JPH10154949A - チャンネルを通して送信するようデジタルデータのフレームを発生する方法および装置 - Google Patents

チャンネルを通して送信するようデジタルデータのフレームを発生する方法および装置

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JPH10154949A JP9228801A JP22880197A JPH10154949A JP H10154949 A JPH10154949 A JP H10154949A JP 9228801 A JP9228801 A JP 9228801A JP 22880197 A JP22880197 A JP 22880197A JP H10154949 A JPH10154949 A JP H10154949A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】現在のツイストペアを使用したままでデータの
高送信レートを可能とすること 【解決手段】音声周波数バンド内およびこれより高い周
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ＤＭＴおよびＣＡＰのような多数の回線コー
ドをサポートする。このモデムは同一のハードウェアプ
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）および無キャリア
ＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）を実行できるよう、デジタル信号
プロセッサ（ＤＳＰ）を使用する。このモデムは回線状
態およびサービスコスト条件に適合するように、所望す
る回線送信レートをリアルタイムで取り決める。

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
デムを使用するシステム、その方法およびハードウェア
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のユー
ザのエンド間を接続できる。しかしながら音声バンドモ
デムの送信スループットはＰＳＴＮインターフェースポ
イントにおけるバンドパスフィルタおよびコードによっ
て３．５ＫＨｚバンド幅が課されていることにより、約
４０Ｋｂｐｓ以下に制限されている。他方、コンピュー
タユーザの電話加入者用ツイストペアループのほうがよ
り広い、利用可能なバンド幅を有している。５０ｄＢの
ロスが生じるバンド幅は加入者ループの長さに応じて１
ＭＨｚもひろ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
（ＤＳＬ）と称されている。
【０００３】デジタルフォーマットでの娯楽（すなわち
ビデオオンデマンド）および情報（インターネット）へ
のインターラクティブな電子的なアクセスへの消費者へ
の要求が増すにつれて、このような要求は従来の音声バ
ンドのモデムの能力をはるかに越えてしまった。これに
応じ、種々の送達アプローチ、例えば各家庭への光ファ
イバリンク、衛星による直接送信および広バンド同軸ケ
ーブルが提案されている。しかしながらこれらアプロー
チもコスト高であることが多く、より安価な代替方法、
例えば家庭への現在の同軸ケーブル接続を使用するケー
ブルモデムおよび家庭と電話会社の中央局（ＣＯ）を接
続する現在のツイストペア銅線を使用する種々の高いビ
ットレートのデジタル加入者回線（ＤＳＬ）モデムが現
れている。
【０００４】これまでに異なるアプリケーションのため
のいくつかのデジタル加入者回線（ＤＳＬ）技術が開発
されており、オリジナルの２Ｂ１Ｑデジタル加入者回線
技術はＩＳＤＮの基本レートの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いる。また高ビットレ
ートのデジタル加入者回線（ＨＤＳＬ）技術は無中継機
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居住者
から中央局への低レートのデータストリーム（上り方
向）および中央局から居住者への高レートのデータスト
リーム（下り方向）を提供する、通信システム仕様とし
て規格団体によって定められた、電話ループに信号を送
る非対称デジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）がある。この
ＡＤＳＬ規格は従来の音声電話通信に影響を与えない運
用すなわち普通の電話サービス（ＰＯＴＳ）を考慮した
ものである。ＡＤＳＬの上りチャンネルは簡単な制御機
能すなわち低レートのデータ転送しか行わない。高レー
トの下りチャンネルは上りチャンネルより大きなスルー
プットを提供する。このような非対称の情報フローはビ
デオオンデマンド（ＶＯＤ）のようなアプリケーション
に好ましい。
【０００６】ＡＤＳＬモデムは一般にペアで設置され
る。すなわちモデムの一方が家庭に設置され、他方がそ
の家庭にサービスをする電話会社の中央局に設置され
る。ＡＤＳＬモデムのペアは同じツイストペアの両端に
接続され、各モデムはツイストペアの他端に設けられた
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（すなわち映画、インターネッ
ト等）への直接の接続点を有することとなる。図４は、
中央局に設置されたＡＤＳＬモデム（図４はモデム用の
ＡＤＳＬというよりもむしろＤＳＬを使用している）お
よび消費者の家庭のパソコンまたはテレビの上部のボッ
クスに設置されたモデムを示している。ＡＤＳＬモデム
は音声バンド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すなわち電話の会話
と同時に作動できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】代表的なＡＤＳＬに基
づくシステムは中央局に設置されて映画またはその他の
集中したデータ内容を提供できるサーバと、データを受
信し再アセンブルするだけでなく、制御情報を中央局に
送り戻すことができる、居住者側に設けられたセットの
上部に設けられたボックスを含む。下りストリームの内
容を意味のあるように表示したり、または使用するに
は、一般にモデムを通る持続されたデータレートが必要
である。このような持続したデータレートの条件により
ＡＤＳＬシステムは主に所定の運用条件および所定レー
トに限って機能するようになっている。加入者回線が質
的な条件を満たす場合、ＡＤＳＬモデムは機能できる
が、そうでない場合、新しい回線機器を設置したり、回
線の品質を改善しなければならない。
【０００８】特にＡＮＳＩ規格のＡＤＳＬは現行のツイ
ストペアを通して毎秒６００万ビット／秒（Ｍｂｐｓ）
までの伝送量を要求するだけでなく、家庭から（上り方
向）毎秒６４万ビット／秒（Ｋｂｐｓ）の受信を要求し
ている。
【０００９】ＡＤＳＬモデムは現在、電話システムを通
してデジタル通信に使用されている音声バンドのモデム
とは種々の点で異なっている。家庭用の音声バンドのモ
デムは基本的にはデジタルビットを音声バンド（３０Ｈ
ｚ〜３．３ＫＨｚ）までの偏重されたトーンに変換する
ものであり、よって信号はあたかも電話機内で発生され
た通常の音声信号のように伝送できる。次に、受信中の
家庭の音声バンドモデムは受信された信号からデジタル
ビットを再生する。現在のＩＴＵのＶシリーズの音声バ
ンドモデム規格（すなわち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、リアルタイムのビデオに対してはこれらレー
トは低速すぎるし、インターネットのグラフィックに対
しても過度に低速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
ジで作動し、これによりデータレートをより高くでき
る。しかしながら加入者のツイストペアの回線は、信号
の周波数が高くなり、かつ回線の長さが長くなるにつれ
て歪みと損失が増す。よってＡＤＳＬ規格のデータレー
トは加入者の回線の長さ（すなわち２６ゲージ回線では
約２．７ｋｍ（９０００フィート）であり、２４ゲージ
回線では約３．７ｋｍ（１２０００フィート））に対す
る達成可能な最大レートによって決まる。
【００１０】音声バンドのモデムのデータ速度は少なく
とも次の要因によって制限される。すなわち、１）中央
局における回線カードのサンプリングレートは８ＫＨｚ
でしかないこと、２）回線カードで使用されているＡ／
ＤコンバータおよびＤ／Ａコンバータの低ビットの分解
能がダイナミックレンジを下げていること、３）加入者
回線（ツイストペア）の長さおよびそれに関連する電気
的な欠陥により制限されていること。ＡＤＳＬモデムは
最初の２つの要因を解消するが、加入者の回線長さの制
限および電気的な欠陥の問題がある。図１８は現行の２
つのワイヤサイズにおいて回線が長くなるにつれて加入
者回線の容量がどのように低下するかを示している。任
意のタイプのツイストペア式の加入者回線用モデム２も
長さとともに同様に容量が低下する問題がある。
【００１１】図１６は簡単なＡＤＳＬモデムをブロック
で示している。このモデムの伝送用ハードウェア３０は
ビットエンコーダ３６と、逆高速フーリエ変換器３８
と、Ｐ／Ｓ４０と、デジタル−アナログコンバータ４２
と、伝送用フィルタおよび回線ドライバ４４と、トラン
ス４６とを含む。受信部分３２はトランスおよびフィル
タ４８と、アナログ−デジタルコンバータ５０と、回線
歪み補償用等化器５２と、Ｓ−Ｐ５４と、高速フーリエ
変換器５６と、ビットデコーダ５８とを含む。信号のリ
ークを抑制するための伝送部分から受信部分へのエコー
キャンセラ回路も設けることができる。ＡＤＳＬ規格は
２５６個の４ＫＨｚキャリアバンドに分割されたＤＭＴ
スペクトルを有する離散的マルチトーン（ＤＭＴ）を使
用しており、他のキャリアバンドとは別に各キャリアバ
ンドに可変数のビットをロードするのに直交振幅変調
（ＱＡＭ）タイプの装置が使用される。
【００１２】キャリア当たりのビット数は加入者回線を
通して受信中のモデムにテスト信号を伝送する際のトレ
ーニング期間の間に決定される。受信中のモデムは受信
された信号の測定された信号対ノイズ比に基づき、最適
ビット割り当てを決定し、より抵抗力のあるキャリアバ
ンドに多数のビットを載せ、その信号を送信中のモデム
に戻す。
【００１３】コード化されたビットの変調は周波数領域
でコード化されたビットを時間領域の信号に変換する５
１２ポイントの逆高速フーリエ変換を使用することによ
り、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）のサンプリングレ
ートを使用するＤ／Ａコンバータにより、撚り対線に載
せられる。受信中のＡＤＳＬモデムは信号をサンプリン
グし、コード化されたビットを高速フーリエ変換により
再生する。
【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）が選択されている。代表的
なＤＭＴシステムは伝送機側で逆ＦＦＴを使用し、受信
機側で順方向のＦＦＴを使用する。チャンネル周波数の
歪みは受信機側のＦＦＴの後で周波数領域等化器によっ
て訂正できることが理想的である。しかしながら受信機
側のＦＦＴブロックの開始時におけるチャンネルの遅延
の拡散が、先のブロックからのシンボル間の干渉を含
む。この干渉はデータのそのときのブロックとは無関係
であるので、周波数領域の等化器によってキャンセルす
ることはできない。代表的な解決案はＦＦＴデータのブ
ロックをＤ／Ａへ送る前に送信機側の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加えるこ
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る。
【００１５】受信機側では受信された信号は循環プリフ
ィックスデータを除くためにウィンドウ化される。プリ
フィックス長さよりもチャンネルインパルス応答の長さ
が短ければ、先のＦＦＴデータブロックからのシンボル
間干渉は完全に除かれる。ＤＭＴサブチャンネルの間の
シンボル間干渉を除くのに、周波数領域の等化器の技術
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くなるという保証はない。
チャンネル応答の長さをプリフィックス長さよりも短く
するには、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Ｊ．Ｓ．チョウ、Ｊ．Ｍ．チオ
ッフィおよびＪ．Ａ．Ｃ．ビンガムによる「マルチキャ
リア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」、１９９３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）で時間領
域の等化器のトレーニング方法が研究されており、ＡＤ
ＳＬ規格およびＪ．Ｓ．チョウ、Ｊ．Ｍ．チオッフィお
よびＪ．Ａ．Ｃ．ビンガムによる「ＡＮＳＩ ＴｌＥ
１．４ 委員会投稿論文、番号９３−０８６に「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」に対応するトレーニングシーケンスが
指定されている。
【００１７】次の特許はＤＭＴモデムに関するものであ
る。すなわち米国特許第５，４００，３２２号は、マル
チキャリアチャンネルにおけるビット割り当てに関し、
米国特許第５，４７９，４４７号はバンド幅の最適化に
関し、米国特許第５，３１７，５９６号はエコーキャン
セルに関し、米国特許第５，２８５，４７４号は等化器
に関するものである。
【００１８】別のＤＳＬモデムの提案例は、ＤＭＴ以外
の回線コード、例えばＱＡＭ、ＰＡＭおよび無キャリア
ＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）を利用している。特にＩＳＤＮは
データチャンネルをより多くするのに１６０ＫＨｚまた
はそれ以上のキャリアの２ビット−１クォータナリ（２
Ｂ１Ｑ）の４レベルシンボル振幅変調を使用している。
【００１９】ＣＡＰの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使用し、これら信号は直交パスバ
ンドフィルタにより濾波され、伝送するためにアナログ
に変換される。図１７は等化器７５０およびエコーキャ
ンセラ３２７の双方を含み、ＣＡＰ回線コードを使用す
るＤＳＬモデムの伝送機３２１および受信機３２５のブ
ロック図を示す。
【００２０】次の特許はＣＡＰモデムに関するものであ
る。すなわち米国特許第４，９４４，４９２号は、多次
元のパスバンド伝送に関し、米国特許第４，６８２，３
５８号はエコーキャンセルに関し、米国特許第５，０５
２，０００号は等化器に関するものである。
【００２１】ＣＡＰまたはＤＭＴまたはその他の回線コ
ードを使用するモデムは、基本的には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、伝送のために加入者
回線上の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、最適な誤り訂正、エコー
キャンセルおよび回線の等化を行う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。
【００２２】しかしながら、これらＤＳＬモデムは次の
ような問題を有する。すなわち、１）ビデオ用の高いビ
ットレートによりモデムが複雑となり、高価となるこ
と、２）ビットレートは固定された距離に対して最適に
されているので、モデムは短い加入者ループに対して効
率的でなくなり、長い加入者ループに対しては利用でき
なくなること、および３）ＤＳＬモデムを接続した特定
の加入者ループに存在したり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ＤＳＬまたはＣＡ
Ｐの一方が良好に作動すること。
【００２３】インターラクティブな通信能力を提供する
ように、高速データ伝送を行う２方向デジタル通信シス
テムが開発中である。優先式パースペクティブハイブリ
ッドファイバ同軸ケーブル（ＨＦＣ）から基本的なアー
キテクチャがテストされている。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（ＱＡ
Ｍ）、残留側波帯（ＶＳＢ）変調および直角位相シフト
キーイング（ＱＰＳＫ）変調を含む種々のデジタル変調
方式を利用できる。今日までのシステムの試行によれ
ば、これらシステムを設置するには過度の時間と資金が
必要であることが判っている。従って、開発中の２方向
システムは更にインフラストラクチャを建設し、更に顧
客の居住地（すなわち住居）に機器を増設しなければな
らない。システムは戻り経路の一部として上り方向への
ノイズの拾いこみの問題を処理しなければならない。こ
のノイズの拾いこみにより、顧客の住居に特別なフィル
タを増設しなければならない。顧客の住居へのアクセス
と共に、これらシステムを設置することにより、住居お
よび営業地のコミュニティで混乱が生じる。このような
システムの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１方向
または２方向のサービスへの接続を提供する前に、顧客
の住宅の外に設置し、住居をバイパスしなければならな
い。
【００２０】別の有線システムは、デジタルの２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およ
び高速モデムを活用することを提案している。これらシ
ステムは無キャリア振幅／位相（ＣＡＰ）、離散的マル
チトーン（ＤＭＴ）、ＤＷＭＴおよび加入者ループキャ
リア（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（ＡＤＳ
Ｌ）、極高データレートのデジタル加入者回線（ＶＤＳ
Ｌ）、高データレートのデジタル加入者回線（ＨＤＳ
Ｌ）モデムは顧客の住宅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。銅線ワイヤを使った
システムによって限定されるバンド幅ではワイヤゲージ
および伝送距離から生じる信号の減衰によって、いずれ
もかかる可能なシステムのデータレートが低下すること
になる。銅製のツイストペアネットワークに統合するこ
とはアクティブとなったり、パッシブとなったりし得
る。これらシステムのデータレート能力を高く維持する
のに信号強度と通信ポイント間の状態を維持するのに増
幅器が必要となる。
【００２５】デジタル無線通信システム、例えば２１５
０〜２１６２ＭＨｚおよび２５００〜２６８６ＭＨｚで
運用されるマルチチャンネルマイクロウェーブ分散サー
ビス（ＭＭＤＳ）、３７００〜４２００ＭＨｚで運用さ
れるＣバンドの衛星、１２２００〜１２７００ＭＨｚで
運用されるＫｕバンドの直接放送用衛星（ＤＢＳ）、１
１７００〜１２２００ＭＨｚで運用される極小アパチャ
ターミナル（ＶＳＡＴ）および２７５００〜２９５００
ＭＨｚで運用されるローカルマルチポイント分散サービ
ス（ＬＭＤＳ）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点から多数の点へ信号を分散さ
せる。現在ではこれらの無線システムは最終通信リンク
を設定するのに、顧客の住宅に設置されたアンテナに依
存している。
【００２６】アンテナがより小型になったため、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っ
た。しかしながら、このような分配の方法にはいくつか
の問題がある。顧客の住宅へのアクセス、設置コストお
よび住宅に設置されるアンテナはいずれも顧客の観点か
らは好ましくない要素である。システムを俯瞰すると、
アンテナ、ダウンコンバータ、チューナおよびデコーダ
を繰り返し使用することは、システムの設置コストを高
め、これらは顧客に転嫁される。また多くの住宅密集地
域でこれらシステムの設置を制限する別の要素は、視界
が限られていることである。しかしながら、従来技術の
上記およびそれ以外の欠点は本発明により克服されるも
のである。
【００２７】
【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ツ
イストペア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（中間
バンドデジタル加入者回線）と称す。本発明のＭＤＳＬ
モデムは下り方向に伝送される信号と上り方向に伝送さ
れる信号とを分離するよう、周波数分割多重化（ＦＤ
Ｍ）技術を活用するものである。ＭＤＳＬのための変調
方式は任意の方向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と離散的マ
ルチトーン（ＤＭＴ）の２つの方法がある。本発明の一
部として、中央局（ＣＯ）に設けられた本発明のＭＤＳ
Ｌモデムと遠隔地のユーザ（ＲＵ）に設けられたＭＤＳ
Ｌモデムとの間の同期化を達成する起動方法が提供され
る。
【００２８】ＭＤＳＬ実現例に選択される特定の変調方
式の１つとして、無キャリアＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）があ
る。ＣＡＰは同期化のために別個のトーンを利用せず、
同期化は伝送されたデータ信号を直接使用して達成され
る。起動時において、実際のデータを送信する前にＣＡ
Ｐ受信機内の等化器をトレーニングするのに特殊なデー
タシーケンスを使用する。
【００２９】本発明は所定の共通回路を使用し、音声バ
ンドと音声バンド以上の双方（ＤＳＬ）機能をサポート
するモデムを提供するものである。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ドエンドと
共通のホストインターフェース（シリアルまたはパラレ
ル）と組み合わせて音声バンドまたは音声バンド以上の
バンドのいずれかのモデムのソフトウェアを作動させる
のにＤＳＰを使用している。音声バンドのモデムまたは
音声バンドより高いバンドのモデムのいずれかのために
同じ内部部品を使用でき、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有
することができる。
【００３０】本発明は音声バンドモデムとして同じハー
ドウェアプラットフォーム上で現行の異なるＡＤＳＬ回
線コード、離散的マルチトーン（ＤＭＴ）および無キャ
リアＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）を実現できるようにするプロ
グラマブルデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）実行方法
を提供するものである。ＤＳＰによる実現を行う回線条
件およびサービス−コスト条件に合わせるようにリアル
タイムで所望する伝送レートを取り決める（ｎｅｇｏｔ
ｉａｔｅ）こともできる。
【００３１】このような回線コードおよびレート取り決
め方法は双、方のエンド側のモデム間でトーンを交換す
ることにより、各通信の開始時に実現できる。回線コー
ドおよびレートコンパティビリティのために４ステップ
の中間バンドデジタル加入者回線（ＭＤＳＬ）モデムの
初期化方法が使用される。
【００３２】電話会社の中央局（ＣＯ）と居住地の加入
者とを接続する現在のツイストペア銅線を使った電話回
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）信号伝送技術を使用できるが、従来のＤ
ＳＬデータモデムは所定のデータレートで所定のパーセ
ントの居住地の顧客にサービスを提供するものである。
本発明の新規なレート取り決め方法により可変レートの
ＤＳＬ（ＶＲＤＳＬ）システムが可能となっている。こ
のようなレート取り決め方法を使用することにより、可
変レートシステムが回線条件、計算能力、ネットワーク
のアクセス可能性およびアプリケーション条件に基づ
き、そのスループットに適合する。このようなサービス
は通常の電話サービス（ＰＯＴＳ）を乱すことなく電話
の加入者ループに加えることができる。従って、ＤＳＬ
接続とは独立して音声バンドのモデムの接続も利用可能
にできる。
【００３３】このレートを取り決める方法は、多数のレ
ートをサポートするＤＳＬシステムのためのシステマテ
ィックな制御を提供する。データレートはモデムのコス
ト、回線の条件はまたアプリケーション条件に応じて変
わり得る。このモデムはＶＯＤ、テレビ電話、多数のＩ
ＳＤＮ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のデータリンクとして機能する。
特定のＤＳＬ接続、利用可能な計算パワーおよび特殊な
アプリケーションプログラム条件の能力を考慮すること
により、この取り決め方法によってデータレートを適当
なレベルに適合できる。この方式は対称的または非対称
的データリンクを提供し、対称リンクと非対称リンクと
の任意の組み合わせ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部分の
一部は、電話の通話またはテレビ電話の通話に使用で
き、ＤＳＬ伝送スループットの非対称部分の一部はイン
ターネットのアクセスまたはＶＯＤサービスに使用でき
る。このレート取り決め方法は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。
【００３４】従って、これまでのＤＳＬモデムの代表的
な様式例は、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
