JP3604937B2 - ディスクリート・マルチトーン（ｄｍｔ）をベースとする通信システムの干渉の低減 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して、通信に関し、特に高速データ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】
在来型の電話サービス（ＰＯＴＳ）は、通常、ワイヤのツイストペアを通して個々の加入者に供給される。今日では、ますます多くの加入者が、音声サービスの他に、前記ツイストペアを通して、例えば、インターネットに高速データ・アクセスをしたがっている。ツイストペアを通しての送信容量を増大する一つの技術は、非対称デジタル加入者ループ（ＡＤＳＬ）である。ＡＤＳＬのあるデータ・バージョンを使用すると、ツイストペアの帯域幅を１．１ＭＨｚ（メガヘルツ）まで広げ、それにより送信容量は９Ｍｂｐｓ（１秒当たり１００万ビット）に増大する。
【０００３】
ＡＤＳＬは、上流通信と下流通信に異なる幅の帯域幅を割り当てる（そのために、非対称という用語が使用されている）。この場合、上流通信の帯域幅は、下流通信の帯域幅より狭い。そのため、使用することができる特定の帯域幅割当、および異なる変調方法に対して異なる方法が使用される。例えば、上流方向、すなわち、顧客宅内装置（ＣＰＥ）から中央局（ＣＯ）または（地域電話会社（ＬＥＣ）へ向かう方向においては、上流チャネルは、２５〜１３８ｋＨｚ（キロヘルツ）の割当帯域幅を持つことができる。一方、下流チャネルは、１３ｋＨｚ〜１．１ＭＨｚまでの割当帯域幅を持つことができる。（ＰＯＴＳ音声チャネル（０〜４ｋＨｚ）は、ＡＤＳＬにより影響を受けない。）この例の場合には、上流チャネルおよび下流チャネルは、分離しているがまた隣接もしている。しかし、ＡＤＳＬシステムは、前記上流チャネルが、前記下流チャネルに部分的に重畳しているところに形成することができる。そのため、下流信号により広い帯域幅を使用することができるが、また同時にエコー打ち消し技術も使用しなければならない。変調方法について説明すると、変調としては、キャリヤのない振幅位相（ＣＡＰ）変調またはディスクリート・マルチトーン（ＤＭＴ）変調を使用することができる。（ＤＭＴは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）の一つの形式である。）
【０００４】
ＡＤＳＬ送信の一つの規格としては、ＡＮＳＩ Ｔ１．４１３がある。この規格は、情報を運ぶのに（サブキャリヤとも呼ばれる）多キャリヤを使用する、ＤＭＴ変調の使用を規定している。ＤＭＴ変調の場合には、前記割当周波数範囲は、Ｋ個のキャリヤ・チャネル、Ｋ＞１に分割される。各キャリヤ・チャネルは、約４ｋＨｚにより分離している。前記方法の場合には、ＤＭＴをベースとするＡＤＳＬシステムが、「マルチトーンシンボル」または「ＤＭＴシンボル」とよばれるシンボルを送信する。
【０００５】
ＡＤＳＬ ＤＭＴをベースとするシステムの一つの問題は、複雑であることであり、そのため前記上流チャネルと、前記下流チャネルとの間に重畳がある場合には、エコーを打ち消すためのシステム・コストがかかることになる。システムが複雑になるのは、各キャリヤが、複数の他のキャリヤにより干渉を受けるからである。従って、前記上流チャネルおよび前記下流チャネルが、分離しているＡＤＳＬの場合には、コストを低減することができる。
【０００６】
ＡＤＳＬ ＤＭＴをベースとするシステムの他の問題は、シンボル間干渉（ＩＳＩ）、すなわち、隣接するＤＭＴシンボル間の相互干渉である。ＩＳＩの影響を少なくするために、「巡回拡張」というコンセプトが使用される。巡回拡張の場合、ＤＭＴシンボルが、部分的にまた循環的に両方向に拡張される。図１は、受信機側での一つのキャリヤに対する前記コンセプトを示す。ＤＭＴシンボルは、例えば、キャリヤ１０の位相により表される。巡回拡張は、ＤＭＴシンボルの前後で行われる。本質的には、キャリヤ１０は、巡回拡張（ＣＥ_１）および巡回拡張（ＣＥ_２）により表されるように、両方向に拡張することができる。前記二つの巡回拡張は相互に等しいものでも、等しくないものであってもよい。ＣＥ_１およびＣＥ_２は、ＤＭＴ送信のオーバーヘッドの一つの形式であり、当業者はＣＥ_１およびＣＥ_２を、それぞれ、接頭部および接尾部と呼ぶ。実際には、ＡＤＳＬＤＭＴ送信機は、図１に示すように、単に、一つの巡回拡張をＤＭＴシンボルに追加するだけであることに留意されたい。一方、受信機は、標本化プロセスを調整し、二つの明らかな巡回拡張、ＣＥ_１およびＣＥ_２を行う。この場合、ＣＥ＝ＣＥ_１およびＣＥ_２である。本明細書内で使用するように、用語、拡張ＤＭＴシンボルは、前記ＤＭＴシンボルと少なくとも一つの巡回拡張を含む。ＣＥの数値は、推定チャネルインパルス応答のスパンの関数として調整される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記巡回拡張を使用し、分離しているが隣接している上流チャネルおよび下流チャネルを持つＤＭＴをベースとするシステムにおいては、前記上流チャネルおよび前記下流チャネルの異なるキャリヤ間で、依然として干渉が起きていることが分かった。