバストネスが改善され、スループットが小さくなる
という犠牲がある。いずれの場合でもバンド幅は同じま
まである。
【０１４８】スループットを変える他のストレートフォ
ワードな方法は、送信チャンネルで使用されるバンド幅
を変えることである。バンド幅を広げることにより所定
のインターバル内でチャンネルを通してより多数のシン
ボルを送信できる。シンボルレートはほぼバンド幅に比
例しているが、ＤＳＬモデムの処理条件はバンド幅と共
に増加し、バンド幅が広くなれば変調／復調のための計
算も増える。利用可能な最大のバンド幅はチャンネル状
態またはモデムのハードウェアの処理能力の制限によっ
て限定され得る。
【０１４９】まず通信リンクを記述する１組のパラメー
タおよびパラメータが取り得る値の組について定義す
る。公称シリアル伝送レートをＲとし、ＤＳＬモデムが
変更する最小レートのステッブをｄＲと定義する。最小
レートがＲ−２＊ｄＲであり、最大レートがＲ＋２＊ｄ
Ｒである場合、達成可能なレートの組は｛Ｒ−２＊ｄ
Ｒ、Ｒ−ｄＲ、Ｒ、Ｒ＋ｄＲ、Ｒ＋２＊ｄＲ｝で示され
る。例えばＲ＝３００キロシンボル／秒とし、ｄＲ＝１
００キロシンボル／秒とすると、達成可能なレートの組
は｛１００、２００、３００、４００、５００｝キロシ
ンボル／秒となる。
【０１５０】Ｎが送信される各デジタル信号によって送
られるビット数を示すものとすると、例えばＶＲＤＳＬ
モデムは組｛２、３、４、５｝内のＮでの運用をサポー
トできる。Ｎの値が大きくなれば所定の時間内により多
くのビットを送ることができるが、ノイズに対する許容
値も低くなる。
【０１５１】ＲおよびＮレートのパラメータを使用し、
上記値を独立して取り得ることが認められると仮定する
と、レートテーブルは次のように定義できる。
【０１５２】
【表２】 表２．シリアル伝送（例えばＣＡＰ）レートテーブルの
例
【０１５３】表２におけるレートＲはシンボル数／秒を
単位に示されており、簡潔にするため表では科学的表記
法で示されている。この表の項目は各シンボルによって
表示される所定のレートＲおよびＮビットにおける達成
可能な伝送スループット（キロビット／秒）を示してい
る。
【０１５４】離散的マルチトーン（ＤＭＴ）変調はパラ
レルサブチャンネルを通して低レートのデータシンボル
を送信する方式である。高レートのシリアルデータスト
リームを別個のサブチャンネルで送信される多数の低レ
ートのデータストリームに分割することにより、周波数
選択チャンネルに良好に一致するようにシステムを合わ
せることができる。より多数のビット／シンボルを送信
するのにバンド幅全体の良好な部分（信号対ノイズ比
（ＳＮＲ）を有するサブバンド）を使用できる。基本的
にはバンド幅全体を極めて効率的に使用できるようにサ
ブチャンネルの間にデータを配分できる。
【０１５５】高レートのシリアルデータストリームと共
に全般的な希望するスループット、チャンネル状態およ
びモデムのハードウェア能力に従ってＤＭＴシステムの
バンド幅全体を増減できる。更にＤＭＴ変調は一度に１
つのサブバンド当たりのバンド幅を増減できる能力を提
供する。多数のサブバンドを備えたＤＭＴシステムで
は、この能力により可能なバンド幅を極めて多数選択で
きる。所望すればバンド幅全体を固定しながらサブチャ
ンネルの数を変えることができる。
【０１５６】説明を簡単にするため、サブチャンネルの
バンド幅が一定であるが、使用されるチャンネルのバン
ド幅全体は使用されるサブチャンネルの数によって制御
されるようなＤＭＴシステムについて検討する。Ｔは送
信時に使用されるサブチャンネルまたはトーンの数を示
すものとし、Ｎはサブチャンネルを横断するビット／シ
ンボルの平均数を示すものとする。Ｎは高レートシリア
ル伝送システムと同じように整数に制限されていない。
しかしながら本例ではＮはほぼ整数値であると見なす。
次の表はＤＭＴの場合のレートテーブルの一例である。
【０１５７】
【表３】 表３． ＤＭＴ伝送レートテーブルの例
【０１５８】パラメータＴはサブチャンネルの数を示
し、ここで各サブチャンネルは約３．４ＫＨｚのバンド
幅を有する。Ｎはすべてのサブチャンネル内で表示され
るビット／シンボルの平均数を示す。表の項目の単位は
キロビット／秒で示されている。
【０１５９】実際のＤＭＴレートテーブルは増分として
１だけサブチャンネルを増減できる。更に各サブチャン
ネルに割り当てられたビット数が別々に制御できる。従
って、このＤＭＴレートテーブルは極めて小さいレート
のインクリメント調節に対しても潜在力がある。
【０１６０】ソフトウェアドライバレイヤー７３１０、
７４１０は先に説明したテーブルに極めて類似したレー
トテーブルによりハードウェア制御レイヤー７３２０、
７４２０と通信する。しかしながらテーブルのパラメー
タおよびテーブルの項目は異なる。同期化、復調、エラ
ー訂正デコーディングおよびハードウェア制御ビットの
除去後、これまで検討した基本となる変調方式のいずれ
かのためのレートテーブルは次のようになる。
【０１６１】
【表４】 表４．ソフトウェアドライバレイヤーとハードウェア制
御レイヤーとの間の相互作用に使用されるレートテーブ
ル
【０１６２】列パラメータは異なるチャンネルリソース
モード（ｃｒ１、ｃｒ２．．．．ｃｒ５）と表示されて
おり、一方、行パラメータは各シンボルによって表示さ
れるビットの平均数に対応する。これら項目はＶＲＤＳ
Ｌモデル内の訂正されたデータストリームに対する達成
可能なレートを示す。
【０１６３】アプリケーションソフトウェアレイヤー７
３００、７４００とソフトウェアドライバ７３１０、７
４１０との間のレート調節情報はレートテーブルまたは
利用可能な総スループットで特定できる。簡潔にするた
め、ソフトウェアドライバレイヤーはアプリケーション
ソフトウェアレイヤーに対する利用可能な総レートを表
示でき、アプリケーションソフトウェアレイヤー内の管
理機能は種々のソフトウェアアプリケーションプログラ
ムに総スループットの一部を割り当てる。次に、総デー
タスループットのパーティションおよび管理の概略を説
明する
【０１６４】ＶＲＤＳＬ内の次の事象により、データリ
ンクレイヤー内のレート交渉が開始される。 −ＶＲＤＳＬ内のデータ接続またはチャンネルの現在の
割り当てを変更するリクエスト、例えば新しいチャンネ
ルの要求または現在のチャンネルレートの変更のリクエ
ストが出される。 −ＶＲＤＳＬの物理的レイヤーが総チャンネル容量の変
更を検出すると、総チャンネル容量が増減する。
【０１６５】ＶＲＤＳＬの初期化後、制御チャンネル
（例えば１６Ｋｂｐｓのチャンネル）が初期チャンネル
接続として割り当てられる。この制御チャンネルは全物
理的回線接続時間中に保留される。また、レート交渉情
報を含むすべての制御情報を送受信するのに使用され
る。
【０１６６】データリンクレイヤー内のレート交渉は多
数の信号データフォーマットおよび有限ステートのオー
トマトンとして記述できる。
【０１６７】レート交渉信号データはＰＰＰデータリン
クレイヤーフレーム構造の情報フィールドのようなデー
タリンク制御プロトコル内に封入されている。プロトコ
ルフィールドはＶＲＤＳＬレート交渉プロトコルのため
のタイプ０ｘｃ０２４を表示する。図３７にはパケット
フォーマットが示されている。 コード：このコードフィールドは１オクテットであり、
レート交渉パケットの種類を識別する。コード１〜１１
はＰＰＰ ＬＣＰに対して保留されている。コードはＶ
ＲＤＳＬに対し次のような特別な定義を有する。
【０１６８】 １３ チャンネルマップ変更Ｒｅｑｕｅｓｔ １４ チャンネルマップ変更Ｎａｋ １５ チャンネルマップ変更Ｒｅｊｅｃｔ １６ チャンネルマップ変更Ａｃｋ ＩＤ： このＩＤフィールドは１オクテットであり、リ
クエストおよび回答のマッチングを助ける。 長さ：この長さフィールドは２オクテットであり、レー
ト交渉信号データパケット全体の長さを示す。 チャンネルマップデータ：このチャンネルマップデータ
フィールドは２以上のオクテットであり、ＶＲＤＳＬ回
線内の現在のチャンネル割り当ておよびチャンネル変更
のためのリクエストを示す。このフィールドは自己のヘ
ッダーおよびチャンネルエントリーフィールドによって
表示される情報の２つの部分を含む。 −現在のチャンネルマップ −チャンネルマップ変更リクエスト
【０１６９】情報のこれら２つの部分はすべて２オクテ
ットのチャンネル入力フィールドによって記述される。
これらを区別する方法は、チャンネルマップ変更リクエ
ストに対しチャンネル入力の最大位ビットをハイにセッ
トすることである。図３８にはチャンネルマップデータ
フィールドが示されている。
【０１７０】コードが１４（チャンネルマップ変更Ｎａ
ｋ）であると、チャンネルマップデータフィールドは総
容量、利用可能な容量、現在のチャンネルマップおよび
Ｎａｋされた１つ以上のチャンネル入力を含む。これら
Ｎａｋされたチャンネル入力にはその最大位ビット（ｍ
ｓｂ）によってフラグが付けられる。コードが１５また
は１６の場合、チャンネルマップデータフィールドは総
容量、利用可能な容量および現在のチャンネルマップデ
ータを含む。
【０１７１】チェックサム：チェックサムフィールドは
標準的なＴＣＰ／ＩＰアルゴリズムすなわち（チェック
サムフィールドを除く）フィールド内の１６ビットの整
数の全ての合計の１の補数を使って計算される。リンク
レイヤーレート交渉はＶＲＤＳＬにおけるチャンネルマ
ップ変更（ＣＭＣ）とも称される。このＣＭＣ手順は特
定の事象およびアクションによってトリガーされるステ
ート変化によって記述される。図３９および４０は、そ
れぞれアクティブおよびパッシブなＣＭＣプロセス中の
リンクレイヤーレート交渉のためのステート図を示す。
【０１７２】ＶＲＤＳＬ通信モデル、送信レートを変え
ることができるモデムのハードウェアおよび可変レート
管理ソフトウェアに基づき、図４１に示されるレート交
渉方法を使用できる。図４１はレート交渉方法全体の簡
略化された機能図を示す。
【０１７３】現在のＱＡＭに基づく音声バンドのモデム
は通信を初期化するため呼び出し側モデムと応答側モデ
ムとの間のハンドシェイクシーケンスを利用している。
同期化をするために応答側モデムは対応する星形ポイン
トの交互に変化するシンボルを送信する。Ｖ．３２モデ
ムは同期化プロセスにおいて図４２ａ内の星形ポイント
Ａ，Ｂ、ＣおよびＤを使用する。応答側モデムは２５６
のシンボルの期間中、交互に変化するシンボルＡＢＡＢ
ＡＢＡＢ．．．．を送信する。２５６個のシンボルの後
に１６シンボルの間で交互に変化するシンボルＣＤＣＤ
ＣＤ．．．．が送信される。２つのシンボルシーケンス
間の移行期は呼び出し側モデムの受信機内の時間基準を
発生するのに使用できる良好に定義された事象を提供す
るものである。第２シンボルシーケンス後、応答側モデ
ムは双方のモデムが知っているシンボルシーケンスの送
信を開始する。このシーケンスは呼び出し側モデムの受
信機における等化器をトレーニングするのに使用され
る。図４２ａはＶ．３２のトレーニングの星形グラフを
示す。
【０１７４】音声バンドチャンネル（３０Ｈｚ〜３．３
ＫＨｚ）の周波数応答は公称フラットである。チャンネ
ルを等化する前に交互に変化するシンボルＡＢＡＢＡＢ
ＡＢ．．．．およびＣＤＣＤＣＤ．．．．を確実に検出
できる。しかしながらこれはＭＤＳＬモデムのケースで
はない。１／４ Ｔ１の間、モデムは電話回線の５００
ＫＨｚまでのスペクトルを使用する。図４２ｂは電話の
ＣＳＡループ６の周波数応答を示す。タイミングの同期
化を試みる前には回線の部分的等化を可能にする起動方
法が必要である。
【０１７５】好ましい実施例はＭＤＳＬモデムに対する
起動ハンドシェイク方法を使用し、更に受信機部分を構
成するのにアルゴリズムを使用する。図４２ｃはＣＡＰ
回線コードを使用するＣＯおよびＲＵ ＭＤＳＬモデム
に対する提案された起動方法のための時間軸を示す。下
記の表は図４２ｃの種々のセグメントを識別するもので
ある。
【０１７６】
【表５】
【０１７７】起動方法は次のとおりである。 ＣＯモデム １．ＣＯモデムは常時オンであり、アイドルステートと
なっているものとする。このモデムはセグメントＡを連
続して送信し、セグメントＢを受信する。 ＲＵモデム １．ＲＵモデムはオンライン状態となり、ＣＯモデムか
らのセグメントへの受信を開始する。 ２．セグメントＡを一旦検出すると、このモデムはセグ
メントＤの送信を開始する。 ＣＯモデム ２．ＣＯモデムがＲＵモデムからのセグメントＤを検出
すると、ＲＵモデムから更にハンドシェイクすることな
くセグメントＢ、Ｃおよび有効データを送信する。 ＲＵモデム ３．ＲＵモデムはセグメントＢを受信し、一旦検出する
とＣＯモデムからのハンドシェイクを行うことなくセグ
メントＥ、Ｆおよび有効データを送信する。 ４．セグメントＢの検出は同期化方法における重要なタ
イミングの時間である。このセグメントが検出された後
にＲＵモデムはセグメントＣからのデータを使用して等
化器のトレーニングを開始する。 ＣＯモデム ３．ＣＯモデムはＲＵモデムからのセグメントＥを受信
する。セグメントＥの検出は同期化方法における重要な
タイミングの時間である。このセグメントが検出された
後にＣＯモデムはセグメントＦからのデータを使用して
等化器のトレーニングを開始する。
【０１７８】受信機は初期のタイミングの同期化をする
のに周期的内等化技術を活用する。ＲＵモデムは起動時
に時間がＫシンボル時間（例えばＫは１５でよい）に等
しい部分的に離間した適応型等化器を設定する。この等
化器を同期等化器と称す。同期等化器がシンボル時間の
２倍で作動する場合、必要なタップ数は２ｘＫとなる。
シンボル期間当たり４サンプルの場合、必要なタップ数
は４ｘＫ等となる。
【０１７９】受信機は同期等化器のトレーニングデータ
のための送信機と同じＫシンボルシーケンスを使用す
る。等化器の長さはシンボルシーケンス長さの倍数であ
るので、送信されるシーケンスと受信機の基準シーケン
スとの間の相対的位相は問題とならない。
【０１８０】同期等化器の２乗平均エラーがスレッショ
ルド値よりも低下すると、セグメントＡが検出される。
受信機は適応化プロセスを停止し、係数を解析する。次
に同期等化器のフィルタの前で最大エネルギーを有する
Ｎ個の連続する係数をグループ分けするように、受信機
は係数を円形に回転する。ＮはＣＡＰ復調で使用される
直交適応型フィルタの長さである（次の章を参照された
い）。これにより受信機のシンボル時間と送信機のシン
ボル時間とが一致する。
【０１８１】回転後、受信機は信号のフィルタリングを
続けるが、同期等化器の係数は更新しない。次に長さＫ
のマッチングされたフィルタへ同期等化器の出力が送ら
れる。このマッチングされたフィルタはセグメントＢの
検出に使用される。このフィルタの係数は送信されるチ
ャンネルのシーケンスＢである。このシーケンスは２つ
の値しか有していないので、２進相関器を使用すること
も可能である。
【０１８２】マッチングされたフィルタ（相関器）の出
力がスレッショルド値よりも大きくなると、受信機は次
のシンボルがトレーニングデータの開始であることを知
る。この時、受信機はＣＡＰ復調で使用される直交適応
型フィルタを構成する。これらフィルタは部分的に離間
した適応型等化器であり、この等化器の長さは実際の物
理的チャンネルのインパルス応答に応じて決まる。これ
ら復調等化器はセグメントＣの既知のトレーニングデー
タを使用してトレーニングされる。トレーニングが完了
