JP6262737B2 - マルチラインｔｄｄシステムのための帯域幅の割振り - Google Patents

Description

本明細書において提案されているソリューションは、送信信号および受信信号が時間で分割される、すなわち、時分割複信（ＴＤＤ）を使用する双方向マルチライン通信システムの分野に関する。

デジタルサブスクライバーライン（ｘＤＳＬ）などの銅線伝送リンクテクノロジーは、今日現在、世界中で２億８千６００万人のサブスクライバーへのアクセスブロードバンドサービスを提供している。非対称ＤＳＬ（ＡＤＳＬ）、ＡＤＳＬ２（＋）、超高ビットレートＤＳＬ（ＶＤＳＬ）、およびＶＤＬＳ２など、異なる世代のＤＳＬテクノロジーは、１ｋｍから８ｋｍまでのレンジにわたって数ＭＢ／秒から最大で１００ＭＢ／秒までのレンジでデータレートを提供する。最近、ブロードバンドアクセス、ホームネットワーキング、ならびに４Ｇモバイルネットワークバックホール、たとえばＬＴＥ Ｓ１／Ｘ２インターフェースバックホールなどのために、電話グレードの銅線上でのギガビットスピードに対する必要性が生じている。

新たな世代のＤＳＬ類似システムは、５０〜２００メートルのエリア内の非常に短いライン／ループ上でこのキャパシティーを提供することができる。そのようなループは、レガシーシステム用の約３０ＭＨｚという以前の最大帯域幅と比較して、データ伝送用に１００〜２００ＭＨｚの帯域幅を提供する。アップリンクデータおよびダウンストリームデータを銅線の別々の帯域で周波数分割複信スキーム（ＦＤＤ）で伝送する従来のＤＳＬシステムとは異なり、ギガビットＤＳＬは、よりハードウェアフレンドリーな時分割複信（ＴＤＤ）を利用しており、ＴＤＤでは、アップストリームデータおよびダウンストリームデータが、銅線のスペクトル全体を時分割様式で利用しており、すなわち、トランシーバは、所与の時点において送信または受信のいずれかを行う。

変調および復調それぞれのための高速フーリエ変換（ＦＦＴ）およびその逆のＩＦＦＴを使用するブロック伝送が、今日の通信システムにおける優勢な変調スキームである。この変調スキームは、しばしばマルチキャリア変調と呼ばれている。マルチキャリア変調の２つの最も重要な別種のうちの１つが、複素数値化された送信信号／受信信号を使用する通過帯域伝送であり、これは、直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ）と呼ばれている。ＯＦＤＭは、たとえばＬＴＥなどのワイヤレス通信システムにおいて使用されている。２つめは、実数値化された送信信号／受信信号を使用するベースバンド伝送であり、これは、ＤＭＴと呼ばれている。ＤＭＴは、たとえば有線通信システム、たとえば銅線ケーブルを使用するｘＤＳＬシステムなどにおいて使用されている。

信号どうしの同時送信および同時受信は、２つの信号を分割するためのスキームを必要とする。時間での分割（ＴＤＤとも呼ばれている）は、複雑性の低い、ひいては低コストのトランシーバ実施態様にとって適切な方法である。たとえば、周波数分割を使用する場合と比較して、ＴＤＤを使用する場合には、エコーキャンセルに対する必要性が低減するため、コストを低く維持することができる。ＴＤＤ通信システムの例としては、たとえば、ツイストペア、ＣＡＴ５等などの任意の種類の銅線伝送メディアを介した伝送が含まれる。ＴＤＤシステムは、たとえばインターネットアクセスおよび基地局バックホールなどのさまざまなサービスを提供するさまざまな用途のために使用することができる。この通信は、Ｇ．ｆａｓｔおよびＧ．ｈｎなどのさまざまな別種において標準化されることが可能であり、また標準化されているが、さまざまな標準化されていない形態で使用されることも可能である。

時分割複信（ＴＤＤ）は、ＡＴＭ、ＧＳＭ、ＬＴＥ−ＴＤＤ、ならびに異なる趣のイーサネットパッシブ光ネットワーク（ＥＰＯＮ）およびギガビット対応パッシブ光ネットワーク（ＧＰＯＮ）などのテレコミュニケーションシステムにおけるよく知られている伝送スキームである。それにより、ライン端末（ＬＴ）とネットワーク端末（ＮＴ）との間における双方向伝送が、重複していない時間のインスタンスどうし、すなわち、タイムスロットどうしにおいてアップストリームおよびダウンストリームの伝送に関して共通のメディアを利用することによって達成される。

前の世代のデジタルサブスクライバーライン（ＤＳＬ）テクノロジーにおいては、周波数分割複信（ＦＤＤ）が使用されており、ＦＤＤでは、銅線上の重複していない周波数帯域どうしを使用して、アップストリームおよびダウンストリームで同時に伝送を行う。そのような構造は、設計によって近端クロストーク（ＮＥＸＴ）を低減している。遠端クロストーク（ＦＥＸＴ）を低減するためには、ベクトリングを使用して、チャネルキャパシティーの近くに達することができる。

最近では、Ｇ．ｆａｓｔと呼ばれている、ＩＴＵ−Ｔにおける新たなＤＳＬ標準の標準化が、システムの複雑性を低減するために、そしてそれによってコストを低減するために、物理レイヤにおいてＦＤＤの代わりにＴＤＤを利用し始めた。ＦＤＤとは対照的に、ＴＤＤは、共通のバインダのワイヤどうしの上での反対方向への同時送信が生じる場合には、まさにＮＥＸＴの問題を有する。ＮＥＸＴを防止するために、時間において重複しないフレームどうしを構築することが、フレーマのタスクである。ＦＥＸＴは、ベクトリングによって解消することができる。

図１は、ＴＤＤ ＤＳＬシステムにおいて生じることがあるＮＥＸＴコリジョンを例示している。ＮＥＸＴは、ローカル側またはリモート側で、送信機による送信と受信機による受信とを同時に行う場合に生じる。フレームＮにおいては、ＮＴ_ＡおよびＮＴ_Ｂへの送信は、フレーム全体のうちのダウンストリーム（ＤＳ）およびアップストリーム（ＵＳ）のパーティション（パーティショニングと呼ばれる場合もある）の点で等しい。ＵＳ通信とＤＳ通信との間において重複が発生していないため、ＮＥＸＴは生じていない。フレームＮ＋１においては、ＮＴ_Ｂが、ダウンストリームにおいてＮＴ_Ａよりも長く送信を行っており、その結果、有害な近端クロストーク、すなわちＮＥＸＴが生じている。

ワイヤラインを介した双方向ＴＤＤにおける伝送リソースの利用度を改善することが望ましいであろう。本明細書においては、そのような伝送リソースの利用度を改善することを可能にするソリューションを提供する。これは、動的な帯域幅割振りを可能にするためのトランシーバノードおよびその中での方法によって達成される。

第１の態様によれば、ワイヤラインを介した双方向ＴＤＤマルチキャリア通信を実行するように機能することができ、そしてさらに、複数のループに結合されるように機能することができるトランシーバノードによって実行される方法が提供され、それぞれのループは、それぞれのネットワーク端末（ＮＴ）によって終端されている。この方法は、それぞれの複数のループ上のアップリンクおよびダウンリンクのトラフィックに関連付けられているローカルキューおよびリモートキューからトラフィックレポートを収集することを含む。収集されたトラフィックレポートに基づいて、複数のループのそれぞれに関して、それぞれアップストリームおよびダウンストリームの帯域幅（リソース）に関する実際の現在の需要が特定される。さらに、アップストリームおよびダウンストリームの帯域幅またはリソースに関する特定された需要に基づいてＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングが導出される。次いで、その導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングが、ＮＴに示される。次いで、その導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングに従って、ＮＴがスケジュールされることが可能である。この方法を実行することによって、動的な帯域幅割振り（ＤＢＡ）が可能となる。ＤＢＡは、動的なリソース割振り（ＤＲＡ）と呼ばれる場合もある。

