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特許6235027ワイヤライン通信環境においてノイズ信号を感知するための方法および装置
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6235027
(24)【登録日】2017年11月2日
(45)【発行日】2017年11月22日
(54)【発明の名称】ワイヤライン通信環境においてノイズ信号を感知するための方法および装置
(51)【国際特許分類】
H04B 1/10 20060101AFI20171113BHJP
G01R 29/08 20060101ALI20171113BHJP
【ＦＩ】
H04B1/10 Z
G01R29/08 D
【請求項の数】19
【全頁数】24
(21)【出願番号】特願2015-537843(P2015-537843)
(86)(22)【出願日】2013年10月17日
(65)【公表番号】特表2015-537442(P2015-537442A)
(43)【公表日】2015年12月24日
(86)【国際出願番号】US2013065519
(87)【国際公開番号】WO2014062967
(87)【国際公開日】20140424
【審査請求日】2016年10月17日
(31)【優先権主張番号】61/715,198
(32)【優先日】2012年10月17日
(33)【優先権主張国】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】506009350
【氏名又は名称】イカノス・コミュニケーションズ・インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＩＫＡＮＯＳ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，ＩＮＣ．
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100075672
【弁理士】
【氏名又は名称】峰 隆司
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100140176
【弁理士】
【氏名又は名称】砂川 克
(74)【代理人】
【識別番号】100124394
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 立志
(74)【代理人】
【識別番号】100112807
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 貴志
(74)【代理人】
【識別番号】100111073
【弁理士】
【氏名又は名称】堀内 美保子
(72)【発明者】
【氏名】アロワ、ローラン・フランシス
(72)【発明者】
【氏名】ケースラー、ジュニア・ウィリアム・エドワード
(72)【発明者】
【氏名】ピエールゲス、ローラン
(72)【発明者】
【氏名】ムラルト、アーノルド
【審査官】
佐藤 敬介
(56)【参考文献】
【文献】
特表２０１０−５０６４９７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００６−１１５４０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−００５９２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１０−０５０８１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開平０８−３３５９１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１１／０２３５７５９（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０４Ｂ １／１０
Ｇ０１Ｒ ２９／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ワイヤライン通信システムのカスタマ構内環境中の装置において、
前記ワイヤライン通信システムのデータ信号を受信するように結合されている一次センサと、
送電本線から発生するノイズソース干渉に対応する送電線信号を受信するように前記送電本線に結合されている送電線センサとを具備し、
前記送電線センサは、前記ノイズソース干渉を特徴付けるために、前記一次センサとともに使用され、
前記特徴付けは、前記一次センサと前記送電線センサとにおけるノイズソース電力と、前記一次センサと前記送電線センサとの間のノイズ相関とを推定することによって実行される装置。
前記ワイヤライン通信システムのデータ信号を受信するように結合されている一次センサと、
送電本線から発生するノイズソース干渉に対応する送電線信号を受信するように前記送電本線に結合されている送電線センサとを具備し、
前記送電線センサは、前記ノイズソース干渉を特徴付けるために、前記一次センサとともに使用され、
前記特徴付けは、前記一次センサと前記送電線センサとにおけるノイズソース電力と、前記一次センサと前記送電線センサとの間のノイズ相関とを推定することによって実行される装置。
【請求項2】
前記前記ワイヤライン通信システムは、デジタル加入者線（ＤＳＬ）システム、マルチメディアオーバ同軸ケーブル（ＭｏＣＡ）システム、ホーム電話線ネットワーキングアライアンス（ＨＰＮＡ）ベースネットワーク、または、国際電気通信ユニオン（ＩＴＵ）電話通信ホームネットワーク標準規格（ＩＴＵ−Ｔ Ｇ．ｈｎ）ベースネットワークである請求項１記載の装置。
【請求項3】
電源ユニットをさらに具備し、前記送電線センサは、前記電源ユニットから前記送電線信号を受信する請求項１記載の装置。
【請求項4】
前記送電線センサは、前記送電本線に結合されている外部プローブを含む請求項１記載の装置。
【請求項5】
前記送電線信号は、前記送電本線の、ホットワイヤとニュートラルワイヤ、ニュートラルワイヤとグラウンドワイヤ、および、ホットワイヤとグラウンドワイヤ、のうちの１つまたは複数の組合せから生じる請求項１記載の装置。
【請求項6】
前記送電線信号は、前記送電本線の、ホットワイヤとニュートラルワイヤとの間の差動モード信号と、ホットワイヤとニュートラルワイヤとグラウンドワイヤとの間のコモンモード信号とのうちの１つまたは複数を含む請求項１記載の装置。
【請求項7】