した後、復調等化器は判断指向モードに入り、ここでＣ
ＡＰスライサから基準データが得られる。
【０１８３】次に図４３ａを参照する。ここにはＤＭＴ
回線コードと共に使用するための時間領域等化器トレー
ニングシーケンスが示されている。ＤＭＴ用の本発明の
部分は通常の周波数領域のトレーニングシーケンスを使
用する代わりに図４３ａに示された時間領域のトレーニ
ングシーケンスを使用する。トレーニングシーケンスの
基本単位はランダムデータブロック｛ｘｎ｝、０≦ｎ＜
Ｎである。図４３ａに示されるように、データブロック
の符号が２つのブロックごとに交互に変化しながらラン
ダムデータブロック｛ｘｎ｝が時間内で繰り返されるよ
うな全シーケンスとなっている。
【０１８４】説明を簡単にするため、次のような表記を
用いる。時間領域の等化器のタップをｗｉとし、（時間
領域の等化器を含む）チャンネルインパルス応答をｈｋ
とし、等化器の前の受信機データをｙｍ［ｎ］とし、等
化器の後の受信機のデータをｚｍ［ｎ］とする。ここで
ｍはデータブロック上のラベルを示す。図４３ａにおけ
る送信された信号に対応する受信された信号は次のよう
になっている。
【０１８５】
【数５】
【０１８６】ここでｐｎはトレーニングシーケンスに重
ねられるパイロットトーンである。これら式の右辺の第
２項は先のフレームからのシンボル間干渉に対する属性
であり、この第２項は次の演算フレーム４−フレーム１
を実行することにより第１項から分離できる。
【０１８７】
【数６】
【０１８８】プリフィックス長さをＬとすると、理想的
チャンネルインパルス応答は次のとおりとなる。
【０１８９】
【数７】
【０１９０】条件（２）は次のように時間領域等化器機
ｗ１が選択される場合に満たすことができる。
【０１９１】
【数８】
【０１９２】式３は次の線形式の集合になることを証明
することは容易である。
【０１９３】
【数９】
【０１９４】
【数１０】 となるようにトレーニングシーケンスを選択した場合、
式（４）の一義的な解はｈｋ＝０（ここでｋ≧Ｌ）であ
る。これは（２）と同じである。
【０１９５】
【数１１】 であるので、式（１）は次のように表すことができる。
【０１９６】
【数１２】
【０１９７】式（３）と（５）とを組み合わせ、ＬＭＳ
アルゴリズムを使用すると次のように繰り返すことによ
りｗ１を見つけることができる。
【０１９８】
【数１３】
【０１９９】フレーム境界情報は上記トレーニングシー
ケンスからも得られる。式（１）から分かるようにトレ
ーニングシーケンスのブロックがチャンネルインパルス
応答よりもかなり長い場合、Ｎがフレーム４の端部まで
増加する際、ｈＮ＝ｋ→０となるにつれてｅｒｒ［ｎ］
は０に近づく。しかしながらフレーム５でデータがスタ
ートすると次のようになる。
【０２００】
【数１３】
【０２０１】ＡＤＳＬアプリケーションでは高周波では
銅線内での減衰は大きいので、チャンネルインパルス応
答ｈｋは符号を極めて頻繁に切り替えることは予想され
ない。トレーニングブロック｛ｘｎ］の開始点でのｘｎ
の値が同じ符号であれば、式７における合計値は建設的
となる。従って、フレーム境界ｎ＝０でｅｒｒ［ｎ］の
大きさが増加し始める。図４３ｂはｅｒｒ［ｎ］の時間
シーケンスを示す。図４３ｂに示されるように、発生す
るシーケンスｅｒｒ［ｎ］の立ち上がりエッジをフレー
ム同期化に使用でき、ｅｒｒ［ｎ］の後方エッジを時間
領域の等化器トレーニングに使用できる。ｅｒｒ［ｎ］
の立ち上がりエッジにおける理由と同じ理由から、式
（１）の合計値を構成的にするためには、ブロックｘ
Ｎ−ｋの端部におけるトレーニングシーケンスの要素も
同じ符号となっていなければならない。上記シーケンス
は次の演算を実行することによっても容易に検出でき
る。
【０２０２】
【数１４】
【０２０３】フレームのパワーｄｅｔ［ｎ］ｐｗｒ ｄ
ｅｔとフレームのパワーｚ［ｎ］ｐｗｒとを比較する
と、ｐｗｒ ｄｅｔ＜＜ｐｗｒであればトレーニングシ
ーケンスが既に検出されたことを示す。トレーニングシ
ーケンスの終わりに図４３ｃに示されるようなデータブ
ロックパターンを送ることができる。次に、対応する受
信信号は次のようになる。
【０２０４】
【数１５】
【０２０５】この場合、検出信号は次のとおりとなる。
【数１６】
【０２０６】この検出フレームのパワーはデータフレー
ムのパワーよりも大きい。すなわちｐｗｒ ｄｅｔ＞ｐ
ｗｒとなる。一旦受信されたデータストリーム内でｐｗ
ｒ ｄｅｔ＞ｐｗｒが検出されるとＤＭＴ受信機はトレー
ニングシーケンスの終了部であると判断する。フレーム
５にはトレーニングシーケンスを終了するためのデータ
パターンが挿入されており、このデータパターンは時間
領域等化器のトレーニングではなく、境界の検出に使用
されるので、時間領域の等化器の更新には影響しない。
【０２０７】時間領域の等化器のトレーニングの後に、
送信機は周波数領域の等化器をトレーニングするのに別
のシーケンス｛ｙｎ｝を送らなければならない。周波数
領域の等化器のトレーニングシーケンスは正確に繰り返
し可能なブロック｛ｙｎ｝］から構成できる。図４３ｄ
はトレーニングシーケンスの全体を示す。トレーニング
シーケンス｛ｙｎ｝の開始時にはｐｗｒ ｄｅｔは高い
ままである。
【０２０８】ＭＤＳＬの回線管理部分は単一リンクモー
ドの専用回線下で作動するようにホストソフトウェアが
予めＭＤＳＬを再構成できるようにする。現在のところ
ＭＤＳＬは次のモードを使用する。 ・単一リンクを備えた専用回線（ＬＬＳＬ） ・マルチリンクを備えた専用回線（ＬＬＭＬ） ・ソフトダイヤルを備えた交換回線（ＳＬＳＤ） ・ハードダイヤルを備えた交換回線（ＳＬＨＤ）
【０２０９】ＬＬＳＬモードでは遠隔通信回線はリモー
トＭＤＳＬシステムによりＭＤＳＬ通信にしか関与しな
い。この回線接続モードでは１つのデータリンクしか認
められない。従って、リンク管理は回線管理と同じであ
る。
【０２１０】ＬＬＭＬモードはＬＬＳＬと同じように作
動するが、同じ専用回線内で異なるスピードでのマルチ
リンク接続を可能にする点が異なっている。回線速度の
容量に対してリンク数およびリンク速度をダイナミック
に構成できる。このモードでは各リンクは独立した専用
回線のように作動し、同じ回線管理方式に従うが、リン
ク向きである点が異なっている。
【０２１１】ＳＬＳＤモードは交換ＭＤＳＬ回線で作動
し、このＭＤＳＬ回線ではリモートサーパーによって制
御されるＭＤＳＬ−ＣによってＭＤＳＬ−Ｒモデムが自
動ダイヤルされる。このモードでは回線管理は通常の従
来の電話サービス（ＰＯＴＳ）回線と独立した特別なＭ
ＤＳＬダイヤルアップ手順に従う。ＭＤＳＬモデムダイ
ヤルアップ手順はＭＤＳＬモデムの内部初期化プロセス
によって決められている。この手順は２つのダイヤルア
ップＩＤを有する。１つはＭＤＳＬ−Ｃポートに関連す
るものであり、他方はＭＤＳＬ−Ｒモデムに関連するも
のである。ＭＤＳＬ−ＣポートのためのＩＤはちょうど
加入者の電話番号に１けたを加えた番号とすることがで
きる。追加する桁を０とすることによりＭＤＳＬ−Ｒモ
デムのＩＤを加入者の電話番号＋１に選択した１桁とす
ることができる。その他、２〜９までの８つの値を保留
する。
【０２１２】ＳＬＨＤモードは音声バンドモデムのモー
ドと同じように作動するが、ＭＤＳＬダイヤルアップ手
順を伴っている。ＭＤＳＬモデムは電話番号を記憶する
か、またはアプリケーションによりマニュアルでダイヤ
ルされる。
【０２１３】次の章ではモード動作の一例として単一リ
ンクモードを有する専用回線下のＭＤＳＬ回線接続管理
について説明する。
【０２１４】ＭＤＳＬ回線管理ホストインターフェース
はホストソフトウェアによりデータパケットを送受信す
る準備状態となるように回線を構成するようにできる。
ホストソフトウェアはデータフローを停止させるために
マニュアルで回線接続を停止することも可能である。
【０２１５】ＭＤＳＬ回線管理ホストインターフェース
内の回線構成コマンドはホストソフトウェアが回線をＭ
ＤＳＬサポートされた回線モードのうちの１つに構成す
るのに使用される。ＬＬＳＬモードではこのコマンドは
送受信データレート、最大フレームサイズおよびデータ
リンクプロトコルも設定する。このコマンドは通常ＭＤ
ＳＬの初期化またはエラー回復プロセス中にコールされ
る。このコマンドを成功裏に実行した後、コンフィギュ
レーション下のＭＤＳＬは回線を通してデータパケット
を送受信する準備状態となる。ＬＬＭＬではデータリン
クはデータフローを可能にするようにオープンまたはク
リエイトされなければならない。ＭＤＳＬの回線コンフ
ィギュレーションは非同期手順となっている。ＭＤＳＬ
によって発生された「回線接続」インターラプトにより
回線が成功裏に構成されたことが、ＨＯＳＴに通知され
る。図４４にはＭＤＳＬにおける回線コンフィギュレー
ションプロセスが示されている。ホストインターフェー
ス：
【０２１６】
【０２１７】ＬｉｎｅＭｏｄｅ入力パラメータはどの回
線モードに対してＭＤＳＬを構成すべきかを特定する。
このパラメータは次の定義を有する。 ０−単一リンクを備えた専用回線 １−マルチリンクを備えた専用回線 ２−ソフトダイヤルを備えた交換回線 ３−ハードダイヤルを備えた交換回線
【０２１８】ＴｘＳｐｅｅｄおよびＲｘＳｐｅｅｄは上
り方向および下り方向の回線速度を示す。ＭａｘＴｘＦ
ｒａｍｅＳｉｚｅおよびＭａｘＲｘＦｒａｍｅＳｉｚｅ
パラメータはデータを送受信するための最大フレームを
特定する。ＴｘＰｒｏｔｏｃｏｌおよびＲｘＰｒｏｔｏ
ｃｏｌはデータを送信するために使用される物理的レイ
ヤーのフレーミングプロトコルを定める。現在、このプ
ロトコルは次の定義を有する。
【０２１９】ビット０−ビット１はフレーミングプロト
コルの名称を定義する。 ００− 生のＭＤＳＬ（データのパケット化は行わな
い） ０１− ＭＤＳＬ固有のパケット化 １０− ＨＤＬＣ（高レベルのデータリンク制御） ビット２はパケットヘッダーの圧縮があるかどうかを示
す。ビット３はパケットデータの圧縮があるかどうかを
示す。ビット４はデータを暗号化するかどうかを示す。
【０２２０】ＭＤＳＬ回線管理ホストインターフェース
ではＨａｌｔ ＬｉｎｅコマンドがＭＤＳＬにデータフ
ロー制御に対するデータの送受信を停止させるよう命令
する。このコマンドは内部データ送信バッファおよびス
テータスフラグのすべてをクラッシュし、リモートＭＤ
ＳＬへメッセージを送り、リクエストを通知してマニュ
アルで回線を「回線切断」ステートにする。このコマン
ドは回線が「回線接続」ステートになっているときに効
果がある。そうでない場合はエラーをリターンする。Ｈ
ａｌｔ Ｌｉｎｅとは非同期プロセスであり、図４５に
示されているように、回線が「回線切断」ステートにな
っていることがＨＯＳＴに通知される。
【０２２１】ホストインターフェース： ＭｄｓｌＨａｌｔＬｉｎｅ（） ＭＤＳＬの内部では回路のハンギングまたは予想されな
い事をレポートするよう回線ステータスをモニタするの
に使用される回線ステートエンジンがある。ＭＤＳＬ専
用回線モードでは次のような回線ステートが定義され
る。 ・回線ドロップ −回線が抜かれているか、破壊されて
いるか、全く物理的な信号が受信されないステート ・回線切断 −回線が物理的に接続されているが、デー
タを送信するレディ状態となっていないステート ・回線接続 −回線がデータパケットを送受信できるレ
ディ状態となっているステート
【０２２２】ＭＤＳＬ回線マネジメントホストインター
フェースは回線ステータス情報を得るのに２つの方法を
提供している。１つの方法はＧｅｔ Ｌｉｎｅ Ｓｔａ
ｔｕｓコマンド、すなわちＭｄｓｌＧｅｔＬｉｎｅＳｔ
ａｔｕｓ（ＯＵＴ ＬｉｎｅＳｔａｔｕｓ、ＯＵＴ Ｌ
ｉｎｅＣｏｎｆｉｇｕｒｅ）をコールすることである。
【０２２３】ＬｉｎｅＳｔａｔｕｓパラメータは上記Ｍ
ＤＳＬ回線ステータス情報をリターンする。ＬｉｎｅＣ
ｏｎｆｉｇｕｒｅはＭｄｓｌＬｉｎｅＣｏｎｆｉｇｕｒ
ｅ（）コマンドによって設定される回線コンフィギュレ
ーション情報を記憶するのに使用されるストラクチャで
ある。
【０２２４】ホストソフトウェアに回線ステータスの変
化を通知する他の方法は、回線管理事象を登録する方法
である。ＭＤＳＬは所定の事象が生じたとき、ホストソ
フトウェアをインターラプトできる。回線管理に関連し
た事象は次のとおりである。 ・回線接続：既に回線接続は設定済みである。 ・回線切断：先に接続された回線はＭｄｓｌＨａｌｔＬ
ｉｎｅ（）のコールまたは所定の予想されない事のいず
れかにより切断されている。 ・回線ドロップ：回線は物理的に切断されており、回線
では全く信号が受信できない。
【０２２５】図４６に示されるように回線ステータスを
ホストソフトウェアが周期的に検査できるようにＭＤＳ
Ｌによって発生されるタイマーインターラプトも設けら
れている。互いに接続された２つのＭＤＳＬ間で回線接
続メッセージを交換する必要がある。これらメッセージ
はＭＤＳＬ内の特別な回線管理パケットとして定義され
ている。
【０２２６】ＭＤＳＬ−ＣとＭＤＳＬ−Ｒとの間で回線
接続管理情報を交換するために次の種類の回線制御メッ
セージパケットが定義される。 ・回線コンフィギュレーションコマンドパケット ・回線停止コマンドパケット ・アクノーレッジメントパケット
【０２２７】次に図４７を参照すると、ここには回線コ
ンフィギュレーションコマンドパケットのためのフォー
マットが示されている。ＩＤは１オクテットであり、コ
マンドおよび応答のマッチングを助ける。長さはオクテ
ット単位のパケット長さである。
【０２２８】コンフィギュレーションデータは次の情報
を含む。 ・先に定義された回線モード ・データ送り伝送速度 ・データ受信速度 ・最大伝送フレームサイズ ・最大受信フレームサイズ ・先に定義されたデータ伝送プロトコル ・先に定義されたデータ受信プロトコル
【０２２９】標準的ＴＣＰ／ＩＰアルゴリズム（（チェ
ックサムフィールドを除く）メッセージ内の１６ビット
のすべての整数の合計の１の補数）を使ってチェックサ
ムが計算される。
【０２３０】次に図４８を参照すると、ここには回線停
止コマンドパケットのためのフォーマットが示されてい
る。ＩＤは１オクテットであり、コマンドおよび応答の
マッチングを助ける。長さはオクテット単位のパケット
長さである。
【０２３１】標準的ＴＣＰ／ＩＰアルゴリズム（（チェ
ックサムフィールドを除く）メッセージ内の１６ビット
のすべての整数の合計の１の補数）を使ってチェックサ
ムが計算される。
【０２３２】次に図４９を参照する。ここにはアクノー
レッジメントパケットのためのフォーマットが示されて
いる。
【０２３３】コードはどの種類のアクノーレッジメント
パケットであるかを定義する。次のような定義がある。 ２−回線コンフィギュレーションアクノーレッジメント ４−回線コンフィギュレーションリジェクト ６−回線停止アクノーレッジメント ＩＤは１オクテットであり、コマンドおよび応答のマッ
チングを助ける。長さはオクテット単位のパケット長さ
である。
【０２３４】ステータスコードは次の定義を有する。 ・ＳＵＣＣＥＳＳ ・認識されないパケットＩＤ ・コンフィギュレーションデータの一部を受け入れでき
ない ・コンフィギュレーションを完全にリジェクト ・チェックサムエラー
【０２３５】データはリモート側でコンフィギュレーシ
ョンデータのどの部分を受け入れできないかを特定す
る、０または偶数のオクテットを含む。
【０２３６】標準的ＴＣＰ／ＩＰアルゴリズム（（チェ
ックサムフィールドを除く）メッセージ内の１６ビット