第２の態様によれば、ワイヤラインを介した双方向ＴＤＤマルチキャリア通信を実行するように、および複数のループに結合されるように機能することができるトランシーバノードが提供され、それぞれのループは、それぞれのネットワーク端末（ＮＴ）によって終端されている。このトランシーバノードは、複数のループ上のアップリンクおよびダウンリンクのトラフィックに関連付けられているローカルキューおよびリモートキューからトラフィックレポートを収集するように適合されている収集ユニットを含む。この構成はさらに、収集されたトラフィックレポートに基づいて、複数のループのそれぞれに関して、それぞれアップストリームおよびダウンストリームの帯域幅に関する実際の需要を特定するように適合されている特定ユニットを含む。この構成はさらに、アップストリームおよびダウンストリームの帯域幅に関する実際の需要に基づいてＵＳ／ＤＳフレームパーティショニング（フレーム内の境界ロケーション）を導出するように適合されている導出ユニットと、ＮＴに対して、導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングの表示を提供するように、すなわち、導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングを示すように適合されている提供ユニットとを含む。この構成はさらに、導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングに従ってＮＴへの伝送をスケジュールするように適合されているスケジューリングユニットを含むことができる。

上述の方法およびトランシーバノードは、さまざまな実施形態において実施することができ、それらの実施形態については、詳細な説明において説明する。

次いで、提案されているテクノロジーについて、例示的な実施形態を用いて、添付の図面を参照しながら、より詳細に説明する。

ＴＤＤ ＤＳＬにおけるいわゆるＮＥＸＴコリジョンを示す図である。 ＤＳＬ ＴＤＤ ＤＢＡアーキテクチャーを示す図である。 例示的な一実施形態による、ＴＤＤフレームに関連した手順のタイミングの一例を示す図である。 例示的な一実施形態による、ＵＳ／ＤＳの境界（瞬間的なパーティショニング）の調整を示す図である。 例示的な一実施形態による手順を示すフローチャートである。 例示的な一実施形態による、ラインの立ち上げ時に実行することができる手順の一部を示すフローチャートである。 例示的な一実施形態によるトランシーバノードを示すブロックチャートである。 例示的な一実施形態による構成を示すブロックチャートである。

これらの図面は、必ずしも縮尺どおりではなく、むしろ、本明細書において開示されているテクノロジーの原理を例示することに重点が置かれている。

以降の説明においては、限定ではなく、説明の目的から、本明細書において説明されているコンセプトの徹底的な理解を提供するために、特定のアーキテクチャー、インターフェース、技術等など、具体的な詳細が示されている。しかしながら、説明されているコンセプトは、これらの具体的な詳細から逸脱するその他の実施形態において実施することもできるということは、当業者にとって明らかであろう。すなわち、本明細書においては明示的に説明されていない、または示されていないが、説明されているコンセプトの原理を具体化し、そのコンセプトの趣旨および範囲内に含まれるさまざまな構成を当業者なら考案することができるであろう。いくつかの場合においては、本発明のコンセプトによる説明を不必要な詳細でわかりにくくすることのないように、よく知られているデバイス、回路、および方法についての詳細な説明は、省略されている。説明されているコンセプトの原理、態様、および実施形態、ならびにそれらの具体例について記述する本明細書におけるすべての言明は、それらの構造的な等価物および機能的な等価物の両方を包含することを意図されている。加えて、そのような等価物は、現在知られている等価物、ならびに今後開発される等価物、たとえば、構造を問わずに同じ機能を実行する開発される任意の要素の両方を含むということが意図されている。

したがって、たとえば、本明細書におけるブロック図は、本テクノロジーの原理を具体化する例示的な回路またはその他の機能ユニットの概念的なビューを表すことができるということを当業者なら理解できるであろう。同様に、あらゆるフローチャート、状態遷移図、疑似コードなどは、コンピュータ可読メディアにおいて実質的に表されることが可能な、したがってコンピュータまたはプロセッサによって実行されることが可能な（そのようなコンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているか否かにかかわらず）さまざまなプロセスを表しているということが理解できるであろう。

機能ブロックを含むさまざまな要素の機能（たとえば「コンピュータ」、「プロセッサ」、または「コントローラ」としてラベル付けされている、または説明されているものを含むが、それらには限定されない）は、コンピュータ可読メディア上に格納されているコード化された命令の形態のソフトウェアを実行することができる回路ハードウェアおよび／またはハードウェアなどのハードウェアの使用を通じて提供されることが可能である。したがって、そのような機能および示されている機能ブロックは、ハードウェアによって実施されるもの、および／またはコンピュータによって実施されるもの、ひいてはマシンによって実施されるものであると理解されるべきである。

ハードウェアによる実施態様の点からは、機能ブロックは、そのような機能を実行することができるデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、縮小命令セットプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）を含むがそれには限定されないハードウェア（たとえば、デジタルまたはアナログ）回路、および（適切な場合には）状態マシンを含むことまたは包含することが可能であるが、それらには限定されない。

ＮＥＸＴを回避するためには、フレーム内のＵＳとＤＳパーティションとの間における境界、ならびにフレームの始まり／長さが、（同じ）ケーブルバインダ内のすべてのラインに関して同じでなければならないと結論付けることができる。ＮＴ内のフレーマは、すべてのラインを最大のキャパシティーで機能させるためには、これらの条件を保証しなければならない。

上記の分析を与えられれば、オペレータは、同じバインダ内のワイヤに接続されているＬＴをホストしているすべてのＮＴポート上で使用されることになるたとえば「８０％ダウン／２０％アップ」などの対称比率を定義するであろう。これは、図１におけるパーティション境界、またはパーティショニングを固定すること、およびそれをすべてのフレームに関して静的に保持することに対応する。対称比率は、ＵＳパーティションおよびＤＳパーティションに直接結合され、ＵＳ＿ｐａｒｔｉｔｉｏｎは、ＵＳの専用とされているＤＭＴシンボルの数を、フレーム全体を構成しているすべてのシンボルで割った値として定義される。ＤＳ＿ｐａｒｔｉｔｉｏｎ＝１−ＵＳ＿ｐａｒｔｉｔｉｏｎである。たとえば、あるフレームが１６個のシンボルで構成されていて、４個がＤＳ用に構成されている場合には、ＤＳ＿ｐａｒｔｉｔｉｏｎ＝１／２であり、ＵＳ＿ｐａｒｔｉｔｉｏｎ＝３／４である。

一例として、ＮＴ_Ａが、６００Ｍｂｐｓの合計キャパシティーを提供する短い／ノイズのないループに接続されており、その一方でＮＴ_Ｂが、８０Ｍｂｐｓを提供するだけである長い／劣悪なループに接続されていると想定していただきたい。８０／２０という固定された対称比率を与えられれば、ＮＴ_Ａは、４８０ＭｂｐｓのＤＳおよび１２０ＭｂｐｓのＵＳを得ることになり、その一方でＮＴ_Ｂは、６４ＭｂｐｓのＤＳおよび１６ＭｂｐｓのＵＳを得る。するとＮＴ_Ｂは、データの巨大なジャンクをアップロード（バースト）したい場合に、ダウンストリーム送信がないならばラインは基本的に８０Ｍｂｐｓをプッシュすることができるにもかかわらず、１６Ｍｂｐｓに制限される。

この例をさらに理解するために、ＮＴ_Ａは、自分の供給されている４８０Ｍｂｐｓのうちで１００ＭｂｐｓのＤＳを瞬間的に利用するだけであり、ＮＴ_Ｂは、自分の８０Ｍｂｐｓのうちの２０Ｍｂｐｓを瞬間的に利用するだけであるが、大量のデータをアップストリームでアップロードしようと試みるケースを想定していただきたい。従来技術のソリューションによれば、これは不可能である。

