JP2014506750A - ホームネットワークインフラストラクチャを改善するためのデバイスおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ケーブルシールドによって外部の雑音源から非常によく保護されている同軸ケーブルは例外として、ホームネットワーキングに使用されるすべての可能性のある媒体(電話線、電力線、ワイヤレス)は、すべての種類の家庭用機器から発せられる雑音(よく知られている雑音源は、すなわち、ネオンおよび経済的なライト、dc/dcコンバータ、掃除機および洗濯機からのモータなど)を拾いやすい非常に高い感受性を示す。屋内機器はまた、インパルス雑音の著しいレベルを生成することがあり、これは、ビットエラーレート(BER)およびスループットの点で、伝送パフォーマンスを低下させることがある。
雑音レベル[dBm/Hz]=TxPSD[dBm/Hz]+CFR[dB]−SNR[dB]、ここで、TxPSDは、既知のパラメータである伝送信号PSDであり、これは、ホームネットワーキング技術標準ごとに異なる。
− 雑音レベルが正常であるか否かを判定する、または、言い換えれば、ホームネットワークが異常な雑音の妨害物によって影響されているか否かを検出する。これは、測定された雑音レベルを、標準、たとえばEMC規制から、または経験から導き出された、期待される雑音レベルと比較することによって、行われてよい。
− 妨害物タイプ(ネオンライト、dc/dcコンバータ、モータなど)を識別する。これは、妨害物の識別を容易にし、したがって、顧客が補正措置を取るのを助けることになるので、末端顧客にとって非常に有益である。これは、測定された雑音レベルを、よく知られた妨害物の「シグネチャ」(各特定の妨害物タイプに固有の典型的な雑音放射スペクトル)のデータベースと比較することによって、達成されてよい。
多くのホームネットワーキング技術、少なくとも技術報告書TR−098に準拠するすべての技術は、標準化されたパラメータとして、チャネル周波数応答を報告する。これは、その技術に許可された帯域幅範囲における、周波数の関数としてのチャネル減衰量(または挿入損失)に対応する。期待値は、固有の媒体に依存するが、多くのケースでは、期待値(または値の範囲)は、標準、数学的シミュレーションモデル、または経験に一致するために、既知である。それらの期待値に関して偏差が検出されてよく、チャネル障害の存在について結論が導き出されてよい。それらの障害はまた、各媒体または各ホームネットワーク技術に固有である。チャネル周波数応答において検出されてよい障害の既知のタイプのいくつかの例は、異なるタイプのネットワーク技術について、以下である:
− 電話ワイヤ:
電話ワイヤモデルは、特に、DSL通信のケースに存在する。周波数の関数における減衰量は、直線ループの場合、1/sqrt(f)曲線をたどるべきであることが知られている。この法則に対する典型的な偏差は、(主要ループに接続された追加的なワイヤセグメントである)「ブリッジされたタップ」の結果であることが非常に多い。これは、図2に示されるような曲線において規則的間隔の下降を検出するチャネル周波数応答において検出されてよい。
− 同軸ケーブル:
同軸ケーブル技術は、通常、非常に低い損失を見せ、それがチャネル周波数応答をかなりフラットにする。それにもかかわらず、チャネルが、単一の直線ケーブルから構成されておらず、受動電力スプリッタを介して相互接続されたいくつかのブランチから構成されているケースが非常に多い。すべてのブランチが整合インピーダンスによって適切に終端されていない場合、反射が発生することになり、電話線に影響する「ブリッジタップ」と同じ現象が起こることになる。これは、検出が可能な、チャネル周波数応答における類似した「シグネチャ」(規則的間隔の下降)をもたらすことになる。
− 電力線:
電力線ネットワークは、設計により、多くのブランチから構成される。したがって、上で説明したような「ブリッジタップ」作用が常に発生し、ネットワークの本来の障害として見られることがある。他の要因もまた、電力線チャネルに障害を起こすことが知られている。特に、電力線に接続されてよいすべての種類の容量性デバイスは、ホームネットワーキング通信により使用される高周波数において、短絡として働くことが知られている。それらの容量性デバイスは、たとえば、多くの家庭用機器のEMIフィルタにおいて見られてよい(いわゆるX2キャパシタ)。金属酸化物バリスタ(MOV)で構成される、非常に一般的な避雷デバイスもまた、電力線通信チャネルに障害を起こす容量性挙動を見せる。
− ワイヤレス:
屋内ワイヤレス伝搬環境は、多数のマルチパスからなる。これは、伝送信号の反射によるものである。ワイヤード通信の場合の「ブリッジされたタップ」作用に関しては、このマルチパス環境が、図3に示されるチャネル周波数選択性の増加をもたらすことになる。これは、ワイヤレス通信システムの場合には、主要な障害になることが予想される。
伝搬媒体が、(ワイヤのような)受動的で相補的な材料要素で構成される限り、ノードAからノードBのチャネル周波数応答(または挿入損失)は、(両方のノードが同じインピーダンスを有することを条件にして)ノードBからノードAの挿入損失と同じであるべきである。
ほとんどのホームネットワーキング技術は、マルチキャリアの直交周波数分割多重(OFDM)技法に基づいている。OFDMに基づいたあらゆる伝送技法は、チャネル非線形性に非常に影響を受けやすいことがよく知られている。実際、チャネルの非線形性は、伝送パフォーマンスに強い影響を与える相互変調歪み(所与の周波数上で発せられた信号が他の周波数に「漏れ」、近傍のキャリアに影響する)を誘発する。
− 非線形性に起因する干渉は伝送信号電力に伴って増加する。この干渉は、xdB分だけの伝送信号電力の増加が、(純粋な線形システムについて当てはまるはずの)xdB分だけのSNRの増加の結果にはならないという事実によって検出されてよい。したがって、非線形性は、2つの異なる伝送信号電力により実施される2つのSNR測定を比較することによって、検出されてよい。
− エンドツーエンドシステムの線形性を特徴付けるためにしばしば使用されるMTPR(マルチトーン電力比)のような、OFMD固有の他のテストがまた実施されてもよい。
解析プラットフォームは、ホームネットワーキングノード内で直接実装されてよい。一旦確立されると、ユーザインターフェースへの問題情報および考え得る解決法情報の通信が、異なるやり方で実施されてよい。