のすべての整数の合計の１の補数）を使ってチェックサ
ムが計算される。
【０２３７】電源がオンにされた後、ＭＤＳＬ−Ｒはそ
の内部初期化プロセスを自動的に進める。このプロセス
には４つの工程、チャンネルプローブ、回線コード選
択、レート交渉およびトランシーバトレーニングが含ま
れる。初期化方法後、ＭＤＳＬ−Ｒはスタンバイモード
に移行する。この時の回線ステートは先に定義した回線
切断ステートとなっている。回線が物理的に接続された
ことが検出されるとＨＯＳＴソフトウェアは回線コンフ
ィギュレーションのためにＭＤＳＬ−ＲへＭｄｓｌＬｉ
ｎｅＣｏｎｆｉｇｕｒｅ（）コマンドを送る。ＭＤＳＬ
−Ｒは次にコンフィギュレーションデータと共に回線コ
ンフィギュレーションコマンドパケットをＭＤＳＬ−Ｃ
へ送る。ＭＤＳＬ−Ｃは回線コンフィギュレーションコ
マンドを受信し、コンフィギュレーションデータをチェ
ックした後、アクノーレッジメントパケットを送り、回
線コンフィギュレーションを確認する。ＭＤＳＬ−Ｃが
コンフィギュレーションデータを受け入れできない場
合、このＭＤＳＬ−Ｃはコンフィギュレーションリジェ
クトパケットを送る。更に、どの種類のエラーであるか
を特定するステータスメッセージも送る。コンフィギュ
レーションデータの一部しか受け入れできない場合、デ
ータフィールドには図５０に示されるように、受け入れ
できないコンフィギュレーションデータが含まれる。
【０２３８】接続が確立された後、次の事象が生じるま
で回線は接続されたままである。 ・回線は挿入されていないか、破壊されている事象。 ・ＭＤＳＬ−Ｒの電源が低下している事象。 ・ＭＤＳＬ−Ｃがサービス状態でない事象。
【０２３９】ＭＤＳＬ−Ｃが停止しようとしているか、
またはＭＤＳＬ−Ｒがパワーダウンされるときは、回線
停止コマンドパケットが送られる。このコマンドの送り
手はアクノーレッジメントパケットが受信されるか、ま
たは回線停止コマンドがタイムアウトするまで回線停止
コマンドパケットの送信を続ける。受信機側ではメッセ
ージの送り手にアクノーレッジメントパケットを送り戻
し、回線が切られていることを確認した後に、すべての
内部データバッファおよびステータスフラグをクリアす
る。次に回線ステートは「回線切断」ステートに変化す
る。図５１は、サービス停止前の回線停止コマンドを送
るＭＤＳＬ−Ｃの一例を示す。
【０２４０】ＭＤＳＬホストインターフェースは１６ビ
ットのホストコントローラに対し簡単で、ユーザーフレ
ンドリーで、効率的で、低コストのインターフェースを
提供するようになっている。このホストインターフェー
スは次の機能を提供する。 ・ホストとＭＤＳＬネットワークインターフェースカー
ド（ＮＩＣ）との間のコマンド／制御通信 ・回線接続管理 ・送受信データパケット
【０２４１】ホストコマンド／制御通信機能にはデバイ
スの初期化、ＥＥＰＲＯＭ内に含まれない場合のローカ
ルＲＡＭへのＤＳＰコードのダウンロード、ＭＤＳＬへ
のコマンドの送信、ステータスの変化のモニタおよびレ
ポートが含まれる。
【０２４２】異なる回線モード、例えばダイヤルアップ
回線モードおよび専用回線モードに従い、２つのＭＤＳ
Ｌ−ＣとＭＤＳＬ−Ｒとの間の回線接続信号を変えるこ
とができる。ダイヤルアップ回線モードは基本的な電話
機能、すなわちＰＯＴＳに対応する保証された組の機能
を提供する。このモードでは接続を確立するために、シ
ステムソフトウェアおよびハードウェアはＭＤＳＬ−Ｒ
側では電話アプリケーションプログラミングインターフ
ェース（ＴＡＰＩ）により作動し、ＭＤＳＬ−Ｃ側では
電話サービスプロバイダインターフェース（ＴＳＰＩ）
に従って作動しなければならない。専用回線モードでは
ＭＤＳＬを初期化した直後に接続が確立する。しかしな
がらこれによっては標準ＰＯＴＳサービスは提供されな
い。
【０２４３】ＭＤＳＬ（例えばＨＤＬＣ）には物理的レ
イヤーのパケット化を使用することが好ましい。ＰＰＰ
に対する最大パケットサイズは１５００バイトである
が、このサイズはフレームに対し３２バイトのオーバー
ヘッドを可能にすべきである。ＭＤＳＬはパケットバッ
ファから回線へデータを送り、パケットが既に送られた
ことをホストに通知する。更に受信バッファに新しいパ
ケットが入れられたことをホストにも通知する。ＭＤＳ
Ｌでは送受信バッファを共用メモリとすることができ
る。
【０２４４】次のコマンドおよび制御信号を使用するこ
とができる。 １．リセット シンタックス：Ｒｅｓｅｔ（） 説明：システム内のコマンドに実行のすべてを停止し、
送受信バッファをフラッシュし、内部リセットを実行す
る。 パラメータ：なし リターン：なし
【０２４５】 ２．ＤＳＰモジュールのロード シンタックス：ＬｏａｄＤｓｐＭｏｄｕｌｅ（ＭｏｄｕｌｅＡｄｄｒ，Ｍｏｄ ｕｌｅＳｉｚｅ） 説明：ＤＳＰをＭＤＳＬへロードする。 パラメータ：ＭｏｄｕｌｅＡｄｄｒ−ＤＳＰモジュールのスタートアドレス ＭｏｄｕｌｅＳｉｚｅ−ＤＳＰモジュールサイズ リターン：なし
【０２４６】３．インターラプトマスクのセット シンタックス：ＳｅｔＩｎｔｅｒｒｕｐｔＭａｓｋ（Ｅ
ｖｅｎｔＭａｓｋ） 説明：所定の事象の発生に基づきホストプロセッサのイ
ンターラプトをイネーブルにする。 パラメータ：ＥｖｅｎｔＭａｓｋはインターラプトマス
クに対する１６ビットの整数値である。テーブル５はマ
スク内のビットを識別する。１つのビットに対する１の
値はそのビットに対応するインターラプトをイネーブル
する。テーブル内に定義されたすべてのビットは将来使
用するために保留されており、０にセットすべきであ
る。
【０２４７】
【表６】
【０２４８】４．インターラプトステータスの取り込み シンタックス：ＧｅｔＩｎｔｅｒｒｕｐｔＳｔａｔｕｓ
（） 説明：所定の事象の発生に基づきインターラプトステー
タスを取り込む。 パラメータ：なし リターン：ＥｖｅｎＳｔａｔｕｓ。ＭＤＳＬは表５内の
ＥｖｅｎｔＭａｓｋパラメータの定義に対応する１６ビ
ットのステータス番号をリターンする。この機能をコー
ルすると、ちょうどファイアーされたインターラプトが
クリアされる。
【０２４９】次の回線接続管理コマンドが利用可能であ
る。 １．回線コンフィギュレーション シンタックス：ＬｉｎｅＣｏｎｆｉｇｕｒｅ（Ｌｉｎｅ
Ｍｏｄｅ） 説明：データパケットを送受信するよう回線をレディ状
態に構成する。 パラメータ：ＬｉｎｅＭｏｄｅはＭＤＳＬが構成される
凹線モードの種類を示す。このパラメータは次のビット
定義を有する。定義されていないすべてのビットは将来
使用するために保留されている。
【０２５０】
【表７】
【０２５１】２．回線ステータスの取り込み シンタックス：ＧｅｔＬｉｎｅＳｔａｔｕｓ（） 説明：このコマンドは１６ビットの数字をリターンし、
現在の回線ステータスを表示する。 パラメータ：なし リターン：ＬｉｎｅＳｔａｔｕｓ。このリターンされる
番号の定義は表７に示されている。
【０２５２】
【表８】
【０２５３】３．接続された回線を停止 シンタックス：ＨａｌｔＬｉｎｅ（） 説明：ＭＤＳＬにデータフロー制御のためにデータの送
受信を停止することを命令する。これはすべての内部バ
ッファをフラッシュし、マニュアルで回線を切断ステー
トにする。 パラメータ：なし リターン：なし
【０２５４】次のデータ送受信パケットコマンドを利用
できる。 １．パケットを送る。 シンタックス：ＳｅｎｄＰａｃｋｅｔ（ＤａｔａＰｔ
ｒ， Ｓｉｚｅ） 説明：このコマンドはＭＤＳＬの送信バッファに１つの
データパケットをコピーしたことをＭＤＳＬに伝える。
バッファからパケットが除かれた後にインターラプトが
発生される。 パラメータ：ＤａｔａＰｔｒはデータパケットが記憶さ
れる送信バッファのメモリアドレスをポイントする。こ
のパケットの長さは最大の認められたパケットサイズ以
下とすべきである。 リターン：なし
【０２５５】２．受信情報をチェック シンタックス：ＣｈｅｃｋＲｅｃｅｉｖｅＩｎｆｏ（Ｄ
ａｔａＰｔｒ，Ｓｉｚｅ，ＥｒｒｏｒＦｌａｇ） 説明：このコマンドは受信バッファ内にパケットがある
かどうかに応じてＴＲＵＥ（１）またはＦＡＬＳＥ
（０）をリターンする。 パラメータ：パケットを記憶するメモリアドレスをリタ
ーンするのにＤａｔａＰｔｒが使用される。受信パケッ
トのサイズを利用できるするのにＳｉｚｅが使用され
る。送信中に生じたエラーがある場合、エラーフラグは
非ゼロにセットされる。
【０２５６】３．送信情報をチェック。 シンタックス：ＣｈｅｃｋＳｅｎｄＩｎｆｏ（） 説明：このコマンドはＭＤＳＬの送信バッファが空であ
れば０をリターンする。そうでない場合、バッファ内に
残されていたバイト数をリターンする。 パラメータ：なし リターン：バッファデータサイズを送る。送信バッファ
が空の場合、０となる。そうでない場合、送信バッファ
内に残されていたバイト数となる。
【０２５７】図５２、５３は居住地におけるパソコンに
おいて共通な状況であるウィンドウズ９５またはウィン
ドウズＮＴ環境を有するホストと共に使用されるモデム
１００用ドライバのソフトウェア構造を示す。図５４
は、より一般的なソフトウェアドライバの構造を示す。
【０２５８】ＭＤＳＬ ＮＩＣのシステムソフトウェア
はウィンドウズＮＴ３．５およびウィンドウズ９５オペ
レーティングシステム用のＮＤＩＳ３．０ＷＡＮミニポ
ートドライバとして構成されている。次の３つのパース
ペクティブに分解される。 １．ウィンドウズＮＴ３．５１およびウィンドウズ９５
によりミニポートデバイスドラィバとして構成されたシ
ステムソフトウェアによるシステムの機能 ２．システムが実行する入出力データ処理 ３．システムソフトウェアとＮＤＩＳライブラリとの相
互作用
【０２５９】ＭＤＳＬドライバはネットワークシステム
のメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）サブレイヤ
ーを制御し、管理するために、ＮＤＩＳミニポートドラ
イバとして構成される。この構造は図５３に示されてい
る。この構造はウィンドウズＮＴまたはウィンドウズ９
５のインターネットシステムソフトウェア内の１コンポ
ーネントとなる。ＭＤＳＬドライバはＮＤＩＳ３．０で
特定されるインターフェースおよびデータ構造の定義に
従う。このドライバはシステムを機能させるためにシス
テム内に設置または統合する必要がある。
【０２６０】ＭＤＳＬドライバはＷＡＮネットワークイ
ンターフェースカードドライバとして機能する。このド
ライバは上部エッジ上のプロトコルドライバと相互作用
し、下部エッジ上のＭＤＳＬ ＮＩＣを制御する。これ
らの相互作用および制御信号のすべてはウィンドウズＮ
Ｔ／ウィンドウズ９５内のＮＤＩＳライブラリまたはＮ
ＤＩＳラッパーを通って進む。
【０２６１】図５５は、システムソフトウェア内のデー
タフローパスを示す。この図５５は、入進データがどの
ようにＮＩＣカードによって受信され、ドライバへ送ら
れ、このドライバにて種々の機能を通してトランスポー
トインターフェースへ送られ、ドライバへ戻されるかを
示している。
【０２６２】ＭＤＳＬドライバはＭＤＳＬネットワーク
アダプタと共に作動する。このドライバは家庭のパソコ
ン内にＭＤＳＬ−Ｒと共にインストールされ、同じドラ
イバを作動させるＭＤＳＬ−Ｃと接続されるが、ＭＤＳ
Ｌ−Ｃ変調アルゴリズムは異なっている。ＭＤＳＬ−Ｃ
サイト上のインターネットルーターを用いると、ＭＤＳ
Ｌ−ＲはＭＤＳＬ ＮＩＣを通して多数のインターネッ
トアプリケーション、例えばＴＥＬＮＥＴ、ＦＴＰおよ
びＮｅｔＳｃａｐｅを作動できる。データ通信および音
声通信も同時に行うことができる。
【０２６３】次のエントリーポイントまたは機能はＮＤ
ＩＳ３．０仕様を完全に満たす。ドライバエントリーポ
イント（ドライバエントリー）はドライバがメモリにロ
ードされる際にオペレーティングシステムによってコー
ルされる主なエントリーポイントである。入力 ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ：オペレーティングシステム
によって作られるドライバオブジェクトに対するポイン
タである。 ＲｅｇｉｓｔｒｙＰａｔｈ：登録パラメータを読み出す
のに使用される登録パス名へのポインタである。
【０２６４】出力 リターン値：ＳＴＡＴＵＳ ＳＵＣＣＥＳＳまたはＳＴ
ＡＴＵＳ ＵＮＳＵＣＣＥＳＳＦＵＬ ＤｒｉｖｅｒＥｎｔｒｙは次のことを行う。 １．ＮＤＩＳ ＷＡＮラッパーを初期化するためにＮｄ
ｉｓＭＩｎｉｔｉａｌｉｚｅＷｒａｐｐｅｒラッパーを
コールすること。 ２．特性テーブルを初期化し、ＭＤＳＬドライバのエン
トリーポイントをＮＤＩＳ ＷＡＮラッパーへ出力する
こと。 ３．ＮｄｉｓＭＲｅｇｉｓｔｅｒＭｉｎｉｐｏｒｔをコ
ールし、ＭＤＳＬドライバをＮＤＩＳ ＷＡＮラッパー
に登録すること。 図５６はＯＳと、ＮＤＩＳライブラリとドライバエント
リー用ＭＤＳＬドライバとの間の相互作用を示す。
【０２６５】ＭＤＳＬモデムを初期化するためにＮＤＩ
Ｓライブラリによって初期化エントリーポイント（Ｍｄ
ｓｌＩｎｉｔｉａｌｉｚｅ）がコールされる。入力 ＭｅｄｉｕｍＡｒｒａｙ：ＮＤＩＳライブラリがサポー
トするすべてのネットワークメディア ＭｅｄｉｕｍＡｒｒａｙＳｉｚｅ：メディアムアレイ内
の要素の数 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＨａｎｄｌｅ：ＮＤＩＳライブ
ラリによって割り当てられたＭＤＳＬドライバを識別す
るハンドル ＮｄｉｓＣｏｎｆｉｇＣｏｎｔｅｘｔ：ＮＤＩＳコンフ
ィギュレーション用ハンドル
【０２６６】出力 ＯｐｅｎＥｒｒｏｒＳｔａｔｕｓ：ＭＤＳＬドライバは
リターン値がＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＯＰＥＮ ＥＲＲ
ＯＲである場合、エラーに関する情報を特定するステー
タス値となるようにこのパラメータをセットする。 ＳｅｌｅｃｔｅｄＭｅｄｉｕｍＩｎｄｅｘ：ＭＤＳＬド
ライバはＭＤＳＬドライバのメディアムのタイプを特定
するＭｅｄｉｕｍＡｒｒａｙとなるようにこのインデッ
クスをセットする。
【０２６７】リターン値：ＭｄｓｌＩｎｉｔｉａｌｉｚ
ｅはＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＳＵＣＣＥＳＳをリター
ンするか、または次のステータス値をリターンできる。 ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＡＤＡＰＴＥＲ ＮＯＴ ＦＯＵＮＤ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＦＡＩＬＵＲＥ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＮＯＴ ＡＣＣＥＰＴＥＤ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＯＰＥＮ ＥＲＲＯＲ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＵＮＳＵＰＰＯＲＴＥＤ ＭＥＤＩＡ
【０２６８】処理 ＭｄｓｌＩｎｉｔｉａｌｉｚｅは次のことを行う。 １．メディアの一致を探すよう、ＭｅｄｉｕｍＡｒｒａ
ｙをサーチする。一致が見いだされない場合、ＮＤＩＳ
ＳＴＡＴＵＳ ＵＮＳＵＰＰＯＲＴＥＤ ＭＥＤＩＡ
をリターンする。 ２．ＭＤＳＬ ＮＩＣのコンフィギュレーション情報
（インターラプト番号、ボードネーム、チャンネルアド