このケースにおいては、本発明者らによれば、パーティション境界を短期間にわたって動的にシフトすることができ、それによって、より良好な全体的なキャパシティー利用度のために、より多くのＵＳトラフィックが可能にされるならば、有益であろう。上で与えられた例においては、ＬＴとＮＴ_Ａとの間におけるライン上のトラフィックは、瞬間的な１７／８３（ＤＳ／ＵＳ）の比率を可能にすることになり、その一方で、ＬＴとＮＴ_Ｂとの間におけるライン上のトラフィックは、２５／７５（ＤＳ／ＵＳ）の比率を可能にすることになる。ＮＥＸＴを回避するためには、２５／７５が、使用すべき比率であり、したがってＮＴ_Ｂは、固定されたケースにおけるような２０Ｍｂｐｓの代わりに、６０Ｍｂｐｓでバーストすることができ、これは、明らかな利点であろう。

ＤＳＬ ＴＤＤにおいては、それぞれのラインは、所与の排他的なキャパシティー（ポイントツーポイント、ｐ２ｐ）を有するが、ＵＳ／ＤＳ間での統計的多重化は、全体的なキャパシティー利用度を最適化するオーバーブッキングの可能性を提供するであろう。しかしながら、そのようなアルゴリズムは、ＮＥＸＴコリジョンの問題を防止するために、近隣のラインを考慮に入れるべきである。

本明細書において提案されているテクノロジーは、マルチラインＤＳＬ ＴＤＤブロック伝送システムにおいて最大のキャパシティー利用度を提供する動的帯域幅割振り（ＤＢＡ）装置に関する。マルチラインＤＳＬ ＴＤＤブロック伝送システムの一例、および例示的な装置構造が、図２において示されている。

高いレベルでは、ＬＴが、いくつかのポートを含み、それらのポートでは、リモートＮＴどうしが、同じバインダ内を走っているｐ２ｐ銅線ペアを介して接続されている。フレーマどうしが同期化されて、等しい開始時間および（ＤＭＴシンボルの数の点で）等しいフレームサイズが提供される。ＬＴ側では、ダウンストリームキュー（ＱＤ）が、ＮＴへ配信されることになるフレームをバッファリングする。同じ構造、すなわち、アップストリームキュー（ＱＵ）を、アップストリーム伝送に関してＮＴ側で見出すこともできる。さらに以降では、ダウンストリームキューは、ローカルキューと呼ばれることになり、アップストリームキューは、リモートキューと呼ばれることになる。キューどうしは、双方向に、たとえば、所与のラインに割り振られているＱＤおよびＱＵのｐ２ｐペアとして、またはマルチキャストで、すなわち、単一のＱＤまたはＱＵがラインのうちのすべてに（ブロードキャスト）またはグループに（マルチキャスト）割り振られているｐ２ｍｐとしてアレンジされることが可能である。トラフィックスケジューラ（たとえば「ＤＢＡエンジン」と示される場合もある）が、たとえば、たとえば１ミリ秒の所与のサイクルですべてのキューからトラフィックレポート（ＴＲ）を収集して、それぞれのキューにおけるバッファ占有レベル、たとえばバイトでのフィルステータスについて知ることが可能である。ローカルキュー、すなわち、ラインのうちでトラフィックスケジューラと同じ側にあるキューに関しては、現在のフィルステータスに容易にアクセスすることができる。リモートエンド、すなわち、ラインのうちで他方の側にあるキューに関しては、リンクのオーバーヘッドチャネルにおいて要求／報告の往復を実施することができる。

良好な結果のために、現在のＵＳおよびＤＳの需要に関する情報を、ラインについてのそれぞれの構成されているトラフィックプロフィールに関する情報とともに使用することができる。収集されたＴＲによって与えられたキュー情報を、たとえば、それぞれのキューに関するトラフィック記述子ＴＤによって与えられた情報とともに使用することができる。この情報を組み合わせることによって、トラフィックスケジューラは、来たるフレームに関する適切なフレームＤＳ／ＵＳパーティショニングを決定することができ、そのパーティショニングは、それぞれの個々のフレーマによってリンク利用度を最適化するために使用されることになる。それぞれのキューは、自分に割り振られている１つのＴＤを有するということ、およびそれぞれのラインは、複数のＱＤおよびＱＵを有することができるということが想定されるという点に留意されたい。フレーマは、ＮＴのフレーマによって使用されるように、それぞれのフレームに関するパーティショニング情報をリモートエンドに配信することができる。

トラフィック記述子、ＴＤ
キューに１：１で割り振られているトラフィック記述子ＴＤは、下記のタプルに従って記述されることが可能である。
ＴＤ＝（Ｆ，Ａ，Ｍ，ｐ）であり、この場合、
Ｆは、「固定されたレート」を表している。このレートは、送信される実際のトラフィックがあるかどうかを問わずに、キューがインストールされるリンク方向で常に確保される。
Ａは、「保証されたレート」を表している。このレートは、必要とされる場合にはリンクがそのレートを提供しなければならないという意味で保証されている。実際の保証されたトラフィックが、設定されたレートＡを満たしていない場合には、そのレートＡは、必要とされるいずれの方向であれ、その他のラインによって使用されることが可能である。
Ｍは、「最大レート」を表している。このレートは、そのキューを通過されるべきである絶対的な最大レート（ピークレート）を指定する。
ｐ（任意選択）は、「優先度」を表している。すべてのループにわたって残りのキャパシティーの共通のプールから、保証されていない帯域幅を取り出すための優先度。

トラフィック記述子、ＴＤは、固定された、保証された、および保証されていないレートコンポーネントを含む最も一般的なトラフィックプロフィールのサブクラスを表すように構成されることが可能であるということに留意されたい。たとえば、シンプルな固定されたレートのサービスを構成するためには、パラメータＦを設定するだけでよい。また、ＵＳおよびＤＳの両方において送信を行うことを意図している場合には、ラインのそれぞれの方向は、少なくとも１つのキューを割り振られなければならず、複数の、たとえば４つものキューを有することがある。

ポートｉおよび（キュー）番号ｊのダウンストリームキューＱＤ_ｉ−ｊに関するトラフィック記述子としてのＴＤ_{Ｄ，ｉ−ｊ}を、そのレートコンポーネント（Ｆ_{Ｄ，ｉ−ｊ}、Ａ_{Ｄ，ｉ−ｊ}、ｐ_{Ｄ，ｉ−ｊ}）、およびそれに対応してポートｉ上のｊ番目のアップリンクキューのＴＤ_{Ｕ，ｉ−ｊ}記述子とともに示すならば、それぞれのリンクに関して、下記の制限が当てはまらなければならない。「ＤＳ＿ｐａｒｔｉｔｉｏｎ」および「ＵＳ＿ｐａｒｔｉｔｉｏｎ」は、総フレーム長あたりのダウンストリームおよびアップストリームの時間の設定された比率であり、Ｃ_ｉは、ダウンストリームＤまたはアップストリームＵのいずれかにおけるリンクｉの達成可能なレートを示しており、Ｃ_ｉ，ＤおよびＣ_ｉ，Ｕを参照されたい。
Ｓｕｍ_ｊ（Ｆ_{Ｄ，ｉ−ｊ}＋Ａ_{Ｄ，ｉ−ｊ}）≦ＤＳ＿ｐａｒｔｉｔｉｏｎ^＊Ｃ_ｉ，Ｄ （１．１）
Ｓｕｍ_ｊ（Ｆ_{Ｕ，ｉ−ｊ}＋Ａ_{Ｕ，ｉ−ｊ}）≦ＵＳ＿ｐａｒｔｉｔｉｏｎ^＊Ｃ_ｉ，Ｕ （１．２）

上記の式は、所与の銅線／ノイズ品質の物理的なラインを介して所与の設定されたトラフィックミックスを提供することの物理的な可能性または不可能性のステートメントを表している。このステートメントは、供給上の制約をオペレータに課し、特定のリンク上でのサービスコミットメントを販売するオペレータの能力に対するビジネス上の制約を定義する。