の中央局でターミネートされるので、電話とネットワー
クで使いやすいＤＳＬインターフェースが望ましい。多
数の仮想サービス接続を容易にするために、サービスお
よび制御メッセージを交換するのにＩＳＤＮのＤチャン
ネルに類似する作動／信号チャンネルが好ましい。信号
およびデータパケットを中央局の制御チャンネルサーバ
に送る前に、作動メッセージを集めるのに中央局エンド
のＤＳＬモデム内のプリプロセッサも必要である。
【００３５】本発明のＤＳＬモデムは無接続サービスの
みならず接続指向（交換）サービスもサポートする。
【００３６】レート取り決め方法は、可変レートが可能
なＤＳＬシステムと共に使用することが好ましい。一例
としては、４００Ｋｂｐｓまでの可変上り方向伝送スル
ープットおよび４００Ｋｂｐｓ〜２．０４８Ｍｂｐｓま
での下り方向伝送スループットを提供できる可変レート
のＤＳＬ（ＶＲＤＳＬ）システムがある。（しかしなが
ら本発明は本例のシステムによって示されるレート内で
変えるように制限されるものではない。）これより低い
スループットでは不良な回線条件での運用がサポートさ
れる。データレートが低い場合には要求の少ないアプリ
ケーション用のより安価なモデムを設計できる。このこ
とは、ボイスバンドのモデムと同じハードウェアのプラ
ットフォームを使用して対称的な４００Ｋｂｐｓのリン
クを提供できる、本発明の中間バンドのＤＳＬ（ＭＤＳ
Ｌ）設計方針と一致している。下り方向のスループット
が高くなればＶＲＤＳＬをＡＤＳＬとコンパティブルに
できる。ＶＲＤＳＬレート取り決め方法は、基本的には
個々の回線条件および処理能力に基づき、スループット
を最大にできる。あるレンジのコストパフォーマンスの
ＤＳＬモデムにサービスできる能力を提供するものであ
る。ＶＲＤＳＬ信号伝送の際に同じ電話加入者ループを
通して通常の電話サービス（ＰＯＴＳ）も利用できる。
【００３７】中間バンドデジタル加入者回線（ＭＤＳ
Ｌ）ソフトウェアのホストインターフェース条件も、本
発明の一部となっている。
【００３８】ＭＤＳＬネットワークインターフェースカ
ードを制御するために、ホストＰＣプラットフォームで
実行されるソフトウェアはＮＤＩＳ ３．０ ＷＡＮミ
ニポートドライバとして実現されており、このソフトウ
ェアは現行のネットワークドライバおよびアプリケーシ
ョンと共にウィンドウズＮＴ／ウィンドウズ９５で動
く。
【００３９】中間バンドデジタル加入者回線（ＭＤＳ
Ｌ）用の回線接続管理プロセスは、ＭＤＳＬ−Ｃ（中央
局サイトに設けられたＭＤＳＬ）とＭＤＳＬ−Ｒ（住居
サイトに設けられた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は４つの異なる回線モ
ードを使用する。すなわち単一リンクによる専用回線
（ＬＬＳＬ）、マルチリンクによる専用回線（ＬＬＭ
Ｌ）、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）を使用す
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、すなわち回線ドロップ状
態、回線切り離し状態および回線接続状態を有する。Ｍ
ＤＳＬモデムの内部ステートマシンは、回線ステートを
記録し、モニタし、ステートの変更を他の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リンク制御プロト
コルである。
【００４０】ＭＤＳＬホストインターフェースは次の基
本的機能を含む。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データパケット
の送受信を含む。ＭＤＳＬホストインターフェースはホ
ストコントローラに対し、簡単で、ユーザにやさしく、
効率的で、かつ低コストのインターフェースとなる。
【００４１】現在のところ好ましい実施例では、ウィン
ドウズ９５／ＮＴ環境で作動するＮＤＩＳ ＷＡＮミニ
ポートドライバとしてＭＤＳＬ用のホストドライバソフ
トウェアが実現されている。このソフトウェアはＭＤＳ
Ｌネットワークシステムのメディアアクセス制御（ＭＡ
Ｃ）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
するので、任意のインターネットアクセスアプリケーシ
ョンをトランスペアレントに作動させることができる。
【００４２】本発明は、ＭＤＳＬモデムの時間領域の等
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。同じ方法を使って、ＦＦＴのフレー
ム境界も信頼性高く検出される。
【００４３】本発明は通信サービスのポイントとマルチ
ポイントとの間の送達も提供し、特にハイブリッド無線
有線回線ネットワーク（ＨＷＷＮ）と称される効率的な
デジタル信号分配ネットワークとなるように、モデムを
介し有線システムと無線システムとを統合する分配方法
も提供するものである。このシステムアーキテクチャに
含まれるキーとなる要素は、データレートおよびチャン
ネル伝送条件へのユーザの要求に基づく利用可能なスペ
クトルの効率的な利用を配慮したバンド幅管理の特徴で
ある。
【００４４】本発明は対称的分散性伝送チャンネル用送
信機内に適応型フィルタを備えたダイレクト等化器シス
テムも提供するものである。この直線等化方法により、
受信機内に高価な高精度の高サンプリングレートのＡ／
Ｄコンバータと、高精度の適応型フィルタを使用するこ
とが回避できる。送信データ経路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（シフトおよび加算演算しか行わな
い）符号ＬＭＳアルゴリズムを使用する受信側経路内で
識別される。従って、本発明の直線等化器システムは対
称的分散性チャンネルを通した高データレートの伝送シ
ステムを実現するための安価な解決案となっている。
【００４５】ＤＭＴシステムでは、有効なチャンネルイ
ンパルス応答の長さを短くするのに送信機フィルタが設
けられる。フィルタは必要な計算パワーを少なくするよ
うに、時間領域のたたみ込みと周波数領域の乗算とを組
み合わせる。送信機のフィルタをトレーニングするため
のアルゴリズムおよびそれに対応するトレーニングシー
ケンスが提供される。フィードバックチャンネルを通し
てフィルタ係数の更新を行うことができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】図１ａ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。図１ａでは、モデム１００は単一加入者回線
（ツイストペア）１４０までの音声バンドデータ経路お
よびＤＳＬバンドデータ経路の双方を含み、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（３０Ｈｚ〜３．３ＫＨｚ）の周波数で送受信する
が、一方、デジタル加入者回線のアナログフロントエン
ド（ＤＳＬ ＡＦＥ）１２０は音声バンドより高い（４
ＫＨｚよりも高い）周波数で送受信する。加入者回線１
４２にはスプリッタ１３０が接続しており、このスプリ
ッタは入来信号を音声バンド成分と音声バンドより高い
成分とに分離する。音声バンドではＰＯＴＳ（従来の通
常の電話サービス）が行われ、電話は直接またはこのス
プリッタ１３０を介して加入者回線に接続できる。
【００４７】モデム１００はＤＳＬバンド電話経路の一
部および音声バンドデータ経路の一部として単一プログ
ラマブルデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１５０を利
用するが、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データ経路より
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よりも別個
のＤＳＰポートを使用するほうが便利となるが、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
内における１つの代替方法となっている。例えばＤＳＬ
バンドで作動するモデム１００は、１００ＫＨｚを中心
とし、総バンド幅が２００ＫＨｚよりも若干狭い上り方
向（住宅から中央局への）周波数バンドおよび３００Ｋ
Ｈｚを中心とし総バンド幅が２００ＫＨｚよりも若干狭
い下り方向（中央局から住宅への）周波数バンドを利用
でき、このような周波数の割り当てによってモデム１０
０の全デュプレクス作動が可能となっている。一般に、
実行される機能を高めたり、または性能を高めるのに、
単一のＤＳＰの代わりに多数のＤＳＰを使用でき、この
ＤＳＰ１５０はホストインターフェース回路１６０に接
続される。
【００４８】モデム１００は多数の回線コードから選択
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、同時にまたは
逐次、上記音声バンドよりも高い周波数での高ビットレ
ートＤＳＬモデムまたは音声バンドモデム（例えばＶ．
３４）のいずれかとして作動できる。図１ａには示され
ていないＤＳＰのオンボードメモリまたは補助的メモリ
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、ＤＳＬ
モデム作動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
【００４９】図１ｂ〜図２はモデム１００のＤＳＬデー
タ経路部分を示す。このモデム１００はアナログ−デジ
タルコンバータ１７２、デジタル−アナログコンバータ
１７０、フィルタ１７４、１７６、送信ドライバ１７８
および受信増幅器１８０を含む。図１ｂはホスト（すな
わち中央局）からのクロック信号にモデムの内部クロッ
クを同期させる位相ロックループ１８２のクロック発生
器を更に明らかに示すものである。図２はバンドパスフ
ィルタを除いており、その代わりに種々のオプションの
メモリタイプ、すなわちＳＲＡＭ１８４および回線コー
ドプログラムをホールドできる不揮発性ＥＥＰＲＯＭ１
８６の双方を示している。モデム１００が音声バンドモ
デムとして働く際は、スプリッタ１３０は音声バンドの
アナログフロントエンド１２０に音声バンド周波数を与
える。
【００５０】図３ａはＤＳＬモードにおけるモデム１０
０に対するＤＳＰソフトウェアを示し、（ｉ）ＤＳＰの
ため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
１９４と、（ｉｖ）フレーミング１９６と、（ｖ）埋め
込まれたオペレーション制御装置１９８と、（ｖｉ）埋
め込まれたオペレーション制御装置をデータストリーム
で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
スクランブラロジック１９１と、（ｖｉｉｉ）ビットー
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１９
３と、（ｉｘ）モジュレータ／デモジュレータロジック
１９５と、オプションの順方向の誤り訂正（ＦＥＣ）を
含む。
【００５１】図３ｂはホストとのインターフェースを行
うモデム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階層を示す。物理的レイヤー１８
５（レイヤー１）は変調、ビットストリームスクランブ
ル、データストリームによる制御信号の多重化を行うＤ
ＳＰソフトウェアを含む。ＤＳＰ内のデータリンクレイ
ヤー１８７（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。ホストにおけるネッ
トワークレイヤー１８９（レイヤー３）はモデムドライ
バ（例えばウィンドウズ９５／ＮＴ）のためのＮＤＩＳ
タイプ）およびＰＰＰ（ポイント対ポイントプロトコ
ル）のようなトランスポートプロトコルを含む。アプリ
ケーション、例えばインターネットブラウザがトランス
ポートプロトコルと相互作用する。
【００５２】音声バンドの作動モードに対してモデム１
００は標準的な音声バンドモデム（例えばＶ．３４等）
に類似するソフトウェアを使用できる。
【００５３】本発明は約６．４ｋｍ（２１０００フィー
ト）までの長さの標準的電話用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ＭＤＳＬ（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
向に送信された信号と上り方向に送信された信号を分離
するのに、周波数分割多重化（ＦＤＭ）技術を利用す
る。ＭＤＳＬのための変調方式は任意のものにできる
が、利用できる２つの特定の変調方式としては、ＱＡＭ
／ＣＡＰと離散マルチトーン（ＤＭＴ）方式がある。本
発明の一部として中央局（ＣＯ）に設けられたモデムと
遠隔地のユーザ（ＲＵ）エンドに設けられたモデムとの
間の同期を行うための起動方法が提供される。
【００５４】ＭＤＳＬモデムの一実施例に選択される変
調方式の１つとして、無キャリアＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）
がある。このＣＡＰは従来の直交振幅変調（ＱＡＭ）の
特殊なケースであると見なすことができる。主な差異
は、ＣＡＰがパスバンド内でそのほとんどの処理を行う
のに対して、ＱＡＭはベースバンドでそのほとんどの処
理を行うことにある。
【００５５】ＣＡＰは同期化のために別個のトーンを利
用しない。同期化は送信されたデータ信号を直接使用し
て行われる。実際のデータが送信される前に起動時にＣ
ＡＰ受信機内の等化器をトレーニングするのに特殊なデ
ータシーケンスが使用される。
【００５６】一実施例では、１６Ｋｂｐｓ〜３８４Ｋｂ
ｐｓの上り方向の（ＭＤＳＬ−ＲからＭＤＳＬ−Ｃま
で）の速度および３８４Ｋｂｐｓ〜２．０４８Ｍｂｐｓ
の下り方向の（ＭＤＳＬ−ＣからＭＤＳＬ−Ｒまで）の
速度を達成するのに、同一のＤＳＰプラットフォーム上
で無キャリアのＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）変調および離散的
マルチトーン変調を使用する。ローカルエリアネットワ
ークへのＭＤＳＬ−Ｒのアクセスを可能とするようにゲ
ートウェイまたはルータとしてＭＤＳＬ−Ｃをインスト
ールすることもできる。ＭＤＳＬのアプリケーションの
例については後述する。
【００５７】ＰＣまたはその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ハードウェアを取り付けた。このプロトタイプは次
のような部品を含む。すなわち変調／復調を実行するＴ
ＭＳ３２０Ｃ５４１ＤＳＰと、ホストの１６ビット幅の
ＥＥＰＲＯＭおよびＲＡＭとフレーミングしインターフ
ェースするネットワークの物理的レイヤーと、サンプリ
ングレート、分解能およびＭＤＳＬの実現に必要なその
他の機能をサポートできる、組み合わされたＤ／Ａおよ
びＤ／Ａコンバータと、ＰＯＴＳインターフェースに接
続するのに必要なアナログフロントエンド回路と、ＩＳ
Ａバスインターフェース回路を含む。
【００５８】図４は、中央局２２０内の別のモデム１０
０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は種々の能力と負荷を有す
ることができ、加入者ループ１４０はモデムが回線コー
ド（ＣＡＰ、ＤＭＴまたはその他のコード）、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プ
ロセスを実行するような特定の条件とすることができ
る。こうして双方のモデムはデータ通信を開始する。
【００５９】図５、６は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。各加入者回線はＤＳＬ
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プロセッサすなわち住宅の
モデム内のＤＳＰに類似したＤＳＰか、または多数のＡ
ＦＥ用の単一ＤＳＰへ接続する。中央局はＡＦＥの出力
をモニタし、デジタルスイッチが対応する住宅のＤＳＬ
モデムと通信するために利用可能なＤＳＰを指定する。
中央局は住宅内のアクティブなモデムを探すようＡＦＥ
をポーリングする。図５および６が示すように、中央局
のＤＳＬモデムはパケット状の情報（例えばインターネ
ット）によりローカルエリアネットワーク上の、または
公衆交換電話ネットワーク幹線を通して直接送られる定
ビットレートのデータにより、ワイドエリアネットワー
ク上のリモートアクセスサーバに接続する。住宅のモデ
ムによって送られる情報はオフフック信号およびアナロ
グ交換および回線カードへ音声バンドで送られる電話番
号よりも、むしろ（例えばＩＳＤＮのＱ．９３１信号化
に類似した）バンド外信号化方法により識別すなわち信
号化される。図６は中央局のＤＳＬモデム（ＤＳＬバン
ドが既に音声バンドから分離されている）の主要な機能
ブロックをＡＦＥ２４０、ＤＳＰ２６０、通信コントロ
ーラ２８０およびＡＲＮまたはＲＩＳＣプロセッサ２９
０として示している。このモデムは時間分割多重化（Ｔ
ＤＭ）バスへ送られる定ビットレートの送信信号（音
声、テレビ会議等）および制御バス（次に幹線）へ送ら
れパケット状データ（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）に接続できる。図８
は、ＡＤＳＬまたはその他のタイプのＤＳＬモデムを表
示できる用語「ｘＤＳＬ」を示す。これら種々の機能は
すべて１つのＤＳＰ２６０で実行できる。
【００６０】中央局２２０からＡＦＥ２４０を分離し、
これを光ファイバ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に設置できる。各ペデスタルから
は短い距離、例えば約１．５ｋｍ（５０００フィート）
以下の範囲内の住宅との一束の加入者回線がタップを通
して引き出される。このように長い加入者回線での高周
波の減衰を回避できる。
【００６１】次に、図７を参照する。ここには、ハイブ
リッドの無線および有線回線ネットワーク（ＨＷＷＮ）
２０００のための本発明のアーキテクチャの簡略された
機能的ブロック図が示されている。特に図７には、統合
送信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２００４で開始する。信号はデジタル化され、光フィ
ーダリンク２００６を介して無線分配ノード２００８へ
送ることができる。近隣への伝送のためアップコンバー
トされるＲＦキャリア（搬送波）を変調するのに種々の
技術を使用できる。近くに無線ネットワークユニット
（ＷＮＵ）と称されるリモートターミナル２０１０を設
置することができ、高周波（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、次にデジタル加入者回線（ＤＳＬ）に結合され
た低キャリア周波数信号に変換され、極高データレート
デジタル加入者回線（ＶＤＳＲ）またはＭＤＳＬを介し
て撚り対線２０１２にて住宅２０１４へ送られる。二方
向システムではこれらアンテナは、情報を顧客の建物か
らノード２００８へ情報を送り戻すための復帰接続プラ
ットフォームの一部となる。高速モードを介する銅の撚
り対線または同軸ケーブルはデジタル信号を送受信し、
顧客の建物にて送信ネットワークを初期化または完成さ
せる。ネットワークの制御およびルーティング機能は適
当な制御チャンネルを通して行われる。本発明は統合伝
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
線および無線の分配技術の能力をユニークに利用するも
のであり、更に送信ネットワークを最適にするようバン
ド幅をダイナミックに制御し、周波数を再利用できる。
ユーザの要求および検出された干渉に基づき、システム
管理によりネットワークの性能を最適にするようデータ
レートが調節される。このシステム管理は情報を運用サ
ポートシステム（ＯＳＳ）を通すことにより達成され
る。
【００６２】好ましい実施例のハイブリッドの無線−有
線ネットワーク（ＨＷＷＮ）によれば、広バンド通信分
配方法はデジタル信号を無線ネットワークユニット（Ｗ
ＮＵ）２０１０における現行の銅線すなわち同軸ネット
ワークへ組み込みながら、無線分配方法の利点を組み合
わせている。顧客の建物への最終伝送リンクは、ＶＤＳ
Ｌ（またはＭＤＳＬ）受信機にＶＤＳＬ（またはＭＤＳ
Ｌ）回線ドライバを使用することによって行われる。シ
ステム管理は顧客のデータレート条件に基づきバンド幅
をダイナミックに調節するのに使用される。情報選択お
よびチャンネルの質は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）を介してモニタされ、
制御される７つのオープンシステムのインターコネクト
機能的レイヤーを介して種々のアーキテクチャがネット
ワークデータ通信システムをリンクする。
【００６３】分配のＨＷＷＮ方法はコストおよび性能の
利点を可能にし、上記の他のシステムの欠点の多くを解
消している。特にモデムと組み合わされた無線のポイン
ト−マルチポイントシステムを使用することにより、低
いビット誤りレート（ＢＥＲ）にて長距離にわたってよ
り高いデータレートが得られる。更に無線の機能によ
り、必要なように高い容量を加えながら短期で設置する
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可能にする。この
ような統合されたアーキテクチャにより、システムに対
する顧客のアクセスが増加し、顧客の建物への直接分配
が提供される。このようなアーキテクチャを使用すると
単一の無線ネットワークユニットは数百の顧客の建物へ
接続するための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
ェブのアクセス、ビデオ会議のような機能を可能にする
ものであり、効果的なコストで顧客の建物への１０ベー
スのＴイーサネット、１００ベースの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。
【００６４】種々の変調技術を使用して種々のアーキテ
クチャの実施例を設置できる。解説のため、利用可能な
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を利用する。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比の
劣化および隣接チャンネルキャリアによって信号の干渉
が生じ得る。これら問題の一部は適応的等化処理で訂正
できる。周波数が変化し、アンテナ極性が変化する送信
ノードに設けられたセクター化されたアンテナは、信号
の干渉を低減しながらチャンネル密度を増すことができ
る。戻り経路によって生じる干渉を低減するために直交
位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）変調と適応化チャン
ネルバンド制御および空間ダイバーシティとを組み合わ
せてシステムの干渉を低減できる。
【００６５】種々の分配システムからハイブリッドの統
合ネットワークＨＷＷＮ実施例を構成し、ＭＭＤＳ、Ｃ
−バンド衛星、ＫｕバンドＤＢＳおよびＶＳＡＴおよび
ＬＭＤＳシステムを含む（しかしながらこれらに限定さ
れるものではない）種々の衛星および地上ベースシステ
ムとのコンパティビリティが得られる。
【００６６】図７は、従来の銅線を使った電話システム
へ結合された無線ポイント−マルチポイント間システム
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ノー
ドとして衛星フィーダと共に、または同軸システムに設
置するためのバスアーキテクチャを使用できる。図７で
は無線システムは多数のノード、例えばノード２００８
から構成される書状するサービスエリアをカバーするの
に十分な数の無線ネットワークユニット２０１０が設置
される。地上ネットワークの設置および統合は、中央局
の位置、ヘッドエンド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
際の構成は顧客の数および必要とされるデータレートに
よって決まる。中央局ではモデムはコンセントレータ
（集信機）およびパケッタイザを適当なデータストリー
ム内に送るようになっている。中央局で多重化された多
数のモデムは、光ファイバーターミナル（ＦＯＴ）を介
し、光リンクを通し、無線ノードアンテナによる送信の
ための遠隔地のノードサイトへデータストリームを送
る。同様に、ビデオヘッドエンドは無線ノードアンテナ
による送信のためのノードへリンクしたＦＯＴにビデオ
ストリームを統合化する。ＷＮＵ装置は送信信号を受信
し、この信号をエンド顧客への分配のためにダウンコン
バートする。
【００６７】より高いレベルの変調、例えば限定される
わけではないが６４ＱＡＭ変調方式を利用した有効な通
信を確立するのに、干渉効果を低減するようにいくつか
の技術を利用できる。図８を参照すると、セクター化さ
れたパターン内の完全に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８は各
円の中心に送信タワーを備えた４つのノード２００８ａ
〜２００８ｄを示す。各ノードタワーすなわちプラット
フォーム内ではセクター状にアンテナが配置される。説
明上、セクターは６０度のセクターとして示されてい
る。ノードのまわりおよび隣接するセル内にこのような
セクター化したパターンが繰り返される。水平方向の極
性と垂直方向の極性が交互になるように、これらセクタ
ーを設置でき、通信エリアによって干渉が大幅に少なく