レスまたは回線アドレス、交換機のタイプ等）を得る。 ３．ＭＤＳＬドライバデータ構造に対しメモリを割り当
て、初期化する。 ４．ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＨａｎｄｌｅをＭＤＳＬ
ＮＩＣに関連付けることを含む、ＭＤＳＬ ＮＩＣの物
理的属性をＮＤＩＳラッパーに知らせる。 ５．ＭＤＳＬ ＮＩＣの物理的位置をシステムアドレス
空間にマッピングすること。 ６．ＭＤＳＬ ＮＩＣのリセットまたは初期化するこ
と。 ７．送信キューの設定および初期化。 ８．インターラプトの初期化。 ９．回線の初期化。 図５７はＭｄｓｌＩｎｉｔｉａｌｉｚｅのためのＮＤＩ
Ｓライブラリとドライバとの間の相互作用を示す。
【０２６９】エントリーポイント（ＭｄｓｌＲｅｓｅ
ｔ）はハードウェアリセットをＭＤＳＬ ＮＩＣへ発生
し、そのソフトウェアステートをリセットする。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：Ｍｉｎｉｐｏ
ｒｔＩｎｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンド
ル。出力 ＡｄｄｒｅｓｓｉｎｇＲｅｓｅｔ：アドレス指定情報を
現在値にレストアするためにＮＤＩＳライブラリがＭｄ
ｓｌＳｅｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎをコールしなければ
ならない場合ＴＲＵＥにセットする。 リターン値：なし
【０２７０】処理 ＭｄｓｌＲｅｓｅｔはＭＤＳＬ ＮＩＣにソフトウェア
リセットを発生する。このコマンドはＭＤＳＬ ＮＩＣ
のパラメータもリセットできる。ＭＤＳＬ ＮＩＣのハ
ードウェアリセットが現在のステーションアドレスをリ
セットする場合、ＭＤＳＬドライバはリセットの前の現
在のステーションアドレスを自動的にレストアする。図
５８はＮＤＩＳライブラリとＭｄｓｌＲｅｓｅｔのため
のドライバとの間の相互作用を示す。
【０２７１】ＮＤＩＳライブラリ機能で利用できる新パ
ラメータとなるようにＭＤＳＬ ＮＩＣを再構成するた
め、ＮＤＩＳライブラリによりエントリーポイント（Ｍ
ｄｓｌＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅ）がコールされる。この
エントリーポイントは実行時間中に変更されるパラメー
タを有することができる、プラグアンドプレイアダプタ
およびソフトウェアで構成できるアダプタをサポートす
るのに使用される。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ： Ｍｉｎｐ
ｏｒｔＩｎｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハン
ドル。 ＷｒａｐｐｅｒＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｅ
ｘｔ：ＮＤＩＳコンフイギュレイションハンドル。出力 ＯｐｅｎＥｒｒｏｒＳｔａｔｕｓ：リターン値がＮＤＩ
Ｓ ＳＴＡＴＵＳ−ＯＰＥＮ ＥＲＲＯＲである場合、
エラーに関する情報を特定するためにこのパラメータは
ＭＤＳＬドライバによってセットされる。
【０２７２】リターン値： ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＳＵＣＣＥＳＳ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＮＯＴ ＡＣＣＥＰＴＥＤ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＯＰＥＮ ＥＲＲＯＲ処理 ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＮＯＴ ＡＣＣＥＰＴＥＤを
リターンする
【０２７３】ＭＤＳＬ ＮＩＣを停止するため、ＮＤＩ
Ｓライブラリによりエントリーポイント（ＭｄｓＨａｌ
ｔ）がコールされる。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドルであ
る。出力 なし処理 ＭｄｓｌＨａｌｔは次のことを行う。 １．インターラプトハンドリングの登録解除すること ２．ＭＤＳＬメモリをシステムからアンマッピングする
こと ３．システムのメモリをフリーにすること 図５９はＮＤＩＳライブラリとＭｄｓｌＨａｌｔのため
のドライバとの間の相互作用を示す。
【０２７４】ＭＤＳＬ ＮＩＣのステートをチェックす
るため、ＮＤＩＳライブラリによってエントリーポイン
ト（ＭｄｓｌＣｈｅｃｋＦｏｒＨａｎｇ）が周期的にコ
ールされる。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドルであ
る。出力 リターン値：ＭＤＳＬ ＮＩＣが作動していない場合、
ＴＲＵＥとなる。処理 ＭＤＳＬ ＮＩＣのステータスをチェック
【０２７５】ＭＤＳＬ ＮＩＣがインターラプトを発生
できるよう、ＮＤＩＳライブラリによってエントリーポ
イント（ＭｄｓｌＥｎａｂｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔ）が
コールされる。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドルであ
る。出力 リターン値：なし処理 ＭＤＳＬ ＮＩＣハードウェアがインターラプトを発生
できるようにすること。
【０２７６】ＭＤＳＬ ＮＩＣがインターラプトを発生
できないようにするため、ＮＤＩＳライブラリによって
エントリーポイント（ＭｄｓｌＤｉｓａｂｌｅＩｎｔｅ
ｒｒｕｐｔ）がコールされる。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドル。出力 リターン値：なし処理 ＭＤＳＬ ＮＩＣハードウェアがインターラプトを発生
できないようにする。
【０２７７】ＭｄｓｌＩＳＲはＭＤＳＬドライバインタ
ーラプトサービスルーチンのエントリーポイントであ
る。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドル。出力 ＩｎｔｅｒｒｕｐｔＲｅｃｏｇｎｉｚｅｄ：ＭＤＳＬ
ＮＩＣがインターラプト回線を共用し、そのＮＩＣから
インターラプトが来たことを検出すると、ＭＤＳＬドラ
イバはこのパラメータをＴＲＵＥにセットする。 ＱｕｅｕｅＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔ：
ＭＤＳＬ ＮＩＣがインターラプト回線を共用し、イン
ターラプトの処理を終了するためにＭｄｓｌＨａｎｄｌ
ｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔをコールしなければならない場
合、このパラメータはＴＲＵＥにセットされる。 リターン値：なし
【０２７８】処理 この機能はインターラプトに応答し、高い優先度で働
く。この機能はＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐ
ｔに、より低い優先度の作業を残し、次のことを行う。 １．インターラプトの理由を知ること。 ２．ハードウェア内でインターラプトをクリアするこ
と。 ３．よってＩｎｔｅｒｒｕｐｔＲｅｃｏｇｎｉｚｅｄお
よびＱｕｅｕｅＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐ
ｔをセットすること
【０２７９】インターラプトを処理するため、ＮＤＩＳ
ライブラリ内の延期された処理ルーチンによってエント
リーポイント（ＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐ
ｔ）がコールされる。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドルであ
る。出力 リターン値：なし処理 ＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔは次のことを
行う。 １．インターラプトの理由を知るためにＭＤＳＬ ＮＩ
Ｃをチェックすること。 ２．次の可能なインターラプトを１つずつ処理するこ
と。 ・受信バッファ内にパケットが既に入力されている場合 ・既にパケットが送信されている場合 ・回線が既に接続されている場合 ・回線が切断されている状態となっている場合 ・回線がダウンしている状態となっている場合 ・受信バッファがオーバーラン状態となっている場合
【０２８０】ＭＤＳＬドライバの能力およびステータス
を問い合わせるためにＮＤＩＳライブラリによりエント
リーポイント（ＭｄｓｌＱｕｅｒｙＩｎｆｏｒｍａｔｉ
ｏｎ）がコールされる。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドルであ
る。 ＯＩＤ：ドライバがダイナミックコンフィギュレーショ
ン情報および統計学的情報を記憶する管理情報プロック
内の被管理オブジェクト（または情報要素）のオプジェ
クトＩＤである。このフォーマットおよび定義について
はＮＤＩＳ３．０仕様を参照されたい。 ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒ：情報を受信する
バッファである。 ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒＬｅｎｇｔｈ：Ｉ
ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒのバイトの長さであ
る。
【０２８１】出力 ＢｙｔｅｓＷｒｉｔｔｅｎ：ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢ
ｕｆｆｅｒに実際に書き込まれるバイトの数。 ＢｙｔｅｓＮｅｅｄｅｄ：特定のオブジェクトに対する
完全な情報を得るのに更に必要な追加バイトの数。
【０２８２】リターン値：ＭｄｓｌＱｕｅｒｙＩｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎはＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＳＵＣＣＥ
ＳＳまたは次のステータス値をリターンする。 ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＩＮＶＡＬＩＤ ＤＡＴＡ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＩＮＶＡＬＩＤ ＬＥＮＧＴＨ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＩＮＶＡＬＩＤ ＯＩＤ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＮＯＴ ＡＣＣＥＰＴＥＤ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＮＯＴ ＳＵＰＰＯＲＴＥＤ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＰＥＮＤＩＮＧ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ
【０２８３】処理 ＭＤＳＬドライバは次のＯＩＤを同期的にアクノーレッ
ジするだけである。 ＯＩＤ ＧＥＮ ＨＡＲＤＷＡＲＥ ＳＴＡＴＵＳ：Ｍ
ＤＳＬ ＮＩＣのハードウェアステータスをチェック ＯＩＤ ＧＥＮ ＭＥＤＩＡ ＳＵＰＰＯＲＴＥＤ：Ｎ
ｄｉｓＭｅｄｉｕｍＷａｎをリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＭＥＤＩＡ ＩＮＵＳＥ：ＮｄｉｓＭ
ｅｄｉｕｍＷａｎをリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＭＡＸＩＭＵＭ ＬＯＯＫＡＨＥＡ
Ｄ：最大パケットサイズ（１５３２バイト）をリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＭＡＸＩＭＵＭ ＦＲＡＭＥ ＳＩＺ
Ｅ：ＭＤＳＬのための最大フレームサイズ（１５００バ
イト）をリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＬＩＮＫ ＳＰＥＥＤ：ＭＤＳＬのリ
ンクスピード（３８４０００ｂｐｓ）をリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＴＲＡＮＳＭＩＴ ＢＵＦＦＥＲ Ｓ
ＰＡＣＥ：（送信バッファ内には１つのパケットしか認
められないと仮定した場合の）最大パケットサイズをリ
ターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＲＥＣＥＩＶＥ ＢＵＦＦＥＲ ＳＰ
ＡＣＥ：（１つのパケットしか認められないと仮定した
場合の）受信バッファ内の最大パケットサイズをリター
ン ＯＩＤ ＧＥＮ ＴＲＡＮＳＭＩＴ ＢＬＯＣＫ ＳＩ
ＺＥ：最大パケットサイズをリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＲＥＣＥＩＶＥ ＢＬＯＣＫ ＳＩＺ
Ｅ：最大パケットサイズをリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＶＥＮＤＯＲ ＩＤ：ベンダーＩＤを
リターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＶＥＮＤＯＲ ＤＥＳＣＲＩＰＴＩＯ
Ｎ：ベンダー記述ストリングをリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＣＵＲＲＥＮＴ ＬＯＯＫＡＨＥＡ
Ｄ：最大パケットサイズをリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＭＡＣ ＯＰＴＩＯＮＳ：次のビット
をセットする ＮＤＩＳ ＭＡＣ ＯＰＴＩＯＮ ＲＥＣＥＩＶＥ Ｓ
ＥＲＩＡＬＩＺＥＤ、ＮＤＩＳ ＭＡＣ ＯＰＴＩＯＮ
ＮＯ ＬＯＯＰＢＡＣＫおよびＮＤＩＳ ＭＡＣ ＯＰ
ＴＩＯＮ ＴＲＡＮＳＦＥＲＳ ＮＯＴ ＰＥＮＤ ＯＩＤ ＧＥＮ ＤＲＩＶＥＲ ＶＥＲＳＩＯＮ：ＭＤ
ＳＬドライバのメジャーおよびマイナーなバージョン番
号をリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＭＡＸＩＭＵＭ ＴＯＴＡＬ ＳＩＺ
Ｅ：最大パケットサイズをリターン ＯＩＤ ＷＡＮ ＭＥＤＥＩＵＭ ＳＵＢＴＹＰＥ：Ｍ
ＤＳＬはマイクロソフト社によってまだ定義されていな
いので、ＮｄｉｓＷａｎＩｓｄｎをリターンする ＯＩＤ ＷＡＮ ＧＥＴ ＩＮＦＯ：ＮＤＩＳ ＷＡＮ
情報構造をリターン ＯＩＤ ＷＡＮ ＰＥＲＭＡＮＥＮＴ ＡＤＤＲＥＳ
Ｓ：ＷＡＮアドレスをリターン ＯＩＤ ＷＡＮ ＣＵＲＲＥＮＴ ＡＤＤＲＥＳＳ：Ｗ
ＡＮアドレスをリターン ＯＩＤ ＷＡＮ ＧＥＴ ＬＩＮＫ ＩＮＦＯ：Ｍｄｓ
ｌＬｉｎｋＣｏｎｔｅｘｔをリターン 他のすべてのＯＩＤに対してはＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ
ＩＮＶＡＬＩＤ ＯＩＤをリターン
【０２８４】図６０は、ＮＩＤＳライブラリとＭｄｓｌ
ＱｕｅｒｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎのためのドライバと
の間の相互作用を示す。ＭＤＳＬドライバによって維持
された情報を変えるのにＮＤＩＳライブラリによりエン
トリーポイント（ＭｄｓｌＳｅｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎ）がコールされる。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドル
【０２８５】ＯＩＤ：ドライバがダイナミックコンフィ
ギュレーション情報および統計学的情報を記憶する管理
情報ブロック内の被管理オブジェクト（または情報要
素）のオブジェクトＩＤである。このフォオーマットお
よび定義についてはＮＤＩＳ３．０仕様を参照された
い。 ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒ：情報を受信する
バッファである。 ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒＬｅｎｇｔｈ：Ｉ
ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒのバイトの長さであ
る。
【０２８６】出力 ＢｙｔｅｓＲｅａｄ：ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆ
ｅｒから読み出されるバイトの数。 ＢｙｔｅｓＮｅｅｄｅｄ：ＯＩＤを満たすのに必要な追
加バイトの数。
【０２８７】リターン値：ＭｄｓｌＱｕｅｒｙＩｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎはＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＳＵＣＣＥ
ＳＳまたは次のステータス値をリターンする。 ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＩＮＶＡＬＩＤ ＤＡＴＡ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＩＮＶＡＬＩＤ ＬＥＮＧＴＨ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＩＮＶＡＬＩＤ ＯＩＤ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＮＯＴ ＡＣＣＥＰＴＥＤ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＮＯＴ ＳＵＰＰＯＲＴＥＤ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＰＥＮＤＩＮＧ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ
【０２８８】処理 ＭＤＳＬドライバは次のＯＩＤを同期的にアクノーレッ
ジするだけである。 ＯＩＤ ＧＥＮ ＣＵＲＲＥＮＴ ＬＯＯＫＡＨＥＡ
Ｄ：ＷＡＮドライバはルックアヘッドサイズにかかわら
ず全パケットを表示するので、何もする事なく直接ＮＤ
ＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＳＵＣＣＥＳＳをリターン ＯＩＤ ＧＥＮ ＷＡＮ ＳＥＴ ＬＩＮＫ：Ｉｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒに記憶されているＭｄｓｌ
ＬｉｎｋＣｏｎｔｅｘｔをＭＤＳＬＷａｎＬｉｎｋＩｎ
ｆｏ構造にコピーする 他のすべてのＯＩＤに対してはＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ
ＩＮＶＡＬＩＤ ＯＩＤをリターンする。
【０２８９】図６１はＮＤＩＳライブラリとＭｄｓｌＳ
ｅｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎのためのドライバとの間の
相互作用を示す。パケット受信インターラプトを取り扱
うためにＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔによ
って機能（ＭｄｓｌＲｅｃｅｉｖｅＰａｃｋｅｔ）がコ
ールされる。ＭＤＳＬドライバは受信バッファからプロ
トコルスタックへデータを転送するのにＮｄｉｓＴｒａ
ｎｓｆｅｒＤａｔａをコールしないので、ＮＤＩＳのＭ
ｄｓｌＴｒａｎｓｆｅｒＤａｔａエントリーポイントを
置換するのにこの機能が使用される。入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるＭＤＳＬアダプ
タハンドルである。出力 なし リターン値：なし
【０２９０】処理 ＭｄｓｌＲｅｃｅｉｖｅＰａｃｋｅｔは次のことを行
う。 １．データ送信中にエラーがあるかどうかを見るために
受信ステータスをチェックする。不良パケットを捨て、
ＮＤＩＳラッパーにエラーを示す。 ２．ＮｄｉｓＭＷａｎＩｎｄｉｃａｔｅＲｅｃｅｉｖｅ
をコールし、パケットが到着し、検査のために全パケッ
トを利用できることを示す。 ３．上記コールがＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＳＵＣＣＥ
ＳＳをリターンした場合、ＮｄｉｓＷａｎＩｎｄｉｃａ
ｔｅＲｅｃｅｖｅＣｏｍｐｌｅｔｅをコールし、受信事
象の終了を表示する。
【０２９１】図６２はＮＤＩＳライブラリとＭｄｓｌＲ
ｅｃｅｉｖｅＰａｃｋｅｔのためのドライバとの間の相
互作用を示す。アダプタを通してメディアにパケットを
送信するようＭＤＳＬ ＮＩＣドライバに命令するた
め、ＮＤＩＳライブラリによってエントリーポイント
（ＭｄｓｌＷａｎＳｅｎｄ）がコールされる。このコー
ルが行われる時にメディアが使用中であれば、ＭＤＳＬ
ドライバはその後の時間に送信コマンドを待つか、また
は最大送信値を低下させる。入力 ＭｄｓｌＢｉｎｄｉｎｇＨａｎｄｌｅ：ＭｄｓｌＩｎｉ
ｔｉａｌｉｚｅからリターンされるハンドルである。 ＭｄｓｌＬｉｎｋＨｎａｄｌｅ：回線が接続されたとき
にＮＤＩＳ＿ＭＡＣＬＩＮＫ ＵＰ表示からリターンさ
れるハンドルである。 ＷａｎＰａｃｋｅｔ：隣接するバッファへのポインタを
含むＮＤＩＳ ＷＡＮ ＰＡＣＫＥＴに対するポインタで
ある。出力 ステータス：隣接する値がＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿Ｓ
ＵＣＣＥＳＳまたはＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＰＥＮＤ
ＩＮＧでない場合のエラーに関する情報を特定するステ
ータス値 リターン値：ＭｄｓｌＷａｎＳｅｎｄはＮＤＩＳ ＳＴ
ＡＴＵＳ ＳＵＣＣＥＳＳまたは次のステータス値をリ
ターンする。 ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＰＥＮＤＩＮＧ ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＦＡＩＬＵＲＥ
【０２９２】処理 ＭｄｓｌＷａｎＳｅｎｄは次のことを行う： １．パケットサイズが有効であるかを確認するため、パ
ケットサイズをチェックする。 ２．回線が現在接続されているかをチェック。 ３．メディアが現在のところ使用されていなければ、す
ぐにパケットを送り、ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＳＵＣ
ＣＥＳＳをリターンする。話中であればパケットを送信
リストに入れ、ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ ＰＥＮＤＩＮ
Ｇをリターンする。このパケットを送った後、ＭＤＳＬ
ドライバはＮｄｉｓＷａｎＳｅｎｄＣｏｍｐｌｅｔｅを
コールし、送信が終了したことを表示する。
【０２９３】図６３は、ＮＤＩＳライブラリとＭｄｓｌ
ＷａｎＳｅｎｄに対するドライバとの間の相互作用を示
す。システム統合 ウィンドウズＮＴまたはウィンドウズ９５のもとでは、
種々のネットワークソフトウェアコンポーネントは共に
リンクされるか、または図６４に示されるように論理的
階層となるように結合される。ネットワークコンポーネ
ントがインストールされる際、ネットワークコンポーネ
ントをロードすべき順序およびネットワークコンポーネ
ントをどのように結合するかを記述する情報がウィンド
ウズＮＴのレジスタに書き込まれる。ウィンドウズＮＴ
の制御パネルネットワークアプレット（ＮＣＰＡ）はネ
ットワークコンポーネントのインストールおよび結合を
管理する。このドライバの結合は図６５に示されるよう
に作動する。
【０２９４】このシステムの外部インターフェースは次
のとおりである。ユーザーインターフェース ＭＤＳＬドライバはエンドユーザーが直接見ることはで
きない。このドライバはＮＤＩＳラッパーを通してシス
テム内のプロトコルスタックと結合される。アプリケー
ションは異なる標準プロトコルＡＰＩ、例えばウィンド
ウソケット、ＮｅｔＢＩＯＳ、ＲＰＣ等を通してこのド
ライバを使用する。ハードウェアインターフェース ＭＤＳＬドライバのハードウェアインターフェースはＭ
ＤＳＬホストインターフェース条件の仕様書に記載され
ている。ソフトウェアインターフェース ＭＤＳＬドライバはオペレーティングシステムに対し１
３の上部エッジ機能と１つのドライバメインエントリー
ポイントを提供する。このドライバは特別なネットワー
クインターフェースカード（ＮＩＣ）から独立した多数
のタスクを実行するためにｎｄｉｓ．ｌｉｂおよびｎｄ
ｉｓｗａｎ．ｌｉｂに定義された機能をコールする。
【０２９５】通信インターフェース 送受信されるパケットはＮＤＩＳ ＷＡＮライブラリに
よって提供されるフォーマットとなっている。これらパ
ケットはヘッダーの圧縮、マイクロソフト社のポイント
間圧縮および暗号化を行うか、または行わないＩＰデー
タグラムまたは他のフレームとすることができる。更に
パケットは、ＮＤＩＳ ＷＡＮライブラリにてシンプル
ＨＤＬＣフレーミングスイッチがターンオンされている
場合、簡単なＨＤＬＣフレームとすることができる。こ
れら高度のレイヤーのフレーミングのすべては、ＭＤＳ
Ｌドライバにトランスペアレントとなっている。
【０２９６】設計の制限 設計はＮＤＩＳ３．０ＷＡＮドライバの仕様を満たして
いなければならない。属性 利用可能性／回復 エントリーポイントの処理中のエラーはドライバの破局
的な故障を生じさせるものではない。このエラーは発呼
側へ送られ、ＮＤＩＳは適当な処理を実行する。ＭＤＳ
Ｌ ＮＩＣを初期化中、または回線接続を確立中の故障
の結果、エラーは発呼側へリターンされる。パケットの
送受信中のエラーはログに記載される。
【０２９７】ソフトウェアの取得 ＤＳＬバンドでの運用に関するマルチモードのモデムを
構成するためのソフトウェアは、フラッシュＥＰＲＯＭ
（フラッシュＥＰＲＯＭを含むよう改造されたＤＳＬモ
デムのポードバージョンの図２９ａを参照）にダウンロ
ードすることによって取得できる。このダウンロードは
既にマルチモードモデムにある音声バンドのコンフィギ
ュレーション（Ｖ．３４）を使用することによって実行
できる。特にホストはソースの電話番号をコールするの
に音声バンドモデムの動作を使用でき、これにより音声
バンドを通してＤＳＬバンド動作のためのソフトウェア
をフラッシュＥＰＲＯＭにダウンロードできる。同様
に、音声バンドまたはＤＳＬバンドのいずれかを通して
ＤＳＬバンドのソフトウェアの更新をダウンロードでき
る。図６６はかかるダウンロードのプロセスを示す。
【０２９８】次に図６７を参照する。ここには上り方向
および下り方向のＭＤＳＬ周波数分割が示されている。
音声バンドモデムでは当該最高周波数はわずか３．３Ｋ
Ｈｚである。ＭＤＳＬでは当該最高周波数を数百ＫＨｚ
とすることができる。例えば１／４Ｔ１レートでは上り
方向のチャンネルの中心周波数Ｆｃ１は１００ＫＨｚで
あるが、下り方向の中心周波数Ｆｃ２は３００ＫＨｚで
ある。各チャンネルのバンド幅は２００ＫＨｚであり、
当該最高周波数はＦ２＋＝４００ＫＨｚである。目標は
低コストのプログラマブルデジタル信号プロセッサ（Ｄ
ＳＰ）でデータを処理できるようにすることである。本
発明は図６７に示されたパスバンド信号がＤＳＰに同じ
ように見えるようにすることにより、処理条件をどのよ
うに低減するかの問題を解決している。
【０２９９】ＭＤＳＬモデムは２つのモード、すなわち
中央局（ＣＯ）モードとリモートユーザー（ＲＵ）モー
ドを有する。ＣＯモードではモデムは上部の周波数バン
ドで送信し、下部の周波数バンドで受信する。ＲＵモー
ドではこの逆となる。すなわちモデムは下部周波数バン
ドで送信し、上部周波数バンドで受信をする。ナイキス
トサンプリング理論の通常の解釈を利用すると、データ
を処理するには当該最高周波数の最小２倍のサンプリン
グレートが必要である。ＣＯモデムではアナログーデジ
タルコンバータ（ＡＤＣ）は受信された信号をＦ１＋の
２倍でサンプリングできる。しかしながら、コンバータ
はデジタルーアナログコンバータ（ＤＡＣ）に対しＦ
２＋の２倍のサンプルを発生しなければならない。ＲＵ
モデムではＤＡＣはＦ１＋の２倍で作動できるが、ＡＤ
ＣはＦ２＋の２倍で作動しなければならない。
【０３００】本発明はサンプリングレートすなわちＭＤ
ＳＬモデムを構成するための処理条件を低減するのにデ
ジタルサンプリングレート変換を利用している。ＲＵモ
デムではアナログーデジタル変換プロセスに高サンプリ
ングレートが関連している。ＲＵモデムにおける図６８
には１／４Ｔ１の場合のモデムの受信機フロントエンド
が示されている。３００ＫＨｚを中心とする入来アナロ
グ信号は当該バンド幅を分離することにより信号対ノイ
ズ比を最大にするよう、まずバンドパスによりフィルタ
リングされる。次にこの信号は、Ｆ２＋の２倍、すなわ
ち８００ＫＨｚの通常のナイキストレートでＡＤＣによ
りサンプリングされる。
【０３０１】図６９にはデジタル領域におけるサンプリ
ングされたスペクトルが示されている。Ｆ
ｓａｍｐｌｉｎｇ／４＝２００ＫＨｚより下には信号が
ないので、サンプルを２分の１に間引くことによりサン
プリングレートを４００ＫＨｚまで安全に低減できる。
２分の１に間引くことにより図７０に示されるような１
００ＫＨｚを中心とする反転イメージが発生する。元の
イメージは間引かれたデータストリームの他のサンプル
ごとに（−１）を乗算することによって得られる。ＡＤ
Ｃからの他の各出力は廃棄されるので、これらを発生す
る必要はない。すなわちＡＤＣは８００ＫＨｚでなく４
００ＫＨｚで作動する。
【０３０２】ＣＯモデムに対しては、デジタル−アナロ
グプロセスで高出力サンプリングレートが必要である。
上部パスバンド信号に対応する出力サンプルを直接発生
するには最小８００ＫＨｚのサンプリングレートが必要
となる。ＣＯモデムがより低い周波数バンドで出力サン
プルを発生できる場合には、より良好となり、多少自動
的にスペクトルを上部バンドに変換できる。図７１は、
デジタル領域における低バンド信号のスペクトルを示
す。
【０３０３】より高いレートにデジタル式にアップサン
プリングすることにより生じた、エリアスの発生したイ
メージを活用することにより変換を行うことができる。
８００ＫＨｚに２倍アップサンプリングすることは、計