しかし、ＤＭＴシンボルの送信を同期させると、前記干渉が減少することも分かった。それ故、本発明により、マルチトーン送信機と、遠隔地の相手方のマルチトーン送信機との間で同期が行われる。さらに、前記同期を行うと、前記上流チャネルと下流チャネルとが重畳しているマルチトーン・システムで使用することができる、エコー打消し装置の設計を簡単なものにすることができる。（分離しているが隣接している上流チャネルおよび下流チャネルを使用する場合でも、前記上流信号を、前記信号のキャリヤの数と等しい大きさの逆高速フーリエ変換を使用して発生させる場合には、前記上流チャネルに、過度の帯域幅拡張の逃げがあるために、エコー打消しが必要になる場合がある。）
【０００８】
本発明の一実施形態の場合には、ＡＤＳＬ ＤＭＴシステムは、分離しているが隣接している上流チャネルと下流チャネルとを含む。ＡＤＳＬ接続のトレーニング段階中、ＡＤＳＬ ＤＭＴ送信機は、最初、遠隔地の相手方のＡＤＳＬ端点に位置標定信号を送信することにより、往復伝播の遅れを決定する。以降の通信段階中に、前記ＡＤＳＬ送信機は、ＤＭＴシンボルの送信を基準クロックに同期させる。さらに、各ＤＭＴシンボルの巡回拡張は、前記伝播遅延の関数として増大する。
【０００９】
本発明の第二の実施形態の場合には、ＡＤＳＬ ＤＭＴシステムは、部分的に重畳している上流チャネルおよび下流チャネルを持つ。ＡＤＳＬ接続のトレーニング段階中、ＡＤＳＬ ＤＭＴ送信機は、最初、遠隔地の相手方のＡＤＳＬ端点に、位置標定信号を送信することにより、往復伝播の遅れを決定する。以降の通信段階中に、前記ＡＤＳＬ送信機は、ＤＭＴシンボルの送信を基準クロックに同期させる。さらに、各ＤＭＴシンボルの巡回拡張は、前記伝播遅延の関数として増大する。ＡＤＳＬ受信機は、前記上流チャネルおよび下流チャネルが、重畳している帯域幅のその部分に、各キャリヤに対する単一タップのエコー打消し装置を含む。
【００１０】
【発明の実施の形態】
背景としての情報をある程度理解してもらうため、本発明のコンセプトを説明する前に、図２の従来技術のＡＤＳＬ通信装置１００について説明する。図２の素子は周知のものであるので、詳細には説明しない。説明上、ＡＤＳＬ装置１００は、ＣＯのところに位置しているものと仮定する。加入者の構内に位置する対応するＡＤＳＬ装置、すなわち、遠隔地のＡＤＳＬ装置、すなわち、ＣＰＥは、類似の装置であるので、本明細書においては説明を省略する。ＡＤＳＬ装置１００は、ＡＮＳＩ Ｔ１．４１３に適合しているものと仮定する。また、図２のＡＤＳＬシステムは、図３に示すように帯域幅を割り当てるものと仮定する。ＰＯＴＳチャネルは、０〜４ｋＨｚの範囲内にあって、前記上流チャネル、すなわち、前記ＣＰＥからＣＯまでは、２５〜１３８ｋＨｚ内に含まれる。一方、前記下流チャネル、すなわち、前記ＣＯから前記ＣＰＥまでは、２５〜１３８ｋＨｚ内に含まれていて、また前記下流チャネル、すなわち、前記ＣＯから前記ＣＰＥまでは、１３８ｋＨｚから１．１ＭＨｚ内に含まれる。それ故、前記上流チャネルおよび前記下流チャネルは、分離しているが隣接している。
【００１１】
図２について説明すると、ＡＤＳＬ装置１００の送信機部分は、直並列コンバータ（Ｓ／Ｐ）１０５、シンボルマッパー１１０、逆高速フーリエ変換素子（ＩＦＦＴ）１１５、巡回拡張部（ＣＥ）１２０、並直列コンバータ（Ｐ／Ｓ）１２５、デジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ）１３０、およびハイブリッド１３５を備える。データ信号は、Ｓ／Ｐ１０５に入力され、前記Ｓ／Ｐ１０５は、前記データ信号を並列信号に変換し、２６５個の信号ｎ_０−ｎ_２５５を供給する。信号ｎ_０−ｎ_２５５は、シンボルマッパー１１０に送られる。前記シンボルマッパーは、２５６個のシンボルマッパーからなり、それぞれがＳ／Ｐ１０５の各並列出力信号用のものである。（以下にさらに詳細に説明するように、各シンボルマッパーにより符号化されるビットの数、すなわち、各ｎ_ｉのビットＳ／Ｐ１２５の数は、トレーニング段階中に決定されたスペクトル応答の結果として決定される。）結果としてのシンボルマッパー１１０からの２５６個の出力シンボルのストリームは、複素数としての数値を持ち、ＩＦＦＴ１１５へ送られ、前記ＩＦＦＴは、５１２個の出力信号を供給するために、種々の異なるキャリヤを前記出力シンボルストリームで変調する。（ＩＦＦＴ１１５は、５１２個のリアル信号を供給するために、２５６個の出力シンボルストリームの複素数共役（図示せず）の形をとる。）ＩＦＦＴ１１５からの前記５１２の出力信号は、ＣＥ１２０に送られ、前記ＣＥ１２０は、前記巡回拡張を行う。前記拡張信号は、その後、直列出力信号を供給するために、Ｐ／Ｓ１２５に送られる。前記ＤＭＴシンボルと巡回拡張部は、Ａ／Ｄ１３０によりデジタルからアナログに変換される。後者は、拡張ＤＭＴシンボルのシーケンスを表す下流ＡＤＳＬ信号をハイブリッド１３５に送り、前記ハイブリッド１３５は、前記下流ＡＤＳＬ信号をコンバイナ／スプリッタ１５０に送り、前記コンバイナ／スプリッタ１５０は、ＰＯＴＳチャネルで追加を行う。コンバイナ／スプリッタ１５０からの出力信号は、０〜４ｋＨｚ内にＰＯＴＳチャネルを含み、１３８ｋＨＺ〜１．１ＭＨｚ内に下流信号を含み、ツイストペア１５１で表される通信チャネルに送られる。