されたカバー範囲を提供できる。更に、干渉を低減する
ためにセクターからの送信周波数を変えることができ
る。この方法の欠点は、顧客への情報の送信に利用でき
るチャンネル数が少なくなることである。６０度のセク
ターは高レベルの周波数再利用を可能にし、よってチャ
ンネル容量を増すことにより、このような効果を無効に
する。
【００６８】
【表１】
【００６９】表１はチャンネル容量と変調のタイプの関
係、およびセクター化の効果を示す。説明上、３Ｍｂｐ
ｓの送信チャンネルを選択した。この表から判るよう
に、順方向誤り訂正符号化、バースト誤り保護のための
リード−ソロモン外側符号およびシンボルレベルでのト
レリス内側符号と組み合わせた高レベルの変調、例えば
６４ＱＡＭは、バンド幅の効率を高くする。更に表は、
各変調技術がサポートできる３Ｍｂｐｓのチャンネル数
には７８０ＭＨｚの総バンド幅が与えられることを示し
ている。干渉を低減し、６４ＱＡＭ変調に必要とされる
より高いシステムの信号対ノイズ比を満たすには、チャ
ンネル周波数はほとんど常にセクターごとに異なるはず
である。信号対ノイズ条件が低いために、このことはＱ
ＰＳＫシステムのケースには当てはまらない。より高い
効率の変調方式には周波数プランを変えることを考慮す
れば、表１は得られる実用的なチャンネル数を示してお
り、ノード当たり６つのセクターを設置するチャンネル
能力に対する効果を結論づけている。リニアリティ、信
号対ノイズ比、有効電離層放射パワー（ＥＩＲＰ）およ
び受信機のノイズ指数に関連した位相の安定性、アンテ
ナサイズ、適当なパスリンクマージンを備えたシステム
ゲインを含む他の種々のシステム要素が最もコスト的に
有利なシステムを提供するのはどの技術であるのかを決
定する。
【００７０】図９は、ＷＮＵ２０１０とエンド顧客のモ
デム装置のブロック図を示す。アンテナでは多重化され
たサブキャリア信号を搬送する下り方向の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、
多重分離される。データはＶＤＳＬ（またはＭＤＳＬ）
回線ドライバを使用して音声信号とＤＳＬ信号に分離す
るためのスプリッタを介して結合される。データはツイ
ストペア回線上を低キャリア周波数の直交振幅変調され
た（ＱＡＭ）信号として送られる。下り方向の経路を完
了するためにＶＤＳＬモデムはデジタル信号を受信し、
この信号を上方に戻すように変換する。
【００７１】図９は、顧客の建物２０１４からＷＮＵ２
０１０への上り方向の復帰経路も示す。銅のツイストペ
アを通ってＶＤＳＬ送信機を介し、上り方向にデジタル
信号が送られ、ＷＮＵに位置するＶＤＳＬ受信機によっ
て受信される。デジタル上り方向チャンネルが多重化さ
れ、エンコードされ、ノード受信機へ送信できるよう、
ＲＦ周波数に変換される。
【００７２】図１０は、ＷＮＵ２０１０作動ブロックを
詳細に示す。現在の銅線回線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）を介して伝送される。この
制御チャンネルは３つの基本的な機能、すなわち１）チ
ャンネル選択情報の通過、２）バンド幅の割り当て、
３）ビット誤りレートを生じさせるようなチャンネル干
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がＷＮＵに設けられてい
る。多数のＶＤＳＬを介して放送情報を分けることがで
きる。これはバーチャルチューナとして働き、装置のコ
ストを低減する。第２のチャンネル制御機能すなわちバ
ンド幅の割り当てでは、顧客の建物のモデルからＷＮＵ
へ制御信号としてデータレートリクエストが送られる。
ＷＮＵはこのリクエストをノードへ送り、このノードで
は容量の割り当ての仲裁が行われ、容量の割り当てがな
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了し
ようとする際に他のユーザレートを取り決める。この情
報はネットワーク管理レイヤーで管理され、使用された
実際のデータレートに基づき、顧客に課金するのに使用
できる。ノード側で発信された通信信号は、この管理レ
イヤーを利用し、データレートに必要なチャンネルでノ
ード送信するだけの通信セグメント条件に基づき、顧客
の選択したデータレートを決定する。ＷＮＵおよび送信
ノードで周波数ダイバーシティを利用し、かつＷＮＵで
空間ダイバーシティを利用してフルに密なノード（すべ
てのキャリア周波数）を実現し、ダイナミックな送受信
周波数の割り当てが可能となる。可変バンド幅またはス
イッチング式バンド幅フィルタを使用することにより、
このようなダイナミックバンド幅の割り当てを行い、ガ
ードバンドを少なくしたり、解消したりできる。最後
に、第３の機能は所定の時間におけるチャンネルの干渉
を解析し、バンド幅を狭くすることにより、キャリア対
干渉比（Ｃ／Ｉ）を改善する。これら最後の３つの技術
の効果はスペクトルをより有効に利用できるようにする
可変データレートの能力をシステムに与えることであ
る。
【００７３】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、分配のための交換電話ネット
ワークへ戻すようにインターフェースする。制御チャン
ネル情報は情報のタイプに基づき通信リンク経路を設定
し、優先権を与え、データレートを仲裁し、送受信周波
数の分離度を管理し、無線システムをＯＳＳに統合する
のに使用される。
【００７４】上記の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
利益を得ることができる。システムアーキテクチャは異
なる（すなわち１方向通信対２方向通信、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を実現するイン
パクトの結果、利点が異なる。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、設置
が迅速となり、顧客の装置のコストが低くなり、設置が
簡単になり、電話ネットワークへ２方向の経路で戻すこ
とができるという利点が得られる。米国におけるＤＢＳ
ディッシュに対する現在の取得予想率は６７％の見込み
である。このことは、約３３％は信号を受信するのに視
野内に直接放送衛星がないことを意味している。本発明
のこの設置方法は銅線回線が利用でき、デジタル信号を
取り扱うことができることを条件に取得率を９０％より
も大となるように改善できる。
【００７５】ＭＭＤＳは１方向の地上ビデオシステムで
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２方向の高速データ能力と第２の
電話回線を追加できる。対称的なペイロード、例えば電
話の伝送を行うには、送信モードと受信モードのチャン
ネル容量が等しいことが必要である。ダイナミックＢＥ
Ｒモニタおよび仲裁されたデータレート能力、並びにデ
ジタル圧縮技術を用いることにより、容量を２倍か、そ
れ以上に増すことができるＨＷＷＮシステムが設置でき
る。新しいアプリケーション、例えば高速インターネッ
ト接続をサポートするのに一部のチャンネル容量を使用
できる。更に、デジタルビデオＭＭＤＳシステムに対し
て検討されているＱＡＭ変調技術は干渉を低減するのに
セクター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。
【００７６】最終実施例として、ＨＷＷＮデジタル伝送
アーキテクチャを用いると、変化するデータ容量の要求
量、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、割り当てるため
のシステムを開発することが可能である。図１１は、か
かるシステムの能力の概要を示すものである。８５０Ｍ
Ｈｚの周波数スペクトル割り当てを仮定すると、集中化
しないＱＰＳＫ変調方式は４０ＭＨｚのＲＦチャンネル
当たりに５７６のＤＳＯを提供できる。４０ＭＨｚのチ
ャンネル当たりのデータレートはオーバヘッドおよびパ
イロットトーンを考慮すると３７．０５６Ｍｂｐｓとな
る。デジタルモデムをより高速にしたり、またはセクタ
ー化すると、これらのチャンネルレートが増すことにな
る。ダイナミックに制御されるＨＷＷＮシステムは更な
るＲＦチャンネル容量を提供することにより、これらレ
ートを増す。一般に、ガードバンドに割り当てられる現
在のスペクトルの利用率に基づき、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デジタル伝送の実施例は、容量を増すか、デ
ータレートを高くするために、更にＲＦの数チャンネル
を潜在的に提供できる。
【００７７】要約すれば、本発明のＨＷＷＮは低コスト
でのアプリケーションを増加し、１）スペクトル効率を
増し、更に２）干渉を低減するという技術上の利点を提
供できる。
【００７８】中央局のための代替方法は、音声バンドよ
り高い周波数でＤＳＬモデムにより各加入者回線をモニ
タすることであり、回線がアクティブになったときアナ
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。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５
に類似する。住宅のＤＳＬモデムから中央局エンド（遠
隔地のペデスタル内に物理的に位置する）までの加入者
回線の距離を短くするために、ローカルペデスタルと共
に同じ方法を使用することも可能である。
【００７９】図１２ａは中央局２２０内の対応するモデ
ム１００と加入者回線１４０を介して通信する標準的な
プロトコルスタックと共にウィンドウズ９５（またはウ
ィンドウズＮＴ）を作動させるパソコン３１０内のモデ
ム１００を備えたシステムを示し、中央局内の対応する
モデム１００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アクセスサー
バに接続できる。モデム１００はこのモデム１００のＤ
ＳＬ部分がインターネットに接続するのと同時に、別の
音声バンドのモデムとのＰＯＴＳおよび音声バンドモデ
ム通信の双方を可能にするものである。
【００８０】同様に、図１２ｂはローカルエリアネット
ワーク（ＬＡＮ）３２０用のルータ３３０として作動
し、デバイス３４０、３４２、３４４を対応するＤＳＬ
モデムに結合するＤＳＬモデムを示す。
【００８１】図１３は、ＰＣ３５０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
エンドは中央局２２０内のモデムと３８４＋１６Ｋｂｐ
ｓで通信するモデム１００を有する。中央局のモデムは
コンセントレータとパケッタイザ３６０との間でデータ
を送信し、パケッタイザはデータを１６Ｋｂｐｓまで変
換し、信号メッセージと同じようにＩＳＤＮ内にチャン
ネルを信号化し、公衆交換電話ネットワークを通してＴ
１／Ｔ３サービスへ３８４Ｋｂｐｓストリームを加え
る。受信側の中央局２２０は受信側モデム１００に送る
のにこれらのオペレーションを反転する。逆方向のトラ
フィックも同じように進む。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。ビデオとの同期化をする
ためにＰＯＴＳ内にアナログ遅延回路を挿入できる。
【００８２】図１４および１５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、ネットワークを介して呼設
定および切断するのためのＩＳＤＮのユーザ側の（ＩＳ
ＵＰ）メッセージを送るためのバックボーンとなる。
【００８３】図１９ａはマルチモードのモデム５００を
示す。このモデムはＤＳＬ ＡＦＥ１１０とＶＢ ＡＦ
Ｅ１２０の双方のモデム１００の特徴と、ＩＳＤＮ回線
１４２に接続するためのＩＳＤＮフロントエンド５１０
およびハンドフリーのスピーカフォンをサポートするの
に使用できるマイクロフォン１４４の出力を受信し、ス
ピーカ１４６を駆動するためのオーディオフロントエン
ド５２０と共に加入者回線１４０に接続するためのスプ
リッタ１３０とを含む。外付け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（ＳＲＡＭまたはＤＲＡＭとすることがで
きる。この外付けＲＡＭ５３０はＤＳＰ１５０によって
使用できる異なる回線コードのための種々のプログラム
を含むことができる。かかる回線コードはＤＭＴ、ＱＡ
Ｍ、ＣＡＰ、ＲＳＫ、ＦＭ、ＡＭ、ＰＡＭ、ＤＷＭＴ等
とすることができる。
【００８４】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、受信部分は部
分的に離間した複素判別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交フィードフォワードフィルタおよ
びクロス結合フィードバックフィルタから成る。ＱＡＭ
トランシーバロジックはオプションとしてビタビデコー
ダを含むことができる。
【００８５】モデム５００がアクティブであるとき、こ
のモデム５００は音声バンドモデムの機能、ＤＳＬバン
ドモデムの機能、ＩＳＤＮの機能、オーディオ機能、そ
の他の回線コード機能、またはそれらの組み合わせを提
供できる。
【００８６】本発明は単一のＤＳＰハードウェアデバイ
ス内に多数の同様なモデムおよび異なるモデムを同時に
構成したシステムを含む。例えば同じＤＳＰデバイスに
よって音声バンド（すなわちＶ．３４）、ＤＳＬ、ケー
ブル、地上およびその他の無線、および／または衛星モ
デムが同時に構成される。このようなことはＤＳＰデバ
イスの高められた処理能力によって可能となりつつあ
る。このような方法の利点はシステムが多数のモデムを
必要とする場合のシステム全体のコストを低減できるこ
とである（例えばリモートアクセスシステム（ＲＡＳ）
では、処理オーバヘッドの低減により処理条件を下げ、
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する）。例
えば単一のＤＳＰデバイスによって同時に多数の同様な
モデムを構成すると、プログラムメモリを少なくでき
る。多数のモデム間で同じロジックを共用するだけでな
く、統計的な多重化およびレート制御を良好に容易にす
ることにより、インターフェースおよびそれ以外の諸ロ
ジックが削減される。
【００８７】近い将来、次のような状況が主流となる
が、半導体業界の自然の進歩によってＤＳＰ ＭＩＰＳ
の能力が増すにつれて、これらの組み合わせが普及する
こととなろう。すなわち同一ＤＳＰにおける多数の音声
バンドモデムの組み合わせ、同一ＤＳＰにおける音声バ
ンドモデムとＤＳＬモデムとの組み合わせ、同一ＤＳＬ
における音声バンドモデムとケーブルモデムとの組み合
わせ、同一ＤＳＰにおける多数のＤＳＬモデムの組み合
わせ、同一ＤＳＰにおける多数のケーブルモデムの組み
合わせ、および／または上記の任意の組み合わせが普及
することとなろう。
【００８８】図１９ｂは音声バンドと、これより高い周
波数のＤＳＬバンドを分離するための受動的なスプリッ
タ回路を示す。このスプリッタはインピーダンスマッチ
ングも行い、ＰＯＴＳのための許容可能なリターン損失
値を保証する。
【００８９】次に図２０ａを参照する。ここには加入者
ループ１４０を介し電話機２１２およびモデム５００を
中央局２２０に接続する略図が示されている。
【００９０】ＤＳＬ技術に基づき、かつ今日利用できる
システムとしては、ＩＳＤＮ基本レートアクセスチャン
ネルおよび無中継Ｔ１がある。開発中のシステムとして
は、非対称デジタル加入者回線（ＡＤＳＬ）、対称デジ
タル加入者回線（ＳＤＳＬ）および極高ビットレートの
デジタル加入者回線（ＶＤＳＬ）がある。ＤＳＬ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よって決まる。
【００９１】ノイズ環境は自己または外部の近接端クロ
ストーク（ＮＥＸＴ）と遠方端クロストーク（ＦＥＸ
Ｔ）とバックグラウンド白色ノイズとの組み合わせとな
り得る。
【００９２】図２０ｂは、多数の加入者回線１４０を示
し、ＮＥＸＴとＦＥＸＴがどのように発生するかを略図
で示している。
【００９３】ＩＳＤＮ基本レートアクセスチャンネルの
ためのＤＳＬの伝送スループットは１６０Ｋｂｐｓであ
る。無中継Ｔ１のためのＨＤＳＬ伝送スループットは８
００Ｋｂｐｓである。ＡＤＳＬの伝送スループットは
（加入者から電話中央局までの）上り方向では１６Ｋｂ
ｐｓ〜６４０Ｋｂｐｓであり、下り方向では１．５４４
Ｍｂｐｓ〜６．７Ｍｂｐｓ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
であり、下り方向では３８４Ｋｂｐｓ〜２．０４８Ｍｂ
ｐｓであると信じられている。
【００９４】直交振幅変調（ＱＡＭ）または無キャリア
ＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）回線コードを使った単一キャリア
でパスバンドＤＳＬシステムを構成できる。単一キャリ
アシステムはチャンネルの歪みを補償するのに適応型チ
ャンネル等化器に依存しており、このチャンネル等化器
は通常、信号ボーレートの倍数で作動する。図２０ｃ
は、ＣＡＰトランシーバのブロック図を示している。
【００９５】より詳細に説明すれば、送信機のフィルタ
６１０、６１２およびフィルタ６１６にはＤ／Ａ６１４
が接続されており、フィルタ６１６はチャンネル６２０
に接続され、チャンネル６２０はフィルタ６３０に接続
され、フィルタ６３０はＡ／Ｄ６３２に接続されてい
る。Ａ／Ｄ６３２は等化器６３４、６３６に接続されて
おり、回路６３８の一部は時間を回復するようになって
いる。
【００９６】離散マルチトーン（ＤＭＴ）回線コードを
使用した多数のキャリアにより、ＤＳＬシステムも実現
できる。ＤＭＴシステムはチャンネルを多数のサブチャ
ンネルキャリアに分割し、チャンネルインパルス応答を
訂正するのでなくチャンネルインパルス応答の時間拡散
の圧縮しか行わない、比較的簡単な適応型チャンネル等
化器を可能にすることに加え、チャンネル容量を良好に
活用し、チャンネル歪みを低減する。簡単な周波数領域
の等化器によってチャンネルの等化処理が完了する。Ｄ
ＭＴサブチャンネルの信号ボーレートは単一キャリアシ
ステムのバンドレートよりもかなり小さくなっている。
【００９７】図２０ｄはＤＭＴトランシーバのブロック
図を示す。より詳細に説明すれば、Ｄ／Ａ６４４にＩＦ
ＦＴブロック６４０が接続されており、Ｄ／Ａは送信フ
ィルタ６４６に接続されており、送信フィルタはチャン
ネル６５０に接続されている。チャンネル６５０はフィ
ルタ６６０に接続されており、フィルタ６６０はＡ／Ｄ
６３２に接続されており、Ａ／Ｄは等化器６６４に接続
されており、等化器は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。
【００９８】ＭＤＳＬモデムの一実施例は、ハードウェ
アのコストおよびクロストークノイズレベルを下げるた
めに、周波数分割フルデュプレクスを使用している。か
かるＭＤＳＬモデムは約６．４ｋｍ（２１０００フィー
ト）までのループ長さの中央局と加入者との間で最小３
８４Ｋｂｐｓのフルデュプレクス伝送リンクを提供す
る。好ましい加入者ループ条件では、このＭＤＳＬモデ
ムは加入者エンドのモデムのハードウェアの能力または
チャンネル容量によって限定される、より高い伝送スル
ープットを提供できる。フル規格のバージョンの加入者
エンドのＭＤＳＬモデムは、中央局エンドのＡＤＳＬモ
デムと通信し、ＭＤＳＬモデムの送信機部分および受信
機部分はＣＡＰ回線コードまたはＤＭＴ回線コードのい
ずれかを実施できる。
【００９９】図２１ａはＭＤＳＬモデム６００のブロッ
ク図を示している。このモデム６００はＤ／Ａ６７４に
接続された送信機６７６を有し、Ｄ／Ａ６７４はフィル
タ６７２に接続されており、フィルタ６７２はスプリッ
タ１３０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Ａ／Ｄ６８０に接続され
ているフィルタ６７８にも接続されている。受信された
信号を出力する受信機６８２にはＡ／Ｄ６８０が接続さ
れており、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。
【０１００】初期化方法の目的は、中央局２２０および
加入者エンド２１０の双方において、電話加入者ループ
１４０のＭＤＳＬ機能を確認することである。この初期
化方法はチャンネル６２０をプローブし、トランシーバ
のトレーニングに有効な情報を発生する。次にこの初期
化方法は回線コードを選択し、多数の選択案が利用でき
ると仮定し、チャンネルの限界、トラフィック条件また
は使用料金に基づいて伝送スループットを取り決める。
【０１０１】後に説明する初期化方法は、チャンネルプ
ローブ、回線コードの選択、レートの取り決めおよびト
ランシーバトレーニングである。
【０１０２】加入者エンドのＭＤＳＬモデムは所定の時
間シーケンスに従ってプローブトーンの一部のために位
相を変え、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の期間の
後、中央局エンドのＭＤＳＬモデムは再びこれらプロー
ブトーンの一部で位相を変え、または変えることなく再
び下り方向バンドでチャンネルプローブトーンにて応答
する。望ましい場合、または必要な場合にこのような初
期のチャンネルプローブ期間を繰り返すことができる。
【０１０３】このような初期のチャンネルプローブ期間
後、加入者エンドのＭＤＳＬモデムは中央局エンドモデ
ムの回線コード機能を決定し、下り方向バンドのための
チャンネルモデルを有し、同様に中央局エンドのＭＤＳ
Ｌモデムは加入者エンドのモデムの回線コード機能を決
定し、上り方向バンドのためのチャンネルモデルを有す
る。
【０１０４】チャンネルプローブ期間後、加入者エンド
のＭＤＳＬモデムは所定の時間の間、シグネチャトーン
を送ることにより回線コードの機能／優先度を表示／確
認しなければならない。同様に、中央局エンドのＭＤＳ
Ｌモデムは所定の時間の間でシグネチャトーンを送るこ
とにより回線コードの選択に応答し、これを確認しなけ
ればならない。このようなシグネチャトーンの交換プロ
セスは特定の回線コード選択を決定するのに限られた時
間の間で繰り返すことが好ましい。
【０１０５】次に、送信レートの取り決めのために、双
方の側のＭＤＳＬモデムの間でシグネチャトーンの別の
組を交換する。加入者エンドにおけるＭＤＳＬモデム
は、そのレート能力および優先度を送り、中央局エンド
のＭＤＳＬモデムはその能力およびレートを選択するこ
とにより応答する。ＭＤＳＬ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を決定する。加入者エン
ドの伝送レート優先度は回線条件、ハードウェアの能力
およびユーザの選択またはアプリケーション条件に応じ
て決まり、中央局の伝送レートの優先権は回線条件およ
びトラフィック負荷によって決まる。回線条件の変更ま
たはユーザの選択による通信中のレート変更が認められ
ることが好ましい。
【０１０６】レートを取り決めた後、双方の側のＭＤＳ
Ｌモデムは従来の方法に従いトランシーバトレーニング
をスタートする。回線コードが異なる場合、異なる時間
領域トレーニングシーケンスを使用することができる。
オプションとして、チャンネルプローブ工程中に見られ
るチャンネルモデルを使用し、トランシーバのトレーニ
ング方法をスピードアップすることができる。
【０１０７】図２１ｂには、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および下り方向のＣＡＰ
トーン６９２が示されており、一方、右側には上り方向
のＤＭＴ６９４および下り方向のＤＭＴ６９６が示され
ている。ＤＭＴスペクトル内の破線は位相シフトを示
す。
【０１０８】簡略にするため、すべての周波数トーンは
周波数ｉΔｆ、振幅ａ１および位相φ１（通常、０また
はπである）を有し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
よび位相はそれぞれｂｉおよびφｉとなっている。Ｎ個
のプローブトーンがあると仮定すると、周波数ｉΔｆに
おいてフィルタを含む等価チャンネルの周波数応答は次
のように表される。
【０１０９】
【数１】
【０１１０】等価チャンネルのインパルス応答は次のよ
うに高速フーリエ変換によって計算できる。
【０１１１】
【数２】
【０１１２】ここでＴはサンプリング時間である。周波
数の間隔Δｆはチャンネルインパルス応答の拡散に応じ
て決まり、ｎ個のサンプリング時間のチャンネルインパ
ルス応答拡散に対し次のようになる。
【０１１３】
【数３】
【０１１４】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に、回線コードの一方
に対し隣接トーンの位相を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。チャンネル歪み
後の異なる回線コードを識別するために、次の式を選択
する。
【０１１５】
【数４】
【０１１６】３０個のサンプルのチャンネルの広がりお
よび１００ＫＨｚのバンド幅に対してΔｆ≒１．７ＫＨ
ｚおよびＮを６４に選択する。
【０１１７】チャンネルプローブトーンは少なくともチ
ャンネルの広がりの数倍よりも長く持続しなければなら
ない。可能な位相変化が生じる場合にはチャンネルプロ
ーブトーンの長さはチャンネルモデルを回復するのに必
要な時間の４〜１０倍としなければならない。
【０１１８】Ｎ個のトーンを使用すると、一定トーンを
使って単位時間の間にＭ＝２Ｎ個の異なるメッセージを
表示できる。使用できるボキャブラリは使用するトーン