前記送電線信号を使用して、前記データ信号に影響を与えるノイズをキャンセルするように適応されているキャンセラをさらに具備する請求項１記載の装置。
【請求項8】
前記キャンセラは、線形的に重み付けられた総和として、前記一次センサと前記送電線センサとからの出力の組み合わせを使用して、キャンセルを実行するように構成されている請求項７記載の装置。
【請求項9】
前記キャンセラは、前記データ信号と前記送電線信号とに適応線形フィルタリングを実行するように構成されているデジタル信号プロセッサを含む請求項７記載の装置。
【請求項10】
前記ワイヤライン通信システムは、マルチトーンシステムであり、前記キャンセラは、周波数領域において、トーン毎ベースで動作するように構成されている請求項７記載の装置。
【請求項11】
前記キャンセラは、二次センサを使用して実行される別のキャンセル処理を補足するために動作するように構成されている請求項７記載の装置。
【請求項12】
前記キャンセラのうちの１つからの出力を条件付きで選択するセレクタをさらに具備する請求項１１記載の装置。
【請求項13】
前記送電線センサは、前記カスタマ構内環境中のノイズおよびそのソースを、ならびに、前記ワイヤライン通信システムにおける関係するインパクトを特徴付けるために、他のセンサと連携して使用される請求項１記載の装置。
【請求項14】
前記一次センサ、前記送電線センサ、および二次コモンモードセンサを使用して特徴付けが実行される請求項１３記載の装置。
【請求項15】
特徴付けは、前記一次センサ、前記送電線センサ、および二次コモンモードセンサのうちの少なくとも２つの間のカップリングを決定することを含む請求項１３記載の装置。
【請求項16】
前記ノイズソースの数および相対位置の決定は、前記特徴付けに少なくとも部分的に基づいている請求項１記載の装置。
【請求項17】
ワイヤライン通信システムのカスタマ構内環境中の装置において、
前記ワイヤライン通信システムのデータ信号を受信するように結合されている一次センサと、
前記データ信号にインパクトを与え、送電本線から発生するノイズに対応する送電線信号を受信するように前記送電本線に結合されている送電線センサと、
前記受信されたデータ信号と前記受信された送電線信号とにおけるノイズソース電力と、前記受信されたデータ信号と前記受信された送電線信号との間のノイズ相関とに少なくとも部分的に基づいて、前記ノイズの特徴付けを実行する組み込まれたノイズ分析エンジンとを具備する装置。
前記ワイヤライン通信システムのデータ信号を受信するように結合されている一次センサと、
前記データ信号にインパクトを与え、送電本線から発生するノイズに対応する送電線信号を受信するように前記送電本線に結合されている送電線センサと、
前記受信されたデータ信号と前記受信された送電線信号とにおけるノイズソース電力と、前記受信されたデータ信号と前記受信された送電線信号との間のノイズ相関とに少なくとも部分的に基づいて、前記ノイズの特徴付けを実行する組み込まれたノイズ分析エンジンとを具備する装置。
【請求項18】
前記ワイヤライン通信システムを使用する前記装置への送信および前記装置からの送信がサービスされていない間に、前記組み込まれたノイズ分析エンジンは、前記ノイズに関する情報を収集する請求項１７記載の装置。
【請求項19】
前記ワイヤライン通信システムを使用する前記装置への送信および前記装置からの送信がサービスされている間に、前記組み込まれたノイズ分析エンジンは、前記ノイズに関する情報を収集する請求項１７記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照本願は、２０１２年１０月１７日に出願された先の同時係属中の米国仮特許出願第６１／７１５，１９８号の米国特許法第１１９条（ｅ）の下の優先権を主張する。この開示は、全体が参照によって本明細書によって組み込まれている。
【0002】
本発明は、一般に、ワイヤライン通信に関し、さらに詳しくは、ＤＳＬモデムにおけるノイズソースの特徴付けおよび／または緩和の際に使用されるために、送電線に結合されたセンサに関する。
【背景技術】
【0003】
ＤＳＬ構成では、住宅環境において、定常ノイズおよびインパルス性ノイズが生成される。これは、ＩＰＴＶのようなネットワークサービスを配信する住居デバイスのＷＡＮインターフェースの信頼性にインパクトを与える。そのような外乱のソースは、例えば電気掃除機やランプのような家電製品、または、プールポンプや洗濯機等のような機器を含む。主に差動モード（ＤＭ）からＤＭカップリングに帰結すると予想されているＤＭセルフＦＥＸＴ信号とは別に、住宅環境では、ＤＳＬノイズソースは、家庭内のノイズソースのほとんどが生成される送電本線およびツイストペアが住宅内で近接していることによる静電カップリングから支配的に発生すると仮定されている。
【0004】
いくつかのノイズソースは、外部からツイストペアへダイレクトに放射しており、ツイストペアは、到来波に対してアンテナのように作用する。このようなものは、送電本線において必ずしも存在する必要のないＤＭ信号へ変換されるコモンモード（ＣＭ）信号を、引込線上において生成させるＲＦＩディスターバのケースである。しかし、家庭内のノイズソースのほとんどは、放射によってではなく、本線ネットワークとツイストペアとの間の静電カップリングによってＤＳＬ線への進路を見つけると予想されている。
【0005】
関連して、図１および図２に例示されるようなＤＳＬモデムの、従来の電磁環境適合性（ＥＭＣ）コンプライアンス試験では、電界条件を表す干渉に対するモデムの耐性を評価するために、被試験機器（ＥＵＴ）へ、電気的な高速な過渡（ＥＦＴ）１０２の印加が実行される。ＥＦＴのバーストは、典型的には、配電ネットワークに接続された配電スイッチギヤ、電気機械的なスイッチおよびモータの動作によって引き起こされる。典型的なバーストは、短い時間期間に、高い頻度で繰り返す多くのインパルスからなる。ＥＦＴは、本質的に、住宅内の配電ネットワーク上を移動しているので、これら過渡は、少なくとも２つの可能な経路、すなわち、第１に、これら過渡が近接する住宅内の送電線とＤＳＬケーブル自身との静電カップリングまたは誘導カップリングを介して、第２に、電力を受け取るためにＤＳＬモデムが接続されている電源リードを介したＥＦＴ信号の漏洩によって、これら過渡が干渉するＤＳＬポートへ向かい得る。可能なカップリング経路の多様性の結果、ＥＦＴに対する耐性試験は、従来、テレコムポート（ＴＰ）および／または電源ポートにおいて実行されている。図１は、カップリングクランプ１０４を用いることによる、ＤＳＬ線自身へのＥＦＴ信号のダイレクトカップリングを例示する。図２は、ＤＳＬモデムの電源ポート１０６を介したＥＦＴ信号のカップリングを例示する。