【００１２】
ＡＤＳＬ装置１００の受信機部分は、ハイブリッド１３５、アナログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）１５５、ＣＥゲート１６０、Ｓ／Ｐ１６５、高速フーリエ変換素子１７０、イコライザ／シンボルスライサ１７５、およびＰ／Ｓ１８０を備える。コンバイナ／スプリッタ１５０は、ツイストペア１５１上に存在する信号からＰＯＴチャネルを分割し、残りの上流ＡＤＳＬ信号（１３８ｋＨｚ〜１．１ＭＨｚの範囲内）を、ハイブリッド１３５に送る。前記ハイブリッド１３５は、上流ＡＤＳＬ信号をＣＥゲート１６０に供給し、前記ＣＥゲートは、当業者なら周知のように、各受信拡張ＤＭＴシンボルからＤＭＴシンボルを抽出する。（ＣＥゲート１６０の機能は、Ｓ／Ｐ１６５の後でも実行することができることに留意されたい。）
【００１３】
ＣＥゲート１５０の一つの機能は、前記抽出プロセスを開始する時期を決定することである。図４は、ＣＥゲート１５０で使用するための例示としての構造体である。拡張ＤＭＴシンボルを表す信号７９は、遅延素子８０およびコンバイナ８５に送られる。コンバイナ８５と結合している遅延素子８０により、現在の数値を５１２点前に発生した数値と比較することができる。コンバイナ８５は、前記拡張ＤＭＴシンボルで、抽出プロセスが可能な時期、すなわち、５１２個の可能なサンプルがＤＭＴシンボルを表すものを示す信号を供給する。
【００１４】
図２に戻って説明すると、ＣＥゲート１６０からの出力信号は、Ｓ／Ｐ１６５に送られ、前記Ｓ／Ｐ１６５は、５１２個の出力信号をＦＦＴ１７０に送り、前記ＦＦＴ１７０は、各キャリヤから前記シンボルを回復する。イコライザ／シンボルスライサ１７５は、複数のイコライザおよびシンボルスライサ構造体を表す。それぞれは、並列の形のデータ信号を回復するためのキャリヤ用のものである。イコライザ／シンボルスライサ１７５の出力信号は、Ｐ／Ｓ１８０に送られ、前記データ信号が再び直列信号に変換される。
【００１５】
図５は、従来技術のＡＤＳＬ装置の他の例である。異なる図面の類似の番号は、類似の素子を表すことに留意されたい。図５のＡＤＳＬ装置１００は、ＤＭＴ変調器１８５、ＤＭＴ復調器１９５、ハイブリッド１３５、およびコントローラ１９０を備える。ＤＭＴ変調器１８５は、ＡＤＳＬ信号の送信においては、前記のように動作し、Ｓ／Ｐ１０５等のような図２の前記構成部材を含む。同様に、ＤＭＴ復調器１９５は、ＡＤＳＬ信号の受信においては、前記のように動作し、Ａ／Ｄ１５５等のような図２の前記構成部材を含む。
【００１６】
図５は、また当業者なら周知の、例示としてのプログラム内蔵コントローラおよび関連メモリを示す。コントローラ１９０は、それぞれ、信号１９６および１９７を通して、ＤＭＴ変調器１８５およびＤＭＴ復調器１９５からの情報を制御し、受信する。一般的にいって、一つのＡＤＳＬ通信セッションは、トレーニング段階と通信段階とを含む。トレーニング段階中、ＡＤＳＬ装置１００は、遠隔地の相手方のＡＤＳＬ装置（図示せず）と信号を交換する。コントローラ１９０は、（前記遠隔地の相手方のＡＤＳＬ装置の類似のコントローラがするように）、通信チャネル１５１の前記のスペクトル応答を確立するために、前記信号を使用する。前記スペクトル応答は、クロストーク、通信チャネル１５１のツイストペアの物理的長さ等のような要因より影響を受ける。前記ツイストペアのスペクトル応答を決定するために、コントローラ１９０は、通常、下記のステップを行う。最初に、ＤＭＴ変調器１８５が、遠隔地の相手方のＡＤＳＬ装置に帯域幅の広い試験信号を送信する。受信すると、前記遠隔地の相手方のＡＤＳＬ装置は、ツイストペアのスペクトル応答を決定するために、受信信号を評価する。前記スペクトル応答が決定されると、前記の遠隔地の相手方のＡＤＳＬ装置は、ビット・ロード表を発生し、前記ビット・ロード表をＡＤＳＬ送信機１００に送る。前記ビット・ロード表は、各キャリヤに対して、各キャリヤがサポートすることができる多数のビットを含む。コントローラ１９０は、各キャリヤのところでのシンボルマッピングのような種々の動作パラメータを選択するために、前記ビット・ロード表を使用する。（各キャリヤは、Ｍ個までのビットの情報をサポートすることができるけれども、一つのキャリヤが実際にサポートすることができるビットの数は、異なるキャリヤ周波数のところでのツイストペアのスペクトル応答により異なる。例えば、あるキャリヤは、１２ビットを収容することができる場合がある一方で、他のキャリヤは、２ビットしか収容できない場合もある。）前記トレーニング段階が終了すると、送信を開始することができる。すなわち、前記ＡＤＳＬ通信セッションは、通信段階に入る。