の数と共に指数関数的に増加し得るので、少ない組のト
ーン、例えば２つ、３つおよび４つの周波数だけを利用
して有効なメッセージを送ることができる。
【０１１９】次ぎは、メッセージの例のリストである。 ３８４Ｋｂｐｓ／ＣＡＰ ７６８Ｋｂｐｓ／ＣＡＰ １．５４４Ｍｂｐｓ／ＣＡＰ ２．０４８Ｍｂｐｓ／ＣＡＰ ３８４Ｋｂｐｓ／ＤＭＴ ７６８Ｋｂｐｓ／ＤＭＴ １．５４４Ｍｂｐｓ／ＤＭＴ ２．０４８Ｍｂｐｓ／ＤＭＴ 最高レートを優先 最高料金を優先 パケットの多重化を認める 低レートのみ利用可能
【０１２０】ＤＭＴ回線コードに使用したようなＩＦＦ
Ｔ演算によってトーンを発生できる。チャンネルプロー
ブ用のＩＦＦ演算に単位振幅および０／１８０度位相の
ベクトル信号が送られる。シグネチャトーンを発生する
のに選択された０位相のベクトルが使用される。
【０１２１】ＤＭＴ回線コードにも使用されているよう
なＦＦＴ演算によってトーンを再生できる。各トーンの
振幅および位相情報は複素ベクトルとして再生される。
ランダムサンプリング位相による共通な位相差が計算さ
れ、補償によって複素ベクトルが発生され、この複素ベ
クトルはチャンネル伝送スループットおよびトランシー
バトレーニングに使用できるようなチャンネルインパル
ス応答を計算するのに使用される。
【０１２２】電話ループを通してＭＤＳＬサービスが利
用できる場合、中央局エンドのＭＤＳＬモデムはオンと
なり、プローブトーンのための上り方向の周波数バンド
をモニタしなければならない。
【０１２３】一旦電源がオンとなり、ユーザサービスリ
クエストが行われると、加入者エンドのＭＤＳＬモデム
は所定の時間の間、上り方向のプローブトーンを送り、
次ぎに下り方向のプローブトーンをモニタする。中央局
エンドの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、中央局エン
ドのＭＤＳＬモデムは下り方向の周波数バンドでプロー
ブトーンを送る。
【０１２４】加入者エンドの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。加入者エンドのＭＤＳＬモデムは次に上り方向バン
ドでシグネチャトーンを送り、回線コードおよび伝送レ
ート優先度を表示する。
【０１２５】中央局エンドのＭＤＳＬモデムはシグネチ
ャトーンを検出し、好ましいオファーに対応するシグネ
チャトーンで応答する。次に加入者エンドのＭＤＳＬモ
デムは、オファーを確認するか、オファーの変更をリク
エストする。双方のＭＤＳＬモデムはモデムオファーを
確認後、トランシーバトレーニング期間に入る。
【０１２６】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可能
性によって変化する。回線状態は中央局と住宅との間の
物理的接続の達成可能なスループットを決める。ネット
ワークのアクセス可能性は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。本発明のレート取り決め方法はＤ
ＳＬシステムの容量を制限する要素を詳細に理解するこ
とによって実行される。
【０１２７】ＤＳＬシステムはこれまではサービスを提
供すべき最悪の回線状態に対して設計されている。この
ような方法は、電話会社の総合的な設置手順を簡略にす
るが、ＤＳＬ伝送スループットを最悪の回線状態で達成
される値に制限することによって、良好に作動するほと
んどのＤＳＬシステムがその潜在力以下に放置されてい
る。本発明の方法は、各ローカルループの物理的な伝送
スループットを最大にし、これまで設計されていたより
もより高いレートで作動するためのシステマティックな
方法を提供するものである。実際に本方法は、モデムの
ハードウェアの能力だけによって制限されていた伝送ス
ループットを多数のＤＳＬモデムが達成できるようにす
るものである。レート取り決め方法も、回線状態または
ネットワークのアクセス可能性が変化する前に、最高の
可能なスループットを維持するよう、時間に対して変化
する適応化も行うものである。
【０１２８】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際に送信信号
を確実に区別できる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の上限は図１８に示されるよう
な物理的リンクの理論的なチャンネル容量によって決め
られる。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。レート取り決め方法は、より高いスルー
プットを達成するのにより短いループで作動するＤＳＬ
モデムを可能とするような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っ
て、ＤＳＬの到達範囲が広がっている。
【０１２９】レート取り決め方法は、ＤＳＬ伝送媒体の
ダイナミック特性を考慮している。ＤＳＬはチャンネル
状態の改善または劣化に起因して容量が変化するような
時間変化するチャンネルである。チャンネル状態が変化
するにつれ、理論的な最大スループットも変化する。チ
ャンネル特性の時間と共に変化する性質により、時間に
対してチャンネルの最も効率的な使用を達成するための
レート取り決め技術が必要となる。これによりスループ
ットを下げることによりチャンネル特性が困難となって
いる間にＤＳＬ接続を維持するための能力が得られる。
更にこのことにより、チャンネル特性が好ましい期間中
にモデムがそのスループットを増し、更に接続を最良に
活用できるようにもする。理想的には、各エンドのトラ
ンシーバはチャンネルをモニタし、状態が変化する際に
そのスループットを最大にする。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、物理的なチャンネルのスループットを増
減するような実際の送信機／受信機が設計される。いく
つかのレート適応化方法が存在している（例えば標準Ｃ
ＣＩＴＴ Ｖ．３４音声バンドモデム規格）が、２つの
全く異なる変調方法のための２つの特定の好ましい技術
について後述する。しかしながら、レート適応化のため
のこれら技術は他の変調および符号化方式へ容易に拡張
され、かかる拡張は本発明の一部と見なされる。
【０１３０】これに関連したネットワークのアクセス可
能性とは、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したレートおよび／または遅
延量を意味している。この大きさは、使用する特定のバ
ックボーンネットワーク（例えばインターネット、ＡＴ
Ｍ等）、サービスプロバイダによって与えられるバンド
幅およびネットワークトラフィック量によって影響され
る。本発明によって提供される技術は、特定のバックボ
ーンネットワークでの使用に限定されるものではない。
【０１３１】ＶＲＤＳＬ接続は、所定の伝送スループッ
トが可能であるが、対応する中央局のバックボーンネッ
トワークに時々総スループットを接続することはできな
い。ＶＲＤＳＬによって提供されるサービスはＰＳＴＮ
（公衆交換電話ネットワーク）を介して進行するので、
サービスを開始したときに限り接続がなされる。ＶＲＤ
ＳＬによって提供されるサービスはローカル中央局、例
えばインターネットアクセスで終了するので、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
の接続は、好ましいホスト構造に応じて行うことができ
る。各ＶＲＤＳＬモデムへの利用可能な中央局バックボ
ーンスループットは、時間が異なった場合に異なるよう
にすることができる。加入者が望むスループットも異な
ったアプリケーションに対して異なるようにすることが
できる。
【０１３２】実際のスループットが、ＶＲＤＳＬ物理伝
送リンクによって提供される値よりも低い場合、中央局
バックボーンネットワークでトラフィックの集中を実現
できる。各中央局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、トラフィックの振る舞いに応じてアナログフロント
エンドの数よりも少なくできる。極端な場合には、トラ
フィック表示チャンネルとして音声バンドを使用し、Ｒ
ＡＭ内にモデムのデジタルステートのコピーを維持する
ことにより、アクティブなＶＲＤＳＬリンク間で中央局
ＶＲＤＳＬモデムのデジタル部分を多重化できる。
【０１３３】図２２ａ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
たレート取り決め技術の理解を助けることである。この
モデルは機能的な分離を示すため、別個の居住地レイヤ
ー７２１０と中央局レイヤー７２２０とから構成されて
いる。左側には居住地ターミナル７２１０の機能が示さ
れており、最下層レイヤー７３３０は通信用ハードウェ
アレイヤーであり、変調機／復調器、信号条件、タイミ
ング、同期化および誤り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
る。このレイヤーは下方レイヤーによって受信されるデ
ータを良好に組織化するフレーミング制御およびそれ以
外のデータパッケージング機能を提供する。第２レイヤ
ー７３１０はソフトウェアドライバレイヤーであり、こ
のレイヤーは居住地におけるハードウェアレベルとアプ
リケーションプログラムの実行の間のインターフェース
を行う。第４（頂部）レイヤー７３００はアプリケーシ
ョンソフトウェアレイヤーであり、居住地におけるアプ
リケーションプログラムの実行によって提供されるすべ
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るスループットを管理するための
ソフトウェアと、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、下方のレイヤーによ
って提供される利用可能なスループット（取り決めでな
い）を取り込む。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取り決めのための条件および
能力を有することができよう。
【０１３４】このモデルの中央局７２２０部分も４つの
レイヤーを含む。底部の３つのレイヤー７４３０、７４
２０、７４１０は居住地側のモデルに極めて類似してる
（しかしながら、実際の構成は根本的に異なるようにす
ることができる）。中央局における第４の（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
能を提供する。
【０１３５】このレート取り決め方法では、モデルの各
レイヤーは上下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なプロトコルが定義され
ている。図２２ａに示されるように、あるレイヤーはレ
ート取り決めを開始するように下方のレイヤーにＲ（レ
ートリクエスト）を表示できる。図２２ａ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
は達成できるレートを上方のレイヤーに伝えるため、上
方のレイヤーにＡ（利用できるレートの通知）を表示で
きる。図７ａには、対応する上向き矢印と共にＡが表示
されている。ＲおよびＡ情報の意味は、レイヤーインタ
ーフェースが異なれば異なるが、取り決め方法は類似し
ている。
【０１３６】レイヤー間のＲおよびＡ信号サインに対す
る共通シンタ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の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
テーブルはモデムのハードウェアの限定によって定めら
れる。）レートリクエスト（Ｒ）中に情報レイヤーはレ
ート構造を変えるという要求を下方のレイヤーに信号と
して送ることができる。下方レイヤーが自身を作動パラ
メータの新しい組に再構成し、求められたレートを達成
することができる場合、この下方レイヤーはそのように
し、これを上方レイヤーに表示する。リクエストされた
データが受け入れできないと下方レイヤーが判断する場
合、現在の作動条件（Ａ）で利用できるレートに関する
情報と共に、そのことは上方レイヤーに伝えられる。
【０１３７】達成できるスループットが低いか、または
高いことにより作動条件が変わる場合、下方レイヤーは
レート取り決めを開始することもできる。上方レイヤー
には達成可能なレート（Ａ）の新しい組が通知される。
上方レイヤーは新しい条件に基づくレートリクエスト
（Ｒ）によって応答できる。
【０１３８】このような共通レイヤーインターフェース
はレート取り決め方法を簡略にするものである。各レイ
ヤーインターフェースでレートテーブルのパラメータが
異なるが、相互作用方法は類似する。
【０１３９】各レイヤーは、そのレイヤーとＤＳＬ接続
の他方のエンドにある対応するレイヤーとの間にある通
信リンクを概念的に見ることができる。居住地内の対応
するレイヤーと中央局内の対応するレイヤーとを接続す
る回線が示すように、
【０１４０】１．居住地内および中央局内の通信ハード
ウェアレイヤー７３３０、７４３０は、非仮想的未処理
接続によって接続される。これは実際の変調が行われる
物理的な接続である。 ２．ハードウェア制御レイヤー７３２０、７４２０は、
仮想的な訂正されたデータストリームとして通信リンク
を見ることができる。これは、物理的なタイミング、同
期化、制御および誤り訂正コーディング、冗長性シンボ
ルが除かれた後のチャンネルの実際のスループットであ
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見ることができる。便宜上、Ｄ
ＬＣを多数のＮキロビット／秒のチャンネル（Ｎ＝１６
または６４）を示すフレーム構造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
は下方レイヤーのチャンネルに埋め込むか、ＤＳＬ接続
から完全に分離できる。例えばＶ．３４モデム接続によ
り音声バンドで制御信号送信を実現できる。 ４．アプリケーションソフトウェアレイヤー７３００は
中央局またはバックボーンネットワーク内の当該ロケー
ションを与えるあるデータに対する仮想的アプリケーシ
ョンリンク７５００を見ることができる。
【０１４１】レート適応化のための基本的な条件は、レ
ートテーブルすなわちＤＳＬ通信モデルの上方レイヤー
と通信できるようにされた達成可能なレートの良好に定
義されたセットである。このレートテーブルは接続の両
側でのハードウェアの能力によって決定される。起動中
またはリセット中に１対のモデムは双方がサポートでき
るレートテーブルエントリに合わせなければならない。
所定のチャンネル条件で認められるレートはテーブル内
の正当なステートとして表示される。モデルの異なるレ
ベルは他のレイヤー内の細部と関係することなくレート
テーブルシンタクスを介して通信できる。このレートテ
ーブルはある変調および／またはコーディング方式から
次の方式へ実質的に変わることができるが、チャンネル
状態に応じる許可されるレートおよび許可されないレー
トの概念は変わらない。
【０１４２】次は、本発明の要旨に従ってハードウェア
制御レイヤー７３２０、７４２０と通信ハードウェアレ
イヤー７３３０、７４３０との間でレートの取り決めを
どのように実行するかを説明するものである。種々のレ
ートに合わせるよう、変調パラメータを変えることがで
き、レイヤーはレートと使って相互作用する。次に、２
つの可能な変調に基づくレート適応化技術およびＤＳＬ
通信モデル内の底部の２つのレイヤー間で共用できるレ
ートテーブルの例について説明する。
【０１４３】デジタルデータを高レートでシリアル伝送
する場合、所定の数すなわちＮ個のビットを表示するの
にデジタルシンボルを選択する。チャンネルを通して伝
送されるシンボル内にＮ個のビットがマッピングされ
る。デコーダでは伝送されたシンボルを決定するための
判別がなされる。正しい判別がなされる場合、伝送され
たビットは正しくデコードされる。
【０１４４】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ことである。各シンボル内で表示
されるビット数を多くすると、ノイズに対する抵抗力が
低くても伝送されるビットの数は増す。シンボル値のビ
ット数を少なくすると、ノイズの抵抗力が増し伝送の強
度が改善される、スループットが下がるという犠牲があ
る。いずれのケースにおいてもバンド幅は同じままであ
る。
【０１４５】スループットを変える別の直接的な方法
は、伝送チャンネル内で使用されるバンド幅を変えるこ
とである。バンド幅を広げれば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伝送できる。
このシンボルレートはバンド幅にほぼ比例している。し
かしながら、バンド幅と共にＤＳＬモデムの処理条件が
増す。すなわちバンド幅が広くなればなるほど、変調／
復調のための計算が増える。利用可能な最大バンド幅は
チャンネル条件またはモデムのハードウェアの処理能力
条件によって制限される。
【０１４６】最初に通信リンクを定めるパラメータの組
およびこれらパラメータが取り得る値の組について定め
る。
【０１４７】公称シリアル伝送レートをＲとする。ＤＳ
Ｌモデムが変更できる最小レートのステップを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＊ｄＲであれば、達成可能なレートの組は｛Ｒ
−２＊ｄＲ、Ｒ−ｄＲ、Ｒ、Ｒ＋ｄＲ、Ｒ＋２＊ｄＲ｝
で示される。例えばＲ＝３００キロ−シンボル／秒であ
り、ｄＲ＝１００キロ−シンボル／秒とする。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。
【０１４８】Ｎは各伝送されるデジタルシンボルによっ
て送られるビット数を示すものとする。例えば、ＶＲＤ
ＳＬモデムは組｛２，３，４，５｝におけるＮでの運用
をサポートする。Ｎの値が大きくなれば所定の期間中に
より多数のビットを送ることができるが、ノイズに対す
る許容値は低くなる。
【０１４９】ＲおよびＮレートのパラメータを使用し、
これらが別々に上記値をとることができると仮定する
と、レートテーブルは次のように定義される。
【０１５０】
【表２】
【０１５１】表２におけるレートＲはシンボル／秒の単
位で示され、簡潔にするため、表内の科学的な表記法で
示される。これら表の項目は所定のレートＲおよび各シ
ンボルで示されるＮビットに対する達成可能な伝送スル
ープット（キロビット／秒）を示す。
【０１５２】離散的マルチトーン（ＤＭＴ）変調は、パ
ラレルなサブチャンネルを通して低レートのデータシン
ボルを伝送する。高レートのシリアルデータストリーム
を別々のサブチャンネルで伝送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、このシステム
を周波数選択チャンネルに良好に一致するように合わせ
ることができる。多数のビット／シンボルと共にシンボ
ルを送信するのに、全バンド幅の良好な部分（信号対ノ
イズ比（ＳＮＲ）の大きいサブバンド）を使用する。各
サブチャンネルの利用可能な要領に応じて異なるサブチ
ャンネルに等しくない数のビットが割り当てられる。基
本的には、データは全バンド幅を極めて効率的に使用で
きるようにサブチャンネル間に分散できる。
【０１５３】高レートのシリアルデータストリームを用
いる場合のように、所望する全スループット、チャンネ
ル状態およびモデムのハードウェアの能力に従ってＤＭ
Ｔシステムの全バンド幅を広げたり狭くしたりできる。
更に、ＤＭＴ変調はある時間における１つのサブチャン
ネルにバンド幅を広げたり狭くしたりする能力を提供す
る。これにより、多数のサブチャンネルを有するＤＭＴ
システムに対しては可能なバンド幅を極めて多数選択で
きるようになる。所望する場合、全バンド幅を固定しな
がらサブチャンネルの数を変えることができる。
【０１５４】簡略にするため、サブチャンネルのバンド
幅を一定に維持しながら、使用するサブチャンネルの数
によって使用する全チャンネルバンド幅を制御するＤＭ
Ｔシステムを検討する。Ｎはサブチャンネルの間のビッ
ト／シンボルの平均数を示すものとする。このＮは高レ
ートシリアル伝送システムの場合のように整数に制限さ
れるものではない。しかしながら本例では、Ｎをほぼ整
数の値であると考える。次は、ＤＭＴのためのレートテ
ーブルの一例である。
【０１５５】
【表３】
【０１５６】パラメータＴは各サブチャンネルのバンド
幅が約３．３ＫＨｚであるサブチャンネルの数を示し、
Ｎはサブチャンネル全体で示されるビット／シンボルの
平均数を示し、テーブルの項目はキロビット／秒の単位
で示されている。
【０１５７】実際のＤＭＴレートテーブルはサブチャン
ネルを変化分１だけ増減できる。更に各サブチャンネル
に割り当てられたビット数は別々に制御できる。従っ
て、ＤＭＴレートテーブルは極めて小さいレートの変化
分で調節できる潜在力がある。
【０１５８】ソフトウェアドライバレイヤー７３１０、
７４１０は、上記レートテーブルと極めて類似するレー
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パラメータ
およびテーブル項目は異なることとなる。同期化、復
調、誤り訂正デコーディングおよびハードウェア制御ビ
ットのストリップ後、これまで検討した基礎となる変調
方式のいずれかに対する、得られるレートテーブルは次
のようになり得る。
【０１５９】
【表４】
【０１６０】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）と表示される
が、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ＶＲＤＳＬモデル
における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。
【０１６１】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レイヤー７
３１０、７４１０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によって特定で
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に対し利用可能な総レ
ートを表示できる。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
ンプログラムに対し総スループットの一部を割り当て
る。下記の説明は、総データスループットを区分し、管
理する、概念的な考えを提供する。
【０１６２】ＶＲＤＳＬ内の次の事象によってデータリ
ンクレイヤー内のレート取り決めが開始される。 −ＶＲＤＳＬ内のデータ接続すなわちチャンネルの現在
の割り当てを変更するためのリクエスト、例えば新しい
チャンネルのリクエストまたは現在のチャンネルレート
の変更。 −ＶＲＤＳＬの物理的レイヤーが総チャンネル容量の変
化を検出した際に、総チャンネル容量が増減する場合。
【０１６３】ＶＲＤＳＬの初期化後は初期チャンネル接
続として（例えば１６Ｋｂｐｓの）制御チャンネルが割
り当てられている。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、レート取り決め情報を含む制御
情報をすべて送受信するのに使用される。
【０１６４】データリンクレイヤー内のレート取り決め
は多数の信号データフォーマットおよび一定ステートの
オートマトンとして記述できる。
【０１６５】レート取り決め信号データはデータリンク
制御プロトコル、例えば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内に封入される。このプロ
トコルフィールドはＶＲＤＳＬレート取り決めプロトコ
ルに対するタイプ０ｘｃ０２４を示す。図２２ｂ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（８ビッ
ト）であり、レート取り決めパケットの種類を識別す
る。ＰＰＰ ＬＣＰに対してはコード１〜１１が保留さ
れている。ＶＲＤＳＬに対しては次のような特別な定義
がある。 １３ チャンネルマップ変更リクエスト １４ チャンネルマップ否定応答 １５ チャンネルマップ変更拒否 １６ チャンネルマップ変更応答 ＩＤ：ＩＤフィールドは８ビットであり、リクエストお
よび返答のマッチングを助ける。 長さ：長さフィールドは２オクテットであり、全レート
取り決め信号データパケットの長さを示す。 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
線内のその時のチャンネル割り当ておよびチャンネル変
化のリクエストを示す。このデータは自己のヘッダおよ
びチャンネルエントリフィールドによって示される情報
の下記の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
【０１６６】これら２つの部分の情報はすべて２オクテ
ットのチャンネルエントリ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エントリの最高位ビットを高
レベルにセットすることである。
【０１６７】図２２ｃ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。コードが１４（チャンネルマ
ップ変更否定応答）であるとき、チャンネルマップデー
タフィールドは総容量、利用できる容量、現在のチャン
ネルマップおよび否定応答された１つ以上のチャンネル
エントリを含む。これら否定応答されたチャンネルエン
トリには最高位ビット（ｍｓｂ）によってフラグが立て