【0006】
ＥＦＴ信号がＤＭ ＤＳＬ信号にインパクトを与える原理が、以下のように例示される。図３は、住宅内の本線ネットワーク３０２とＤＳＬツイストペア３０４からのＥＦＴ信号の静電カップリングによるループアンバランスによるＥＦＴ信号変換を例示する。ＥＦＴ信号が送電本線住宅内ネットワーク上を移動すると、住宅内ネットワークのホット／ニュートラルペアにおいて、基準グラウンドに対する電圧ＶEFTが発生する。住宅内送電本線ネットワーク３０２とＤＳＬツイストペア３０４とが近接していることによって、住宅内の１つの特定のまたは複数のカップリングポイントにおいて、このＶEFT信号が、ＤＳＬ線にカップリングし、ＤＳＬツイストペアのチップアンドリング（Ｔ＆Ｒ）ペア３０８におけるＣＭ信号として、電圧ＶEFT-CMとして、自身を放射する。ツイストペアにおけるＣＭ信号は、その後、グラウンドに対するツイストペアのアンバランスによって、ＤＭ電圧ＶEFT-DMへ変換される。このＶEFT-DM信号は、有用なＤＳＬ信号上に、自身を重ね合わせ、有用なＤＳＬ信号を乱す。このシナリオは、図１に図示される試験手順において得られる。
【0007】
図４は、住宅内本線ネットワーク４０４上を移動しているＥＦＴ信号がＤＳＬモデムの電源ユニット４０２を介して漏洩し、ＤＳＬモデムポートのＴ＆Ｒにおいて、自身をＤＭ信号へ変換する原理を例示する。説明されるように、基準グラウンドに対する電圧ＶEFTが、住宅内ネットワーク４０４のホット／ニュートラルペアにおいて発生している。それは、ＤＳＬモデムに電力を提供する電源リード４０６に存在する。電源ユニットが、この所望されない信号に、高い分離レベルを提供しても、ある電圧ＶEFT-CMは、漏洩によって、ＤＳＬフロントエンドへ向かい得る。ＤＳＬフロントエンドは、グラウンドに対して電気的に浮遊しており、よって、モデムにおけるＤＳＬツイストペアのＴ＆Ｒペア４０８に存在するＣＭ信号を誘導する。ツイストペアにおけるこのＣＭ信号ＶEFT-CMは、その後、印加のポイントにおいて見られるように、グラウンドに対するツイストペアのアンバランスによって、ＤＭ電圧ＶEFT-DMへ変換される。このＶEFT-DM信号は、有用なＤＳＬ信号上に、自身を重ね合わせ、有用なＤＳＬ信号を乱す。このシナリオは、図２の試験手順において得られる。
【0008】
しかしながら、実際のフィールドシナリオでは、ＥＦＴ信号の印加は、静電カップリングおよび電源漏洩によって同時に生じる。なぜなら、ＥＦＴ信号は、モデムの両インターフェースに同時にインパクトを与えると予想されているからである。この状況は、単に、いかなるモデム（すなわち、ＤＳＬリンク）も、そのいかなる物理的なインターフェース（例えば、ＴＰポート、電源ポート、イーサネット（登録商標）ポート、シリアルポート等）において、環境的な干渉に影響され得るという事実を例示している。このイベントでは、２つのカップリング経路が、送電本線とＤＳＬループとの間にともに存在する場合はいつでも、ループの静電カップリング（図３）、または、電源の漏洩（図４）の何れかによって、結果的にＤＳＬペアにおいて得られるＤＭノイズは、実際に、ツイストペア上にＣＭモードにカップリングし、その後、異なる伝達関数によってＤＭにカップリングする２つの個別のノイズの重ね合わせである。図３および図４は、送電本線ノイズのカップリングの結果生じるＣＭ信号の印加のポイントの正確さによって、２つのケースにおいて異なるであろう、２つの異なるモード変換伝達関数によって決定される、ループで発生する信号のＣＭ−ＤＭ変換を例示する。ケーブル上の物理的に２つの別個のポイント（例えば、モデムから離れたどこかである１つのポイント（図３）と、モデムに近い１つのポイント（図４））であるこれらの２つのポイントにおいて、モデムによって認識されるようなＣＭノイズからＤＭへの変換をもたらすケーブルのアンバランスは、異なっている可能性が高い。
【0009】
したがって、図５に例示されるように、興味のある２つのカップリング経路、すなわち、後にＴＰのアンバランスなポイントにおいてＤＭへ変換される、Ｔ＆ＲのＣＭへの送電本線の静電／誘導カップリングによる信号変換経路５０２、および、Ｔ＆ＲアンバランスによってＣＭからＤＭへローカルに変換され得る、電源ブロックを介した送電本線からＴ＆Ｒへのノイズ信号変換５０４、が有効になるであろう。
【0010】
これら２つの興味のある経路は重なり合う。アンバランスな２つのポイントにカップリングするノイズソース信号が同一ならば、結果として得られるノイズは、重ね合わせの原理によって、単一の集合変換経路によってカップリングしているように見えるであろう。
【0011】
実際、電源ユニットを介したカップリング経路は、ボード設計者の制御下にある。それは、最小化され、住宅内ネットワークに沿ったＤＳＬ線と送電本線ネットワークとの間に存在し得るカップリング経路よりかなり下にあるレベルに低減されるべきである。この議論では、電源ユニットを介したノイズ漏洩の出現は、電源を介した送電本線ノイズへの接続経路が存在する、その後発生するポイントを例示するために役立つ。本発明者は、もしも制御されれば、この接続は、ノイズソースの特徴付け、および、ＤＳＬ線への緩和のために、効率的に使用され得ることを認識する。
【0012】
電源を介したノイズのカップリングの状況は、ＥＦＴノイズソースに限定されず、モデムと同じ送電線に接続されたＨＰ−ＡＶディスターバを備えた、制御された実験室環境においても、本発明者によって観察され得る。たとえモデムのＴ＆Ｒポートがケーブルに接続されていなくても、漏洩したＨＰ−ＡＶ信号は、Ｔ＆Ｒにおいて、測定可能なＣＭ信号を生成する。モデムがケーブルに接続されている場合はいつでも、ＣＭ信号は、ループアンバランスによって、Ｔ＆Ｒにおいて、ＤＭ信号に変換される。この状況は、実際に、送電本線に有効に存在するノイズソースが、電源漏洩によって、ＤＳＬポートへの進路を見つけ得るという例示である。
【0013】
何れのイベントにおいても、前述を考慮して、ノイズソースにおいて、ＤＭ ＤＳＬ信号にカップリングする、送電本線によって生成されたＣＭノイズを特徴付けすることができることが望ましいであろう。
【発明の概要】
【0014】