【００１７】
今まで図示してきたように、ＡＤＳＬ装置１００は、（モーメント・コンバイナ／スプリッタ１５０を無視して）ハイブリッド１３５を通してツイストペア１５１に接続している。（関連巡回拡張と一緒に）ＤＭＴシンボルの送受信中、前記巡回拡張を使用し、分離しているが隣接している上流チャネルおよび下流チャネルを含むＤＭＴをベースとするシステムにおいて、前記上流チャネルおよび前記下流チャネルの異なるキャリヤ間で、依然として干渉が発生することが観察された。前記干渉は、前記上流チャネルと前記下流チャネルとが隣接している領域内で発生する。例えば、図３に示すように、前記上流チャネルおよび前記下流チャネルは、１３８ｋＨｚのところで隣接している。１３８ｋＨｚ近辺の周波数領域の場合には、上流チャネルのキャリヤは、下流キャリヤにより干渉を受ける場合があり、その逆が起こる場合もある。（このタイプの干渉の範囲および大きさは、チャネルにより異なる、すなわち、前記のスペクトル応答により異なる。）
【００１８】
図６および図７は、二つの異なるケースの概念図である。図６の場合には、下流方向に向かって、異なるＤＭＴシンボルＡ_ｄおよびＢ_ｄが、例えば、図５のＤＭＴ変調器により、連続して送信される。上流方向においては、ＤＭＴ変調器１８５がＤＭＴシンボルＡ_ｄおよびＢ_ｄを送信中に、ハイブリッド１３５がＤＭＴシンボルＣ_ｕを受信する。（分かり易くするために、ＤＭＴシンボルＢ_ｄは、ＤＭＴシンボルＡ_ｄの位相を単に逆にしたものであると仮定する。）ハイブリッド１３５は、受信した上流ＤＭＴシンボルＣ_ｕおよび漏洩による前記下流送信の一部を、ＤＭＴ変調器１９５に送る。前記漏洩信号は、ＤＭＴシンボルＡ_ｄおよびＢ_ｄにより表される前記キャリヤを含むばかりでなく、追加のノイズも含む。特に、前記下流送信は、二つの異なるキャリヤシンボルを含んでいるので、図６に示すように、シンボルの間に不連続の部分ができる。この不連続の部分により、別の周波数構成要素が発生する。（このことは数学的に証明することができる。）前記周波数構成要素は、分離している周波数帯を使用していても、前記上流方向に発生する場合がある。（前記下流信号への上流送信漏洩に関して、遠隔地の相手方のＡＤＳＬ端点に類似の影響が現れる場合がある。）特に、ＤＭＴシンボルＣ_ｕを回復するために、復調器１９５により行われる処理は、点線の括弧で示す時間中継続する。前記括弧は、ＤＭＴシンボルＡ_ｄ、ＤＭＴシンボルＢ_ｄの両方と、前記不連続部分を含む。（図６の下流信号の場合、説明のために二つの別々の巡回拡張ＣＥ_１およびＣＥ_２を図示してあるが、実際には、前記送信機により一つの巡回拡張ＣＥが追加されることを思いだしてほしい。この場合、ＣＥ＝ＣＥ_１＋ＣＥ_２である。同じことが、図７−図１０の前記下流信号についてもあてはまる。）
【００１９】
比較すると、図７は、連続しているＤＭＴシンボルの間に不連続の部分がない場合である。図７においては、下流方向に、同じＤＭＴシンボルＡ_ｄが、例えば、図５のＤＭＴ変調器１８５により連続的に送信される。前記上流方向においては、ＤＭＴ変調器１８５が、ＤＭＴシンボルＡ_ｄを送信中に、ハイブリッド１３５がＤＭＴシンボルＣ_ｕを受信する。後者は、漏洩による前記下流送信の一部をＤＭＴ変調器１９５に送る。図７の前記点線の括弧２を参照すると理解できると思うが、この漏洩は、ＤＭＴシンボルＡ_ｄにより表されるキャリヤだけしか含んでいないので、前記連続している下流ＤＭＴシンボルの間には不連続部分は存在しない。前記下流キャリヤは、周波数内で前記上流キャリヤから分離しているので、受信した上流送信上には影響はない。
【００２０】
前記干渉を除去する一つの方法は、受信機に、例えば、前記上流信号を受信する、ＡＤＳＬ装置用の低域フィルタ（ＬＰＦ）のようなフィルタを使用することである。都合の悪いことに、この濾過プロセスは、前記の受信したＡＤＳＬ信号の包絡線遅延および巡回拡張の数値を有意に増大する。
【００２１】
しかし、ＤＭＴシンボルの送信を同期させると、前記干渉が減少することが分かった。それ故、本発明により、ＡＤＳＬ送信機と、遠隔地の相手方のＡＤＳＬ送信機との間で同期が行われる。さらに、前記同期を行うと、前記上流チャネルと下流チャネルとが重畳している、ＡＤＳＬシステムで使用することができる、エコー打消し装置の設計を簡単なものにすることができる。
【００２２】
図８−図１０は、本発明の概念図である。後者は、ＣＯ内に位置するＡＤＳＬ装置のところで説明する。類似の説明がＡＤＳＬ ＣＰＥにも当てはまるが、ここでの説明は省略する。図８は、ＡＤＳＬ ＣＰＥの影響がゼロまたは無視することができる場合の、伝播遅延である。下流チャネルの方向には、異なるＤＭＴシンボルＡ_ｄおよびＢ_ｄが、ＡＤＳＬ ＣＯ装置により連続的に送信される。同時に、前記ＡＤＳＬ ＣＯ装置が、前記上流方向のＤＭＴシンボルＣ_ｕおよびＤ_ｕを受信する。下流送信信号のＡＤＳＬ ＣＯ装置のハイブリッドを通して漏洩が起こるけれども、各受信ＤＭＴシンボルの処理は、点線の括弧２で理解できるように、一つの下流ＤＭＴシンボルの間だけ行われる。