られる。コードが１５または１６のとき、チャンネルマ
ップデータフィールドは総容量、利用できる容量および
現在のチャンネルマップデータを含む。
【０１６８】チェックサム：標準的なＴＣＰ／ＩＰアル
ゴリズムを使用してチェックサムフィールドが計算され
る。（チェックサムフィールドを除く）メッセージ内の
１６ビットすべての整数の合計の１の補数。
【０１６９】ＶＲＤＳＬではリンクレイヤーレート取り
決めはチャンネルマップ変更（ＣＭＣ）とも称される。
ＣＭＣ方法は特定の事象および動作によってトリガされ
るステート変更によって記述される。図２３ａおよび２
３ｂ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取り決めのためのステー
ト図を示す。
【０１７０】ＶＲＤＳＬ通信モデル、伝送レートを変更
できるモデム用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２４に示されるレート取り決め方
法を使用できる。図２４は、レート取り決め方法全体の
簡略された機能図を示す。
【０１７１】現在のＱＡＭに基づく音声バンドモデム
は、通信を初期化するのに呼び出しモデムと応答モデム
との間でハンドシェイクシーケンスを利用している。同
期化を行うには、応答モデムは対応する星座ポイントの
交互に変化するシンボルを伝送する。例えばＶ．３２モ
デムは同期化プロセスにおいて図２５における星座ポイ
ントＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを利用する。応答モデムは２５６個
のシンボルの間、交互に変化するシンボルＡＢＡＢＡＢ
‥‥を伝送する。２５６個のシンボルの後に、１６個の
シンボルの間、交互に変化するシンボルＣＤＣＤＣＤ
‥‥を伝送する。２つのシンボルシーケンスの間の過渡
期間は呼び出しモデム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発生する。第２の
シンボルシーケンス後、応答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伝送を開始する。このシ
ーケンスは呼び出しモデム受信機に設けられた等化器を
トレーニングするのに使用される。図２５は、Ｖ．３２
トレーニング星座配置を示している。
【０１７２】音声バンドチャンネル（３０Ｈｚ〜３．３
ＫＨｚ）の周波数応答は公称平らである。チャンネルを
等化する前に交互に変化するＡＢＡＢ‥‥およびＣＤＣ
Ｄ‥‥を確実に検出できる。しかしながらこのことは、
ＭＤＳＬモデムのケースには当てはまらない。１／４Ｔ
１の間、これらモデムは電話回線の５００ＫＨｚまでの
スペクトルを使用する。図２５ｂは電話のＣＳＡループ
６の周波数応答を示している。タイミング同期を試みる
前に回線の部分的等化を可能とする起動方法が必要とさ
れる。
【０１７３】好ましい実施例は、ＭＤＳＬモデムのため
の起動ハンドシェイク方法を利用しており、更に受信機
部分を構成するためにアルゴリズムを使用している。
【０１７４】図２５ｃは、ＣＡＰ回線コードを使用する
中央局およびＲＵ ＭＤＳＬモデムのための提唱されて
いる起動方法のための時間軸を示す。次の表は、図２５
ｃの種々の部分を示している。
【０１７５】 セグメント 説 明 Ａ，Ｄ １つの直交チャンネルはＣＡＰ星座配列の最大値を使用する繰り 返されるＫシンボルシーケンスである。１６の星座ポイントの場 合、このチャンネルは±３の値をとることができる。 その他の直交チャンネルはＣＡＰ星座配列のすべての可能なポイ ントを使用するランダムシーケンスである。１６の星座ポイント の場合、チャンネルは±１または±３の値をとることができる。 Ｂ，Ｅ １つの直交チャンネルはセグメントＡで使用されるＫシンボルシ ーケンスの反転バージョンである長さＫのシーケンスである。 その他の直交チャンネルはＣＡＰ星座配列のすべての可能なポイ ントを使用するランダムシーケンスである。１６の星座ポイント の場合、チャンネルは±１または±３の値をとることができる。 Ｃ，Ｆ １つの直交チャンネルはＣＡＰ星座配列のすべての可能なポイン トを使用する長さＬのランダムシーケンスである。１６の星座ポ イントの場合、チャンネルは±１または±３の値をとることがで きる。他方の直交チャンネルはＣＡＰ星座配列のすべての可能な ポイントを使用する長さＬのランダムシーケンスである。１６の 星座ポイントではチャンネルは±１または±３の値をとることが できる。
【０１７６】起動方法は次のとおりである。 中央局（ＣＯ）モデム １．このＣＯモデムは常にオンとされるが、アイドルス
テートにもなり得る。セグメントＡを連続して伝送し、
セグメントＤを聴取する。 ＲＵモデム １．ＲＵモデムが回線に接続され、ＣＯモデムからのセ
グメントＡの聴取を開始する。 ２．一旦セグメントＡを検出すると、セグメントＤの伝
送を開始する。
【０１７７】ＣＯモデム ２．ＣＯモデムが一旦ＲＵモデムからのセグメントＤを
検出すると、ＲＵモデムからのハンドシェイクを更に行
うことなくセグメントＢ、Ｃおよび有効データを伝送す
る。 ＲＵモデム ３．ＲＵモデムはセグメントＢを聴取し、一旦検出する
とＣＯモデムからのハンドシェイクを更に行うことなく
セグメントＥ、Ｆおよび有効データを伝送する。 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。セグメントＢが検出された後、
ＲＵモデムはセグメントＣからのデータを使用して、そ
の等化器のトレーニングを開始する。
【０１７８】ＣＯモデム ３．ＣＯモデムはＲＵモデムからのセグメントＥを聴取
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。セグメントＥが検出された
後、ＣＯモデムはセグメントＦからのデータを使用し
て、その等化器のトレーニングを開始する。
【０１７９】受信機は初期タイミング同期化を得るため
の循環同期化技術を利用する。起動時にＲＵモデムはＫ
（例えば１５とすることができる）個のシンボル期間に
対し、時間の等しい部分的に離間した適応化等化器を設
定する。この等化器を同期用等化器と称す。この等化器
がシンボル期間中に２回作動する場合、必要なタップ数
は２×Ｋとなる。シンボル期間当たりのサンプル数が４
つの場合、必要なタップ数は４×Ｋ等となる。
【０１８０】受信機は同期用等化器のトレーニングデー
タのために送信機と同じＫシンボルのシーケンスを使用
する。等化器の長さはシンボルシーケンスの長さの倍数
であるので、伝送シーケンスと受信機の基準シーケンス
の間の相対的位相は問題とはならない。
【０１８１】同期用等化器の２乗平均エラーがスレッシ
ョルド値よりも低く低下している場合、セグメントＡが
検出されている。受信機は適応化プロセスを停止し、係
数を解析する。次に同期用等化器のフィルタのフロント
でほとんどのエネルギを有するＮ個の連続係数をグルー
プ分けするように円形に係数を回転する。ＮはＣＡＰ復
調で使用される直交適応化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期間
と送信機のシンボル期間とが一致する。
【０１８２】回転後、受信機は信号を濾波し続けるが、
同期用等化器の係数を更新することはない。同期用等化
器の出力は長さＫのマッチングされたフィルタへ送られ
る。このマッチングされたフィルタはセグメントＢを検
出するのに使用される。このフィルタの係数は伝送され
るチャンネルシーケンスＢとなっている。このシーケン
スは２つの値しか有しないので、２進相関器を使用する
ことも可能である。
【０１８３】マッチングしたフィルタ（相関器）の出力
がスレッショルドよりも大であるときは、受信機は次の
シンボルがトレーニングデータの開始点であることを知
っている。次に受信機はＣＡＰ復調で使用される直交適
応型フィルタを構成する。これらフィルタも実際の物理
的チャンネルのインパルス応答に長さが依存する、部分
的に離間した適応化等化器となっている。これら復調等
化器はセグメントＣの公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。トレーニングの完了後、復調
用等化器は判断モードに入り、ここでＣＡＰスライサか
ら基準データが出される。
【０１８４】次に、図２６ａを参照する。ここにはＤＭ
Ｔ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
のこ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２６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。このトレーニングシ
ーケンスの基本ユニットはランダムデータブロック｛Ｘ
ｎ｝、０≦ｎ＜Ｎとなっている。このシーケンス全体は
図２６ａに示されるように、データブロックの符号が２
ブロックおきに交互に変わりながらランダムデータブロ
ック｛ｘｎ｝が繰り返されるように配置されている。
【０１８５】説明を容易にするため、次のように表記す
る。時間領域等化器のタップｗ１；（時間領域等化器を
含む）チャンネルインパルス応答ｈｋ；等化器の前の受
信機データｙｍ［ｎ］および等化器の後の受信機データ
ｚｍ［ｎ］（ここでｍはデータブロック上の表示を示
す）。図２６における伝送信号に対応する受信信号は次
のとおりである。
【０１８６】
【数５】
【０１８７】ここで、ｐｎはトレーニングシーケンスに
重ねられたパイロットトーンである。式の右側の第２項
は先のフレームからのシンボル間干渉への属性である。
この第２項は演算すなわちフレーム４−１を実行するこ
とによって第１項から分離できる。
【０１８８】
【数６】
【０１８９】プリフィックスの長さをＬとすれば、理想
的チャンネルインパルス応答は次のようになる。
【０１９０】
【数７】
【０１９１】次の式が成立するように、時間領域等化器
ｗ１を選択すれば、条件（２）を満足できる。
【０１９２】
【数８】
【０１９３】式（３）が次の１組の線形の式となること
を証明することは容易である。
【０１９４】
【数９】
【０１９５】下記のように、トレーニングシーケンスを
選択する場合、
【０１９６】
【数１０】
【０１９７】式（４）の一義的な解は、ｈｋ＝０（ここ
でｋ≧Ｌである）となり、これは（２）と同じである。
【０１９８】
【数１１】
【０１９９】であるので、式（１）は次のようにも書く
ことができる。
【０２００】
【数１２】
【０２０１】（３）と（５）とを組み合わせ、一般的な
ＬＭＳアルゴリズムを使用し、次の繰り返しを行うと、
ｗ１を見つけることができる。
【０２０２】
【数１３】
【０２０３】上記トレーニングシーケンスからフレーム
境界情報を得ることもできる。式（１）から判るよう
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長い場合、ｅｒｒ［ｎ］は、ｎがフ
レーム４の端部まで増加する際にｈＮ＝Ｋ→０と同じよ
うに０に近づく。しかしながらフレーム５内でデータが
スタートする際は次のようになる。
【０２０４】
【数１４】
【０２０５】ＡＤＳＬアプリケーションでは高周波にお
ける銅線内の減衰が大きいので、チャンネルインパルス
応答ｈ は極めて頻繁に符号を切り換えるとは予想され
ない。トレーニングブロック｛ｘｎ｝の開始点における
ｘｎの値が同じ符号を有する場合、式（７）における合
計は建設的となる。従って、ｅｒｒ［ｎ］の大きさがフ
レームの境界ｎ＝０で増加し始める。図２６ｂはｅｒｒ
［ｎ］の時間シーケンスを示す。図２６ｂに示されるよ
うに、誘導されるシーケンスのｅｒｒ［ｎ］の立ち上が
りエッジはフレームの同期化に使用でき、ｅｒｒ［ｎ］
の後方エッジは時間領域の等化器のトレーニングに使用
できる。ｅｒｒ［ｎ］の立ち上がりエッジの場合と同じ
理由から、式（１）での合計を建設的とするには、ブロ
ックｘＮ−ｋの終了部におけるトレーニングシーケンス
の要素は同じ符号を有していなければならない。次の演
算を行うことにより上記式を容易に検出することもでき
る。
【０２０６】
【数１５】
【０２０７】フレームｄｅｔ［ｎ］のパワーとフレーム
ｚ［ｎ］のパワーｐｗｒとを比較し、ｐｗｒ＿ｄｅｔ＜
＜ｐｗｒであればトレーニングシーケンスが検出された
ことを意味する。トレーニングシーケンスを完了するに
は図２６ｃ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とお
りである。
【０２０８】
【数１６】
【０２０９】この場合、検出信号は次のとおりである。
【０２１０】
【数１７】
【０２１１】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である。すなわちｐｗｒ＿ｄｅｔ＞
ｐｗｒである。受信されたデータストリーム内で一旦ｐ
ｗｒ＿ｄｅｔが検出されると、ＤＭＴ受信機はこれがト
レーニングシーケンスの終了部であると判断する。時間
領域等化器トレーニングではなくフレーム境界検出に使
用される、フレーム５内にトレーニングシーケンスの終
了のためのデータパターンが挿入されているので、この
ことは、時間領域の等化器の更新には影響しない。
【０２１２】時間領域の等化器のトレーニング後、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
の等化器トレーニングシーケンスはまさに繰り返し可能
なブロック｛ｙｎ｝から構成できる。図２６ｄは全トレ
ーニングシーケンスを示す。トレーニングシーケンス
｛ｙｎ｝の再開時にはｐｗｒ＿ｄｅｔは高いままであ
る。
【０２１３】ＴＭＤモデムはチャンネル長さを短縮する
のに時間領域等化器を一般に使用する。この時間領域等
化器の長さは何十（例えば３２）個ものタップのように
長くすることができる。受信機内にかかるフィルタを構
成するには１つのフレームごとに少なくともＬ・Ｎの乗
算を行わなければならない（ここでＬはフィルタ長さで
あり、ＮはＤＭＴフレームの長さである）。標準的なシ
ステム、例えばＬ＝３２、Ｎ＝５１２では乗算回数は１
６３８４回である。ＦＦＴのフレームが必要とする計算
とこの値とを比較することは興味あることである。Ｎポ
イントの実ＦＦＴの計算は、
【０２１４】
【外１】
【０２１５】の複素数の乗算と複素数の加算として近似
できる。５１２ポイントの実数ＦＦＴのためのＡＤＳＬ
の場合、数字は約５８３２回の実数演算となる。従っ
て、時間領域等化器はＦＦＴを使用する計算能力よりも
ほぼ３倍かかる。時間領域の等化器のために計算能力を
削減すると、システムのコストが低減できる。本発明に
よれば、受信機側に時間領域の等化器を構成する代わり
に、送信機側に適応型フィルタが構成されている。この
フィルタの構成は送信機のＩＦＦＴ演算と時間領域のた
たみ込みとを組み合わせ、総計算能力を２分の１に低減
している。
【０２１６】本発明では送信機に設けられた適応型フィ
ルタがチャンネルインパルス応答全体の長さを短縮して
いる。図２７ａに示されるように、プリフィックスに挿
入されたデータ９５１５のストリームがチャンネル９５
１８へ進む前に送信機のフィルタ９５１６へ送られる。
ｔ１が送信機のフィルタ９５１６を示し、ｃｋがチャン
ネル９５１８を示す場合、送信機のフィルタは結合され
たチヤンネルインパルス応答ｔ１＊ｃｋがプリフィック
ス長さＬよりも短くなるように設計されている。
【０２１７】代表的なＴＭＤ送信機では、データのフレ
ームＸｋ、０≦ｋ＜Ｎは時間領域シーケンスｘｎ、０≦
ｎ＜Ｎ（９５１１）にフーリエ変換（９５１０）され
る。次にシーケンスの前にＬポイントのプリフィックス
９５１２が挿入される。この結果生じるデータストリー
ム９５１５は次のように表される。
【０２１８】
【数１８】
【０２１９】
【外２】
【０２２０】である線形たたみ込みは次のように表され
る。
【０２２１】
【数１９】
【０２２２】送信機のフィルタ９５１６の長さがＬより
も短く制限されている場合、式（２１）の線形たたみ込
みはＮ＝０から始まる
【０２２３】
【外３】
【０２２４】なる円形たたみ込みと同じとなる。従っ
て、Ｎ＝０から次の周波数領域においてフィルタを構成
できる。
【０２２５】
【数２０】
【０２２６】ここで、Ｔｋ＝ＦＦＴ（ｔｋ）である。時
間領域シーケンスはすべて実数であるので、式（２３）
は次のように表示することによりＮ／２個のポイントの
演算しか必要としない。
【０２２７】
【数２１】
【０２２８】しかしながら、シーケンス
【０２２９】
【外４】
【０２３０】の最初のＬ個のポイントでは線形たたみ込
みはもう円形たたみ込みと同じ結果とならない。時間領
域のたたみ込みからｙｎの正しい最初のＬ個のポイント
が得られる。時間領域たたみ込みは予めフィルタ処理さ
れたデータｘｎ＝ＩＦＦＴ（Ｘｎ）を必要とするので、
送信機のＩＦＦＴ９５１０の他に別のＩＦＦＴ演算９６
１２が必要である。図２７ｂには周波数領域の乗算と時
間領域のたたみ込みとを組み合わせるこのフィルタの構
成が示されている。上記説明では、フィルタタップの数
はＬ個に制限されているが、原則はより普遍的である。
フィルタタップの数をＭ個に変えると、Ｎ＋Ｌ＝Ｍ個の
ポイントの演算は円形たたみ込みと等価的となり、周波
数領域で実現できる。最初のＭ個のポイントの演算は線
形たたみ込みによって行わなければならない。
【０２３１】同じパラメータＬ＝Ｍ＝３２、Ｎ＝５１２
での受信機側での時間領域の等化器のための１６３８４
回の演算と、時間領域でＬ・Ｍ＝１０２４回の乗算を必
要とするハイブリッドの時間−周波数領域の送信機のフ
ィルタとを比較すると、周波数領域で２・Ｎ／２＝５１
２回の乗算と、更に５１２ポイントのＦＦＴが行われ、
これは５８２回の乗算と加算を必要とする。演算の総回
数は７３６８回であり、これは時間領域の等化器よりも
５０％少ない。
【０２３２】送信機フィルタのための図２８ａのトレー
ニングアルゴリズムは時間領域の等化器のトレーニング
アルゴリズムに類似している。トレーニングシーケンス
は時間領域で構成され、基本単位は次のランダムデータ
のブロックとなっている。
【０２３３】
【外５】
【０２３４】シーケンス全体は図２８ａに示されるよう
な２つのブロックおきにデータブロックの符号が交互に
変化するよう、下記のランダムブロックが時間と共に繰
り返すように配置されている。
【０２３５】
【外６】
【０２３６】組み合わされたチャンネルインパルス応答
がｈｋであるとすれば、図２８ａにおける伝送信号ブロ
ックに対応する受信信号は次のようになる。
【０２３７】
【数２２】
【０２３８】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。上記式の右側の第
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、フレーム４−フレーム１のように逐次減算す
ることにより、第１項から分離できる。この結果生じる
シーケンスは次のとおりである。
【０２３９】
【数２３】
【０２４０】組み合わされたチャンネルインパルス応答
をＬよりも短くするには、すなわち、
【０２４１】
【数２４】
【０２４２】となるには、式（７）は次の条件を満足し
なければならない。
【０２４３】
【数２５】
【０２４４】更に、ｚｎ＝ｙｎ＊ｃｎであり、かつ
【０２４５】
【数２６】 であるので、次のような関係となる。
【０２４６】
【数２７】
【０２４７】ここで、
【０２４８】
【数２８】
【０２４９】は、送信機のフィルタを通過することなく
受信されるシーケンスである。送信機のフィルタ係数は
次のＬＭＳアルゴリズムにより更新できる。
【０２５０】
【数２９】
【０２５１】繰り返しループを完了するには更新された
送信機フィルタの係数ｔ１は受信機からフィードバック
チャンネルを介して送信機へフィードバックする必要が
ある。受信機側では、シーケンス
【０２５２】
【数３０】
【０２５３】を同時に得ることはできないので、送信機
がフィルタｔｋを構成する前に、シーケンス
【０２５４】
【数３１】
【０２５５】を集め、記憶してもよい。このプロセスは
アドレス指定されないハンドシェイクプロトコルに依存
する。図２８ｂには送信機フィルタのトレーニングのフ
ロー図が示されている。
【０２５６】ＭＤＳＬの回線管理部分はホストソフトウ
ェアがＭＤＳＬを再構成し、ＭＤＳＬが単一リンクモー
ドで専用回線下で作動できるようにできる。現在、ＭＤ
ＳＬは次のようなモードを使用している。 ・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）
【０２５７】ＬＬＳＬモードでは遠隔通信回線はリモー
トＭＤＳＬシステムによってＭＤＳＬ通信に関与するだ
けである。この回線接続モードでは１つのデータリンク
だけしか認められない。従って、リンク管理は回線管理
と同じである。
【０２５８】ＬＬＭＬモードは同じ専用回線内で異なる
速度で多数のリンク接続を可能にすることを除けば、Ｌ
ＬＳＬと同様に働く。リンクの数およびリンク速度は回
線速度の容量に合わせて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、リンク指向であることを除けば同じ回線管理方式に
従う。
【０２５９】ＳＬＳＤモードはリモートサーバで制御さ
れるＭＤＳＬ−Ｃにより自動的にＭＤＳＬ−Ｒモデムが
ダイヤルされる交換ＭＤＳＬ回線上で働く。このモード
では回線管理は通常の電話サービス（ＰＯＴＳ）回線と
独立している特殊なＭＤＳＬダイヤルアップ方法に従
う。ＭＤＳＬモデムの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定義されている。
この初期化方法は２つのダイヤルアップＩＤを有する。
１つはＭＤＳＬ−Ｃポートに関連し、他方はＭＤＳＬ−
Ｒモデムに関連している。ＭＤＳＬ−Ｃポートのための
ＩＤは加入者の電話番号＋１つの数字とすることができ
る。この数字を０にするとＭＤＳＬ−ＲモデムのＩも加
入者電話番号＋１に選択した１つの数字とすることがで
きる。２〜９までの他の８つの値は保留する。ＳＬＨＤ
モードはＭＤＳＬダイヤルアップ手順により音声バンド
モデムのモードと同様に作動する。この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
り手動でダイヤルされる。
【０２６０】次の章では、作動モードの一例として単一
リンクモードを備えた専用回線下のＭＤＳＬ回線接続管
理について説明する。ＭＤＳＬ回線管理ホストインター
フェースは、回線がデータパケットの送受信に対しレデ
ィ状態となるようにホストソフトウェアにより回線を構
成できる。このホストソフトウェアはデータフローを停
止するようにマニュアルで回線接続を停止することも可
能である。
【０２６１】ＭＤＳＬ回線管理ソフトウェアインターフ
ェース内の回線コンフィギュレーションコマンドは、ホ
ストソフトウェアが回線をＭＤＳＬにサポートされた回
線モードのうちの１つに構成するようにするのに使用さ
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
トコルの設定も行う。このコマンドは通常、ＭＤＳＬ初
期化またはエラー再生プロセス中に呼び出される。この
コマンドの実行に成功した後は、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
するのにレディ状態となる。データフローを可能とする
ようにＬＬＭＬに対しデータリンクをオープンにする
か、クリエイトしなければならない。ＭＤＳＬの回線構
造は非同期手順となっている。このＨＯＳＴにはＭＤＳ
Ｌによって発生された「回線接続」インターラプト信号
により回線が成功裏に構成されたことが通知される。図
２９ａにはＭＤＳＬにおける回線構成プロセスが示され
ている。
【０２６２】ホストインターフェース ＭｄｓｌＬｉｎｅＣｏｎｆｉｇｕｒｅ （ＩＮ Ｌｉｎ
ｅＭｏｄｅ、ＩＮ ＴｘＳｐｅｅｄ、ＩＮ ＲｘＳｐｅ
ｅｄ、ＩＮ ＭａｘＴｘＦｒａｍｅＳｉｚｅ、ＩＮ Ｍ
ａｘＲｘＦｒａｍｅＳｉｚｅ、ＩＮ ＴｘＰｒｏｔｏｃ
ｏｌ、ＩＮ ＲｘＰｒｏｔｏｃｏｌ）
【０２６３】ＬｉｎｅＭｏｄｅ入力パラメータはＭＤＳ
Ｌをどの回線モードに対して構成するかを指定する。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− 多数のリンクを備えた専用回線 ２− ソフトダイヤルアップを備えた交換回線 ３− ハードダイヤルアップを備えた交換回線 ＴｘＳｐｅｅｄおよびＲｘＳｐｅｅｄは上り方向および
下り方向の回線スピードを与える。
【０２６４】ＭａｘＴｘＦｒａｍｅＳｉｚｅおよびＭａ
ｘＲｘＦｒａｍｅＳｉｚｅ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指定している。ＴｘＰｒｏｔ
ｏｃｏｌおよびＲｘＰｒｏｔｏｃｏｌはデータを送信す
るのに使用される物理的レイヤーのフレーミングプロト
コルを定義している。現在、次の定義を有する。 ビット０− ビット１はフレーミングプロトコルネーム
を定義する。 ００ − 未処理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はパケットヘッダ圧縮が行われるかどうかを表
示する。ビット３はパケットデータ圧縮が行われるかど
うかを表示する。ビット４はデータが暗号化されるかど
うかを表示する。
【０２６５】ＭＤＳＬ回線管理ホストインターフェース
では、中心回線コマンドはＭＤＳＬがデータフロー制御
のためにデータの送受信を停止することを命令する。こ
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
フラグのすべてをフラッシングし、メッセージをリモー
ドＭＤＳＬへ送り、リクエストを通知し、マニュアルで
回線を「回線切断」状態にする。このコマンドは回線が
「回線接続」状態にあるときに限り効果がある。それ以