本発明は、例えばＤＳＬシステムにおけるカスタマ構内環境のようなワイヤライン通信環境においてノイズソースを感知するための方法および装置に関する。実施形態では、本発明は、ノイズソースにおいて、ＤＳＬ線にカップリングしているノイズを特徴付けるため、および／または、ＤＳＬ線へのインパクトを緩和するための何れかのために、ＤＳＬカスタマ構内環境における送電本線に接続された追加のセンサを含む。１つの目的は、ノイズ信号自身をより良好に特徴付けること、および、送電本線から感知される信号と、ＤＳＬ線への可能な放射との相関性を導出すること、に役立つ診断に関連付けられる。別の目的は、ＤＳＬ線への経路を形成する送電線ノイズを緩和または除去するために、これら送電線センサ信号を活用する。例示的な実施形態はさらに、二次コモンモードセンサ、差動モードセンサ、およびファントムモードセンサのような追加の二次センサからの信号を含め、活用する。
【0015】
これらおよびその他の態様に従って、本発明の実施形態に従うワイヤライン通信システムのカスタマ構内環境における装置は、ワイヤライン通信システムのデータ信号を受信するために結合された一次センサと、カスタマ構内環境における送電本線から発生するノイズソース干渉に対応する送電線信号を受信するために結合された送電線センサと、を含む。
【0016】
本発明のこれらおよびその他の態様および特徴は、添付図面と連携した本発明の具体的な実施形態の以下の記載を検討することによって、当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】住宅内送電線とＤＳＬ線との間のカップリングを表す、テレコムポートにおけるＥＦＴ印加を例示する図解。
【図2】電源ケーブルを介したＤＳＬ線へのカップリング経路を表す、電源ポートにおけるＥＦＴ印加を例示する図解。
【図3】住宅内本線ネットワークとツイストペアの静電カップリング後のループアンバランスによる信号変換を例示する図。
【図4】電源ユニット（ＰＳＵ）を介した住宅内本線ネットワークノイズの漏洩後のループアンバランスによる信号変換を例示する図。
【図5】カップリング経路の重ね合わせを例示する図。
【図6】デュアルセンサ受信機において使用されるレガシーコモンモードセンサを例示する図。
【図7】本発明の実施形態に従うデュアルセンサ受信機における例示的な送電線センサを例示する図。
【図8】本発明に従う送電線センサの例示的な実施を例示する図。
【図9】本発明に従うホット＆ニュートラル接続およびニュートラル＆グラウンド接続を用いたデュアルセンサを含む送電線センサの別の例を例示する図。
【図10】本発明に従うデュアル「ＤＭおよびＣＭ」センサを含む送電線センサの別の例を例示する図。
【図11】異なる重み付けがなされた集合ノイズＸおよび集合ノイズＹによるカップリング経路の縮退を例示する図。
【図12】異なる重み付けがなされた集合ノイズＸおよび集合ノイズＹによるカップリング経路の縮退をさらに例示する図。
【図13】本発明の実施形態に従う未使用のペアにおける二次ＤＭセンサとの送電線センサの同時使用を例示する図。
【図14】本発明の実施形態に従って未使用のペアを用いた二次ＤＭおよびＰＭセンサとの送電線センサの同時使用の例を例示する図。
【図15a】例示的なＣＰＥ環境における送電線ノイズのさまざまなモードを例示するグラフ。
【図15b】例示的なＣＰＥ環境における送電線ノイズのさまざまなモードを例示するグラフ。
【図16a】例示的なＣＰＥ環境における送電線ノイズのさまざまな放射を例示するグラフ。
【図16b】例示的なＣＰＥ環境における送電線ノイズのさまざまな放射を例示するグラフ。
【図17a】本発明の実施形態に従って、ＰＳＤを測定し、相関を計算し、ノイズのさまざまな放射をキャンセルするための例示的なアーキテクチャを例示するブロック図。
【図18】本発明の実施形態に従って、相関付けおよびキャンセルを実行するための、例示的なマルチセンサ受信機を例示するブロック図。
【図19】本発明のマルチセンサ信号を用いた例示的なノイズモニタおよびノイズファインダモジュールを例示するブロック図。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本発明は、当業者が本発明を実現することを可能にするように、本発明の例示的な例として提供されている図面を参照して詳細に記載される。特に、以下の図面および例は、本発明の範囲を、単一の実施形態に限定することは意図されておらず、記載または例示された要素のいくつかまたはすべてを交換することによって、その他の実施形態が可能である。さらに、本発明のいくつかの要素が、周知の構成要素を用いて部分的または完全に実現され得る場合、本発明の理解のために必要な、このような周知の構成要素のうちのこれら部分のみが記載され、このような周知の構成要素のうちの他の部分の詳細説明は、本発明を不明瞭にしないために省略され得る。ソフトウェアで実施されるものとして記載されている実施形態は、本明細書において他の方式で明示されていないのであれば、当業者に明らかになるように、それに限定されるべきではなく、ハードウェア、または、ソフトウェアとハードウェアとの組合せ、およびその逆で実現される実施形態を含み得る。本明細書では、単一の構成要素を示す実施形態は、本明細書において他の方式で明示的に述べられていないのであれば、限定であると考えられるべきではなく、むしろ、本発明は、複数の同じ構成要素を含む他の実施形態、およびその逆を包含することが意図されている。さらに、明示的に述べられていないのであれば、出願人は、明細書または特許請求の範囲における何れの用語についても、一般的ではない、または、特別な意味を割り当てられることを意図していない。さらに、本発明は、例示によって本明細書に対して称されている周知の構成要素に対する現在および将来における周知の均等物を包含している。
【0019】
とりわけ、本発明者は、住宅送電本線が、住宅内における多くの家庭内のノイズソースが伝搬する本線集中ポイントであるイベントでは、ツイストペアＣＭモードまたはＤＭモードへの静電カップリングまたは誘導カップリングによるカップリングの前に、（例えば、モデム電源ポートを介して）住宅送電本線へダイレクトに結合されたセンサは、ノイズソースにおけるノイズの収集を可能するであろうことを、認識している。このようなセンサは、ＤＭ信号へ変換されたＣＭノイズをキャンセルするために使用されるように従来考えられている、Ｔ＆Ｒペアにおいて適用されるＣＭノイズセンサに対して相補的または代替的であり得る。
【0020】