スケジューラサイクル
ＬＴは、ＴＤＤフレーム持続時間の倍数の連続したブロックにおいて自分のすべてのラインにキャパシティーを割り当てる際に、複数のサイクルで機能する。１ミリ秒のフレーム持続時間を与えられれば、可能なアルゴリズムは、１ミリ秒のサイクルで動作することができる。あるいは、そのサイクルは、もっと遅いことが可能であり、フレーム持続時間の倍数の持続時間、たとえば４または８ミリ秒を有することができる。図３は、スケジューラサイクルタイミングの一例を示している。

図３における例示的なサイクルの第１のフェーズにおいては、ＬＴ、たとえばＬＴスケジューラが、自分のローカルキューから、ならびにリモートＮＴキューから、たとえば要求／応答プロトコルによって、トラフィックレポートを収集する。そのようなプロトコルは、リモートトラフィックレポートを収集する際に、１ ＴＤＤフレーム、またはそれ以上の往復遅延をもたらす場合がある。

図３における例の第２のフェーズにおいては、ＬＴスケジューラが、たとえば、最新のトラフィックレポート、トラフィック記述子、設定されたフレームパーティション、ならびに実際の達成可能なラインレートを与えられて、それぞれのライン上のフレーム構造を計算する。

図３におけるサイクルの第３の最終フェーズにおいては、ＬＴおよびＮＴが、新たなフレーム構造、たとえば、新たに算出された瞬間的なＤＳ／ＵＳフレーム境界を使用する。

帯域幅の割振り
固定された帯域幅を割り振ることは、トランシーバノードにとって比較的容易なタスクである。スケジューラが、式１．１および式１．２において表されている関係が当てはまるという前提のもとで、それぞれのラインｉに関して、ダウンストリームの固定されたコンポーネントｓｕｍ_ｊ（Ｆ_{Ｄ，ｉ−ｊ}）ならびにアップストリームの固定されたコンポーネントｓｕｍ_ｊ（Ｆ_{Ｕ，ｉ−ｊ}）の設定された数値を静的に割り振る。キューの占有度、すなわち、トラフィックレポートの内容を問わずに、固定された帯域幅が常に割り振られるため、この固定されたアルゴリズムは、ＴＤ、パーティション、および達成可能なレートのほかに何ら追加のものを必要としない。したがって、図３において示されているスケジューラサイクルのフェーズ１は、固定された帯域幅のみを割り振る場合には、必要とされない。

しかしながら、本明細書において提案されているように、ＤＢＡを適用している場合に、保証された帯域幅を割り振ることは、トラフィックレポートを考慮に入れる動的なアルゴリズムを必要とする。トラフィックレポートは、たとえば、キュー内で待っているバイトの数を、場合によっては、いくつかの任意選択の色情報（緑色、赤色、黄色）などとともに含むことができ、その場合、色情報は、キュー内で待っているデータの優先度を反映することができる。この動的なアルゴリズムは、所与のリンク上での所与のキューに関する瞬間的なレート需要を推定するために、任意のキューのキュー占有度を考慮に入れることができる。このデータ（すなわち推定）を、それぞれのラインの保証されたレート設定ｓｕｍ_ｊ（Ａ_{Ｄ，ｉ−ｊ}）またはｓｕｍ_ｊ（Ａ_{Ｕ，ｉ−ｊ}）と比較して、設定されたレベルまで許可することができる。１）保証されたトラフィックの実際の需要が、設定されたレベルを下回っていること、または２）Ｆ＋Ａが、フルレートパーティションよりも下に設定されていることに起因する、ＤＳまたはＵＳにおける任意の残りのレートは、保証されていない割振りの対象となる場合があり、これは、パーティション境界に影響を与える場合がある。特定のパーティショニングを前提として可能である需要よりも高い需要を有するラインがある場合には、ＤＳ／ＵＳ境界をフレーム内で移動させて（調整して）、ピークトラフィック伝送を可能にすることができる。

図４は、ラインｉ＋１の瞬間的な需要が、設定されたＤＳ／ＵＳパーティショニングのＤＳ部分を超える場合、および現在の需要またはラインｉ＋１の必要性に従ってＤＳ伝送を可能にするためにＴＤＤフレームのダウンストリーム部分が拡張される（拡大される）場合の一例を示している。フレームのＤＳ部分を拡張／拡大するために、それに対応してＵＳ部分を縮小しなければならない。

いくつかのラインがピークを経験しているケースにおいては、保証されていないレートを、特定の所与の優先度でラインに与えることができる。保証されていないレートは、たとえば、Ａ＋Ｆ（保証されたレート＋固定されたレート）に比例して、またはトラフィック記述子ＴＤの一部である設定可能な優先度ｐによって割り振ることができる。さらに、ＴＤにおける最大レートパラメータＭの使用は、所与のキューに関して、保証されていないレートの需要に上限を設けることを可能にする。たとえば、オペレータは、特定のレートを可能にするだけである低価格のサービスを提供することができる。

より詳細には、図４は、フレームＮおよびフレームＮ＋１という２つのフレーム内のラインｉおよびラインｉ＋１という２つのラインにおけるトラフィック状況を示している。それぞれのラインは、それぞれの方向、すなわちＵＳおよびＤＳにおける固定されたレートＦおよび保証されたレートＡを含む設定されたトラフィックプロフィールに関連付けられている。双方向の矢印が、ＤＳキューおよびＵＳキューの現在のフィルステータスによって与えられた実際の需要を示している。図４に示されている例示的な状況においては、相反する需要はなく、したがって、両方のラインにおけるＵＳ需要およびＤＳ需要を両方とも満たすことができるようにＵＳ／ＤＳフレーム境界を配置することができる。フレームＮ＋１内のラインｉにおけるリソースに関するＵＳ需要が、保証されたＵＳレート内でさらに高かったならば、フレームＮ＋１におけるＵＳ／ＤＳ境界は、少なくとも、保証されたレートが提供されるように、さらに左に配置されていたであろう。その他の相反する需要は、優先度の側面を考慮に入れることによって解決することができる。しかしながら、保証されたレートは、必要とされる場合に提供されるべきである。

提案されているテクノロジーの利点の例
１． レートが制限されている銅線リンク上での最大のキャパシティー利用度
２． 実施に適している／実施が比較的「容易」である。

例示的なシステム、図２
図２は、例示的なＤＳＬ ＴＤＤ動的帯域幅割振り（ＤＢＡ）アーキテクチャーの概略図を示している。２０１で概略的にマークされている部分は、トランシーバノードを表すことができ（図７におけるトランシーバノード７０１と比較していただきたい）、このトランシーバノードは、ライン端末、ＬＴを含み、そしてＬＴは、トラフィックスケジューラを含む。このトランシーバノードは、たとえば双方向マルチラインＴＤＤ伝送装置またはトランシーバと示されることも可能であり、本明細書において提案されているテクノロジーの一例によれば、動的帯域幅割振り機能を提供するように適合されている。このトランシーバノードは、たとえば中央局に配置されているいわゆるＤＳＬＡＭであることが可能である。短いループのケースにおいては、このトランシーバノードは、たとえば建物の地階に配置することができる。

トランシーバノード２０１は、複数の／多数のループへのアクセスを提供するライン端末（ＬＴ）を含み、それぞれのループは、各自のネットワーク端末（ＮＴ）によって終端されている。それらのループは、典型的には、銅などの金属から作製される。単一のＬＴに接続されている銅線ループどうしは、典型的には、バンドルの終わりでループどうしを別々のＮＴへ届けるケーブルバインダの一部である。

それぞれのライン、またはループは、ダウンストリームの達成可能なレートの所与の部分をダウンストリーム伝送のために使用するように構成されることが可能であり、また、アップストリームの達成可能なレートの所与の部分をアップストリーム伝送のために使用するように構成されることが可能である。フレームのパーティショニング、またはパーティション境界は、対称比率の点から、たとえば８０／２０と、または代替として、ＴＤＤフレームあたりのシンボルの総数に対するアップストリーム／ダウンストリームのために使用されるＤＭＴシンボル位置の数として定義されるアップストリーム部分／ダウンストリーム部分によって表されることが可能である。