外の場合、このコマンドはエラーに戻る。中心回線コマ
ンドは非同期プロセスであり、図２９ｂに示されるよう
に「回線切断」状態にされたことをＨＯＳＴに通知す
る。
【０２６６】ホストインターフェース ＭｄｓｌＨａｌｔＬｉｎｅ（） ＭＤＳＬ内では回線のハンギングまたは予想されないこ
とをレポートするために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の
専用回線モードでは次の回線ステートが定義される。 ・ 回線ドロップ − 回線がプラグインされていない
か、破壊されており、物理的な信号が受信されない状態 ・ 回線切断 − 回線が物理的には接続されてい
るがデータ伝送するのにレディでない状態 ・ 回線接続 − 回線がデータパケットの送受信
をするのにレディ状態となっていること
【０２６７】ＭＤＳＬ回線管理ホストインターフェース
は管理ステータス情報を得るのに２つの方法を提供す
る。１つの方法は、次のゲット回線ステータスコマンド
を呼び出す方法である。 ＭｄｓｌＧｅｔＬｉｎｅＳｔａｔｕｓ （ＯＵＴ Ｌｉ
ｎｅＳｔａｔｕｓ，ＯＵＴ ＬｉｎｅＣｏｎｆｉｇｕｒ
ｅ） ＬｉｎｅＳｔａｔｕｓパラメータは上記ＭＤＳＬ回転ス
テータス情報をリターンさせる。ＬｉｎｅＣｏｎｆｉｇ
ｕｒｅはＭｄｓｌＬｉｎｅＣｏｎｆｉｇｕｒｅ（）コマ
ンドによってセット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。
【０２６８】回線ステータスの変更をホストソフトウェ
アに伝える他の方法は、回線管理事象を登録することで
ある。所定の事象が生じた際に、ＭＤＳＬはホストソフ
トウェアを中断できる。回線管理に関連した事象は次の
とおりである。 ・ 回線接続： 回線の接続が既に確立されてい
る。 ・ 回線切断： 先に接続されていた回線がＭｄｓ
ｌＨａｌｔＬｉｎｅ（）の呼び出しまたは所定の予想さ
れないことにより切られていること。 ・ 回線ドロップ： 回線が物理的に切断されており、
回線内で信号を受信できないこと。
【０２６９】図２９ｃに示されるように、回線ステータ
スを定期的にホストソフトウェアがポークできるように
するためのＭＤＳＬによって発生されるタイマーインタ
ーラプト信号もある。回線接続メッセージは互いに接続
された２つのＭＤＳＬエンドの間で交換する必要はな
い。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る。ＭＤＳＬ−ＣとＭＤＳＬ−Ｒ
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ている。 ・ 回線コンフィギュレーションコマンドパケット ・ 回線中止コマンドパケット ・ アクノレッジメントパケット
【０２７０】次に、図３０ａ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をマッチングするのに役立つ。
長さをオクテット単位のパケット長さである。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 ・ データ送信速度 ・ データ受信速度 ・ 最大送信フレームサイズ ・ 最大受信フレームサイズ ・ 先に定義されたデータ送信プロトコル ・ 先に定義されたデータ受信プロトコル
【０２７１】標準ＴＣＰ／ＩＰアルゴリズムを使用して
チェックサムが計算される。（チェックサムフィールド
を除く）メッセージ内のすべての１６ビット整数の合計
の１の補数。
【０２７２】次に図３０ｂを参照すると、ここには回線
中心コマンドパケット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をマッ
チングするのを助ける。長さはオクテット単位のパケッ
ト長さである。
【０２７３】標準ＴＣＰ／ＩＰアルゴリズムを使用して
チェックサムが計算される。（チェックサムフィールド
を除く）メッセージ内のすべての１６ビット整数の合計
の１の補数。
【０２７４】次に図３０ｃを参照すると、ここにはアク
ノ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。コードはどの種類のアクノレッジメントパケッ
トであるかを定義しており、次のような定義を有する。 ２ − 回線コンフィギュレーションアクノレッジメン
ト ４ − 回線コンフィギュレーションリジェクト ６ − 回線中心アクノレッジメント 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。Ｌはバイトを単位とするパケット長さ
である。ステータスコードは次の定義を有する。 ・ ＳＵＣＣＥＳＳ ・ 識別されないパケットＩＤ ・ コンフィギュレーションデータの一部は受け入れで
きない ・ コンフィギュレーションを完全にリジェクトする ・ チェックサムエラー
【０２７５】データはリモートエンドでコンフィギュレ
ーションデータのどの部分が受け入れできないかを指定
するオクテットの０または偶数を含む。標準ＴＣＰ／Ｉ
Ｐアルゴリズムを使用してチェックサムが計算される。
（チェックサムフィールドを除く）メッセージ内のすべ
ての１６ビット整数の合計の１の補数。
【０２７６】パワーオンにした後に内部初期化プロセス
によりＭＤＳＬ−Ｒが自動的に優先される。このプロセ
スは４つの工程を含む。チャンネルプロービング、回線
コード選択、レート取り決めおよびトランシーバトレー
ニングを含む。初期化後、ＭＤＳＬ−Ｒはスタンバイモ
ードに変化する。このときの回線ステートは先に定義し
た「切断」ステートである。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ＭｄｓｌＬ
ｉｎｅＣｏｎｆｉｇｕｒｅ（）コマンドを送る。次にＭ
ＤＳＬ−Ｒはコンフィギュレーションデータと共にＭＤ
ＳＬ−Ｃへ回線コンフィギュレーションコマンドを送
る。ＭＤＳＬ−Ｃはこの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
ックした後に回線コンフィギュレーションを確認するた
めアクノレッジメントパケットを送る。ＭＤＳＬ−Ｃが
コンフィギュレーションデータを取り込むことができな
い場合、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メッセージを与える。コンフィギュ
レーションデータの一部しか受け入れ可能でない場合、
データフィールドは図３１ａ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を含む。
【０２７７】接続が確立した後は次の事象が生じるまで
接続された状態のままである。 ・ 回線が抜かれるか破壊される場合 ・ ＭＤＳＬ−Ｒへの給電が停止される場合 ・ ＭＤＳＬ−Ｃがサービスしなくなる場合
【０２７８】ＭＤＳＬ−Ｃが遮断されつつあるか、また
はＭＤＳＬ−Ｒがパワーダウンされるときはいつも、回
線中止コマンドパケットが送られる。コマンド送出器は
アクノレッジメントパケットが受信されるか、または回
線中心コマンドがタイムアウトするまで、回線中止コマ
ンドパケットを送り続ける。受信機側ではメッセージ送
出器へアクノ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３１ｂ
はＭＤＳＬ−Ｃがサービスしなくなる前に、回線中心コ
マンドを送っている一例である。
【０２７９】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する簡単で、ユーザにや
さしく、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。ホストインターフェースは次の
ような機能を提供する。 ・ 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 ・ データパケットの送受信
【０２８０】ホストコマンド／制御通信機能は、デバイ
スの初期化、ＥＥＰＲＯＭ内にない場合のローカルＲＡ
ＭへのＤＳＰコードのダウンロード、ＭＤＳＬへのコマ
ンドの送信、ステータス変化のモニタおよびレポートを
含む。
【０２８１】２つのＭＤＳＬ−ＣとＭＤＳＬ−Ｒとの間
の回線接続信号は、異なる回線モード、例えばダイヤル
アップ回線モードと専用回線モードとに応じて異なるよ
うにすることができる。ダイヤル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。このモードではシステムのソフトウェ
アおよびハードウェアはＭＤＳＬ−Ｒ側の電話アプリケ
ーションプログラミングインターフェース（ＴＡＰＩ）
およびＭＤＳＬ−Ｃ側の電話サービスプロバイダインタ
ーフェース（ＴＳＰＩ）と共に作動し、接続を確立しな
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される。しかしながらこのモード
は標準ＰＯＴＳサービスを提供するものではない。
【０２８２】ＭＤＳＬ（例えばＨＤＬＣ）には物理的レ
イヤーのパケット化使用することが好ましい。ＰＰＰの
ための最大パケットサイズは１５００バイトであるが、
フレームに対し３２バイトのオーバーヘッドを認めなけ
ればならない。ＭＤＳＬはパケットバッファから回線へ
データを送り、パケットを送ったことをホストに通知す
る。更に、新しいパケットが受信バッファに挿入された
ことをホストに伝える。送受信パケットはＭＤＳＬ上の
共用メモリとすることができる。
【０２８３】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：システムでのコマンドの実行のすべてを中止し、
送信／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
【０２８４】（２）ＤＳＰモジュールのロード
【０２８５】（３）セットインタラプトマスク 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
ンタラプトをイネーブルする パラメータ：ＥｖｅｎｔＭａｓｋはインタラプトマスク
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。ビットに対する１の値は、そ
のビットに対応するインタラプトを可能にする。テーブ
ル内に定義されていないすべてのビットは将来使用する
ために保留されており、０にセットしなければならな
い。
【０２８６】
【表５】 送信バッファが一度に１つのパケットしかホールドでき
ない場合、＊の表示のついたこのインタラプトはパケッ
トで送られたインタラプトと共に冗長である。
【０２８７】４．インタラプトステータスを取り込む シンタックス：ＧｅｔＩｎｔｅｒｒｕｐｔＳｔａｔｕｓ
（） 説明：選択された事象の発生に基づき、インタラプトス
テータスを入手 パラメータ：なし リターン：ＥｖｅｎｔＳｔａｔｕｓ。ＭＤＳＬは表５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。この機能を呼び
出すと、ちょうどファイアされたインタラプトがクリア
される。
【０２８８】次の回線接続管理コマンドが利用できる。 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どんな種類の回線モード
ＭＤＳＬを構成すべきかを表示する。つぎのようなビッ
ト定義がある。定義されていないすべてビットは将来使
用するために保留される。
【０２８９】
【表６】 リターン：なし
【０２９０】２．回線ステータスを取り込む シンタックス：ＧｅｔＬｉｎｅＳｔａｔｕｓ（） 説明：このコマンドは１６ビットの番号をリターンし、
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表７にこのリターンさ
れた番号の定義が記載されている。
【０２９１】
【表７】
【０２９２】３．接続された回線を中止 シンタックス：ＨａｌｔＬｉｎｅ（） 説明：データフロー制御のためのデータの送受信を停止
するよう、ＭＤＳＬに通知する。すべての内部バッファ
をフラッシングし、回線をマニュアルで切断ステートに
する。 パラメータ：なし リターン：なし
【０２９３】次のデータパケット送受信コマンドが利用
できる。 １．パケットを送信 シンタックス：ＳｅｎｄＰａｃｋｅｔ（ＤａｔａＰｔ
ｒ，Ｓｉｚｅ） 説明：このコマンドは１つのデータパケットがＭＤＳＬ
送信パケットにコピーされたことを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ラプトが発
生される。ＤａｔａＰｔｒはデータパケットが記憶され
ている送信バッファのメモリアドレスをポイントする。
パケットの長さは認められる最大パケットサイズ以下に
しなければならない。 リターン：なし
【０２９４】２．受信情報のチェック 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：ＤａｔａＰｔｒはパケットが記憶されてい
るメモリアドレスをリターンするのに使用され、Ｓｉｚ
ｅは受信されたパケットのサイズをリターンするのに使
用され、ＥｒｒｏｒＦｌａｇは伝送中にエラーが生じた
場合、０でない値にセットされる。 リターン： １ − 受信バッファ内にデータがある場合 ０ − 受信バッファ内にデータがない場合
【０２９５】３．送信情報のチェック シンタックス：ＣｈｅｃｋＳｅｎｄＩｎｆｏ（） 説明：このコマンドはＭＤＳＬ送信バッファがエンプテ
ィである場合、０をリターンする。それ以外の場合、バ
ッファ内に残されているバイトの数をリターンする。 パラメータ：なし リターン：バッファのデータサイズを送る。送信バッフ
ァが空の場合０であり、それ以外は送信場合内に残され
ているバイトの数となる。
【０２９６】図３２および３３は、住宅地におけるパソ
コンで共通するウィンドウズ９５またはウィンドウズＮ
Ｔ環境を有するホストと共に使用されるモデム１００の
ためのドライバのソフトウェア構造を示す。図３４は、
ソフトウェアドライバ構造をより一般的に示す。ＭＤＳ
Ｌ ＮＩＣのシステムソフトウェアはウィンドウズＮＴ
３．５およびウィンドウズ９５オペレーティングシステ
ムのためのＮＤＩＳ３．０ＷＡＮミニポートドライバと
して構成されている。
【０２９７】次は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イ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
【０２９８】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制御（ＭＡＣ）サブレイヤーを制御
し、管理するためのＮＤＩＳミニポートドライバとして
構成される。この構造は図３３に示されている。これは
ウィンドウズＮＴまたはウィンドウズ９５のインターネ
ットシステムソフトウェア内のコンポーネントとなる。
ＭＤＳＬドライバはＮＤＩＳ３．０内で指定されたイン
ターフェースの定義およびデータ構造に従う。このドラ
イバはシステムを機能させるようにシステム内にインス
トールすなわち統合する必要がある。
【０２９９】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ではプロトコルドライバと共に相互
作用し、下部エッジではＭＤＳＬ ＮＩＣを制御する。
これらすべての相互作用および制御信号はウィンドウズ
ＮＴ／ウィンドウズ９５内のＮＤＩＳライブラリまたは
ＮＤＩＳラッパーを通って進む。
【０３００】図３５はシステムソフトウェアにおけるデ
ータフローの経路を示す。図３５は、入進データがＮＩ
Ｃカードによってどのように受信され、ドライバへ送ら
れ、ここで種々の機能によりトランスポートインターフ
ェースへ送られ、どのようにドライバへリターンされる
かを示している。ＭＤＳＬドライバはＭＤＳＬネットワ
ークアダプタと合体する。このドライバはＭＤＳＬ−Ｒ
と共に家庭のパソコン内にインストールでき、同じドラ
イバを作動させるＭＤＳＬ−Ｃと接続できるが、ＭＤＳ
Ｌ−Ｃの変調アルゴリズムは変えることができる。ＭＤ
ＳＬ−Ｃ側のインターネットルータを用いる場合、ＭＤ
ＳＬ−ＲはＭＤＳＬ ＮＩＣを介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
よびネットスケープを作動できる。データ通信と音声通
信とを同時に行うことができる。
【０３０１】次のエントリポイントすなわち機能はＮＤ
ＩＳ３．０仕様を完全に満たしている。ドライバエント
リポイント（ドライバエントリ）は、メモリにドライバ
がロードされる際にオペレーティングシステムによって
呼び出されるメインエントリポイントである。
【０３０２】入力 ＤｒｉｖｅｒＯｂｊｅｃｔ：オペレーティングシステム
によって発生されるポイント対ドライバオブジェクト ＲｅｇｉｓｔｒｙＰａｔｈ：登録パラメータを読み出す
のに使用されるポイント対レジストリパスネーム
【０３０３】出力 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を呼び出
す。 ２．特性テーブルを初期化し、ＮＤＩＳ ＷＡＮラッパ
ーへＭＤＳＬのドライバエントリポイントを送る。 ３．ＮＤＩＳ ＷＡＮラッパーにＭＤＳＬドライバを登
録するのに、ＮｄｉｓＭＩｎｉｔｉａｌｉｚｅＷｒａｐ
ｐｅｒを呼び出す。
【０３０４】図３６ａは、ＯＳとＮＤＩＳライブラリと
ドライバエントリのためのＭＤＳＬドライバとの間の相
互作用を示す。
【０３０５】ＭＤＳＬモデムを初期化するため、ＮＤＩ
Ｓライブラリにより初期化エントリポイント（Ｍｄｓｌ
Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ）が呼び出される。
【０３０６】入力 ＭｅｄｉｕｍＡｒｒａｙ ：ＮＤＩＳライブラリによっ
てサポートされ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
のエレメント数 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＨａｎｄｌｅ ：ＮＤＩＳライ
ブラリによって割り当てられるＭＤＳＬドライバを識別
するハンドル
【０３０７】出力 ＯｐｅｎＥｒｒｏＳｔａｔｕｓ：リターン値がＮＤＩＳ
＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＯＰＥＮ＿ＥＲＲＯＲである場合、Ｍ
ＤＳＬドライバはこのパラメータをエラーに関する情報
を特定するステータス値にセットする。
【０３０８】ＳｅｌｅｃｔｅｄＭｅｄｉｕｍＩｎｄｅｘ
：ＭＤＳＬドライバはＭＤＳＬドライバのメディアム
タイプを指定するＭｅｄｉｕｍＡｒｒａｙとなるように
このインデックスをセットする。 リターン値： ＭｄｓｌＩｎｉｔｉａｌｉｚｅはＮＤＩ
Ｓ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＳＵＣＣＥＳＳをリターンする。す
なわち次のステータス値をリターンできる。
【０３０９】ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＡＤＡＰＴＥＲ
＿ＮＯＴ＿ＦＯＵＮＤ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＦＡＩＬＵＲＥ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＮＯＴ＿ＡＣＣＥＰＴＥＤ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＯＰＥＮ＿ＥＲＲＯＲ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＵＮＳＵＰＰＯＲＴＥＤ＿Ｍ
ＥＤＩＡ
【０３１０】処理 ＭｄｓｌＩｎｉｔｉａｌｉｚｅは次のことを行う： １．ＭｅｄｉｕｍＡｒｒａｙによりそのメディアムの一
致を探す。一致が発見されない場合、ＮＤＩＳ＿ＳＴＡ
ＴＵＳ＿ＵＮＳＵＰＰＯＲＴＥＤ＿ＭＥＤＩＡがリター
ンされる。 ２．ＭＤＳＬ ＮＩＣのすべてのコンフィギュレーショ
ン情報（インタラプト番号、ボードネーム、チャンネル
アドレスまたは回線アドレス、スイッチタイプ等）を得
る。 ３．ＭＤＳＬドライバデータストラクチャに対しメモリ
を割り当て、これを初期化する。 ４．ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＨａｎｄｌｅとＭＤＳＬ
ＮＩＣとの関連を含むＭＤＳＬ ＮＩＣの物理的属性を
ＮＤＩＳラッパーに通知する。 ５．ＭＤＳＬ ＮＩＣの物理的ロケーションをシステム
アドレススペース内にマッピングする。 ６．ＭＤＳＬ ＮＩＣをリセットすなわち初期化する。 ７．送信キューを設定し、初期化する。 ８．インタラプトを初期化する。 ９．回線を初期化する。
【０３１１】図３６ｂはＮＤＩＳライブラリとＭｄｓｌ
Ｉｎｉｔｉａｌｉｚｅのためのドライバとの間の相互作
用を示す。エントリポイント（ＭｄｓｌＲｅｓｅｔ）は
ＭＤＳＬ ＮＩＣにハードウェアリセットを発生し、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
ルである。 出力 ＡｄｄｒｅｓｓｉｎｇＲｅｓｅｔ ：アドレッシング情
報を現在位置にレストアするためにＮＤＩＳライブラリ
がＭｄｓｌＳｅｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎを呼び出す必
要がある場合に、ＴＲＵＥにセットされる。 リターン値：なし
【０３１２】ＭｄｓｌＲｅｓｅｔはＭＤＳＬ ＮＩＣ上
でソフトウェアリセットを発生する。これはＭＤＳＬ
ＮＩＣのパラメータもリセットできる。ＭＤＳＬ ＮＩ
Ｃのハードウェアリセットが現在ステーションのアドレ
スをリセットする場合、ＭＤＳＬドライバはリセットの
後に現在ステーションアドレスを自動的にレストアす
る。図３６ｃはＮＤＩＳライブラリとＭｄｓｌＲｅｓｅ
ｔのためのドライバとの相互作用を示す。
【０３１３】ＭＤＳＬ ＮＩＣをＮＤＩＳライブラリ機
能内で利用できる新パラメータとなるように再構成する
よう、ＮＤＩＳライブラリによりエントリポイント（Ｍ
ｄｓｌＲｅｃｏｎｆｉｇｕｒｅ）が呼び出される。これ
は、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、これ
らアダプタは実行時間中に変更されたパラメータを有す
ることができる。
【０３１４】入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：Ｍｉｎｉｐｏ
ｒｔＩｎｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンド
ル ＷｒａｐｐｅｒＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＣｏｎｔｅ
ｘｔ ：ＮＤＩＳコンフィギュレーションのハンドル 出力 ＯｐｅｎＥｒｒｏｒＳｔａｔｕｓ ：このパラメータは
リターン値がＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳＯＰＥＮ＿ＥＲＲ
ＯＲである場合にエラーに関する情報を指定するよう、
ＭＤＳＬドライバによってセットされる。 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
【０３１５】ＭＤＳＬ ＮＩＣを中止するようにエント
リポイント（ＭｄｓＨａｌｔ）がＮＤＩＳライブラリに
よって呼び出される。 入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドル 出力 なし 処理 ＭｄｓＨａｌｔは次のことを行う： １．インタラプトハンドリングの登録抹消 ２．システムからＭＤＳＬメモリをアンマッピングす
る。 ３．システムメモリをフリーにする。
【０３１６】図３６ｄは、ＮＤＩＳライブラリとＭｄｓ
ｌＨａｌｔ用のドライバとの間の相互作用を示す。ＭＤ
ＳＬ ＮＩＣのステートを定期的にチェックするよう
に、ＮＤＩＳライブラリによりエントリポイント（Ｍｄ
ｓｌＣｈｅｃｋＦｏｒＨａｎｇ）が呼び出される。 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：ＭＤＳＬ ＮＩＣが作動中でない場合、Ｔ
ＲＵＥ 処理 ＭＤＳＬ ＮＩＣステータスをチェックする。
【０３１７】ＭＤＳＬ ＮＩＣがインタラプトを発生で
きるよう、ＮＤＩＳライブラリによりエントリポイント
（ＭｄｓｌＥｎａｂｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔ）が呼び出
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ラプトを発生で
きるようにする。
【０３１８】ＭＤＳＬ ＮＩＣがインタラプトを発生で
きないように、ＮＤＩＳライブラリによりエントリポイ
ント（ＭｄｓｌＤｉｓａｂｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔ）が
呼び出される。 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ラプトを発生で
きないようにする。
【０３１９】ＭｄｓｌＩＳＲはＭＤＳＬドライバインタ
ラプトのサービスルーチンエントリポイントである。 入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドル。 出力 ＩｎｔｅｒｒｕｐｔＲｅｃｏｇｎｉｚｅｄ ：ＭＤＳＬ
ＮＩＣがインタラプト回線を共用しており、そのＮＩ
Ｃからインタ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がインタラプト回線を共用している