図１５ａは、典型的な住宅環境に存在する信号を例示する。１７ＭＨｚ（興味のあるＶＤＳＬ帯域幅）にわたって、３つの信号のＰＳＤが表示される。ＣＰＥモデムが接続されている電源コンセントにおいて３０ｄＢ減衰している送電線ホットニュートラル信号ＰＳＤ１５０６、ツイストペアにおけるＤＭ信号ＰＳＤ１５０４、およびツイストペアにおけるＣＭ信号ＰＳＤ１５０２である。これら３つの曲線はすべて同じ周波数に位置するピーク１５０８を示しており、よって、３つのノイズ信号ＤＭ、ＣＭ、およびＰＬの高い相関レベルを示している。図１５ｂは、ＤＭ信号１５１０、ＣＭ信号１５１２、およびＰＬ信号１５１４について、５．５ＭＨｚ乃至７．７ＭＨｚのウィンドウで収集された周波数領域サンプルの時間領域ビューを提供する。繰り返すが、そこでは、ノイズの同様な時間領域構造が、３つすべての信号で検知可能であり、さらに、相関性の探索において、これら信号に注目することの利点を正当化する。
【0021】
図１６ａは、最初の８ＭＨｚ帯域幅以上の時間における信号うちの２つの規格化された相関結果を例示する。曲線１６０２は、ＣＭサンプルとＰＬサンプルとの相関にある。曲線１６０４は、ＣＭサンプルとＤＭサンプルとの相関に対応する一方、曲線１６０６は、ＤＭサンプルとＰＬサンプルとの相関に対応する。ＣＭ−ＰＬ相関１６０２が最高である一方、ＤＭ−ＰＬ相関１６０６は最低であることに注目する価値がある。図１６ｂはさらに、ＤＭサンプルおよびＰＬサンプルの相関結果を、ＣＭからＤＭへの相関結果と、ＰＬからＣＭへの相関結果との乗算によって得られた結果と比較することによって、これら結果への見解を与える。以前に説明したように導出される２つの曲線のセットの相対的な一致は、ツイストペアにおけるＣＭノイズへのＰＬノイズの変換と、その後の、ツイストペアにおけるＤＭノイズへのＣＭノイズの変換とからなる２ステップ処理で、ツイストペアにおける差動モード信号に送電線ノイズ信号がカップリングするであろうという観察と適合する。
【0022】
図１７ａは、図１５および図１６に関連して、さまざまな量のＰＳＤ１７０６および相関１７０８がどの入力信号から導出されるのかを例示している。図１７ａはまた、アダー１７１４おのおのから出力Ｙｄ’およびＹｄ’’を生成するために、ＤＭおよびＣＭにおいて入力Ｙｄおよび入力Ｙｃをそれぞれ演算し、ＤＭおよびＰＬにおいて入力Ｙｄおよび入力Ｙｐｌを演算する２つのキャンセラＫDM-CM１７０２およびＫDM-PL１７０４が存在することを例示しており、ここでは、ＣＭセンサからの、および、ＰＬセンサの、相関ノイズが、キャンセラＫDM-CMおよびＫDM-PLによってそれぞれ除去されている。図１７ｂは、ＤＭ信号との再結合後、これらキャンセラの出力におけるＰＳＤを例示する。各キャンセラを用いて、ノイズＰＳＤ出力が、ＤＭモード信号のＰＳＤに関して低減されており、よって、センサＣＭおよびＰＬのおのおのと相関付けられたＤＭノイズが除去される処理が例示されていることが認識され得る。ＣＭ（曲線１７１０）としてデュアルセンサ基準入力を有するＰＳＤは、一般に、ＰＬ（曲線１７１２）としてデュアルセンサ基準入力を有するＰＳＤよりも低いことに注目する価値がある。これらの結果は、ＰＬセンサとＤＭセンサとの間では、ＣＭセンサとＤＭセンサとの間で観察された相関と比べて、より少ない相関しか観察されないという観察と一致する。両シナリオにおいて、ＤＭ線における相関ノイズを緩和するために、２つのセンサのうちの何れかを用いて、顕著な改善が観察され、よって、ＤＳＬ線にインパクトを与える外部ノイズを緩和するために、ＣＭセンサに対する代用センサまたは補足センサとしてＰＬセンサを用いるという価値を正当化する。
【0023】
後述されるように、本発明の実施形態は、一端に、送電本線の壁コンセントに接続するための２極または３極のプラグと、他端に、ＤＳＬモデムのＤＣ電源ポートに接続するためのジャックと、を典型的に含むＡＣ電源アダプタから、センサ信号を生成する。追加のセンサは、代替として使用され得るか、または、コモンモードセンサのようなその他の二次センサと統合的に使用され得る。ＤＳＬ線の一次センサと、電力センサ出力との結合は、可能なさまざまな代替を用いて、周波数領域および／または時間領域で実行され得る。本発明の利点は、住宅内で使用されるＤＳＬ線にカップリングした場合の住宅内送電本線ネットワークのように、発生した媒体においてＡＣ電源ノイズを感知することにある。
【0024】
追加の態様によれば、本発明者はまた、ＤＣ電源出力に結合されたセンサを用いる場合におけるいくつかの限定を認識している。例えば、ＤＣ電源は、所望されないＡＣノイズをフィルタするように設計されている。その結果として、著しく減衰されたノイズが、測定可能でなければならない。しかしながら、ＨＰ−ＡＶノイズを伴う観察は、些細ではない信号レベルが、ケーブルに外部的に接続されることなくＤＳＬポートにおいて測定されるので、ＤＣ電源出力において、ある使用可能な信号レベルが存在するに違いないことを示唆する。送電センサからの信号は、本線からの、興味のあるＡＣノイズを含んでいるのみならず、モデム内のボード上のデバイスによって生成されたノイズをも含み得る。したがって、これら所望されないボードノイズに対するセンサの適切な分離が必要とされる。
【0025】
図６は、デュアルセンサＤＳＬトランシーバにおいて使用されるレガシーコモンモードセンサを図示する。従来、ＣＭノイズセンサは、Ｔ＆Ｒペアにおいて適用され、その信号は、慣例的に、ＤＭポートへ変換されたＣＭノイズをキャンセルするために用いるために考えられてきた。図６に図示されるように、ＡＦＥおよびラインドライバ６０２の主要な接続は、差動ＤＳＬ信号を感知するためのＴ＆ＲペアへのＤＭ接続である。追加のセンサ６０６は、基準グラウンドに対して、Ｔ＆Ｒに存在するＣＭ信号のレプリカを感知するための基準ポイントと、Ｔ＆Ｒ変圧器６０８の中間ポイントとの間を接続する。図６はさらに、今日存在し、モデム動作のためのＤＣ基準電圧６１２を生成するモデム電源ユニット６１０を図示する。この構成では、デュアルセンサ受信機は、従来式のＤＭセンサ６０２とＣＭセンサ６０６とからなり、ＣＭからＤＭへと変換する所望されないＣＭノイズソースを特徴付けること（キャラクタリゼーション）、または、ＤＭ ＤＳＬ信号へのＣＭノイズ変換のインパクトを緩和すること（キャンセル）の何れかのために、統合的に使用され得る。
【0026】