算された出力サンプルの間に０の値のサンプルを挿入す
ることによって行われる。これにより元の４００ＫＨｚ
のサンプリング周波数の高調波のイメージが発生する。
ＤＡＣへ新しい変更された出力データストリームが送ら
れると、図７２に示されるアナログ出力スペクトルが発
生される。（図には変換方法によって生じたｓｉｎｃロ
ールオフ特性が残されている。）適当なアナログバンド
パスフィルタを使用することにより３００ＫＨｚを中心
とする反転イメージを選択できる。挿入された値は０で
あるので、ＤＳＰで計算する必要はない。反転は奇数サ
ンプルを（−１）で乗算することにより訂正するか、ま
たは完全に廃棄する。この理由は、ＲＵモデムでは間引
きにより再びスペクトルが反転されるからである。図７
３に示されるように、ＤＳＰ以外の簡単な外部ロジック
によって０サンプルをインターリープする方法も実施で
きる。
【０３０４】結論としてサンプリングレート変換を実施
することにより、ＭＤＳＬモデムが常により低い周波数
バンドでのみ送受信するように、ＭＤＳＬモデムのＤＳ
Ｐを作動できる。従って、このような計算は通常実際の
アナログ信号周波数成分によって決まるレートよりもか
なり低いサンプリングレートに基づくものである。
【０３０５】ＡＮＳＩ規格委員会Ｔ１Ｅ１．４により、
非対称デジタル加入者ループ（ＡＤＳＬ）のための規格
として離散的マルチトーン（ＤＭＴ）方式が採用されて
いる。Ｔ１Ｅ１規格活動に対するこれまでの投稿論文
は、ＡＤＳＬの２ビットレート（６〜７Ｍｂｐｓ）のた
めの適当なダイナミックレンジを達成するには、高速フ
ーリエ変換ＦＦＴにおける１９ビットの精度を必要とす
ることを求めた。この問題は、固定した点の１６ビット
プロセッサにおいてどのようにＦＦＴを行い、ＡＤＳＬ
−２ビットレートのための適当なダイナミックレンジを
提供するかということである。
【０３０６】通常、固定ポイントのＦＦＴを実施する
際、乗算および加算演算中に固定ポイントの値がオーバ
ーフローしないよう、各ステージでデータはブラインド
状態でスケールダウンされる。データ値のレンジがステ
ージ中にオーバーフローの生じないような値となってい
る場合、ダウンスケールの結果、精度の不必要な低下が
生じる。
【０３０７】本発明の要旨によりこの問題を解決する方
法は、各ＦＦＴステージの前にデータを検査し、ステー
ジ中にオーバーフローの可能性がある場合に限りデータ
をスケールダウンする、可変スケーリング方式を使用す
る１６ビットの固定ポイントにおいて、順方向および逆
ＦＦＴを実行することである。これによりオーバーフロ
ーが生じない時のブラインド状態のダウンスケールによ
って生じ得る不必要な精度の低下が解消される。スケー
リングが必要かどうかは各ステージ前のＦＦＴデータ内
の符号ビットの数を見ることによって決定される。デー
タは右側にシフトすることによってスケーリングされ
る。一度に１ビットまたは２ビットシフトすることによ
りテストを行った。データ値が最大値であり、特定のサ
イン／コサイン値を有するような所定の場合に双方のシ
フト量が働くが、１回シフトされた値でもオーバーフロ
ーが生じ得る。
【０３０８】ＴＦＴ中のスケーリングの総量はＦＦＴの
終了時にＦＦＴの出力データを正規化（再スケール化）
できるように維持される。分解能をテストするのに使用
されるＣコードのテストバージョンが付録として添付さ
れている。ＦＦＴの各ステージ前にすべてのデータを検
査しなければならないので、可変スケーリング方法はブ
ラインド状スケーリングよりも多い処理パワーを必要と
する。予想される信号対ノイズ作動レンジでは１６ビッ
トの可変スケーリング固定ポイントＦＦＴよりも１９ビ
ットの固定ポイント固定スケーリングＦＦＴのほうがマ
ージン的に良好であることがシミュレーションの結果判
っている。
【０３０９】固定ポイントＦＦＴの可変スケーリングは
どのステージでもオーバーフローが発生しないようなデ
ータレンジとなっており、改善された精度に対して付加
的な処理能力を利用できるアプリケーションで利点を与
える。
【０３１０】中央局側では多数のＭＤＳＬを処理するの
にモデムプールを使用できる。各ＭＤＳＬ回線には専用
回線のカップリングおよびフロントエンド回路が必要で
あるが、多数のＭＤＳＬ回線間で高性能のＤＳＰチップ
の信号処理パワーを共用できる。単一のモデムプールユ
ニット内に多数のＤＳＰチップを組み込むことにより、
ＭＤＳＬモデムのプールの多数回線の能力を更に高める
ことができる。
【０３１１】図７４は、ＭＤＳＬモデムのプールがＮ個
の論理的ＭＤＳＬモデムを有することができることを示
しており、各モデムは送信機部分と受信機部分から成
る。送信機はモデムプールの位置により同じ中央局のク
ロックに同期化できる。送信信号のデータシンボルおよ
び受信された信号のサンプルはＭＤＳＬ回線の集中化お
よび共用されるモデムプールアーキテクチャによりすべ
ての論理的モデム間で容易にアクセス可能である。送信
信号の同期化および送受信信号のアクセス性によりＮＥ
ＸＴキャンセル技術を適応させることが可能となってい
る。ＭＤＳＬモデムプールと組み合わせて多入力−多出
力端のＮＥＸＴキャンセラーを構成できる。
【０３１２】ＮＥＸＴおよびエコーキャンセル用ハード
ウェアのコストを回避するためには、好ましいＭＤＳＬ
モデムは下り方向の中央局から加入者へ、更に上り方向
の加入者から中央局への送信をするのに、周波数分割多
重化を使用する。下り方向の送信は通常、ＭＤＳＬスペ
クトルのうちの高いほうの周波数部分を占有する。下り
方向と上り方向との周波数分離は高次のバンドパスフィ
ルタを使用することに基づく。図７５は上り方向の周波
数バンドスペクトルと下り方向の周波数バンドスペクト
ルとの間でガードバンドを使用することを示す。更に、
各下り方向のスペクトルのバンド幅を他の異なるモデム
と代えることも可能である。個々の回線状態および下り
方向と上り方向のスループットの比に従ってスペクトル
割り当てを最適化できるので、このようなことが必要で
ある。
【０３１３】バンドパスフィルタの停止バンドの一定の
減衰量および下り方向のスペクトルと上り方向のスペク
トルとの間の接近度により、逆チャンネルからのある程
度の残留ノイズが常に存在することになる。加入者回線
の減衰はかなりの大きさであるので、残留ノイズの相対
的強度は受信される信号と比較して無視することはでき
ない。異なるＭＤＳＬ回線間では上り方向のスペクトル
と下り方向のスペクトルとが重なる可能性があるので、
ガードバンドの領域内ではＮＥＸＴノイズが生じ得る。
従って、同一ＭＤＳＬ回線の逆チャンネル残留ノイズの
干渉および隣接するＭＤＳＬ回線からの逆チャンネルＮ
ＥＸＴノイズの干渉を最小にするのに、ＮＥＸＴキャン
セル技術を使用できる。
【０３１４】図７６は、付加的なＤＳＰチップと共に、
またはこれを使用することなく、同一ＭＤＳＬモデムプ
ール内に逆方向のチャンネルＮＥＸＴキャンセラーバン
クを構成できることを示している。このＮＥＸＴキャン
セラーバンクはすべてのモデムの送信信号およびデジタ
ル化された受信信号へのアクセスを必要とする。このＮ
ＥＸＴキャンセラーバンクはＮ個のＭＤＳＬモデムに対
応する、図７７に示されているようなＮ個のＮＥＸＴキ
ャンセラーを有する。各キャンセラーはサイズＭのＮ個
の適応型フィルタを有する。Ｎ個の適応型フィルタのす
べての出力は対応するモデムに対するＮＥＸＴキャンセ
ル信号を形成するように適当に組み合わされている。図
７８に示されるような相関ベクトルとしての、受信され
た信号とＮＥＸＴキャンセル信号との間のエラー信号お
よび対応する送信信号に従って、各適応型フィルタが適
応化される。
【０３１５】高データレートデジタル転送のために無シ
ールドの撚り対線を使用することができる。デジタル加
入者回線（ＤＳＬ）の場合では広範なデジタル信号処
理、例えば送信信号成形および受信信号の等化処理を行
って、撚り対伝送媒体のフル容量を利用できる。従っ
て、撚り対線の両端でのモデムのコストが伝送システム
の総コストの重要な部分を占める。伝送距離が比較的短
い場合、送信機に対して簡単なアナログ回線ドライバを
使用し、受信機に対して簡単なスレッショルドデバイス
を使用する。広範なデジタル信号処理を使用することを
避けることにより、トランシーバのコストを最小レベル
に維持できる。
【０３１６】高レート高精度のＡ／Ｄおよびその後の高
精度のデジタル信号処理は、高価なチャンネルひずみ補
償方法であるという見解によれば、本発明の好ましい実
施例のダイレクト等化方法はコストを最小に維持しなが
ら、伝送距離を延ばす対称的な撚り対伝送チャンネルを
使用している。このような直接的な等化方法は対称撚り
対線でない伝送チャンネルにも適用できる。
【０３１７】多くの短距離の撚り対線に基づく伝送シス
テム、例えば１０ベースＴおよび１００ベースＴイーサ
ネット、ＡＴＭ５５Ｍｂｐｓ物理的レイヤー、ＩＥＥＥ
１３９４、ＩＥＥＥ１３５５等は、対称的なチャンネル
応答を有する。ブリッジ状のタップはないので逆方向の
チャンネル伝達関数は時間分割デュプレクスシステムに
対して同一となる。これらケースではチャンネル応答は
受信された信号を検査することによって識別できる。特
にデータ伝送時間の間のアイドル時間中にトレーニング
シーケンスを伝送することによってチャンネル応答を識
別できる。ひずみの厳しいチャンネルに対しては容易に
区別できる２進トレーニングシーケンスが好ましい。
【０３１８】図７９は、５０メートルの２４ゲージの撚
り対線のチャンネル伝達関数を示す。異なる周波数にお
ける減衰度および位相遅延の差によってチャンネルひず
みが生じる。このチャンネルひずみはシンボル間干渉を
生じさせ、生じたシンボル間干渉はアイパターンを閉じ
る。図８０は、５０メートル２４ゲージの撚り対線の端
部における受信された信号のアイパターンを示す。アイ
パターンが閉じる度合いは最大アイ開口ポイントにおい
て広がる相対的信号レベルによって判断できる。送信さ
れた信号レベルを信頼性高く判断できる時間インターバ
ルも極めて重要である。実際のシステムでは送信機と受
信機の間にタイミングジッターが存在する。より広い判
断ウィンドウを利用できればジッターの条件が低減す
る。
【０３１９】チャンネルひずみによって生じるアイパタ
ーンの閉鎖はチャンネル等化器を使用することによって
補償できる。特にポーレートにおけるひずみ補償は最適
判断ポイントにおける信号レベルの広がりを低減する。
更に、ポーレートよりも高いひずみは利用できる判断ウ
ィンドウを広げることができる。換言すれば、ポーレー
ト等化器は特定判断ポイントにおけるアイの開口を最大
にすることしかできないが、部分的に離間した等化器は
２つ以上の点でアイ開口部を最大にできるので、最適判
断ウィンドウを広げることができる。
【０３２０】図８１にはトランシーバの受信パス内に構
成された伝統的なチャンネル等化器が示されている。受
信された信号は増幅１５１０され、デジタルフォーマッ
トに変換される１５１２。チャンネルひずみを補償する
のに、係数１５１６の調節自在なプログラマブルフィル
タ１５１４が使用される。フィルタ出力の信号レベルと
所望する信号レベルとの間の２乗平均されたエラーを最
小とするのに、これらフィルタ係数１５１６が使用され
る。この計算は最小２乗平均（ＬＭＳ）アルゴリズムに
基づいて実行できる。スライサ１５２４は信号をデコー
ディングするための信号レベルに量子化する。出力デー
タはアナログに変換１５３６され、回線ドライバ１５３
８は分離を行う交換機１５２０によりこれらアナログ信
号を送信する。
【０３２１】従来の等化器を設けるには、通常フル精度
のプログラマプルフィルタが必要であった。チャンネル
ひずみおよび信号レベルの数に応じ、６〜１０ビットの
分解能を有するＡ／Ｄコンバータ１５１２が必要であ
る。このＡ／Ｄコンバータはシンボルレート以上で作動
しなければならない。１０ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの範囲の
ボーレートに基づくチャンネル等化器は、極めて正確な
タイミング回復回路も必要とする。等化プロセスを効果
的とするには、Ａ／Ｄコンバータより後のプログラマブ
ルフィルタ１５１４はデータパス内で同一またはそれ以
上のビット分解能を有していなければならない。高分解
能および高作動レートのＡ／Ｄコンバータおよび同じ分
解能および同じ作動レートのその後のプログラマブルフ
ィルタは、トランシーバのコストを高いものにする。
【０３２２】無ノイズ環境内では送信機内のプログラマ
ブルフィルタを使ってチャンネルの周波数ひずみを補償
する等化機能を実行することもできる。これら送信機の
フィルタ係数はトレーニングシーケンスを使用すること
によりリアルタイムで適応化される。データアイドル時
間中、フィルタ係数の適応化のために２レベルのトレー
ニングシーケンスが伝送される。受信機は受信されたト
レーニングシーケンスと既知のトレーニングシーケンス
とを相関化し、適応化アルゴリズム、例えば最小２乗平
均（ＬＭＳ）アルゴリズムを使って等化器のフィルタ係
数を更新する。チャンネルは対称的であるので、プログ
ラマブル送信機フィルタに対し識別された等化器の係数
を使用する。
【０３２３】本発明の好ましい実施例のダイレクト等化
システムは、図８２に示されるような送信パスと受信パ
スとを含む。送信パス内には交換機１５３４が設けら
れ、この交換機はトレーニングシーケンス１５４０およ
びシーケンスを多重化するようデータバッファのステー
タスによって制御される。データバッファがアイドル状
態の時にＤ／Ａ変換デバイス１５３６にトレーニングシ
ーケンスがリンクされる。送信信号の衝突を防止するた
めに両端でトレーニングシーケンスの送信を制御するた
めの、より高いレイヤーのプロトコルアルゴリズムも必
要である。受信パス内では送信機のフィルタ係数の適応
化を制御するのに、受信されたデータの検出機能が必要
である。送信フィルタ１５３２と、その適応化メカニズ
ムとの組み合わせにより、直接チャンネル等化器が構成
される。数ボーの期間でデジタル信号プロセッサ（ＤＳ
Ｐ）を使用することにより、フィルタ係数を周期的に更
新できる。
【０３２４】図８２のダイレクト等化器は分離用交換機
１５２０、増幅器１５２２、スライサ１５２４、入来デ
ータ検出器１５２６、フィルタ係数計算機１５２８、タ
イミングシーケンス１５３０、出力データ検出器１５４
２、デジタルーアナログコンバータ１５３６および回線
ドライバ１５３８も含む。高コストの高速デジタルプロ
グラマプルフィルタの代わりに、図８３に示されるよう
なデータバッファ１５３３も使用できる。このデータバ
ッファ１５３３にはＤＳＰでフィルタリングされたデー
タで周期的に満たすことができる。このようなバッファ
化された方法によりＤＳＰの処理速度に依存した伝送遅
延を挿入できる。しかしながら撚り対線での高伝送レー
トも維持できる。
【０３２５】受信機または送信機側のボーレート等化器
は正確なサンプリングポイントでのチャンネルひずみし
か補償できない。従って、受信機はこれら最適なサンプ
リングポイント（図８４）のトラックを維持するのに、
正確なタイミング回復回路を必要とする。部分的に離間
した直接チャンネル等化器を使用して最適サンプリング
ウィンドーサイズを拡張できる。図８４および８５はボ
ーレートの２倍および３倍のレートで作動する等化器に
対する部分的に離間したダイレクト等化器の作用を示
す。それ以上のボーレートの直接チャンネル等化器は５