【００２３】
比較のために、図９は、かなりの長さの上流伝播遅延ｔ_ｐｕの影響を示す。図９を見れば、ある数値に対する前記上流伝播遅延は、依然として、漏洩を通して一つ以上の送信ＤＭＴシンボルにより、ＡＤＳＬ受信ＤＭＴシンボルに影響を与える恐れがあることが分かる。（図９の点線の括弧２がこのことを示す。）それ故、本発明の原理により、ある種のＡＤＳＬシステムに対して、同期を維持するために、前記ＡＤＳＬシステムの伝播遅延の関数として、前記巡回拡張の数値が増大する。この追加の巡回拡張遅延を、多数の異なる方法で追加することができる。
【００２４】
その一つの方法は、伝播遅延とは無関係の一定の量の巡回拡張を単に追加する方法である。
図１０は、他の方法を示す。この場合、各巡回拡張は下記式で表すことができる。
ＣＥ_ｔ１＝ＣＥ_１＋αｔ_ｐｕ （１）
ＣＥ_ｔ２＝ＣＥ_２＋（１−α）ｔ_ｐｕ （２）
【００２５】
但し、ＣＥ_ｔ１およびＣＥ_ｔ２は、下の添字ｔで示す時間的遅延を考慮に入れた各巡回拡張の新しい数値である。ＣＥ_１およびＣＥ_２は、前記ＩＳＩ干渉を補償するために使用した元の各巡回拡張であり、ｔ_ｐｕは、下の添字ｐｕで示す上流伝播遅延の測定値である。図１０は、例示としての数値、α＝５である。従って、図１０から、全巡回拡張値は、下記式で表される。
全巡回拡張値＝ＣＥ_１＋ＣＥ_２＋ｔ_ｐｕ （３）
【００２６】
一般的に、この方法の場合、前記往復遅延は、本発明の原理による伝播遅延に関する、全巡回拡張ＣＥ_Ｔに対する新しい数値を決定するのに使用される。
ＣＥ_Ｔ＝（ｔ_ｐｕ＋ｔ_ｐｄ）／２ （４）
全巡回拡張値＝ＣＥ_ｉ＋ＣＥ_Ｔ （５）
但し、ＣＥ_ｉは、下の添字ｉが示す前記ＩＳＩ干渉（例えば、前のＣＥ_１＋ＣＥ_２）を、補償するために使用した前記巡回拡張の全数値であり、ｔ_ｐｄは、下の添字ｐｄが示す下流伝播遅延の測定値である。この場合、往復遅延は、（ｔ_ｐｕ＋ｔ_ｐｄ）に等しい。
【００２７】
前記上流伝播遅延が前記下流伝播遅延に等しい条件の下で、前記巡回拡張は、式（５）に従って単に増大することができる。しかし、ある状況の場合には、前記遅延は等しくなく、前記巡回拡張の数値の増大が、同期を維持するのに十分でない場合もある。このような状況の場合には、（下記の）対向端点に対してスレーブである前記ＡＤＳＬ端点は、時間的遅延、δｔだけ、各ＤＭＴシンボルの送信を遅延させる恐れがある。
δｔ＝［（ｔ_ｐｄ＋ｔ_ｐｕ）／２］−ｔ_ｐｕ （６）
【００２８】
ＤＭＴシンボルの同期を維持するために、前記巡回拡張の数値を増大するための前記技術の他に、他の等価の技術も使用することができる。例えば、適当な時点で、送信機をオン／オフする方法がある。この場合、オン／オフの時間的間隔は、前記伝播遅延の関数である。
【００２９】
図１１は、本発明の原理を使用する例示としてのＡＤＳＬシステムである。前記ＡＤＳＬシステムは、ツイストペアを通して、ＡＤＳＬ顧客宅内（ＣＰ）装置２５０に接続しているＡＤＳＬ ＣＯ装置２００を含む。前記各装置２５０は、多キャリヤ端点と呼ばれる場合もある。（分かり易くするために、前記ＰＯＴＳチャネルに対する前記スプリッタ／コンバイナは省略してある。）ＡＤＳＬ ＤＭＴシステムは、分離しているが隣接している、上流および下流チャネルを持つと仮定する。本発明のコンセプトに従えば、ＡＤＳＬ接続のトレーニング段階中、ＡＤＳＬ ＣＯ装置２００またはＡＤＳＬ ＣＰ装置２５０内に位置する、ＡＤＳＬ ＤＭＴ送信機は、最初、遠隔地の相手方の端点へ位置標定信号を送信することにより往復伝播遅延を測定する。以降の通信段階中に、前記ＡＤＳＬ送信機は、ＤＭＴシンボルの送信を基準クロックに同期させる。さらに、各ＤＭＴシンボルの巡回拡張は、前記伝播遅延の関数として増大する。
【００３０】
図１２は、図１１のＡＤＳＬシステムで使用するための本発明の原理を使用する例示としてのＡＤＳＬ装置３００である。本発明のコンセプト以外は、図１２の素子は周知のものである。これら素子について詳細に説明する。（異なる図面の類似の数字は、類似素子を示すことに留意されたい。）
【００３１】
ＡＤＳＬ装置３００は、ＤＭＴ変調器３８５、ＤＭＴ復調器３９５、ハイブリッド１３５、およびコントローラ３９０を備える。例示としてのプログラム内蔵コントローラおよび関連メモリは、当業者には周知である。ＤＭＴ変調器３８６は、ハイブリッド１３５およびコンバイナ／スプリッタ１５０を通して、ツイストペア１５１により送信するＡＤＳＬ信号を形成する。復調器３９５は、コンバイナ／スプリッタ１５０およびハイブリッド１３５が供給する受信ＡＤＳＬ信号からデータを回復する。コントローラ３９０は、それぞれ、信号１９６および１９７を通してＤＭＴ変調器３８５およびＤＭＴ復調器３９５から情報を受信する。
【００３２】