図７は、本発明のいくつかの態様に従うＤＳＬトランシーバの実施形態において使用される送電線センサを図示する。図７に図示されるように、ＡＦＥおよびラインドライバ７０２の主要な接続は、依然として、ＤＭ ＤＳＬ信号を感知するためのＴ＆Ｒ７０４への差動モード接続である。追加のセンサ７０６は、送電本線に存在するノイズ信号のレプリカを感知するために、変圧器７０８を介して、送電本線から導出される電圧ポイントと、入力７１４を経由した基準ポイントＶ＿ＴＢＤと、のうちの１つに接続している。図７はさらに、代替センサ７０６が接続され得るポイントのうちの１つであり得る、モデム動作のためのさまざまなＤＣ基準電圧７１２を生成するモデム電源ユニット７１０を図示する。この例示的な構成では、デュアルセンサ受信機は、従来式のＤＭセンサ７０２と送電線センサ７０６とからなり、ツイストペアにおけるＣＭにカップリングする所望されない送電本線ノイズソースを特徴付け、その後、ＤＭへ変換すること（キャラクタリゼーション）、または、送電本線から発生し、ＤＭへ変換され、これによってＤＳＬ信号に影響を与えるノイズソースのインパクトを緩和すること（キャンセル）の何れかのために統合的に使用され得る。
【0027】
図７の送電本線における電圧ポイントへ送電線センサ７０６を結合する入力７１４のさまざまな実施が記載される。
【0028】
１つの例示的な実施が図８に例示されている。図８では、送電線センサ８０４が、送電本線８０６における電圧ポイントであるホットおよびニュートラルに結合している。図８はさらに、ツイストペア８０８における差動モードデータ信号（例えば、ＤＳＬ信号）を感知するために結合された一次センサ８０２を図示している。
【0029】
図８における例は、壁コンセントによってホットおよびニュートラルに接続している２極を有する典型的なアダプタの機能を利用しているが、（例えば、アダプタにおける第３の極によって）グラウンドへのアクセスが可能とされるのであれば、２つのセンサが導出され得る。これは、図９に例示される。図９に図示されるように、送電線センサ９０４は、ホットおよびニュートラルに結合されたセンサ９０６と、ニュートラルおよびグラウンドに結合されたセンサ９０８とを含む。ホット、ニュートラル、およびグラウンドへのさまざまなワイヤ接続を用いて、２つのセンサ９０６、９０８が、さまざまな手法で実現され得る。ノイズ信号は、ホットとニュートラルとの間で、または、ニュートラルとグラウンドとの間で、または、ホットとグラウンドとの間で感知され得る。
【0030】
さらに、または、その代わりに、例えばＨＰ−ＡＶのような送電線通信信号のようなＡＣ信号は、送電本線ネットワーク上で、ホットとニュートラルとの間で差動的に送信され、送電本線ネットワークのアンバランスによって、グラウンドに対してＣＭへ変換し得る。したがって、別の可能な実施が図１０に図示される。図１０に図示されるように、３つのワイヤ接続から２つの独立した出力を提供するために、これらＤＭ信号がツイストペアのＣＭモードにカップリングする前に、送電本線ネットワーク１００６に接続する差動およびコモンモード回路が考案され得る。ツイストペアのＣＭ信号にカップリングすると考えられている送電本線上に存在するＣＭ信号を感知するために、第１の送電線センサ１００２がホットワイヤとニュートラルワイヤとの間に接続される一方、第２の送電線センサ１００４が、グラウンドワイヤと第１のセンサとの中点に接続される。
【0031】
送電本線からＤＳＬケーブルへの外部ノイズのカップリングが単一のポイントであるケースでは、ＣＭとＤＭとの間のモード変換が、単一の伝達関数によって決定されるという事実によって、Ｔ＆Ｒにおける単一のＣＭセンサが、ＤＭチャネルへカップリングする複数のノイズソースのキャンセルを支援するために十分であると考えられている。送電本線上に複数のノイズソースがある場合であっても、この単一モード変換は、図３で表される。しかしながら、図５に関して前述したように、カップリングのポイントが複数あるケースでは、電源におけるノイズソースがユニークであるか、または、ＤＳＬ線へのカップリングの２つのポイントにおいて少なくとも同一である場合にのみ、重ね合わせの原理は効力があるであろう。この状況ではまた、２つのカップリング経路が存在する場合であっても、単一のＣＭセンサは、放射されたノイズソースを緩和するのに十分であり得る。
【0032】
しかしながら、複数のノイズソースと、１つよりも多くのカップリング経路が存在する場合、重ね合わせの原理はもはや効力を持たないことがあり得る。例えば、縮退が導入されると、単一のＣＭセンサは、変換されたＤＭノイズを緩和するのに十分ではないことがあり得る。漏洩のポイント、および、ＤＳＬ線とのカップリングのポイントに対する送電本線ネットワーク上における複数のノイズソースの物理的な距離は異なり得るので、縮退が予想され得る。
【0033】
この状況は図１１に例示される。図１１に図示されるように、２つの個別のノイズ信号Ｓ１、Ｓ２が、製品＃１、＃２によって送信される。図１１にさらに図示されるように、２つのカップリングのポイント１１０２（送電本線とツイストペアの一部の間の静電カップリング）、１１０４（壁コンセントに結合された電源を介した）における集合ノイズＸ、Ｙの実際の構成および漏洩はそれぞれ異なり得る。これは、例えば、ポイント１１０２は送電本線上において製品＃１により近く、製品＃１からのノイズ信号Ｓ１をより支配的にする一方、ポイント１１０４は送電本線上において製品＃２により近いという事実による。支配におけるこの相違は、集合ノイズＸ、Ｙそれぞれにおける異なるセットの重み付け係数（Ｃ１、Ｃ２）、（Ｃ１’、Ｃ２’）として図１１に図示されている。異なるセットの重み付け係数によって、２つのノイズ信号Ｓ１、Ｓ２は、それぞれ２つのカップリングのポイント１１０２、１１０４および漏洩によって、異なって放射する。そのような縮退のケースでは、これら２つのノイズソースが周波数においてオーバラップするのであれば、支配的なノイズソースのみ（Ｓ１またはＳ２の何れか）が、単一のＣＭセンサを用いて完全にキャンセルされるであろう。
【0034】
同様に、１つのカップリング経路１２０２のみが表されている図１２に図示されるように、電力センサ１２０４は、ポイント１２０６において重み付け係数（Ｃ１’、Ｃ２’）を用いて重み付けされた２つのノイズ信号（Ｓ１、Ｓ２）からなる集合ノイズＹを感知する。カップリングのポイント１２０２における同じ２つのノイズ信号（Ｓ１、Ｓ２）からなる集合ノイズＸが、異なる重み付け係数（Ｃ１、Ｃ２）で重み付けられているのであれば、この状況は、同じ縮退問題を被る。このケースでは縮退が生じる。なぜなら、カップリングポイント１２０２を介した２つの信号Ｓ１、Ｓ２の放射は、電力センサ１２０４を介して感知された同じ２つの信号Ｓ１、Ｓ２の放射と同時に一致するようにならないからである。