０％、６６．６％またはそれ以上の最適なサンプリング
ウィンドウサイズを発生できる。ボーレート等化器のた
めのフィルタ係数は次のように計算できる。
【０３２６】
【数１７】
【０３２７】ここで、Ｈｋはボーレートのインターバル
だけ離間した等化器の係数ベクトルであり、Ｘｋボーレ
ートのインターバルだけ離間した受信信号のベクトルで
あり、ｄｋはトレーニングシーケンスから利用できる所
望する信号レベルであり、μは適応化ステップサイズで
ある。スライサーからの量子化されたデータと共にＬＭ
Ｓアルゴリズムを使用することにより、ダイレクト等化
器システムのためのフィルタ係数ベクトルを計算する。
量子化されたデータを使用することにより、高精度のＡ
／Ｄコンバータが不要になる。フィルタ係数の適応化は
符号ＬＭＳアルゴリズムに類似する。その１つは次のよ
うに示される。
【０３２８】
【数１８】
【０３２９】ここで、Ｑ（．）は量子化演算を示し、ｄ
ｋは２進トレーニングシーケンスの使用による＋１また
は−１のいずれかである。ダブルボーレートのダイレク
ト等化器のためのフィルタ係数は次のように計算され
る。
【０３３０】
【数１９】
【０３３１】換言すれば、ダブルボーレートの等化器は
異なるサンプリング位相で作動する２つのボーレート等
化器の組み合わせである。トリプルボーレート等化器の
ためのフィルタ係数も同様に得られる。ダイレクト等化
方法は送信パワースペクトルの高周波部分におけるスペ
クトル密度を高めるが、チャンネル特性によってはこの
スペクトル密度の増加はわずか数ｄＢの範囲となり得
る。マルチレベルのパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号のパ
ワースペクトルは次のように表される。
【０３３２】
【数２０】
【０３３３】ここでＡは信号振幅に関連した値であり、
ｆｏはボーレートである。等化器の周波数応答は次のと
おりである。
【０３３４】
【数２１】
【０３３５】ここで、Ｈ（ｆ）はチャンネル伝達関数で
あり、Ｔｓは等化器の作動するサンプルインターバルで
あり、次の値を有する。
【０３３６】
【数２２】
【０３３７】代表的な撚り対線チャンネルに対してチャ
ンネル伝達関数は次のようになる。
【０３３８】
【数２３】
【０３３９】ここで、カテゴリー５ＵＴＰに対しα＝
１．２９２４×１０−１０であり、ｌ＝１５０であり、
我々の関心のある周波数領域では次のように表される。
【０３４０】
【数２４】
【０３４１】量子化された信号のパワースペクトルはＰ
ＡＭパワースペクトルと等化器の２乗された伝達関数と
の積である。図８７は異なる作動レートのダイレクト等
化器によるパワースペクトルを示す。５０メートルのＣ
ＡＴ５ＵＴＰケーブルではパワー密度の差は２ｄＢの範
囲内である。
【０３４２】図８８は、ＰＡＭ信号を使用したダイレク
ト等化器のためのシミュレーションシステムを示す。特
に、送信ＰＡＭ信号１は（ｚ−ｋ）だけ遅延され、チャ
ンネル通過受信信号と共に受信機１へ送られる。これら
受信機１の信号はダイレクト等化のためのＰＡＭ信号２
のための送信機の制御に使用され、受信機２のチャンネ
ルを通るこの補償信号はＰＡＭ信号２と比較される。図
８９は図８８の受信機１の内部を示し、図９０は図８８
の送信機の内部を示す。
【０３４３】本明細書では次のような用語／定義を使用
した。 ＭＤＳＬ −中間バンドデジタル加入者回線 ＭＤＳＬ−Ｃ −中央局側で作動するＭＤＳＬ ＭＤＳＬ−Ｒ −居住者側で作動するＭＤＳＬ ＰＯＴＳ −従来の通常の電話サービス。電話の通話を
するだけである。 ＮＤＩＳ −ネットワークデバイスインターフェース仕
様。相互に、かつオペレーティングシステムと相互作用
するためのネットワークドライバ用の標準インターフェ
ースとなるようにマイクロソフト社によって定義された
仕様である。 ＮＩＣ −ネットワークインターフェースカード ＷＡＮ −ワイドエリアネットワーキング ミニポートＮＩＣドライバ −ＮＤＩＳ３．０仕様への
拡張として開発されたネットワークインターフェースカ
ードドライバであり、開発者はハードウェア固有のコー
ドのみを書くだけでよく、共通の問題をＮＤＩＳライブ
ラリまたはラッパーにマージできる。
【０３４４】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１） （ａ）各々がルーターの出力端に結合された入力端を有
する複数のネットワークと、（ｂ）出力端が前記ルータ
ーの入力端に結合された複数のユーザーとを備え、
（ｃ）前記ネットワークの出力端が前記ユーザーの入力
端に結合された、多数のユーザーおよび多数のネットワ
ークのための通信システム。 （２）前記複数のネットワークが公衆交換デジタルネッ
トワークを含む、前項１記載のシステム。 （３）前記ルーターと前記ネットワークのうちの１つと
の間にキューを更に含む、前項１記載のシステム。 （４）前記ユーザーを前記ルーターに結合するマルチプ
レクサを更に含む、前項３記載のシステム。 （５） （ａ）デマルチプレクサにより少なくとも１つのバスに
前記ネットワークの出力端が結合され、（ｂ）マルチプ
レクサにより前記少なくとも１つのバスに前記ユーザー
の入力端が結合された、前項１記載のシステム。 （６） （ａ）中央局における複数のキューと、（ｂ）前記キュ
ーの入力端に接続したローカルエリアネットワークと、
（ｃ）出力端が前記ローカルエリアネットワークに接続
した少なくとも１つのルーターと、（ｄ）複数の加入者
ループを前記ルーターの入力端に結合するマルチプレク
サとを備えた、加入者ループを含むモデム通信システ
ム。 （７） （ａ）各々が前記キューの１つに対応する複数のデマル
チプレクサと、（ｂ）前記マルチプレクサの出力端に接
続したバスと、（ｃ）各々が前記加入者ループのうちの
１つを前記バスに接続させる複数のマルチプレクサとを
更に含む、前項６記載のシステム。
【０３４５】（８）音声周波数バンドと、これよりも高
い周波数バンドで選択的に作動するモデムが提供され
る。このモデムは多数の回線コード、例えばＤＭＴおよ
びＣＡＰをサポートする。モデムは同じハードウェアプ
ラットフォーム上で現在の異なるＡＤＳＬ回線コード、
例えば離散的マルチトーン（ＤＭＴ）および無搬送波Ａ
Ｍ／ＰＭ（ＣＡＰ）を実行できるように、デジタル信号
プロセッサ（ＤＳＰ）を使用する。モデム間でトーンを
交換することにより、各通信の開始時に回線コードおよ
びレート交渉方法を実行できる。回線コードおよびレー
トをコンパーティブルにするために４ステップのＭＤＳ
Ｌモデム初期化プロセスが提供される。ＣＡＰに基づく
ＭＤＳＬモデムのための新しい同期化起動方法が提供さ
れている。ハンドシェイクプロトコルおよび受信機アル
ゴリズムにより、標準的な電話撚り対線のような振幅ひ
ずみのひどいチャンネルで確実にモデムを同期させるこ
とができる。アルゴリズムは受信機側の同期化等化器を
トレーニングするのに短いシーケンスを使用する。この
シーケンスのトレーニングの後にマッチングしたフィル
タすなわち相関器を使用して、反転された同期シーケン
スを検出する。反転されたシーケンスの検出はＣＡＰ復
調等化器の通常の基準のトレーニングの開始を通知す
る。ＭＤＳＬ回線接続管理方法は遠距離通信ワイドエリ
アネットワーク環境におけるＭＤＳＬ−Ｃ（中央局側の
ＭＤＳＬ）とＭＤＳＬ−Ｒ（居住者側のＭＤＳＬ）との
間の回線接続を管理するための、簡単で、効率的で、フ
レキシブルなインターフェースを提供する。ＭＤＳＬモ
デム内の内部ステートマシンは回線ステータスを記録
し、モニタし、ステートの変化を他のＭＤＳＬおよびホ
ストプロセッサにもステートの変化をを通知する。回線
接続管理メッセージの交換に使用されるプロトコルは、
ＭＤＳＬ用の簡略化されたリンク制御プロトコル（ＬＣ
Ｐ）である。
【０３４６】関連出願 本願は１９９６年５月９日に出願された現在係属中の米
国特許出願第０８／６４５，０２０号（ＴＩ−２２９６
３）の一部継続出願である、１９９６年６月２０日出願
された現在係属中の米国特許出願第０８／６６７，２６
７号（ＴＩ−２２９６３ＡＡ）の一部継続出願に基づく
出願である。同時に出願する特許出願第号は関連する要
旨を開示するものであり、上記出願はいずれも同じ譲受
人となっている。
【０３４７】
【表９】
【０３４８】
【表１０】
【０３４９】
【表１１】
【０３５０】
【表１２】
【０３５１】
【表１３】
【０３５２】
【表１４】
【０３５３】
【表１５】
【０３５４】
【表１６】
【０３５５】
【表１７】
【０３５６】
【表１８】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の好ましい実施例のマルチモードモデムの
機能的ブロック図を示す。
【図２】好ましい実施例のマルチモードモデムのＤＳＬ
データパス部分を示す。
【図３】好ましい実施例のマルチモードモデムのＤＳＬ
データパス部分を示す。
【図４】ＤＳＬモードのモデムのためのＤＳＰソフトウ
ェアを示す。
【図５】モデムで作動するアプリケーションのためのソ
フトウェアのプロトコルの階層を示す。
【図６】家庭に設置されたモデムを示す。
【図７】ＤＳＬモデムによる加入者回線への中央局の接
続を示す。
【図８】ＤＳＬモデムによる加入者回線への別の中央局
の接続を示す。
【図９】本発明のアーキテクチャの簡略化された機能ブ
ロック図を示す。
【図１０】ｘＤＳＬなる用語を示す図である。
【図１１】ＷＮＵとエンドユーザーのモデムの装置のブ
ロック図である。
【図１２】ＷＮＵの機能ブロック図である。
【図１３】システムの能力を示す図である。
【図１４】ＤＳＬモデムのための居住地と中央局の接続
を示すブロック図である。
【図１５】中央局とリモートＯＮＵとの接続を示すブロ
ック図である。
【図１６】ＡＦＥを示すブロック図である。
【図１７】サーバープロバイダとリモートＯＮＵとの接
続を示すブロック図である。
【図１８】各ＡＤＳＬ回線と各コンピュータネットワー
クに必要なルーターを示すブロック図である。
【図１９】非対称の好ましい実施例を示すブロック図で
ある。
【図２０】非対称の好ましい実施例を示すブロック図で
ある。
【図２１】パソコン内に設けられたモデムを備えたシス
テムを示すブロック図である。
【図２２】ＬＡＮに対するルーターとして作動するＤＳ
Ｌモデムを示す図である。
【図２３】テレビ会議システムの半分を示す図である。
【図２４】ＩＳＤＮタイプの信号プロトコルおよびメッ
セージを示す図である。
【図２５】ＩＳＤＮタイプの信号プロトコルおよびメッ
セージを示す図である。
【図２６】従来のモデムと加入者回線の容量を示す図で
ある。
【図２７】従来のモデムを示すブロック図である。
【図２８】ローカルループデータの伝送容量と距離との
関係を示すグラフである。
【図２９】ａは、マルチモードモデムを示すブロック図
である。ｂは、音声バンドと、これより高い周波数のＤ
ＳＬバンドとを分離するためのパッシブなスプリッタ回
路を示す回路図である。
【図３０】加入者ループを介した中央局に対する電話２
１２とモデム５００の接続を示す略図である。
【図３１】多数の加入者ループを示す図である。
【図３２】ＣＡＰトランシーバのブロック図である。
【図３３】ＤＭＴトランシーバのブロック図である。
【図３４】ＭＤＳＬモデムのブロック図である。
【図３５】上り方向および下り方向のプロービングトー
ンのスペクトルを示す図である。
【図３６】ＶＲＤＳＬ通信モデルを示す略図である。
【図３７】パケットフォーマットを示す図である。
【図３８】チャンネルマップデータフィールドを示す図
である。
【図３９】アクティブなＣＭＣプロセス中のリンクレー
ト交渉のためのステート図である。
【図４０】バッシブなＣＭＣプロセス中のリンクレート
交渉のためのステート図である。
【図４１】レート交渉方法全体の簡略された機能図を示
す。
【図４２】ａはＶ．３２トレーニング星形グラフを示
す。ｂは電話ＣＳＡループの周波数応答を示す。ｃは提
案された起動方法のための時間軸を示す。
【図４３】ａは時間領域の等化器トレーニングシーケン
スを示す。ｂはフレーム同期化のためのシーケンスの立
ち上がりエッジを示す。ｃはデータブロックパターンを
示す。ｄはトレーニングシーケンス全体を示す。
【図４４】ＭＤＳＬにおける回線コンフィギュレーショ
ン方法を示す。
【図４５】回線が切断された時のステートを示す。
【図４６】ホストソフトウェアが回線ステータスを周期
的にボークするときの状態を示す。
【図４７】回線コンフィギュレーションコマンドパケッ
トのためのフォーマットを示す。
【図４８】回線停止コマンドパケットのためのフォーマ
ットを示す。
【図４９】アクノーレッジメントパケットのためのフォ
ーマットを示す図である。
【図５０】コンフィギュレーションデータを含むデータ
フィールドを示す図である。
【図５１】回線停止コマンドを送るＭＤＳＬ−Ｃを示す
図である。
【図５２】モデム用ドライバのソフトウェア構造を示す
図である。
【図５３】モデム用ドライバのソフトウェア構造を示す
図である。
【図５４】ソフトウェアドライバの構造を示す図であ
る。
【図５５】システムソフトウェアにおけるデータフロー
パスを示す図である。
【図５６】ＯＳと、ＮＤＩＳライブラリと、ドライバエ
ントリー用のＭＤＳＬドライバとの間の相互作用を示す
図である。
【図５７】ＮＤＩＳライブラリとドライバとの間の相互
作用を示す図である。
【図５８】ＮＤＩＳライブラリとドライバとの間の相互
作用を示す図である。
【図５９】ＮＤＩＳライブラリとドライバとの間の相互
作用を示す図である。
【図６０】ＮＤＩＳライブラリとドライバとの間の相互
作用を示す図である。
【図６１】ＮＤＩＳライブラリとドライバとの間の相互
作用を示す図である。
【図６２】ＮＤＩＳライブラリとドライバとの間の相互
作用を示す図である。
【図６３】ＮＤＩＳライブラリとドライバとの間の相互
作用を示す図である。
【図６４】論理的階層を示す図である。
【図６５】ドライバの結合作用を示す図である。
【図６６】ダウンロードのプロセスを示す図である。
【図６７】上り方向と下り方向のチャンネルのスペクト
ル図である。
【図６８】モデムの受信機フロントエンドを示す図であ
る。
【図６９】デジタル領域におけるサンプリングされたス
ペクトル図である。
【図７０】反転イメージを示す図である。
【図７１】デジタル領域における低バンド信号のスペク
トル図である。
【図７２】アナログ出力スペクトル図である。
【図７３】ゼロサンプルインターリーブプロセスを示す
図である。
【図７４】ＭＤＳＬモデムのプールを示す図である。
【図７５】上り方向の周波数バンドと下り方向の周波数
バンドスペクトルの間で使用されるガードバンドを示す
図である。
【図７６】反転チャンネルＮＥＸＴキャンセラーバンク
を示す図である。
【図７７】Ｎ個のＮＥＸＴキャンセラーを有するＮＥＸ
Ｔキャンセラーバンクを示す図である。
【図７８】ＮＥＸＴキャンセルにおける各適応型フィル
タの適応化を示す図である。
【図７９】撚り対線のチャンネル伝達関数を示すグラフ
である。
【図８０】受信信号のアイパターンを示すグラフであ
る。
【図８１】伝統的なチャンネル等化器を示すブロック図
である。
【図８２】本発明の好ましい実施例のダイレクト等化シ
ステムを示すブロック図である。
【図８３】データバッファを使用したダイレクト等化器
を示すブロック図である。
【図８４】最適サンプリングポイントを示すグラフであ
る。
【図８５】図８５は、ボーレートの２倍のレートで作動