本発明のコンセプトによれば、コントローラ３９０は、ＤＭＴ変調器３８５に、同期または同期信号３９３を供給する。図１２は、本発明の原理によるＡＤＳＬ装置の一般的な構造を示すが、実際の動作は前記ＡＤＳＬ装置が、ＣＯまたはＣＰ内に位置しているかどうかにより異なる。この場合、ＣＯ（例えば、図１１のＡＤＳＬ ＣＯ装置２００）内に位置する前記ＡＤＳＬ装置は、例えば、マスタであり、前記ＣＰ内に位置するＡＤＳＬ装置は、前記ＣＯ装置に対してスレーブとなる。この場合、ＡＤＳＬ装置３００は、前記ＣＯ内に位置していて、同期信号３９３を必要とせず、ＤＭＴシンボルは、今まで通り送信される。（しかし、おそらく、以下に説明する本発明のコンセプトによるＤＭＴシンボル同期を行うには、別の巡回拡張が使用されることになる。）
【００３３】
ＡＤＳＬ装置３００が前記ＣＰ（例えば、図１１のＡＤＳＬ ＣＰ装置２５０）内に位置している場合には、コントローラ３９０は、ＤＭＴ復調器３９５からのクロック回復情報（ＣＬ）信号３４９を使用して同期信号３９３を発生する。前記ＣＬ信号３９４は、ＣＥゲート素子からのＤＭＴ復調器１９５ですでに使用することができる。前記ＣＥゲート素子は、実際に、回復されたシンボルクロックを供給する。何故なら、前記ＣＥゲート素子は、ＤＭＴシンボルを抽出し、それにより、（例えば、図４のところで説明したように）前記巡回拡張を除去する。その結果、ＤＭＴシンボルの発生は、前記の回復されたシンボルクロックの関数として発生し、前記ＣＯ内のＡＤＳＬ装置に対してスレーブになる。（システムの動作は、反対になる場合もある。すなわち、前記ＣＯ内の前記ＡＤＳＬ装置は、前記ＡＤＳＬ ＣＰＥに対してスレーブになる。さらに、他の同期技術を使用することができる。）
【００３４】
さらに、すでに説明したように、ある種のＡＤＳＬシステムにおいては、前記伝播遅延は、ＤＭＴシンボルの同期を失わせる恐れがある。これらシステムにおいては、多数の他の方法を使用することができる。
【００３５】
別の方法の一つとしては、すでに説明したように、前記巡回拡張の数値を増大する方法がある。そのための一つの方法の場合、コントローラ３９０は、ＤＭＴ変調器３８５およびＤＭＴ復調器３９５に対して、それぞれ、信号３９２および３９１により前記ＣＥ_Ｔに対するある数値を供給する。ＤＭＴ変調器３８５は、ＣＥ_Ｔの追加持続時間を持つ巡回拡張を発生するために、その各巡回拡張素子（図示せず）を修正する。完全なものにするために、前記ＣＥゲート素子は、ＤＭＴ復調器３９５を備えているが、このＣＥゲート素子は、どのように前記巡回拡張の区分が行われているのかを知る必要はない。すでに説明したように、前記ＣＥゲート素子は、受信した拡張ＤＭＴシンボルの最善のサンプル５１２を使用して、前記ＤＭＴシンボルを抽出する。前記ＤＭＴシンボルが抽出されると、拡張ＤＭＴシンボルの残りの部分は、定義により、巡回拡張部（接頭部および接尾部）となる。
【００３６】
この方法を修正したある方法の場合には、コントローラ３９０は、ＣＥ_Ｔに対するある一定の数値を、信号３９１および３９２を通して、ＤＭＴ変調器３８５およびＤＭＴ復調器３９５に供給する。
【００３７】
この方法を修正した他の方法の場合には、ＣＥ_Ｔに対する前記数値は、ＡＤＳＬ接続の前記トレーニング段階中に決定される。ＣＥ_Ｔに対する前記数値は、前記ＣＯまたは前記ＣＰ内に位置するいずれのＡＤＳＬにおいても同じであるが、コントローラ３９０が、前記ＣＯまたは前記ＣＰ内に位置しているかどうかにより、この数値は異なるものになる。ＡＤＳＬ装置３００が、前記ＣＯ内に位置している場合には、コントローラ３９０は、トレーニング段階中に、位置標定信号（遠隔地の相手方のＡＤＳＬ装置が知っている単に予め定義した信号）を送る。受信した場合、前記遠隔地の相手方のＡＤＳＬ装置は、ＡＤＳＬ装置３００に対して前記位置標定信号を送り返す。（当業者には位置標定法は周知であり、また他の方法も使用することができる。）前記位置標定信号を受信すると、コントローラ３９０は、前記往復伝播遅延を計算し、ＣＥ_Ｔに対する数値を決定する。（この計算した遅延は、前記遠隔地の相手方のＡＤＳＬ装置の無視することができる処理遅延となる。この処理遅延が有意なものである場合には、コントローラの前記の測定した数値は、この処理遅延に対して調整しなければならない。）計算が終わると、ＣＥ_Ｔの前記数値は、同様に、前記遠隔地の相手方のＡＤＳＬ装置に送られ、そこで使用される。（これは、前記ビット・ロード表の前記送信とほぼ同じである。）他の技術も同様に使用することができる。例えば、ＣＰ内に位置する前記ＡＤＳＬは、前記位置標定信号等を発生することができる。（ＡＤＳＬ装置３００が前記ＣＰ内に位置する前記実施形態は、すでに説明したように、前記遠隔地の相手方のＡＤＳＬ装置であることを理解されたい。）
【００３８】
すでに説明したように、ある状況の場合には、前記伝播遅延は同じでない場合があり、前記巡回拡張の数値の増大は、同期を維持するのに十分でない場合がある。これら状況の場合には、コントローラ３９０は、さらに、式（６）のδｔだけ同期信号３９３を遅らせる。
【００３９】