トランシーバノード２０１は、ＬＴ側およびＮＴ側においてトラフィックスケジューリングのために少なくとも１つのＦＩＦＯキューを加えることを可能にする。２つのキューをペアにすることができ、そのペアは、所与のポイントツーポイントの銅線ループを介して接続されているＬＴとＮＴとの間における双方向のスケジュールされたユニキャストフローを提供するために、トランシーバノード／ＬＴ側における１つのダウンストリームキューと、ＮＴ側における１つのアップストリームキューとから構成される。また、マルチキャストトラフィックおよびブロードキャストトラフィックのためのトラフィックスケジューリングを提供するために、任意の数のキューをＬＴおよび／またはＮＴに加えることができる。

さらに、トランシーバノードは、それぞれのキューに対してトラフィック記述子、ＴＤを許可するように、および設定するように適合されている。ＴＤは、たとえば、固定されたレート、保証されたレート、最大レート、および保証されていないレートというトラフィック契約コンポーネントを含むことができる。ＴＤは、たとえば計測の目的で、任意選択の色／優先度マークを含むこともできる。

たとえば、それぞれのキューは、要求に応じて自分の現在のトラフィックフィルステータスを報告するように構成されることが可能である。そのようなトラフィックレポートは、たとえば、待っているバイトの生の数、フレームの数とフレーム長、および／またはフレームに関連付けられている色、および類似の測定値を含むことができる。さらに、トラフィックレポートは、好ましくは、キューＩＤ、ならびに供給されたキューサイズを含むべきである。トラフィックレポート内のデータは、線形エンコーディングまたは対数エンコーディングなど、さまざまな方法でエンコードされることが可能である。

トランシーバノードは、たとえば定期的に、所与のサイクル時間内にローカルで、たとえばＬＴ内で、およびすべてのアクティブなＮＴにリモートでトラフィックレポートを要求して収集するように適合されることが可能である。ＬＴ内のローカルトラフィックレポートは、たとえばローカルデータバスを介して収集することができる。ＮＴから収集されるリモートトラフィックレポートは、たとえば、ＴＤＤフレーム構造に同期化されるリアルタイムコントロール要求／応答プロトコルの使用によって収集することができる。

図２の例示的なアーキテクチャーにおけるトラフィックスケジューラの機能に焦点を合わせると、そのようなトラフィックスケジューラは、トラフィック記述子ならびにトラフィックレポートからの情報に基づいて任意のアクティブなＮＴに帯域幅を割り振るように機能できることが可能である。トラフィックスケジューラは、繰り返されるスケジューリングサイクルにおいて機能することができ、それらのスケジューリングサイクルでは、たとえば第１のサイクルにおいて、トラフィックレポートを、ＮＴおよびＬＴのすべての割り振られたキューに要求して収集することができ、たとえば、第２のサイクルにおいて、設定されたトラフィックプロフィールをレポートからの実際の需要と比較することに基づいて、次なるフレームに関してフレーム構造を計算することができ、第３のサイクルにおいて、使用される新たなフレーム構造をコントロールチャネル（たとえば、帯域幅マップ）内のすべてのＮＴに通信すること／示すことが可能であり、次いでＬＴおよびＮＴは、たとえば第３のサイクルまたは第４のサイクル内で新たなフレーム構造を実施することができる。

さらに、ラインの立ち上げ中に、トラフィックスケジューラは、それぞれのＮＴ／ＬＴラインペアの方向ごとの達成可能なレートを読み取ること、および方向ごとのすべてのキューにわたるすべてのトラフィック記述子、すなわち、すべての固定されたレートおよび保証されたレートの数値の知識を与えられて、所与のトラフィックプロフィールの実現可能性をチェックすることが可能である。トラフィックスケジューラは、固定されたレートコンポーネントをそれぞれのＬＴ−ＮＴリンクにリンク方向ごとの実際の達成可能なレートの限度内で割り振るように適合されることが可能である。固定された送信機会が、任意のフレームにおいてスケジュールされる。さらに、トラフィックスケジューラは、トラフィック記述子およびトラフィックレポート内のデータを与えられて、保証されたレートコンポーネントおよび／または保証されていないレートコンポーネントをそれぞれのＬＴ−ＮＴリンクペアに割り振るように適合されることが可能である。リンクごとの保証されたトラフィックを、設定された保証された限度まで割り振ることができる。保証された限度に達していない場合には、トラフィックスケジューラは、同じＬＴ上のバインダ内の自分自身のラインまたはその他のラインのその他の伝送方向に、保証されていないレートを認めることを許可されることが可能である。これは、瞬間的なアップストリーム／ダウンストリームパーティション境界を変更することによって行われる。ラインの立ち上げ中のこの手順が、図６において示されており、図６は、ラインの立ち上げ時に、それぞれのＬＴ／ＮＴラインペアの方向ごとの達成可能なレートを６０２で特定することを含む例示的な方法を示している。それらの達成可能なレートは、関連している設定されたトラフィックプロフィール（たとえば、トラフィック記述子と示されることが可能である）と６０４で比較される。設定されたトラフィックプロフィールの実現可能性が、アクション６０６において特定され、その結果が、関係しているノードに６０８で示されることが可能であり、および／またはこの方法が実行されるノードが、その結果に従って６０８で行動することができる。この後に、図６において示されているように、図５において示されている方法を実行することができる。

次いで、トランシーバノードによって実行される方法の例示的な実施形態について、図５を参照しながら説明する。このトランシーバノードは、図２において２０１でマークされている構成、またはその一部であることが可能であり、たとえばライン端末、ＬＴを含み、そしてＬＴは、トラフィックスケジューラを含む。このトランシーバノードは、ワイヤラインを介した双方向ＴＤＤマルチキャリア通信を提供するように機能することができ、複数のループに結合されており、それぞれのループは、それぞれのネットワーク端末、ＮＴによって終端されている。

図５は、それぞれの複数のループ上のアップリンクおよびダウンリンクのトラフィックに関連付けられているローカルキューおよびリモートキューからトラフィックレポートを５０２で収集することを含む方法を示している。それぞれアップストリームおよびダウンストリームの帯域幅に関する実際の現在の需要が、収集されたトラフィックレポートに基づいて、複数のループのそれぞれに関して５０３で特定される。さらに、アップストリームおよびダウンストリームの帯域幅に関する特定された需要に基づいて、ＵＳ／ＤＳのフレームパーティショニングが５０６で導出される。次いで、導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングが、５０８でＮＴに示される。次いで、ＮＴが、導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングに従って５０９でスケジュールされる。図５において示されている方法を実行することによって、動的な帯域幅割振りが可能となる。

前述したように、それぞれのループは、１つまたは複数のキューに関連付けられることが可能であり、それらのキューは、さまざまなＵＳ／ＤＳのペアまたは集まりでアレンジされることが可能である。キューからのトラフィックレポートの収集は、要求／応答手順、すなわち、要求がトランシーバノードからまたはトランシーバノード内で送信され、その要求に応答して、キューステータスを含むトラフィックレポートが送信される手順によって実行されることが可能である。それぞれＵＳリソースおよびＤＳリソースに関する実際の現在の需要は、それぞれのループに関して、たとえば、そのループに関連付けられているすべてのＤＳキューのコンテンツどうしを足し合わせて、前記ＤＳコンテンツを送信するためにどれぐらい多くのＤＳリソースが必要とされることになるかを特定すること、およびそのループに関連付けられているすべてのＵＳキューのコンテンツどうしを足し合わせて、前記コンテンツを送信するためにどれぐらい多くのＵＳリソースが必要とされることになるかを特定することによって、特定されることが可能である。

ＵＳ／ＤＳフレームパーティショニング、または境界を導出することは、複数のループのＵＳ／ＤＳリソースに関する需要どうしを比較することを含むことができる。最も単純なケースにおいては、相反する需要がなく、ＵＳおよびＤＳにおいて最も高い需要を有する１つまたは複数のループに従って境界を設定することができる。複数のループに関して同じＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングが設定される。なぜなら、個々の差異はＮＥＸＴにつながるためである。