【0035】
送電線センサが、二次ＣＭセンサに対する代替であり得る一方、本発明の実施形態はまた、図１１に例示されるように、１つまたは複数の電力センサ１１０８と二次ＣＭセンサ１１０６とを同時に使用する。重ね合わせの原理を満足しない複数のカップリング経路または複数のノイズソースが存在するケースでは、追加のセンサが、ＤＳＬ線へのノイズ放射の縮退を取り払う（ｌｉｆｔ）追加の自由度を与える。
【0036】
さらに、または、その代わりに、図１３に図示されるように、オペレータによる共通の実施は、住居内の２つのペアのケーブルを用いることであるので、送電線センサ１３０６が同時に使用され得る二次センサは、「住宅内ケーブル」１３０４における未使用のペアに結合されている差動センサ１３０２であり得る。ケーブル１３０４はまた、Ｆ２ケーブル（二次配電ケーブル）に接続される場合もされない場合もあり得る外部のプラント引込ケーブルに接続された引込ケーブルの別の未使用のツイストペアであり得る。
【0037】
図１４に図示されるように、さらに追加の、または、代替的な実施形態では、本発明に従う送電線センサ１４０２は、２つの差動ＤＳＬペア１４０６、１４０８の両方が結合環境において使用されていようといまいと、２つの差動ＤＳＬペア１４０６、１４０８間のファントムモード（ＰＭ）センサと同時に使用され得る。
【0038】
本発明に従う送電線センサの例示的な実施のためのいくつかの考慮は以下の通りである。
【0039】
１つの考慮は、外部の「アダプタ」電源から、低電圧ＤＣ（恐らく、稀な事例ではＡＣ）入力で差動信号を提供すべきであるということである。ＤＳＬモデムのようなＣＰＥデバイスにおけるＤＣ電源は一般に、所望されないＡＣノイズをフィルタアウトするように設計されている。したがって、ノイズソースの著しい減衰が予想される。したがって、代案は、差動信号をＡＣ送電本線から（すなわち、外部ＡＣ：ＤＣ電源におけるＡＣ：ＤＣ変換ステージからのＨＦ／ＲＦ減衰をバイパスして）「ダイレクト」に（であるが「分離されて」）引き出すことである。
【0040】
送電センサ信号は、本線からの興味のあるＡＣノイズを含み得るのみならず、ボード上のデバイスによって生成されたノイズをも含み得る。したがって、これら所望されないボードノイズに対するセンサの適切な分離が必要とされる。
【0041】
「一次」ＤＭチャネル上で干渉する可能なノイズソースを推定およびキャンセルするために、「二次」センサの以下の可能なソースのうちの１つが使用され得る。（１）ＣＭセンサ、（２）未使用のＴＰ上のＤＭセンサ、（３）２つの差動モードのツイストペア間のファントムセンサ、または（４）電源リード（ホット、ニュートラル、グラウンド）における送電線センサまたはセンサのセット。あるいは、二次センサは、上記（１）乃至（４）の線形的に重み付けられた総和のような、上記個々のセンサのうちの１つの組合せであり得る。
【0042】
あるいは、「一次」チャネルにおいて干渉する可能なノイズソースを推定およびキャンセルするために、１つよりも多くの二次センサが使用され得る。例えば、２つまたはそれよりも多くの独立した二次センサが、上記（１）乃至（４）のうちの１つのみに結び付けられた各センサとともに使用され得る。あるいは、２つまたはそれよりも多くの独立したセンサは、（交差接続あり／なしで）上記（１）乃至（４）の線形的に重み付けられた総和に結び付けられた各センサとともに使用され得る。またさらに、２つまたはそれよりも多くの独立したセンサが、（交差接続あり／なしで）上記（１）乃至（４）の線形的に重み付けられたフィルタされたバージョンの総和に結び付けられた各センサとともに使用され得る。
【0043】
「一次」チャネルの出力信号と、複数の「二次」センサの出力とは、「一次」チャネルにおいて干渉する可能なノイズソースを推定およびキャンセルするために、時間領域または周波数領域において結合され得る。時間領域における結合は、複数のセンサ入力の一次信号および二次信号に対して、適応線形フィルタリングを用いて行われ得る。周波数領域では、一次経路の改善されたＳＮＲバージョンを生成するために、２つまたはそれよりも多く（１つの一次および１つまたは複数の二次）のＦＦＴ出力ベクトルが、周波数領域等化器（ＦＥＱ）のような重み付けのセットと、線形的に結合され得る。
【0044】
図１８は、ＤＭ受信機１８０２が２つの二次センサ、すなわち、１つのＣＭセンサ１８０４と、１つの送電線センサ１８０６に結合されている本発明の例示的な実施形態を示す。センサ１８０４、１８０６からのサンプルは、時間領域デジタル処理ブロック１８０８、１８１０によって、アナログから変換され、処理され、その後、ＦＦＴオペレータ１８１２、１８１４によって周波数領域へ変換される。ＣＭセンサ１８０４の周波数領域サンプルは、ＦＥＱによって等化されスライサブロックに提示される前に、ＤＭ−ＣＭパートーンキャンセラ（Ｐｅｒ Ｔｏｎｅ Ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）１８１６によってフィルタされ、パートーンアダー（Ｐｅｒ Ｔｏｎｅ Ａｄｄｅｒ）１８１８によってＤＭデマッパ内のＤＭサンプルに追加される。同様に、ＰＬセンサの周波数領域サンプルが、ＤＭ−ＰＬパートーンキャンセラ１８２０によってフィルタされ、パートーンアダー１８１８によって、ＤＭデマッパ内のＤＭサンプルに追加される。パートーンアダー１８１８ブロックは、これらセンサのうちの１つまたは両方からの入力を同時に採用する。本発明における用途のために適応され得る図１８の構成要素のさらなる実施態様は、同時係属中の出願＿＿＿（１２ＩＫ０５）により詳細に記載されており、その内容は、その全体が本明細書において参照によって組み込まれている。
【0045】
周波数領域結合の１つのバリエーションは、「最良の」ＳＮＲを有する試行結果を保つために、ＤＭ−ＣＭパートーンキャンセラ１８１６およびＤＭ−ＰＬパートーンキャンセラ１８２０に対応する２つまたはそれ以上の二次重み付けのセットを保持し、試行的な重み付けベクトルと対応するＣＭおよびＰＬ入力信号のおのおのを用いて、（トレリスコード変調を備えた、または、備えていない）スライサを用いて試行的な２次元スライス演算を実行することである。この試行は、トーン毎ベースで、または、ビンのサブセット（例えば、小さなサブセットまたは大きなサブセット）を用いて実行され得る。このバリエーションは、マルチパス縮退問題（すなわち、一次センサチャネルおよび二次センサチャネルへの異なるカップリング経路との２つまたはそれ以上のアグレッサ／干渉元）の、いくつかの改善を提供する。