図4に示されるように、ホームゲートウェイは、実際には、アクセスネットワークとホームネットワークとの間のゲートウェイとしての働きをしている。このホームゲートウェイは、ネットワーク技術がなんであれ(ワイヤードであれ、ワイヤレスであれ)すべてのホームネットワークノードと通信することができる。ウェブサーバは、管理目的のために、そのゲートウェイ内で常に実装される。このサーバは、解析情報(問題情報およびオプションで解決法情報)を、末端顧客に提供するために使用されてよい。
解析のために必要とされるすべてのパラメータは、通常、リモートでアクセス可能(一般的には、SNMPまたはTR−069プロトコルを介して)であるために、解析エンジンは、リモートサーバにおいて実装されて、インターネットを介してホームネットワークノードによって測定されたパラメータにアクセスしてもよい。ウェブサーバは、そのリモートアプリケーション内で実装されてよく、そこでは、サービスプロバイダおよび末端顧客がログインして、解析情報(問題情報およびオプションで解決法情報)にアクセスすることができる。
Claims (15)
- 1つまたは複数のホームネットワークデバイスから、既存のホームネットワーク物理層構成の安定性およびパフォーマンスについて示す情報を受信するために構成された収集エンジンであって、前記ネットワークデバイスのそれぞれが、それぞれのネットワーク技術によってホームネットワークに接続されている、収集エンジンと、
ホームネットワークに実質的なネットワーク接続問題が存在するかどうかを識別するように前記情報を解析するために、およびこれが当てはまる場合には、前記情報を、所定の問題のセットの中からの問題に関連付けるために構成された解析エンジンと、
それぞれのユーザが前記問題について通知されるように、前記問題をユーザインターフェースに通信するための通信手段と
を含む、ホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。 - 前記解析エンジンが、前記情報を、前記プラットフォームによってアクセス可能な基準情報と比較することによって、ホームネットワークに実質的なネットワーク接続問題が存在するかどうかを識別するために構成されている、請求項1に記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- 前記解析エンジンが、前記情報を所定の判断基準のセットと比較することによって、前記情報を、所定の問題のセットの中からの問題に関連付けるために構成されており、前記判断基準が、前記所定の問題のセットに関連付けられている、請求項1および2のいずれかに記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- 前記問題のための解決法情報を取り出すために構成された解決法指示エンジンをさらに含み、
前記通信手段が、前記問題と共に前記解決法情報を前記ユーザインターフェースに通信するために構成されている、
請求項1から3のいずれかに記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。 - 既存のホームネットワーク物理層の安定性およびパフォーマンスについて示す情報が、雑音情報を含む、請求項1から4のいずれかに記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- 既存のホームネットワーク物理層の安定性およびパフォーマンスについて示す情報が、チャネル周波数応答情報、チャネル非対称情報、またはチャネル非線形性もしくはトランシーバ非線形性に関する情報のうちの少なくとも1つを含む、請求項1から5のいずれかに記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- 前記収集エンジン、前記解析エンジン、および前記通信エンジンが、前記情報を解析し、考え得る問題を判定し、前記問題をユーザインターフェースに通信するために、1つまたは複数のホームネットワークデバイスから、既存のホームネットワーク物理層構成の安定性およびパフォーマンスについて示す情報を繰り返し受信するように制御される、請求項1から6のいずれかに記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- 前記ホームネットワークが、ホームネットワークゲートウェイを含み、前記ホームネットワーク物理層解析プラットフォームが、前記ホームネットワークゲートウェイに統合されている、請求項1に記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- インターネット上でホームネットワークに接続されたリモートサーバに統合されている、請求項1に記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- 少なくとも1つのホームネットワークデバイスに統合されている、請求項1に記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- 前記ユーザインターフェースが、インターネット上でホームネットワークに接続されたリモートサーバに設置されている、請求項1から10のいずれかに記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- 前記ユーザインターフェースが、前記ホームネットワークのホームネットワークゲートウェイに設置されている、請求項1から11のいずれかに記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- 前記ユーザインターフェースが、少なくとも1つのホームネットワークデバイスに統合されている、請求項1から12のいずれかに記載のホームネットワーク物理層解析プラットフォーム。
- ホームネットワーク物理層を改善するための方法であって、
1つまたは複数のホームネットワークデバイスから、既存のホームネットワーク物理層構成の安定性およびパフォーマンスについて示す情報を受信するステップであって、前記ネットワークデバイスのそれぞれが、それぞれのネットワーク技術によってホームネットワークに接続されている、受信するステップと、
ホームネットワークに実質的なネットワーク接続問題が存在するかどうかを識別するように前記情報を解析するステップ、およびこれが当てはまる場合には、前記情報を、所定の問題のセットの中からの問題に関連付けるステップと、
それぞれのユーザが前記問題について通知されるように、前記問題をユーザインターフェースに通信するステップと
を含む、方法。 - プログラムがコンピュータで実行されるときに、請求項14のすべてのステップを実施するように構成されたコンピュータプログラムコード手段を含む、コンピュータプログラム。
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