導出されたＵＳ／ＤＳパーティショニングは、いつ送信すべきか、およびいつリッスンすべきかをＮＴがわかるように、ＮＴに示される。この情報は、任意の適切な方法で、たとえば、フレーム内のどのシンボルどうしの間に、ＵＳとＤＳとの間における境界が配置されているかを示すことによって、示されること、または提供されることが可能である。新たなＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングが導出されてＮＴに示された場合には、トランシーバノードは、その新たなパーティショニングに従ってそれらのＮＴをスケジュールすることができる。ローカルキュー内で待っているデータのバイトがＮＴに送信されること、およびリモートキュー内で待っているデータのバイトがＮＴから受信されることは、それらのデータが新たなフレームパーティショニング内に含まれることが可能である程度まで、可能である。

それぞれのキューは、アップストリームレートまたはダウンストリームレートに関連している設定されたトラフィックプロフィールに関連付けられることが可能である。設定されたトラフィックプロフィールは、前述のように、たとえばトラフィック記述子によって表されること、および／またはトラフィック記述子で記述されることが可能である。設定されたトラフィックプロフィールは、前述のように、保証されたレート、ならびに、たとえば固定されたレート、最大レート、保証されていないレート、および優先度のうちの１つまたは複数などのトラフィック契約コンポーネントを含むことができる。ＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングの導出は、現在の需要に基づくことに加えて、前記設定されたトラフィックプロフィールに基づくことが可能である。ループの現在の需要は、たとえばそれらのループのうちのいずれの固定されたレートの契約にも違反しないように、それらのループの設定されたトラフィックプロフィールと比較されることが可能である。すなわち、ＵＳ／ＤＳパーティショニングは、ループのうちのいずれもそれらの契約されている固定されたレート上で奪うべきではなく、それは、図４における破線の境界が、Ｆ_ＤまたはＦ_Ｕとマークされているエリア内に配置されるべきではないということによって示されることが可能である。

設定されたトラフィックプロフィールはさらに、最大レートに関連しているトラフィック契約コンポーネントに関連付けられること、またはそのトラフィック契約コンポーネントを含むことが可能である。その最大レートは、たとえば、ＮＴの所有者がサービスプロバイダとの間において有しているサブスクリプションのタイプに、またはループおよび／もしくはＮＴの能力に関連付けられることが可能である。設定されたトラフィックプロフィールはさらに、優先度に関連しているトラフィック契約コンポーネントに関連付けられること、またはそのトラフィック契約コンポーネントを含むことが可能である。そのような優先度コンポーネントは、たとえば、ＮＴの所有者がサービスプロバイダとの間において有しているサブスクリプションのタイプに関連していることが可能である。設定されたトラフィックプロフィールはさらに、たとえば計測の目的で、色もしくは優先度マークに関連付けられること、または色もしくは優先度マークを含むことが可能である。設定されたトラフィックプロフィールはさらに、たとえば音声トラフィックなど、遅延に敏感なトラフィックにとって有益である固定されたレートに関連しているトラフィック契約コンポーネントに関連付けられること、またはそのトラフィック契約コンポーネントを含むことが可能である。

収集されたトラフィックレポートは、それぞれのキューの現在のフィルステータスを反映する。トラフィックレポートは、キュー内で待っているバイトの生の数、キュー内で待っているフレームの数とフレーム長、フレームに関連付けられている色もしくは優先度、キューＩＤ、および／または供給されたキューサイズを含むことができる。

収集すること、導出すること、および提供することは、図３において示されているように、連続したサイクルで実行することができる。トラフィックレポートは、そのような１つのサイクル内の複数のループに関連付けられているすべてのリモートキューおよびローカルキューから収集することができる。これを達成する目的で、少なくともループのリモートエンドにおけるＮＴからトラフィックレポートを収集するために、リアルタイムコントロール要求／応答（ＲＲ）プロトコルを使用することができる。そのようなプロトコルは、ＴＤＤフレーム構造に同期化されるべきである。それによって、トラフィックレポートを、コントロールされた方法で取得することができ、１つのサイクルで収集されたトラフィックレポートは、同じタイムピリオドを反映することになり、ひいては、動的なフレームパーティショニングに関連した決定のための基礎として機能するのに適している。

例示的なトランシーバノード、図７
本明細書において説明されている実施形態は、トランシーバノードにも関する。このトランシーバノードは、上述のトランシーバノードにおける方法の少なくとも１つの実施形態を実行するように適合されている。このトランシーバノードは、たとえば図５および図６において示されている上述の方法と同じ技術的な特徴、目的、および利点に関連付けられている。このトランシーバノードについては、不必要な繰り返しを避けるために、簡潔に説明する。

以降では、上述の方法の実行を可能にするように適合されている例示的なトランシーバノード７００について、図７を参照しながら説明する。このトランシーバノードは、ワイヤラインを介した双方向時分割複信（ＴＤＤ）マルチキャリア通信のために機能することができ、このトランシーバノードは、複数のループに接続可能であり、それぞれのループは、それぞれのネットワーク端末（ＮＴ）によって終端されている。このトランシーバノードのうちで、本明細書において説明されている方法への適合によって最も影響を受ける部分は、構成７０１として示されており、破線によって囲まれている。構成７０１は、図２において２０１として示されている構成などの構成であること、またはその一部であることが可能である。トランシーバノード７００および構成７０１はさらに、有線通信のための手段を含む通信ユニット７０２を介してその他のエンティティーと通信するように示されている。このトランシーバノードまたは構成は、コーデックなどのその他の機能ユニット７０７をさらに含むことができ、１つまたは複数のストレージユニット７０６をさらに含むことができる。

このトランシーバノードの構成部分は、下記のように実施および／または説明されることが可能である。
この構成は、複数のループ上のアップリンクおよびダウンリンクのトラフィックに関連付けられているローカルキューおよびリモートキューからトラフィックレポートを収集するように適合されている収集ユニット７０４を含む。この構成は、収集されたトラフィックレポートに基づいて、複数のループのそれぞれに関して、それぞれアップストリームおよびダウンストリームの帯域幅に関する実際の需要を特定するように適合されている特定ユニット７０５をさらに含む。この構成は、アップストリームおよびダウンストリームの帯域幅に関する実際の需要に基づいてＵＳ／ＤＳフレームパーティショニング（フレーム内の境界ロケーション）を導出するように適合されている導出ユニット７０８、ならびにＮＴに対して、導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングの表示を提供するように、すなわち、導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングを示すように適合されている提供ユニット７１０をさらに含む。この構成は、導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングに従ってＮＴをスケジュールするように適合されているスケジューリングユニット７１１をさらに含むことができる。

それぞれのキューは、アップストリームレートまたはダウンストリームレートに関連している設定されたトラフィックプロフィールに関連付けられることが可能であり、ＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングの導出はさらに、前記設定されたトラフィックプロフィールに基づくことが可能である。たとえば、特定された実際の需要は、任意のループに関連付けられている、たとえば前記ループ上での特定の需要を与えられている設定されたトラフィックプロフィールに違反しない新たなＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングを導出するために、設定されたレートと比較されることが可能である。

設定されたトラフィックプロフィールは、保証されたレートに関連しているトラフィック契約コンポーネントを含むことができる。保証されたレートは、前述のように、必要とされる場合に提供されるべきである。設定されたトラフィックプロフィールはさらに、最大レートに関連しているトラフィック契約コンポーネント、保証されていないレートに関連しているトラフィック契約コンポーネント、たとえば計測の目的での色もしくは優先度マーク、および／または固定されたレートに関連しているトラフィック契約コンポーネントを含むことができる。

導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングは、少なくとも、複数のループが同じケーブルバインダに属している場合に、それらのループのそれぞれに関して適用される。

このトランシーバノードはさらに、それぞれのキューにトラフィックプロフィールを割り振り、設定するように適合されることが可能であり、そのトラフィックプロフィールは、保証されたレートのトラフィック契約コンポーネントと、場合によっては、固定されたレート、最大レート、保証されていないレートのトラフィック契約コンポーネント、および／または色／優先度マークのうちの１つまたは複数とを含む。そのトラフィックプロフィールは、キューに関連付けられているトラフィック記述子の形態で設定されることが可能である。