他の類似の別の方法はコントローラ３９０に関するもので、例えば、オン／オフすることにより、ＤＭＴ変調器３８５を制御する方法である。この場合、コントローラ３９０は、ＤＭＴ変調器３８５をオン／オフするために、同期信号３９３を使用する。この場合、同期信号３９３は、ＣＬ３９４の関数であり、使用した場合、増大した巡回拡張部の数値（一定または伝播遅延の関数）である。後者は、前記巡回拡張の前記数値が増大するに連れて、同じ影響を持つ。この場合、信号３９２は必要ない。
【００４０】
この追加信号、ＣＬ信号３９４、同期信号３９３等は、本発明のコンセプトを強調するためのものであることに留意されたい。しかし、信号１９６および１９７は、本発明のコンセプトに従って適当に修正することもできる。
【００４１】
すでに説明したように、ある場合には、前記ＣＥゲート素子からの、回復されたシンボルクロックを使用することによる、前記ＤＭＴシンボルの同期は、ＡＤＳＬシステムでＤＭＴシンボルを供給するのに十分である。最悪の場合、巡回拡張値は、増大（または等価に増大）しなければならない。図１３はその一つの方法である。この図は、例えば、図１２のコントローラ３９０のＡＤＳＬ装置で使用するための、本発明の原理による例示としての方法を示す。ステップ６００において、コントローラ３９０は、前記のように、前記往復遅延を決定する。（すでに説明したように、前記実際のステップは、前記ＡＤＳＬ接続のどちらの端点が、前記位置標定信号を送信するかにより異なる。）ステップ６０５においては、コントローラ３９０は、前記巡回拡張の数値を前記往復遅延の関数として調整し、ＤＭＴ変調器３８６およびＤＭＴ復調器３９５の両方に、この数値ＣＥ_Ｔを供給する。ステップ６１０においては、コントローラ３９０は、同期または同期信号をＤＭＴ変調器３８５に供給する。（ＡＤＳＬ装置が、例えば、前記の測定スペクトル応答の関数として、図１３の方法を使用する時期を動的に決定することができることに留意されたい。前記測定結果が、特定の範囲内にある場合、または特定の数値以上または以下である場合には、前記の方法を実行する。）
【００４２】
すでに説明したように、前記下流チャネルが、部分的に前記上流チャネルに重畳している場合には、エコー打消しが必要になる。通常、このエコー打消しは複雑で、その結果、コストが高くなる。しかし、本発明の原理によれば、対向ＡＤＳＬ端点と同期しているＡＤＳＬ端点は、より簡単で、より安価なエコー打消し装置を使用することができる。図１４は、例示としてのＡＤＳＬ装置４００である。
【００４３】
本発明のこの実施形態の場合には、ＡＤＳＬ ＤＭＴシステムは、例えば、前記下流チャネルを完全に前記上流チャネルに重畳させることができるような、部分的に重畳している重畳上流チャネルおよび下流チャネルを持つ。この後者の実施形態の場合には、前記下流チャネルは２５ｋＨｚ〜１．１ＭＨｚまで延びる。ＡＤＳＬ装置４００は、往復遅延の関数としての前記巡回拡張の同期および修正に関して、ＡＤＳＬ装置３００とほぼ同じ方法で機能する。さらに、ＡＤＳＬ装置４００は、前記上流チャネルおよび下流チャネルが、重畳している帯域幅のその部分の各キャリヤ用の単一タップのエコー打消し装置を含む。
【００４４】
前記単一タップエコー打消し装置は、単一タップ適応フィルタ４１０およびコンバイナ４０５により表される。コンバイナ４０５は、（そのあるものが、上流チャネルおよび下流チャネルが重畳していない前記周波数に対してゼロである）各キャリヤ周波数のところの前記エコーの推定値を差し引く。適応フィルタ４１０は、当業者には周知の方法で、フィードバック信号４１１により表される、コンバイナ４０５の各出力信号の関数としての各係数Ｃ_０−Ｃ_２５５の数値を適応させる。
【００４５】
すでに説明したように、ＤＭＴシンボルの送信を、受信ＤＭＴシンボルに同期させることによって、エコー打消し装置を簡単なものにすることができる。他の変更も行うことができる。例えば、ＣＯ ＡＤＳＬ装置の場合には、上流チャネルが、その内部のサブキャリヤの数に等しいＦＦＴサイズを持つ受信機部分で、上流信号の処理が行われる場合には、前記下流チャネルの送信機部分により発生した、より高い周波数キャリヤは、前記上流チャネルにエイリアスすることができる。それ故、前記上流信号の干渉を打ち消すために、前記エコー打消し装置の一つまたはそれ以上の下流チャネル・サブキャリヤを使用することができる。
【００４６】
すでに説明したように、本発明のコンセプトによれば、ＡＤＳＬ送信機は、ＤＭＴシンボルの送信を受信ＤＭＴシンボルと同期させる。すでに説明したように、伝播遅延を行うためにトレーニングの追加や、（その数値が一定または伝播遅延の関数である）前記巡回拡張への数値の追加、および／または送信機のオン／オフ等のような多数の変更を行うことができる。それ故、前記説明は、本発明の原理を単に説明するためのものに過ぎず、当業者であれば、本明細書にたとえ明示されていなくても、本発明の原理を使用し、本発明の精神および範囲内にある、多数の他の装置を考案することができることを理解されたい。
【００４７】