する等化器のための、部分的に離間したダイレクト等化
器の作用を示すグラフである。
【図８６】図８５は、ボーレートの３倍のレートで作動
する等化器のための、部分的に離間したダイレクト等化
器の作用を示すグラフである。
【図８７】ダイレクト等化器を使用した場合のパワース
ペクトルを示すグラフである。
【図８８】ダイレクト等化器用のシミュレーションシス
テムを示す。
【図８９】図８８の受信機１の内部を示すブロック図で
ある。
【図９０】図８８の送信機の内部を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
１００ モデム １１０ 音声バンドアナログフロントエンド １２０ ＤＳＬアナログフロントエンド １３０ スプリッタ １４０ 加入者回線 １５０ デジタル信号プロセッサ １６０ ホストインターフェース

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）各々がルーターの出力端に結合され
    た入力端を有する複数のネットワークと、 （ｂ）出力端が前記ルーターの入力端に結合された複数
    のユーザーとを備え、 （ｃ）前記ネットワークの出力端が前記ユーザーの入力
    端に結合された、多数のユーザーおよび多数のネットワ
    ークのための通信システム。
JP9279295A 1996-09-04 1997-09-04 多数のユーザーおよび多数のネットワークのための通信システム Pending JPH10107854A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US706533 1985-02-27
US70653396A 1996-09-04 1996-09-04

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007503131A (ja) * 2003-08-15 2007-02-15 トムソン ライセンシング 変更可能な機能性を有するブロードキャスト・ルータ

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6252900B1 (en) 1997-06-30 2001-06-26 Integrated Telecom Express, Inc. Forward compatible and expandable high speed communications system and method of operation
US6128335A (en) * 1997-06-30 2000-10-03 Integrated Telecom Express Software rate adaptable modem with forward compatible and expandable functionality and method of operation
US6092122A (en) * 1997-06-30 2000-07-18 Integrated Telecom Express xDSL DMT modem using sub-channel selection to achieve scaleable data rate based on available signal processing resources
US6073179A (en) * 1997-06-30 2000-06-06 Integrated Telecom Express Program for controlling DMT based modem using sub-channel selection to achieve scaleable data rate based on available signal processing resources
US6065060A (en) * 1997-06-30 2000-05-16 Integrated Telecom Express Modular multiplicative data rate modem and method of operation
US6314102B1 (en) 1997-07-10 2001-11-06 Alcatel Telecommunications system for providing both narrowband and broadband services to subscribers
IL132888A0 (en) 1999-11-11 2001-03-19 Surf Comm Solutions Ltd Channel load balancing
US7200168B1 (en) 1997-11-13 2007-04-03 Surf Communication Solutions Ltd. Stable operation of media gateway
DE19813936A1 (de) * 1998-03-28 1999-09-30 Cit Alcatel Verfahren und Vorrichtung zur Mehrfachausnutzung eines Telekommunikationskanal
CN1327629C (zh) * 1998-04-01 2007-07-18 松下图像通信系统公司 带有隐式信道探头的多种xDSL调制解调器的启动
US6873652B1 (en) 1998-04-01 2005-03-29 Panasonic Communications Co., Ltd. Activation of multiple xDSL modems with implicit channel probe
EP0964555A1 (de) * 1998-06-04 1999-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Pegelregelung und adaptive Filterung in CAP-Empfängern
JP3191785B2 (ja) * 1998-07-31 2001-07-23 三菱電機株式会社 通信装置および通信方法
US6498806B1 (en) * 1998-08-17 2002-12-24 International Business Machines Corporation Shared asymmetric digital subscriber line modem
US6337877B1 (en) * 1998-08-27 2002-01-08 Legerity, Inc. Method and apparatus for scaling modem transfer capacity in a multi-channel communications system
DE19850050C1 (de) * 1998-10-30 2000-03-30 Abb Research Ltd Adaptives Verfahren zur Datenübertragung
KR100587259B1 (ko) * 1998-11-05 2006-07-25 엘지전자 주식회사 이동통신시스템에서의 어시메트릭무선베어러제어방법
DE19851930A1 (de) * 1998-11-11 2000-05-18 Alcatel Sa Verfahren zum dynamisch-adaptiven Einstellen von Übertragungsparametern
ES2273398T3 (es) * 1998-11-17 2007-05-01 Alcatel Unidad de terminacion de linea de comunicaciones, modem y unidad de oficina central en los que se utiliza la unidad de terminacion de linea.
US6240166B1 (en) * 1998-12-08 2001-05-29 Conexant Systems, Inc. LAN connection using analog modems via telephone wiring
KR100345191B1 (ko) * 1999-01-08 2002-07-24 마쓰시타 덴소 시스템 가부시키가이샤 반이중 및 전이중 절차를 가진 복수의 ｘＤＳＬ 모뎀의활성화 방법
US6950459B1 (en) 1999-01-08 2005-09-27 Panasonic Communications Co., Ltd. Activation of multiple xDSL modems with half duplex and full duplex procedures
US6751254B1 (en) 1999-05-05 2004-06-15 Panasonic Communications Co., Ltd. Activation of multiple xDSL modems with power control measurement
US6694470B1 (en) 1999-05-21 2004-02-17 Panasonic Communications Co., Ltd. Retransmission procedure and apparatus for handshaking protocol
DE19947114B4 (de) * 1999-09-30 2004-10-07 Siemens Ag Verfahren zum Übertragen eines hochbitratigen Digitalsignals
US7257642B1 (en) 1999-11-11 2007-08-14 Surp Communication Solutions Ltd. Channel load balancing
US7145943B2 (en) 2000-01-25 2006-12-05 Sbc Knowledge Ventures, L.P. XDSL system with improved impedance circuitry
US7106854B2 (en) 2000-01-25 2006-09-12 Sbc Knowledge Ventures, L.P. XDSL system having selectable hybrid circuitry
EP1250766B1 (en) 2000-01-25 2008-09-17 Aware, Inc. System and method for the application of an lms method to updating an echo canceller in an adsl modem
AU2001241011A1 (en) 2000-05-09 2001-11-20 Surf Communication Solutions, Ltd. Always-on access server pool
DE20104605U1 (de) 2001-03-16 2001-05-31 3M Innovative Properties Co Anschlussblock und Verteilereinrichtung
US7424003B2 (en) 2004-03-08 2008-09-09 Surf Communication Solutions Multi-parameter scheduling in communication systems
US8310996B2 (en) 2006-08-07 2012-11-13 Qualcomm Incorporated Conditional scheduling for asynchronous wireless communication
US9008002B2 (en) 2006-08-07 2015-04-14 Qualcomm Incorporated Conditional requests for asynchronous wireless communication
US8340027B2 (en) 2006-08-07 2012-12-25 Qualcomm Incorporated Monitor period for asynchronous wireless communication
US8737313B2 (en) 2006-08-07 2014-05-27 Qualcomm Incorporated Transmit time segments for asynchronous wireless communication
US8416762B2 (en) 2006-08-07 2013-04-09 Qualcomm Incorporated Message exchange scheme for asynchronous wireless communication
TWI376893B (en) 2008-04-15 2012-11-11 Realtek Semiconductor Corp Network apparatus capable of canceling far-end-crosstalk (fext)
CN102209160B (zh) 2010-03-29 2012-07-18 华为终端有限公司 Dsl设备的软复位方法及软复位控制装置
TWI455567B (zh) * 2011-12-29 2014-10-01 Quanta Comp Inc 具有共地機制之通訊系統
CN111586843B (zh) * 2019-02-15 2023-04-07 上海朗帛通信技术有限公司 被用于无线通信的用户设备、基站中的方法和装置
CN111046616B (zh) * 2019-12-18 2023-03-10 西安电子工程研究所 一种数据流驱动的大型数字阵列系统中最大容错设计方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0675616A3 (en) * 1994-03-04 1995-11-29 At & T Corp Local network.
US5534913A (en) * 1994-03-31 1996-07-09 At&T Corp. Apparatus and method for integrating downstream data transfer over a cable television channel with upstream data carrier by other media
JP2726630B2 (ja) * 1994-12-07 1998-03-11 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション ゲートウェイ装置及びゲートウェイ方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007503131A (ja) * 2003-08-15 2007-02-15 トムソン ライセンシング 変更可能な機能性を有するブロードキャスト・ルータ
JP4914212B2 (ja) * 2003-08-15 2012-04-11 ジーブイビービー ホールディングス エス．エイ．アール．エル． 変更可能な機能性を有するブロードキャスト・ルータ

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