か、またはインタラプトの取り扱いを終了するためにＭ
ｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔを呼び出さなけ
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
【０３２０】処理 この関数はインタラプトに応答して高い優先度で働く。
ＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔに対してはよ
り低い優先度の仕事を残す。次のようなことを行う： １．インタラプトの理由を得る ２．ハードウェア内でインタラプトをクリアする。 ３．従って、ＩｎｔｅｒｒｕｐｔＲｅｃｏｇｎｉｚｅｄ
およびＱｕｅｕｅＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕ
ｐｔをセットする。
【０３２１】インタラプトを処理するよう、ＮＤＩＳラ
イブラリ内の引き延ばされた処理ルーチンによりエント
リポイント（ＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐ
ｔ）が呼び出される。 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
【０３２２】処理 ＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔは次のことを
行う： １．ＭＤＳＬ ＮＩＣをチェックし、インタラプトの理
由を得る。 ２．次の起こり得るインタラプトを１つずつ処理する。 − 受信バッファ内にパケットが挿入されている場合 − パケットが送られた場合 − 回線が接続された場合 − 回線が切断された場合 − 回線がダウンした場合 − 受信バッファのオーバラン
【０３２３】ＭＤＳＬドライバの能力およびステータス
について問い合わせるよう、ＮＤＩＳライブラリにより
エントリポイント（ＭｄｓｌＱｕｅｒｙＩｎｆｏｒｍａ
ｔｉｏｎ）が呼び出される。 入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドル ＯＩＤ：ドライバがダイナミックコンフィギュレーショ
ン情報および統計的情報を記憶している管理情報ブロッ
ク内の管理されたオブジェクト（または情報要素）のオ
ブジェクトＩＤ。そ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。
【０３２４】ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒ：情
報を受けるバッファである。 ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒＬｅｎｇｔｈ：Ｉ
ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒのバイトの長さ 出力 ＢｙｔｅｓＷｒｉｔｔｅｎ：ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢ
ｕｆｆｅｒに実際に書き込まれたバイト数 ＨｙｔｅｓＮｅｅｄｅｄ：特定のオブジェクトのための
完全な情報を得るのにさらに必要ななバイト数
【０３２５】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＿ＬＥＮＴＧ
Ｈ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＩＮＶＡＬＩＤ＿ＯＩＤ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＮＯＴ＿ＡＣＣＥＰＴＥＤ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＮＯＴ＿ＳＵＰＰＯＲＴＥＤ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＰＥＮＤＩＮＧ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ
【０３２６】処理 ＭＤＳＬドライバは次のＯＩＤを同期してアクノレッジ
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をリターンする 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に対する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
ンク速度（３８４０００ｂｐｓ）をリターン
【０３２７】ＯＩＤ＿ＧＥＮ＿ＴＲＡＮＳＭＩＴ＿ＢＵ
ＦＦＥＲ＿ＳＰＡＣＥ：（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つのパケットしか許可さ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
がセットされる。 ＮＤＩＳ＿ＭＡＣ＿ＯＰＴＩＯＮ＿ＲＥＣＥＩＶＥ＿Ｓ
ＥＲＩＡＬＩＺＥＤ、 ＮＤＩＳ＿ＭＡＣ＿ＯＰＴＩＯＮ＿ＮＯ＿ＬＯＯＰＢＡ
ＣＫ および ＮＤＩＳ＿ＭＡＣ＿ＯＰＴＩＯＮ＿ＴＲＡＮＳＦＥＲＳ
＿ＮＯＴ＿ＰＥＮＤ
【０３２８】ＯＩＤ＿ＧＥＮ＿ＤＲＩＶＥＲ＿ＶＥＲＳ
ＩＯＮ：ＭＤＳＬドライバのメジャーおよびマイナーバ
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＿ＭＥＤＩＵＭ＿ＳＵＢＴＹＰＥ：ＭＤ
ＳＬ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
ＩＮＦＯ構造をリターンする 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ＮＤＩＳ ＳＴＡＴＵＳ
ＩＮＶＡＬＩＤ ＯＩＤをリターンする。
【０３２９】図３７ａ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
されている情報を変更するため、ＮＩＤＳライブラリに
よってエントリポイント（ＭｄｓｌＳｅｔＩｎｆｏｒｍ
ａｔｉｏｎ）が呼び出される。 入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されるハンドル ＯＩＤ：ドライバがダイナミックコンフィギュレーショ
ン情報および統計的情報を記憶している管理情報ブロッ
ク内の管理されたオブジェクト（または情報要素）のオ
ブジェクトＩＤ。そ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：情報を記憶する
バッファである。 ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒＬｅｎｇｔｈ：Ｉ
ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒのバイトの長さ
【０３３０】出力 ＢｙｔｅｓＲｅａｄ ：ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＢｕｆ
ｆｅｒから読み出されたバイト数 ＨｙｔｅｓＮｅｅｄｅｄ：ＯＩＤを満足するのにさらに
必要ななバイト数 リターン値：ＭｄｓｌＱｕｅｒｙＩｎｆｏｒｍａｔｉｏ
ｎはＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＳＵＣＣＥＳＳ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＿ＬＥＮＴＧ
Ｈ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＩＮＶＡＬＩＤ＿ＯＩＤ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＮＯＴ＿ＡＣＣＥＰＴＥＤ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＮＯＴ＿ＳＵＰＰＯＲＴＥＤ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＰＥＮＤＩＮＧ ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ
【０３３１】処理 ＭＤＳＬドライバは次のＯＩＤを同期してアクノレッジ
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と無関係に
全パケットを常に表示するので、なにもしないで直接Ｎ
ＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＳＵＣＣＥＳＳをリターンす
る。 ＯＩＤ＿ＧＥＮ＿ＷＡＮ＿ＳＥＴ＿ＬＩＮＫ：Ｉｎｆｏ
ｒｍａｔｉｏｎＢｕｆｆｅｒに記憶されていたＭｄｓｌ
ＬｉｎｋＣｏｎｔｅｘｔをＭＤＳＬＷａｎＬｉｎｋＩｎ
ｆｏ構造内にコピーする。他のすべてのＯＩＤに対して
はＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＩＮＶＡＬＩＤ＿ＯＩＤを
リターンする。
【０３３２】図３７ｂは、ＮＤＩＳライブラリとＭｄｓ
ｌＳｅｔＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ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ラプトを取り
扱うため、ＭｄｓｌＨａｎｄｌｅＩｎｔｅｒｒｕｐｔに
より機能（ＭｄｓｌＲｅｃｅｉｖｅＰａｃｋｅｔ）が呼
び出される。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を呼び出さないので、ＮＤＩＳのＭ
ｄｓｌＴｒａｎｓｆｅｒＤａｔａのエントリを交換する
のにこの関数が使用される。 入力 ＭｄｓｌＡｄａｐｔｅｒＣｏｎｔｅｘｔ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅによって初期化されたＭＤＳＬアダプ
タハンドル 出力 なし リターン値：なし
【０３３３】プロセス ＭｄｓｌＲｅｃｅｉｖｅＰａｃｋｅｔは次のことを行
う。 １．データ伝送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．パケットが到着し、検査のためにパケット全体が利
用できることを示すのに、ＮｄｉｓＭＷａｎＩｎｄｉｃ
ａｔｅＲｅｃｅｉｖｅを呼び出す。 ３．上記呼び出しがＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＳＵＣＣ
ＥＳＳをリターンする場合、ＮｄｉｓＷａｎＩｎｄｉｃ
ａｔｅＲｅｃｅｉｖｅＣｏｍｐｏｌｅｔｅを呼び出し、
受信事象の終了を表示する。
【０３３４】図３７ｃは、ＮＤＩＳライブラリとＭｄｓ
ｌＲｅｃｅｉｖｅＰａｃｋｅｔのためのドライバとの間
の相互作用を示す。
【０３３５】媒体上でアダプタを介してパケットを伝送
するよう、ＭＤＳＬ ＮＩＣドライバに命令するよう、
ＮＤＩＳライブラリによりエントリポイント（Ｍｄｓｌ
ＷａｎＳｅｎｄ）が呼び出される。この呼び出しが来る
時に媒体がビジー状態であれば、ＭＤＳＬドライバはそ
の後の時間の間、送信コマンドを待つか、最大送信値を
下げる。 入力 ＭｄｓｌＢｉｎｄｉｎｇＨａｎｄｌｅ ：ＭｄｓｌＩｎ
ｉｔｉａｌｉｚｅからリターンされるハンドルである。 ＭｄｓｌＬｉｎｋＨａｎｄｌｅ：回線が接続されている
とき、ＮＤＩＳ＿ＭＡＣ＿ＬＩＮＫＵＰ表示からリター
ンされるハンドル ＷａｎＰａｃｋｅｔ：隣接するバッファへのポインタを
含むＮＤＩＳ＿ＷＡＮ＿ＰＡＣＫＥＴ構造に対するポイ
ンタ 出力 ステータス：リターン値が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
【０３３６】処理 ＭｄｓｌＷａｎＳｅｎｄはつぎのことを行う： １．パケットサイズをチェックし、有効であるかを確認
する。 ２．現在回線が接続されているかをチェックする。 ３．媒体が現在ビジー中でない場合、すぐにパケットを
送り、ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＳＵＣＣＥＳＳをリタ
ーンする。媒体がビジーである場合、パケットを送信リ
スト内に挿入し、ＮＤＩＳ＿ＳＴＡＴＵＳ＿ＰＥＮＤＩ
ＮＧをリターンする。このパケットが送信された後に、
ＭＤＳＬドライバはＮｄｉｓＷａｎＳｅｎｄＣｏｍｐｌ
ｅｔｅを呼び出し、送信の完了を表示する。
【０３３７】図３７ｄは、ＮＤＩＳライブラリとＭｄｓ
ｌＷａｎＳｅｎｄのための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では、種々の
ネットワークソフトウェアコンポーネントが、図３７ｅ
に示されるように、論理的階層となるようにバインドさ
れるか、共にリンクされている。ネットワークコンポー
ネントをインストールする際に、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ぶかを記述する情報がウィンドウ
ズＮＴのレジストリに書き込まれる。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バイ
ンドを管理している。ドライバのバインドは図３８に示
すように働く。
【０３３８】システムのための外部インターフェースは
次のとおりである。 ユーザインターフェース ＭＤＳＬドライバはエンドユーザが直接見ることはでき
ない。このドライバはＮＤＩＳラッパーによりシステム
内でプロトコルスタックにより結合される。アプリケー
ションは異なる標準プロトコルのＡＰＩ、例えばウィン
ドウソケット、ＮｅｔＢＩＯＳ、ＲＰＣ等によりこれを
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の上部エッジ関数およびドライバメインエントリポイ
ントを提供する。このドライバは特定のネットワークイ
ンターフェースカード（ＮＩＣ）とは独立した多数のタ
スクを実行するのにｎｄｉｓ．ｌｉｂおよびｎｄｉｓｗ
ａｎ．ｌｉｂに定義された関数を呼び出す。
【０３３９】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、ＩＰデータグラムまたはヘッダ圧縮、マイク
ロソフト社のポイント間圧縮および暗号化を行った、ま
たは行わない、その他のフレームとすることができる。
ＮＤＩＳ ＷＡＮライブラリ内でシンプルＨＤＬＣフレ
ーミングスイッチがオンとされる場合、簡単なＨＤＬＣ
フレームとすることもできる。これらのより高度のレイ
ヤーフレーミングのすべては、ＭＤＳＬドライバに対し
てトランスペアレントである。 設計上の制約 設計はＮＤＩＳ３．０ＷＡＮドライバ仕様を満たさなけ
ればならない。
【０３４０】属性 利用可能性／回復 エントリポイント処理中のエラーはドライバのカタスト
ロフィックな故障を引き起こすものではない。エラーは
呼び出し側まで送られ、ＮＤＩＳは適当な処理を実行す
る。ＭＤＳＬ ＮＩＣを初期化する際、または回線接続
を確立する際の故障は、エラーを呼び出し側に戻す。送
受信パケット中のエラーはロギングされる。
【０３４１】ソフトウェアの取得 ＤＳＬバンド動作に関し、マルチモードモデムを構成す
るためのソフトウェアはフラッシュＥＰＲＯＭ（フラッ
シュＥＰＲＯＭを含むように改造されたＤＳＬモデムの
ボードバージョンの図１９ａを参照）へダウンロードす
ることにより取得できる。このダウンロードは既にマル
チモードモデム内にある音声バンドコンフィギュレーシ
ョン（Ｖ．３４）を使用することにより実行できる。特
にホストはソース側電話番号を呼び出すのに音声バンド
モデムの動作を使用でき、これにより音声バンドを通し
てフラッシュＥＰＲＯＭにＤＳＬバンド動作のためのソ
フトウェアをダウンロードできる。同様に、ＤＳＬバン
ドソフトウェアの更新を音声バンドまたはＤＳＬバンド
を通してダウンロードできる。図３９はかかるダウンロ
ードプロセスを示す。
【０３４２】次に図４０ａ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３．３ＫＨ
ｚにすぎない。ＭＤＳＬでは当該最高周波数は数百ＫＨ
ｚとすることができる。例えば１／４Ｔ１のレートでは
上り方向チャンネルの中心周波数Ｆｃ１は１００ＫＨｚ
であるが、下り方向チャンネルの中心周波数Ｆｃ２は３
００ＫＨｚである。各チャンネルのバンド幅は２０ＫＨ
ｚであり、当該最高周波数はＦ２＋＝４００ＫＨｚであ
る。達成せんとしていることは、低コストのプログラマ
ブルデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）によりデータを
処理できるようにすることである。本発明は図４０ａに
示された双方のパスバンド信号がＤＳＰに同一に見える
ようにすることにより、処理条件をどのように低減する
かを解決するものである。
【０３４３】ＭＤＳＬモデムは２つのモード、すなわち
中央局（ＣＯ）モードと遠隔地ユーザ（ＲＵ）モードを
有する。ＣＯモードではモデムは上部周波数バンドで伝
送し、下部周波数バンドで受信する。ＲＵモードでは逆
の事態となる。すなわちモデムは下部周波数バンドで伝
送し、上部周波数バンドで受信する。
【０３４４】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
２倍の最小サンプリングレートが必要である。ＣＯモデ
ムに対してはアナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）
はＦ１＋の２倍で受信信号をサンプリングできるが、デ
ジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）に対してはＦ
２＋の２倍でサンプルを発生しなければならない。ＤＡ
Ｃは、ＲＵモデムに対してはＦ１＋の２倍で作動できる
が、ＡＤＣはＦ２＋の２倍で作動しなければならない。
【０３４５】本発明はＭＤＳＬモデムを実現するのに、
サンプリングレート、すなわち処理条件を下げるのにデ
ジタルサンプリンクルート変換を利用している。
【０３４６】ＲＵモデムに対してアナログ−デジタル変
換プロセスに高サンプリングレートが接続される。図４
０ｂには、ＲＵモデムにおける１／４Ｔ１例のモデム受
信機フロントエンドが示されている。３００ＫＨｚを中
心とする入進アナログ信号は、まずバンドパスフィルタ
で濾波され、当該バンド幅をアイソレートすることによ
り、信号対ノイズ比を最大にしている。次に信号は、ｆ
２＋の２倍の通常のナイキストレート、すなわち８００
ＫＨｚでＡＤＣによりサンプリングされる。
【０３４７】図４０ｃには、デジタル領域におけるサン
プリングスペクトルが示されている。Ｆ
ｓａｍｐｌｉｎｇ／４＝２００よりも下に信号はないの
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まで安全に低下できる。このよ
うな２分の１の間引きにより、図４０ｄに示されるよう
に１００ＫＨｚを中心とする反転したイメージが発生さ
れる。
【０３４８】間引かれたデータストリームの他の各サン
プルに（−１）を乗算することにより、元のイメージを
得ることができる。ＡＤＣ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８００Ｈｚの代わりに４００ＫＨｚで作動できる。中
央局（ＣＯ）モデムではデジタル−アナログプロセスで
高い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のに
は、８００ＫＨｚの最小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、スペクトルを上部のバンドに多少自動的に
変換できれば、より良好となる。図４１ａはデジタル領
域における低バンドの信号のスペクトルを示す。
【０３４９】より高いレートとなるようデジタル技術で
アップサンプリングすることにより発生されるエイリア
スの生じたイメージを利用することにより変換を達成で
きる。８００ＫＨｚへの２倍のアップサンプリングは計
算された出力サンプル間に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周波数でイメージが発生す
る。ＤＡＣに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４１ｂに示されたアナログ出力スペクト
ルが発生される（図の外の左側には変換方法により生じ
たサインの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３００
ＫＨｚ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、これら値はＤＳＰで計算する必
要はない。このスペクトルはＲＵモデムにおいて間引き
方法によって再び反転されるので、反転値は奇数サンプ
ルを（−１）で乗算することによって訂正するか、また
は完全に廃棄することができる。図４１ｃに示されるよ
うに、ＤＳＰの外部に設けられた簡単な外部ロジックに
より、ゼロサンプルのインターリーブ方法を実現でき
る。
【０３５０】結論として、サンプリングレートの変換の
応用によりＭＤＳＬモデム内のＤＳＰは下部周波数バン
ドでのみ常に送受信することができる。従って、この計
算は通常、実際のアナログ信号周波数内容によって決ま
る、より低いサンプリングレートに基づく。ＡＮＳＩ規
格委員会ＴｌＥ１．４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）が選択されている。このＴｌＥ１規格活
動へのこれまでの寄与により、ＡＤＳＬ−２ビットレー
ト（６〜７Ｍｂｐｓ）のために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１
９ビットの精度が必要であるとの要求がなされた。この
問題は、固定ポイントの１６ビットプロセッサ内でどの
ようにＦＦＴを実行し、ＡＤＳＬ−２ビットレートに対
し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。
【０３５１】通常、固定ポイントのＦＦＴを実行する
際、データはステージごとに手探りでスケールダウン
し、乗算および加算演算中に固定ポイント値がオーバフ
ローするのを防止している。ステージ中にオーバフロー
が生じないようなデータ値の範囲となっている場合、ダ
ウンスケーリングの結果、精度の不要なロスが生じる。
【０３５２】本発明の要旨に従いこの問題を解決する方
法は、各ＦＦＴステージ前にデータを検査し、ステージ
中にオーバ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法を使用して、１
６ビットの固定ポイントで順方向および逆ＦＦＴの双方
を実現することである。これにより、オーバフローが生
じない時の手探りのダウンスケーリングによって生じる
不要な精度のロスが除かれる。スケーリングが必要であ
る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。このデータは右
側にシフトすることにより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。一般に、データ値が最大値であり、特定のサイ
ン／コサイン値がついている特定の場合において、一般
に双方のシフト量が作用するが、１回のシフト値でもオ
ーバフローが生じ得る。
【０３５３】ＦＦＴの終了時にＦＦＴ出力データを正規
化（リスケール）できるよう、ＦＦＴ中の総スケーリン
グ量が維持される。付録として添付したものは、解決案
をテストするのに使用されたＣコードのテストバージョ
ンである。この可変スケーリング方法は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、手探りスケーリングよりも、より多くの処理能力を
必要とする。１６ビット可変スケーリングされる固定ポ
イントＦＦＴよりも１９ビットの固定ポイントの固定ス
ケーリングＦＦＴのほうが、予想される信号対ノイズ作
動レンジ内でかろうじて良好となることがシミュレーシ
ョンの結果判った。
【０３５４】固定ポイントのＦＦＴの可変スケーリング
によりステージごとにオーバフローが発生せず、精度を
改善するため別の処理能力が利用できるようなデータレ
ンジとなっている応用例で利点が得られる。
【０３５５】中央局エンドでは多数のＭＤＳＬ回線を取
り扱うのにモデムプールを使用できる。各ＭＤＳＬ回線
には専用回線を結合する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。１つ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、Ｍ
ＤＳＬモデムプールの多数回線能力を更に高めることが
できる。
【０３５６】図４２ａはＭＤＳＬモデムプールはＮ個の
論理ＭＤＳＬモデムを有することができ、各モデムは送
信機部分と受信機部分から成る。モデムプールの設置に
より送信機は同じ中央局のクロックに同期できる。ＭＤ
ＳＬ回線集中化および共用モデムプールアーキテクチャ
のために、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、すべての論理的モデム間で容易にア
クセス可能となっている。送信信号の同期化および送信
信号のアクセスの可能性により、ＮＥＸＴキャンセル技
術の適応化が可能となっている。ＭＤＳＬモデムプール
と組み合わせてマルチ入力−マルチ出力ＮＥＸＴキャン
セルを実現できる。
【０３５７】ＮＥＸＴおよびエコーキャンセルハードウ
ェアのコストを回避するためには、好ましいＭＤＳＬモ