このトランシーバノードは、トラフィックプロフィールおよびトラフィックレポートに基づいて任意のＮＴに帯域幅を割り振るように適合されている少なくとも１つのトラフィックスケジューラ、たとえば、スケジューリングユニット７１１を含むことができる。それらのトラフィックレポートは、特定のタイムピリオド、たとえばスケジューリングサイクルにおける状況に関連している。

このトランシーバノードは、繰り返されるスケジューリングサイクルにおいて機能することができ、第１のサイクルにおいて、トラフィックレポートがリモートキューおよびローカルキューから収集され、第２のサイクルにおいて、設定されたトラフィックプロフィールおよび実際の需要に基づいて、次なるＵＳ／ＤＳフレームパーティショニング構造が導出され、第３のサイクルにおいて、導出されたフレームパーティショニング構造が、関係しているエンティティーに提供され、第３のサイクルまたは第４のサイクル内で、特定されたフレームパーティショニング構造が実施される。そのようなサイクルは、図３において示されている。

たとえばライン端末と示される場合もある構成７００、またはトランシーバノード７０１、またはそれらの一部は、たとえば、集積回路もしくは個別のコンポーネントとして実現されているトランジスタ、ロジックゲート等などの専用ハードウェア基本処理ユニット、ＦＰＧＡもしくはＡＳＩＣなどのプログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、プロセッサもしくはマイクロプロセッサおよび適切なソフトウェアおよびそれを格納するためのメモリ、または上述のアクションを実行するように構成されているその他の電子コンポーネントもしくは処理回路のうちの１つまたは複数によって実装されることが可能である。

トランシーバノード７０１は、ローカルキューおよびリモートキューからトラフィックレポートを収集するように適合されている収集ユニット７０４を含むことができる。このトランシーバノードは、トラフィックレポートに基づいてラインおよび方向ごとの実際の需要を特定するように適合されている特定ユニット７０５と、その実際の需要を、設定されたトラフィックプロフィールと比較するように適合されている比較ユニット７０６と、その比較の結果に基づいて新たなＵＳ／ＤＳフレームパーティショニング（フレーム内の境界ロケーション）を導出するように適合されている導出ユニット７０８とをさらに含むことができる。このトランシーバノードは、ワイヤラインのリモートエンドにおけるＮＴに、およびこのトランシーバノードの関連する部分にローカルに新たなＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングの表示を提供するように適合されている提供ユニット７１０をさらに含むことができる。このトランシーバノードは、新たなＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングに従って伝送リソースをスケジュールするように適合されているスケジューリングユニット７１１をさらに含むことができる。それによって、このトランシーバノードは、動的な帯域幅割振りのための能力を提供するように適合されている。

例示的なトランシーバノード、図８
図８は、構成８００の可能な一実施形態を概略的に示しており、これは、図７において示されているトランシーバノード７００内の構成もしくはトラフィックスケジューラ７０１、またはそれらの一部の一実施形態を開示する代替方法であるとも言える。構成８００内に含まれているのは、ここでは、たとえばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）を伴う処理ユニット８０６である。処理ユニット８０６は、本明細書において説明されている手順のさまざまなアクションを実行するための単一のユニットまたは複数のユニットであることが可能である。構成８００は、その他のエンティティーまたはノードから信号を受信するための入力ユニット８０２と、その他のエンティティーまたはノードに信号を提供するための出力ユニット８０４とを含むこともできる。入力ユニット８０２および出力ユニット８０４は、統合されたエンティティーとしてアレンジされることが可能である。

さらに、構成８００は、メモリ、たとえばＥＥＰＲＯＭ（電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ）、フラッシュメモリ、およびハードドライブの形態の少なくとも１つのコンピュータプログラム製品８０８を含む。コンピュータプログラム製品８０８は、コード手段を含むコンピュータプログラム８１０を含み、そのコード手段は、構成８００内の処理ユニット８０６において実行されたときに、その構成、および／またはその構成が含まれているノードに、本明細書において例示されている手順のアクションを実行させる。

コンピュータプログラム８１０は、コンピュータプログラムモジュールにおいて構築されているコンピュータプログラムコードとして構成されることが可能である。したがって、例示的な一実施形態においては、構成８００のコンピュータプログラム８１０内のコード手段は、ローカルキューおよびリモートキューからトラフィックレポートを収集するための収集モジュール８１０ａを含む。構成８００は、トラフィックレポートに基づいて実際の需要を特定するための特定モジュール８１０ｂをさらに含む。

このコンピュータプログラムは、実際の需要を、設定されたトラフィックプロフィールと比較するための比較モジュール８１０ｃをさらに含むことができる。このコンピュータプログラムは、トラフィックレポートに基づいて新たなＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングを導出するための導出モジュール８１０ｄをさらに含む。このコンピュータプログラムは、たとえばワイヤラインのリモートエンドにおけるＮＴに、新たなＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングの表示を提供するための提供モジュール８１０ｅをさらに含むことができる。

図８に関連して上で開示されている実施形態におけるコード手段は、処理ユニットにおいて実行されたときに、上述の図に関連して上で説明されているアクションを、構成またはトランシーバノードに実行させるコンピュータプログラムモジュールとして実装されているが、それらのコード手段のうちの少なくとも１つは、代替実施形態においては、少なくとも部分的にハードウェア回路として実装されることが可能である。

前述したように、プロセッサは、単一のＣＰＵ（中央処理装置）であることが可能であるが、複数の処理ユニットを含むこともできる。たとえば、プロセッサは、汎用マイクロプロセッサ、命令セットプロセッサおよび／もしくは関連したチップセット、ならびに／またはＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）などの専用マイクロプロセッサを含むことができる。プロセッサは、キャッシングの目的でボードメモリを含むこともできる。コンピュータプログラムは、プロセッサに接続されているコンピュータプログラム製品によって搬送されることが可能である。コンピュータプログラム製品は、コンピュータ可読メディアを含むことができ、そのコンピュータ可読メディア上にコンピュータプログラムが格納される。たとえば、コンピュータプログラム製品は、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）、またはＥＥＰＲＯＭであることが可能であり、上述のコンピュータプログラムモジュールは、代替実施形態においては、トランシーバノード７０１内のメモリの形態の別々のコンピュータプログラム製品上に分散されることが可能である。

本明細書において説明されている動的な帯域幅割振りは、代替として、たとえば動的なリソース割振り、ＤＲＡと示されることが可能である。ＤＲＡ機能は、コーディネートされるグループ全体にわたってダウンストリームおよびアップストリームの伝送機会をコーディネートする。ダウンストリームおよびアップストリームの伝送機会の割当ては、トランシーバノードもしくは管理エンティティーによる設定に従って時間とともに静的であること、すなわち一定であることが可能であり、またはトラフィックニーズに応じて、かつＭＥおよび電力制御エンティティーによって設定された限度内で時間とともに動的であること、すなわち可変であることが可能である。ＤＲＡを提供するエンティティーは、コーディネートされるグループ内のライン（ループ）のうちのそれぞれに関してレイヤ２＋機能から動的なリソースレポート、ＤＲＲを受信することができる。ＤＲＲｕｓ（アップストリーム）は、ＮＴからラインを介してＤＲＡエンティティーに渡される。それらのラインは、たとえばトラフィック記述子の形態の管理情報に関連付けられることが可能である。

それらの管理情報は、コーディネートされるグループ内のサブスクライバーラインごとのアップストリームおよびダウンストリームの伝送機会の割当てに限度を課す。ＭＥによってＤＲＡエンティティーに課される限度は、ＵＳ／ＤＳ比率の設定、サービスレベルアグリーメント（ＳＬＡ）などに関連していることが可能である。