例えば、本明細書においては、本発明のコンセプトを、例えば、ＤＭＴ変調器、ＤＭＴ復調器等のような個々の機能構造ブロックで実行しているが、任意の一つまたはそれ以上の前記構造ブロックの機能を、例えば、デジタル信号プロセッサ等のような、一つまたはそれ以上の適当なプログラムされたプロセッサを使用して実行することができる。
【００４８】
また、本発明のコンセプトを、特定のＡＤＳＬ ＤＭＴ帯域幅割当スキームを使用して説明したが、本発明のコンセプトは、１．１ＭＨｚより上に延びていて、対称的なＤＳＬのこれらのバージョンを含む、一般的なＡＤＳＬ ＤＭＴに適用することができる。実際、本発明のコンセプトを、任意のマルチトーン通信システムＤＳＬまたは、例えば、無線システムのような他の装置に適用することもできる。後者の場合、各マルチトーンシンボルは、複数の加入者からの情報を表すことができ、その場合でも、本発明のコンセプトを依然として適用することができることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＩＳＩを補償するために、ＡＤＳＬ ＤＭＴ送信に使用する巡回拡張の概念図である。
【図２】従来技術のＡＤＳＬ通信装置を示す図である。
【図３】例示としてのＡＤＳＬ帯域幅の割当を示す図である。
【図４】図２のＣＥゲート１６０の例示としてのＣＥゲート検出装置素子を示す図である。
【図５】従来技術のＡＤＳＬ通信装置の他の例を示す図である。
【図６】ＡＤＳＬ通信の干渉の一つの形の概念図である。
【図７】ＡＤＳＬ通信の干渉の一つの形の概念図である。
【図８】本発明の概念図である。
【図９】本発明の概念図である。
【図１０】本発明の概念図である。
【図１１】本発明の原理によるＡＤＳＬ通信システムを示す図である。
【図１２】図１１のシステムで使用するための、本発明の原理によるＡＤＳＬ通信システムを示す図である。
【図１３】図１２のシステムで使用するための、本発明の原理を示す例示としての流れ図である。
【図１４】図１１のシステムで使用するための、本発明の原理によるＡＤＳＬ通信システムを示す図である。
【符号の説明】
３９１，３９２ 信号
３９３ 周期信号
３９４ ＳＬ信号

Claims (10)

1. 多キャリヤ装置で使用する方法であって、
   遠隔の多キャリヤ端点から、巡回拡張された離散マルチトーン（ＤＭＴ）シンボルのシーケンスを表す多キャリヤ信号を受信するステップを含み、前記巡回拡張されたＤＭＴシンボルの各々は、ＤＭＴシンボルへ付加されるべくＤＭＴの一部が巡回している一つの巡回拡張部と、一つのＤＭＴシンボルとを有するものであり、該方法はさらに、
   前記巡回拡張部の時間長を伝播遅延の関数として調整することによって、巡回拡張されたＤＭＴシンボルのシーケンスの送信を、前記巡回拡張されたＤＭＴシンボルの受信シーケンスに同期させるステップとを含む方法。
2. 請求項１に記載の方法において、前記伝播遅延は、前記多キャリヤ装置と前記遠隔地の相手方の多キャリヤ端点との間の往復遅延に等しい方法。
3. 請求項１に記載の方法において、前記同期ステップは、タイミング信号を回復するために、前記受信多キャリヤ信号上でクロックを回復するステップと、
   前記送信を同期するために前記回復されたタイミング信号を使用するステップとを含む方法。
4. 請求項３に記載の方法において、前記回復されたタイミング信号は、一つのＤＭＴシンボルクロックである方法。
5. 請求項１に記載の方法において、前記多キャリヤ装置は非同期デジタル加入者ライン（ＡＤＳＬ）装置である方法。
6. 遠隔の多キャリヤ端点に、巡回拡張された離散マルチトーン（ＤＭＴ）シンボルのシーケンスを送信する離散マルチトーン（ＤＭＴ）変調器からなり、前記巡回拡張されたＤＭＴシンボルの各々は、ＤＭＴシンボルへ付加されるべくＤＭＴの一部が巡回している巡回拡張部とＤＭＴシンボルとを有するものであり、さらに、
   前記遠隔の多キャリヤ端点から巡回拡張されたＤＭＴシンボルのシーケンスを受信するＤＭＴ復調器と、
   前記巡回拡張部の時間長を伝播遅延の関数として調整することによって、巡回拡張されたＤＭＴシンボルのシーケンスの送信を、前記巡回拡張されたＤＭＴシンボルの前記受信シーケンスに同期させるコントローラとからなる装置。
7. 請求項６に記載の装置において、前記伝播遅延が、前記装置と前記遠隔地の相手方のＡＤＳＬ端点との間の往復遅延に等しい装置。
8. 請求項６に記載の装置において、前記ＤＭＴ変調器が、前記巡回拡張されたＤＭＴシンボルの前記受信シーケンスから回復したタイミング信号を供給し、前記コントローラが、送信を同期させるために前記回復されたタイミング信号を使用する装置。
9. 請求項８に記載の装置において、前記回復されたタイミング信号が、ＤＭＴシンボルクロックである装置。
10. 請求項６に記載の装置において、前記多キャリヤ信号が、非同期デジタル加入者ライン（ＡＤＳＬ）ＤＭＴ信号である装置。

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