デムは中央局から加入者への下り方向の送信およびその
逆の上り方向への伝送に周波数分割デュプレクス方法を
使用する。下り方向の伝送は通常、ＭＤＳＬスペクトル
の高いほうの周波数部分を占有し、下り方向と上り方向
の周波数分離は高次のバンドパスフィルタの使用に基づ
く。図４２ｂは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との間でガードバンドを使用する
ことを示している。更に、異なるモードに対して、下り
方向の各スペクトルのバンド幅を変えることができる。
個々の回線状態および下り方向対上り方向のスループッ
ト比に従い、スペクトル割り当てを最適にできるので、
このようなことが必要となり得る。
【０３５８】バンドパスフィルタのストップバンドにお
ける一定量の減衰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接近により、逆チャンネルから常に
ある程度の残留ノイズが生じる。残留ノイズの相対的強
度は加入者回線のかなりの減衰により受信信号の残留ノ
イズの相対的強度と比較して無視できるものではない。
異なるＭＤＳＬ回線間で上り方向のスペクトルと下り方
向のスペクトルが重なりある可能性があるので、ガード
バンドの領域内で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ＮＥＸＴノ
イズの干渉を最小にするのに、ＮＥＸＴキャンセル法を
使用できる。
【０３５９】図４３は追加ＤＳＰチップを増設するか、
または増設することなく、同一ＭＤＳＬモデムプールユ
ニット内に逆チャンネルＮＥＸＴキャンセラバンクを構
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。ＮＥＸＴキャン
セラバンクはＮ個のＭＤＳＬモデムに対応する図４４ａ
に示されるＮ個のＮＥＸＴキャンセラを有する。各キャ
ンセラはサイズＮ個の適応型フィルタを有する。Ｎ個の
すべての適応型フィルタの出力は、対応するモデムのた
めにＮＥＸＴキャンセル信号を形成するように適当に結
合される。各適応型フィルタは図４４ｂに示されるよう
な相関ベクトルのように、受信信号とＮＥＸＴキャンセ
ル信号と対応する送信信号との間のエラー信号に従って
適応化される。
【０３６０】高データレートのデジタル伝送には無シー
ルドのツイストペアを使用できる。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
ば送信信号の整形および受信信号の等化を使用して、ツ
イストペアの伝送媒体のフル容量を利用している。従っ
て、ツイストペアの両端に設けられたモデムのコストが
伝送システムの総コストのかなりの部分を占める。伝送
距離が比較的短い場合、送信機に簡単なアナログ回線ド
ライバを使用し、受信機に簡単なスレッショルドデバイ
スを使用できる。広範なデジタル信号処理の使用を避け
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。
【０３６１】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、高価なチャンネル歪み補償
方法であるという考えを利用することにより、好ましい
本実施例の直接等化方法はコストを最小に維持しながら
伝送距離を延長する対称的なツイストペア伝送チャンネ
ルを利用している。この直接等化方法は非ツイストペア
の対称的伝送チャンネルにも適用できる。
【０３６２】多くの短距離のツイストペアを使用した伝
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の物理的レイヤ
ー、ＩＥＥＥ１３９４、ＩＥＥＥ１３５５等は、チャン
ネル応答が対称的となっている。ブリッジ接続されるタ
ップはないので、時間分割デュプレクスシステムに対し
て逆方向のチャンネル伝達関数は同一となる。これらケ
ースでは、受信信号を検査することによりチャンネル応
答を識別できる。特に、データ伝送期間の間のアイドル
時間中にトレーニングシーケンスを伝送することにより
チャンネル応答を識別できる。歪みの厳しいチャンネル
に対しては容易に識別される２進トレーニングシーケン
スが好ましい。
【０３６３】図４５ａは、５０ｍの２４ゲージツイスト
ペアのチャンネル伝達関数を示す。異なる周波数におけ
る減衰および位相遅延量の差によりチャンネル歪みが生
じる。このチャンネル歪みは次にシンボル間干渉を発生
させ、更にこのシンボル間干渉はアイパターンを閉じ
る。図４５ｂは５０ｍの２４ゲージツイストペアの端部
で受信された信号のアイパターンを示す。このアイパタ
ーンが閉じる程度は、最大アイ開口ポイントで広がる相
対的信号レベルによって判断できる。伝送信号のレベル
を確実に決定できる時間間隔も極めて重要である。実際
のシステムでは、送信機と受信機との間にタイミングジ
ッタが存在する。利用できる判別ウィンドウを広くすれ
ばジッタ条件を低減できる。
【０３６４】チャンネル歪みによりアイパターンが閉じ
ることは、チャンネル等化器を使用することによって補
償できる。特にボーレートにおける歪み補償により最適
判別ポイントにおける信号レベルの拡散を低減できる。
更に、ボーレートよりも高い歪みは利用可能な判別ウィ
ンドウを広げることができる。換言すれば、ボーレート
の等化器は特定の判別ポイントにおけるアイ開口部を最
大にできるだけであるが、部分的に離間した等化器は１
つのポイントよりも多いポイントでアイ開口部を最大に
し、最適な判別ウィンドウを拡大できる。
【０３６５】図４６ａには、トランシーバの受信経路内
に構成された従来のチャンネル等化器が示されている。
受信される信号は１５１０で増幅され、１５１２でデジ
タルフォーマットに変換される。チャンネル歪みを補償
するために係数１５１６を調節できるプログラマブルフ
ィルタ１５１４が使用されている。これらフィルタ係数
１５１６はフィルタ出力信号レベルと所望する信号レベ
ルとの間の２乗平均エラーを最小とするように計算され
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はデコーディン
グのための信号レベルに量子化する。出力データはアナ
ログ１５３６に変換され、回線ドライバ１５３８はこれ
らデータを交換機１５２０によって変換し、分離を行
う。
【０３６６】従来の等化器を実現するには、通常フル精
度のプログラマブルフィルタが必要である。チャンネル
歪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から３０ＭＨｚまでの範囲
のボーレートに基づくチャンネル等化器も極めて正確な
タイミング回復回路を必要とする。Ａ／Ｄコンバータよ
り後のプログラマブルフィルタ１５１４は等化プロセス
を有効とするにはデータ経路内の分解能が同一またはそ
れ以上のビットとなっ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
能で同じ作動レートの次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くする。
【０３６７】ノイズレス環境下では、チャンネルの周波
数歪みを補償する等化機能は送信機内でプログラマブル
フィルタを使って実行できる。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実
時間で適応化される。データアイドル期間中にフィルタ
係数を適応化するための２レベル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
ルゴリズムを使用し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係数を使用する。
【０３６８】好ましい本実施例の直接等化システムは、
図４６ｂに示されるように、伝送経路と受信経路を含
む。伝送経路ではトレーニングシーケンス１５４０およ
びデータを多重化するためのデータバッファステータス
によって制御されるスイッチ１５３４が設けられてい
る。データバッファがアイドル状態の時は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。伝送の衝突を回避するために双方の側でトレーニン
グシーケンスの伝送を制御するのにより高（ルイヤーの
プロトコルアルゴリズムも必要である。受信経路では、
送信機フィルタの係数の適応化を制御するのに、受信さ
れたデータを検出する機能が必要である。送信フィルタ
１５３２とその適応化機構との組み合わせは直接チャン
ネル等化器を形成している。数ボーインターバルにおい
てデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を使用することに
よりフィルタ係数を定期的に更新できる。
【０３６９】図４６ｂの直接等化器はアイソレーション
スイッチ１５２６と、フィルタ係数計算機１５２８と、
タイミングシーケンス装置１５３０と、出力データ検出
装置１５４２と、デジタル−アナログコンバータ１５３
６と、ラインドライバ１５３８も含む。図５７ａに示さ
れるように、高コスト高速デジタルプログラマブルフィ
ルタの代わりにデータバッファ１５３３を使用すること
もできる。データバッファ１５３３をＤＳＰによって濾
波されたデータで定期的に満たすことができる。このバ
ッファ化された方法によりＤＳＰの処理速度に応じた伝
送遅延量を導入できる。しかしながらツイストペア上の
高伝送レートを維持できる。
【０３７０】受信機または送信機のいずれかに設けられ
たボーレート等化器は、精密なサンプリングポイントに
おけるチャンネル歪みを補償できるだけである。従っ
て、受信機はこれら最適なサンプリングポイントのトラ
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（図４７ｂ）。
【０３７１】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ウサイズを広げるこ
とができる。図４８ａ、４８ｂ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のための部分的に離間
した直接等化器の作用を示す。ボーレートよりも高い直
接チャンネル等化器は、５０％、６６．６％またはそれ
よりも大きい最適サンプリングウィンドウサイズを生じ
得る。ボーレート等化器に対するフィルタ係数は次のよ
うに計算できる。
【０３７２】
【数３２】
【０３７３】ここで、Ｈｋはボー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はボーインター
バルだけ離間した受信信号ベクトルであり、ｄｋはトレ
ーニングシーケンスから使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。直接等化器
システムに対するフィルタ係数はスライサからの量子化
されたデータと共にＬＭＳアルゴリズムを使用して計算
される。量子化されたデータを使用することにより、よ
り高い精度のＡ／Ｄコンバータが不要となる。このフィ
ルタ係数の適応化は符号ＬＭＳアルゴリズムに類似して
おり、次のように表される。
【０３７４】
【数３３】
【０３７５】ここで、Ｑ（．）は量子化演算を示し、ｄ
は２進トレーニングシーケンスの使用により＋１また
は−１である。２倍のボーレートの直接等化器のための
フィルタ係数ベクトルは次のように計算される。
【０３７６】
【数３４】
【０３７７】換言すれば、２倍の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つのボーレートの
等化器の組み合わせである。３倍のボーレートの等化器
のためのフィルタ係数ベクトルも同様に得ることができ
る。直接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。しかしながらチャン
ネル特性に応じ、増加分はわずか数ｄＢの範囲内にしな
ければならない。マルチレベルパルス振幅変調（ＰＡ
Ｍ）信号のパワースペクトルは次のようになる。
【０３７８】
【数３５】
【０３７９】ここで、Ａは信号の振幅に関連し、ｆ０は
ボーレートである。等化器の周波数応答は次のようにな
る。
【０３８０】
【数３６】
【０３８１】ここで、Ｈ（ｆ）はチャンネル伝達関数で
あり、Ｔｓは等化器が作動するサンプルインターバルで
あり、次のように表される。
【０３８２】
【数３７】
【０３８３】代表的なツイストペアチャンネルでは伝達
関数は次のように表される。
【０３８４】
【数３８】
【０３８５】ここで、カテゴリ５のＵＴＰおよび１＝１
５０に対して、α＝１．２９２５×１０−１０あり、我
々の関心の周波数領域に対する周波数応答は次のように
表される。
【０３８６】
【数３９】
【０３８７】等化信号のパワースペクトルはＰＡＭ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４９ａは異なる演算レートの直接等化器によるパ
ワースペクトルを示す。５０ｍのＣＡＴ５ＵＴＰケーブ
ルでは、パワー密度の差は２ｄＢの範囲内となる。
【０３８８】図４９ｂは、ＰＡＭ信号を使用した直接等
化器のためのシミュレーションシステムを示す。特に送
信されるＰＡＭ信号１は（ｚ−ｋ）だけ遅延され、スル
ーチャンネル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ＰＡＭ信号２のための送信機を制御
し、直接等化するのに使用され、受信機２におけるチャ
ンネルを通したこの補償信号はＰＡＭの信号２と比較さ
れる。図５０ａは図４９ｂの受信機１の内部を示し、図
５０ｂは図４９ｂの送信機の内部を示す。
【０３８９】本明細書では次の用語／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 − 通常の従来の電話サービス。電話の呼び
出しおよび通話しか受信しない ＮＤＩＳ − ネットワークデバイスインターフェース
仕様。互いに、かつオペレーティングシステムと相互作
用するように、ネットワークドライバのための標準イン
ターフェースを提供するよう、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 − ＮＤＩＳライブラリま
たはラッパー内に共通な関心を発生させる、ハードウェ
ア固有のコードだけを開発者が書き込むことができるよ
うにするための、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。
【０３９０】以上の説明に関して、更に以下の項を開示
する。 （１）チャンネルを通して送信するようデジタルデータ
のフレームを発生する方法であって、 ａ）１組の周波数領域のデータを提供する工程と、 ｂ）前記周波数領域のデータと前記チャンネルを補償す
るフィルタの周波数領域の１組の係数とをポイントごと
に乗算し、１組の周波数領域の積を発生する工程と、 ｃ）前記周波数領域の積を１組の時間領域のフィルタリ
ングされたデータに変換する工程と、 ｄ）前記周波数領域のデータを時間領域データに変換す
る工程と、 ｅ）前記時間領域のデータを前記フィルタでフィルタリ
ングし、一組の時間領域のプリフィックスデータを発生
する工程と、 ｆ）前記プリフィックスデータおよび前記フィルタリン
グされたデータを縦続することによりフレームを形成す
る工程とを備えた、デジタルデータのフレームを発生す
る方法。
【０３９１】（２） ａ）１組の周波数領域のデータを提供する回路と、 ｂ）前記周波数領域のデータと前記チャンネルを補償す
るフィルタの周波数領域の１組の係数とをポイントごと
に乗算し、１組の周波数領域の積を発生する回路と、 ｃ）前記周波数領域の積を１組の時間領域のフィルタリ
ングされたデータに変換する回路と、 ｄ）前記周波数領域のデータを時間領域データに変換す
る回路と、 ｅ）前記時間領域のデータを前記フィルタでフィルタリ
ングし、１組の時間領域のプリフィックスデータを発生
する回路と、 ｆ）前記プリフィックスデータおよび前記フィルタリン
グされたデータを縦続することによりフレームを形成す
る回路とを備えた、改善されたＤＭＴ送信機。
【０３９２】（３）ＤＭＴ送信機内に適応型フィルタを
設け、該適応型フィルタにおいて、時間領域のたたみ込
みと周波数領域の乗算とを組み合わせ、チャンネルイン
パルス応答長さを短縮することを備えた、チャンネルイ
ンパルス応答を短縮するための方法。
【０３９３】（４）データソースに接続され、逆フーリ
エ変換を実行するための回路と、シリアルデータストリ
ームをパラレルデータストリームに変換し、逆フーリエ
変換のための前記回路に接続された循環プリフィックス
を加えるための回路と、前記変換を行うための回路に接
続され、かつ送信チャンネルに接続された適応側フィル
タとを備えた、改善されたＤＭＴ送信機。
【０３９４】（５）音声周波数バンド内およびこれより
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ＤＭＴおよびＣＡＰのような多数の回
線コードをサポートする。このモデムは同一のハードウ
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）および無キ
ャリアＡＭ／ＰＭ（ＣＡＰ）を実行できるよう、デジタ
ル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を使用する。このモデムは
回線状態およびサービスコスト条件に適合するように、
所望する回線送信レートをリアルタイムで取り決める。
モード間でトーンを交換することにより、各通信の開始
時にラインコードおよびレート取り決めプロセスを実施
できる。回線コードおよびレートコンパティビリティの
ために、４ステップのＭＤＳＬモデムの初期化プロセス
が提供されている。ＣＡＰに基づくＭＤＳＬモデムのた
めの新しい同期か起動手順が提供される。ハンドシェイ
クプロトコルおよび受信機のアルゴリズムによって振幅
の歪みがひどいチャンネル、例えば標準の電話用ツイス
トペアを通して信頼できるモデムの同期化が可能とな
る。このアルゴリズムは受信機側で同期化等化器をトレ
ーニングするのに短い長さのシーケンスを利用する。こ
のシーケンスに対するトレーニングを行った後に、反転
された同期シーケンスを検出するのにマッチングされた
フィルタまたは相関器が使用される。反転シーケンスが
検出されるとＣＡＰ復調等化器の通常の基準シーケンス
のスタートの信号が出される。ＭＤＳＬ回線接続管理方
法は遠隔通信用ワイドエリアネットワーキング環境でＭ
ＤＳＬ−Ｃ（中央局側のＭＤＳＬ）とＭＤＳＬ−Ｒ（居
住地側の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
ステートを記録し、モニタし、他のＭＤＳＬ、更にホス
トプロセッサにステート変更を通知する。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、Ｍ
ＤＳＬのための簡略化されたリンク制御プロトコル（Ｌ
ＣＰ）である。ＤＭＴシステムでは有効なチャンネルイ
ンパルス応答の長さを短縮するのに送信機フィルタが設
けられる。このフィルタの構成は、必要な計算パワーを
低下するために時間領域のたたみ込みと周波数領域の乗
算とを組み合わせることによって行われる。このアルゴ
リズムと送信機のフィルタをトレーニングするための対
応するトレーニングシーケンスが提供される。フィード
バックチャンネルを通してフィルタ係数の更新を行うこ
とができる。
【０３９５】本願は、１９９６年５月９日に米国特許商
標局に出願された、現在継続中の米国特許出願番号第０
８／６４５，０２０号（ＴＩ−２２９６３）の一部継続
出願である、１９９６年６月２０日に出願された、現在
継続中の米国特許出願第０８／６６７，２６７号（ＴＩ
−２２９６３ＡＡ）の一部継続出願である。
【表８】
【表９】
【表１０】
【表１１】
【表１２】
【表１３】
【表１４】
【表１５】
【図面の簡単な説明】
【図１】好ましい実施例のマルチモードモデムを示す。
【図２】好ましい実施例のマルチモードモデムを示す。
【図３】好ましい実施例のマルチモードモデムを示す。
【図４】好ましい実施例のモデムの中央局モデムおよび
分配システムを示す。
【図５】好ましい実施例のモデムの中央局モデムおよび
分配システムを示す。
【図６】好ましい実施例のモデムの中央局モデムおよび
分配システムを示す。
【図７】ＨＷＷＮネットワークアーキテクチャを示す。
【図８】干渉を最小にするためのモードパターンを示
す。
【図９】無線近傍部を示すブロック図である。
【図１０】リモートターミナルを示す。
【図１１】ＨＷＷＮノードタワーユニットを示す。
【図１２】好ましい実施例のモデムアプリケーションお
よびＩＮＳ信号を示す。
【図１３】好ましい実施例のモデムアプリケーションお
よびＩＮＳ信号を示す。
【図１４】好ましい実施例のモデムアプリケーションお
よびＩＮＳ信号を示す。
【図１５】好ましい実施例のモデムアプリケーションお
よびＩＮＳ信号を示す。
【図１６】従来のモデムと加入者回線の容量を示す。
【図１７】従来のモデムと加入者回線の容量を示す。
【図１８】従来のモデムと加入者回線の容量を示す。
【図１９】別の好ましい実施例のモデムを示す。
【図２０】好ましい実施例の初期化を示す。
【図２１】好ましい実施例の初期化を示す。
【図２２】好ましい実施例のレート取り決め方法を示
す。
【図２３】好ましい実施例のレート取り決め方法を示
す。
【図２４】好ましい実施例のレート取り決め方法を示
す。
【図２５】好ましい実施例の同期化方法を示す。
【図２６】好ましい実施例のトレーニング方法を示す。
【図２７】好ましい実施例のトレーニング方法を示す。
【図２８】好ましい実施例のトレーニング方法を示す。
【図２９】好ましい実施例の回線接続管理方法を示す。
【図３０】好ましい実施例の回線接続管理方法を示す。
【図３１】好ましい実施例の回線接続管理方法を示す。
【図３２】好ましい実施例のモデムドライバを示す。
【図３３】好ましい実施例のモデムドライバを示す。
【図３４】好ましい実施例のモデムドライバを示す。
【図３５】好ましい実施例のモデムドライバを示す。
【図３６】好ましい実施例のモデムドライバを示す。
【図３７】好ましい実施例のモデムドライバを示す。
【図３８】好ましい実施例のモデムドライバを示す。
【図３９】好ましい実施例のダウンローディングを示
す。
【図４０】好ましい実施例のサンプリングレート変換を
示す。
【図４１】好ましい実施例のサンプリングレート変換を
示す。
【図４２】好ましい実施例のモデムプールを示す。
【図４３】好ましい実施例のモデムプールを示す。
【図４４】好ましい実施例のモデムプールを示す。
【図４５】ａは２４ゲージの５０ｍツイストペアのチャ
ンネル伝達関数を示す。ｂはチャンネル歪み補償を行わ
ない場合のアイパターンを示す。
【図４６】ａは従来の等化器の構造を示す。ｂは直接等
化システムを示す。
【図４７】ａはバッファを備えた直接等化器を示す。ｂ
はボーレート等化の効果を示す。
【図４８】ａは２倍のボーレートの等化の効果を示す。
ｂは３倍のボーレートの等化の効果を示す。
【図４９】ａは直接等化信号のパワースペクトルを示
す。ｂはシミュレートされた直接等化システムの方法を
示す。
【図５０】ａは等化器の係数の識別を示す。ｂは適応型
送信機を示す。
【符号の説明】
１００ マルチモードモデム １１０ 音声バンドのアナログフロントエンド １３０ スプリッタ １４０ 加入者回線 １５０ プログラマブルデジタル信号プロセッサ １６０ ホストインターフェース回路 １７４ バンドパスフィルタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 チャンネルを通して送信するようデジタ
    ルデータのフレームを発生する方法であって、 ａ）１組の周波数領域のデータを提供する工程と、 ｂ）前記周波数領域のデータと、前記チャンネルを補償
    するフィルタの周波数領域の１組の係数とをポイントご
    とに乗算し、１組の周波数領域の積を発生する工程と、 ｃ）前記周波数領域の積を１組の時間領域のフィルタリ
    ングされたデータに変換する工程と、 ｄ）前記周波数領域のデータを時間領域データに変換す
    る工程と、 ｅ）前記時間領域のデータを前記フィルタでフィルタリ
    ングし、１組の時間領域のプリフィックスデータを発生
    する工程と、 ｆ）前記プリフィックスデータおよび前記フィルタリン
    グされたデータを縦続することによりフレームを形成す
    る工程とを備えた、デジタルデータのフレームを発生す
    る方法。
  2. 【請求項２】 ａ）１組の周波数領域のデータを提供す
    る回路と、 ｂ）前記周波数領域のデータと、前記チャンネルを補償
    するフィルタの周波数領域の１組の係数とをポイントご
    とに乗算し、１組の周波数領域の積を発生する回路と、 ｃ）前記周波数領域の積を１組の時間領域のフィルタリ
    ングされたデータに変換する回路と、 ｄ）前記周波数領域のデータを時間領域データに変換す
    る回路と、 ｅ）前記時間領域のデータを前記フィルタでフィルタリ
    ングし、１組の時間領域のプリフィックスデータを発生
    する回路と、 ｆ）前記プリフィックスデータおよび前記フィルタリン
    グされたデータを縦続することによりフレームを形成す
    る回路とを備えた、改善されたＤＭＴ送信機。
JP9228801A 1996-07-19 1997-07-22 チャンネルを通して送信するようデジタルデータのフレームを発生する方法および装置 Pending JPH10154949A (ja)

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