上で提案された方法およびトランシーバノードまたは構成について、例として提供されている具体的な実施形態を参照しながら説明してきたが、この説明は一般に、提案されているテクノロジーを例示することを意図されているにすぎず、提案されている方法および構成の範囲を限定するものとして理解されるべきではない。一般論として述べるが、この方法および構成は、たとえば、ワイヤラインを介したマルチキャリアＴＤＤを適用するさまざまなタイプの通信システムに関して適用可能とすることができる。

相互作用するユニットどうしまたはモジュールどうしの選択、ならびにそれらのユニットのネーミングは、例示的な目的のものにすぎず、上述の方法のうちの任意の方法を実行するのに適しているノードは、提案されているプロセスアクションを実行することができるように複数の代替方法で構成されることが可能であるということも理解されたい。本開示において説明されているユニットまたはモジュールは、必ずしも別々の物理的なエンティティーとしてではなく、論理的なエンティティーとしてみなされるべきであるということにも留意されたい。

略語：
ＤＭＴ 離散マルチトーン
ＦＥＸＴ 遠端クロストーク
ＬＴ ライン端末
ＮＥＸＴ 近端クロストーク
ＮＴ ネットワーク端末
ＯＦＤＭ 直交周波数分割多重化
ＴＤＤ 時分割複信

Claims (19)

1. ワイヤラインを介した双方向時分割複信（ＴＤＤ）マルチキャリア通信を提供するように機能することができる、トランシーバノードによって実行される方法であって、前記トランシーバノードが、複数のループに結合されており、それぞれのループが、それぞれのネットワーク端末（ＮＴ）によって終端されており、前記方法が、
   前記複数のループ上のアップリンクおよびダウンリンクのトラフィックに関連付けられているローカルキューおよびリモートキューからトラフィックレポートを収集すること（５０２）と、
   前記収集されたトラフィックレポートに基づいて、前記複数のループのそれぞれに関して、それぞれアップストリームおよびダウンストリームの帯域幅に関する実際の需要を特定すること（５０３）と、
   前記複数のループのそれぞれについてのアップストリームおよびダウンストリームの帯域幅に関する前記特定された実際の現在の需要に基づいて、前記複数のループに共通するアップストリーム／ダウンストリーム（ＵＳ／ＤＳ）フレームパーティショニングを導出すること（５０６）と、
   前記導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングの表示を前記ＮＴに提供すること（５０８）と、
   前記導出されたパーティショニングに従ってＮＴをスケジュールすること（５０９）とを含む方法。
2. それぞれのキューが、アップストリームレートまたはダウンストリームレートに関連している設定されたトラフィックプロフィールに関連付けられており、ＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングの前記導出がさらに、前記設定されたトラフィックプロフィールに基づく、請求項１に記載の方法。
3. 前記導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングが、前記複数のループのそれぞれに関して適用される、請求項１または２に記載の方法。
4. それぞれのキューが、アップストリームレートまたはダウンストリームレートに関連している設定されたトラフィックプロフィールに関連付けられており、設定されたトラフィックプロフィールが、保証されたレートに関連しているトラフィック契約コンポーネントを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 設定されたトラフィックプロフィールがさらに、
   最大レートに関連しているトラフィック契約コンポーネント、
   保証されていないレートに関連しているトラフィック契約コンポーネント、
   色または優先度マーク、
   固定されたレートに関連しているトラフィック契約コンポーネント
   のうちの少なくとも１つに関連付けられている、請求項４に記載の方法。
6. 前記収集されたトラフィックレポートが、前記それぞれのローカルキューおよびリモートキューの現在のフィルステータスを反映し、
   前記キュー内で待っているバイトの生の数、
   前記キュー内で待っているフレームの数とフレーム長、
   前記フレームに関連付けられている色または優先度、
   キューＩＤ、
   供給されたキューサイズ
   のうちの１つまたは複数に関する情報を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記収集すること、導出すること、および提供することが、連続したサイクルで実行される、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
8. トラフィックレポートが、１つのサイクル内ですべてのキューから収集される、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記トラフィックレポートが、ＴＤＤフレーム構造に同期化されるリアルタイム要求／応答プロトコルの使用によってＮＴから収集される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
10. ワイヤラインを介した双方向時分割複信（ＴＤＤ）マルチキャリア通信のために機能することができるトランシーバノードであって、複数のループに接続可能であり、それぞれのループが、それぞれのネットワーク端末（ＮＴ）によって終端されており、前記トランシーバノードが、
    前記複数のループ上のアップリンクおよびダウンリンクのトラフィックに関連付けられているローカルキューおよびリモートキューからトラフィックレポートを収集するように適合されている収集ユニット（７０４）と、
    前記収集されたトラフィックレポートに基づいて、前記複数のループのそれぞれに関して、それぞれアップストリームおよびダウンストリームの帯域幅に関する実際の需要を特定するように適合されている特定ユニット（７０５）と、
    前記複数のループのそれぞれについてのアップストリームおよびダウンストリームの帯域幅に関する前記実際の需要に基づいて、前記複数のループに共通するアップストリーム／ダウンストリーム（ＵＳ／ＤＳ）フレームパーティショニングを導出するように適合されている導出ユニット（７０８）と、
    前記導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングの表示を前記ＮＴに提供するように適合されている提供ユニット（７１０）と、
    前記導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングに従ってＮＴをスケジュールするように適合されているスケジューリングユニット（７１１）と
    を含むトランシーバノード。
11. それぞれのキューが、アップストリームレートまたはダウンストリームレートに関連している設定されたトラフィックプロフィールに関連付けられており、ＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングの前記導出がさらに、前記設定されたトラフィックプロフィールに基づく、請求項１０に記載のトランシーバノード。
12. それぞれのキューが、アップストリームレートまたはダウンストリームレートに関連している設定されたトラフィックプロフィールに関連付けられており、設定されたトラフィックプロフィールが、保証されたレートに関連しているトラフィック契約コンポーネントを含む、請求項１１に記載のトランシーバノード。
13. 設定されたトラフィックプロフィールがさらに、
    最大レートに関連しているトラフィック契約コンポーネント、
    保証されていない優先度に関連しているトラフィック契約コンポーネント、
    色または優先度マーク、
    固定されたレートに関連しているトラフィック契約コンポーネント
    のうちの少なくとも１つに関連付けられている、請求項１２に記載のトランシーバノード。
14. 前記導出されたＵＳ／ＤＳフレームパーティショニングが、前記複数のループのそれぞれに関して適用される、請求項１０から１３のいずれか一項に記載のトランシーバノード。
15. それぞれのキューにトラフィックプロフィールを割り振り、設定するようにさらに適合されており、前記トラフィックプロフィールが、保証されたレートのトラフィック契約コンポーネントと、固定されたレート、最大レート、保証されていないレートのトラフィック契約コンポーネント、および／または色／優先度マークのうちの１つまたは複数とを含む、請求項１０から１４のいずれか一項に記載のトランシーバノード。
16. トラフィックプロフィールおよびトラフィックレポートに基づいて任意のＮＴに帯域幅を割り振るように適合されている少なくとも１つのトラフィックスケジューラを含む、請求項１０から１５のいずれか一項に記載のトランシーバノード。
17. 繰り返されるスケジューリングサイクルにおいて機能し、第１のサイクルにおいて、トラフィックレポートがリモートキューおよびローカルキューから収集され、第２のサイクルにおいて、設定されたトラフィックプロフィールおよび実際の需要に基づいて、次なるＵＳ／ＤＳフレームパーティショニング構造が導出され、第３のサイクルにおいて、前記導出されたフレームパーティショニング構造が、関係しているエンティティーに提供され、前記第３のサイクルまたは第４のサイクル内で、前記導出されたフレームパーティショニング構造が実施される、請求項１０から１６のいずれか一項に記載のトランシーバノード。
18. 請求項１０から１７のいずれか一項に従って、トランシーバノードにおいて実行されたときに、請求項１から９のいずれか一項に記載の対応する方法を前記トランシーバノードに実行させるコンピュータ可読コード手段を含むコンピュータプログラム（８１０）。
19. 請求項１８に記載のコンピュータプログラム（８１０）を含むコンピュータプログラム製品（８０８）。

Images