【0046】
別のバリエーションは、周波数的にオーバラップするが時間的にオーバラップしない一次チャネルと複数のアグレッサ／干渉元が干渉する状況に対処するために、ＤＭＴフレーム毎ベースで、可能な二次重み付けセットのうちの１つを選択するために時間領域「フィーチャ」（別名「シグニチャ」）を活用することである。別のバリエーションは、ＤＭＴフレーム毎ベースで、可能な「二次重み付けセット」のうちの１つを選択するために、周波数領域フィーチャ／シグニチャを活用することである。
【0047】
図１８に表された実施形態の別の目的は、住宅内のノイズ環境のキャラクタリゼーションを可能にすることである。ＤＭポート、ＣＭポート、およびＰＬポートにおいて信号を感知することによって、図１７ａに関連して前述したように、（図１８のブロック１８２２、１８２４、１８２６を用いた）センサポート間の相互相関レベルの決定とともに、各センサにおけるノイズの相対的なＰＳＤレベルの決定が可能となる。ＰＳＤレベルは、住宅内の送電線ネットワークとそれぞれの媒体ツイストペアにおけるノイズのレベルを示すインジケーションを与える一方、センサポートと関連付けられたキャンセラ係数との間の相関レベルは、ツイストペア媒体と送電線媒体の間、または、同じ媒体における伝搬モード間のカップリングのレベルを説明する。例えば、ツイストペアのＣＭおよびＤＭポート間の高い相関レベルは、ＤＭノイズへＣＭ信号をより容易に変換するツイストペアの高いアンバランスレベルに関連付けられる。同様に、ツイストペアのＣＭセンサおよびＰＬセンサ間の高い相関レベルは、住宅内のツイストペアへの送電線ネットワークの異常な接近の結果生じる送電線とツイストペアとの間の強いカップリングを示している。したがって、信号レベルと相関レベルとの両方が、住宅内のノイズ環境を特徴付けるために使用され得る。さらに、相関係数の比較は、送電線ノイズのＤＭセンサへのカップリングの縮退のレベルと、複数のカップリング経路の可能性とを判定することに役立つ。信号レベルと相関係数の比較から得られる情報は、縮退が観察された場合には常に、センサがそれぞれの信号を感知する場所に対するディスターバの相対位置を特定することのみならず、ディスターバの多様性を特定することにも役立つ。例えば、図１１に図示されるように送電線センサによって感知される２つのＨＰＡＶ送信機のような信号Ｓ１、Ｓ２の相対電力は、これら２つの送信機のうちのどれが最も近いのかを特定することに役立つ。これらのうちの何れか一方がアクティブである場合に計算される相関係数を比較することによって観察される縮退は、送電線ネットワーク上の可能な送信機の数を判定することに役立つ。
【0048】
最後に、ＤＭセンサ、ＰＬセンサ、およびＣＭセンサの同時処理は、ＣＭセンサおよびＤＭセンサにおいて見え、ＰＬセンサにおいて見えない場合には常に、いくつかのＤＭノイズが、送電線ソースからカップリングされていないとの判定を可能にする。この状況は、ＣＭおよびＤＭモードにおけるツイストペアの引込ケーブルへのＲＦＩカップリングのケースのように、住宅の外部でノイズのカップリングが生じる場合に発生し得る。このシナリオでは、同じＲＦＩノイズが、送電線センサにおいて見えないことがあり得る。
【0049】
最後に、送電線センサの追加によって、興味のあるＤＳＬ帯域にインパクトを与え得るので、ソースにおける家電製品の分類および特定が可能となる。住宅環境では、外乱のソースは、掃除機、ランプのような家電製品、または、プールポンプ、洗濯機のように、例えば狭帯域であるか広帯域であるか、本質的にインパルス的であるか連続的であるか、時間的に永続的であるか断続的であるかのような、その特徴に依存してＤＳＬ ＷＡＮインターフェースに影響を与える機器を含む。送電線センサを使用して、機器のクラスが、送電線センサにおいて生成するノイズ外乱の信号特性（帯域幅、振幅、持続時間等）に基づいて導出される。後続するステップにおいて、ＤＭ ＤＳＬポートに対するインパクトは、送電線ノイズがＤＭセンサへ放射される程度を表す相関性メトリックおよび関連付けられたキャンセラ係数を導出することによって評価される。送電線センサによる信号シグニチャへのアクセスは、ＤＭ ＤＳＬポートにおけるノイズの存在およびシグニチャの優れた検知を可能にし、これによって、送電線ネットワークから発し、ＤＳＬチャネルに影響を与える集合ノイズ環境を構成しているさまざまなノイズソースを個々に特定し追跡するための優れたツールを提供する。
【0050】
図１９は、ＤＭポートへのＰＬノイズの放射の存在を判定するために、信号が二次ＰＬセンサにおいて検知されＤＭセンサへ相関付けられる本発明の実施形態に従う例示的な処理を例示する。この実施形態は、ノイズや、内容が全体において参照によって本明細書に組み込まれている同時係属中の出願１４／０５４，５５２に詳述されているＤＳＬのような、通信システムに影響を与えるその他のイベントを効率的に検知および特徴付けるための方法および装置のバリエーションと考えられ得る。いくつかの態様によれば、この同時係属中の出願は、カスタマ構内で変動するノイズ環境に対する可視性を提供するように、および／または、この環境を遠隔エンティティへ報告するように、特定の特性に従ってノイズソースを分類し、各ノイズソースを動的な手法で追跡する、カスタマ構内機器に組み込まれたノイズ分析エンジンを記載している。本発明の実施形態は、ノイズ環境をより高い精度で特徴付けるために、追加のセンサを用いて動作するように、同時係属中の出願の態様を拡張する。
【0051】
図１９は、本発明の実施形態に従って、ＣＰＥにおいてノイズファインダセッションを実施するための例示的なアーキテクチャを例示するブロック図である。これは、ノイズ分析エンジンに関連付けられたステートマシンおよび処理と、特に、本発明において記載されたようなマルチポートセンサの使用に適合するようにデータ収集スレッドがどのように実施されるのか例示している。このアーキテクチャのさまざまな要素は、以下のように、より詳細に記載されている。
【0052】
シンボルベースのステートマシン１９０２。データ収集処理は、１つ（ｏｎｅ）がＤＭ受信機を具現化し、別の１つ（ａ ｓｅｃｏｎｄ ｏｎｅ）が送電線センサまたはＣＭセンサポートを具現化する、２つのポートのためのＦＦＴ出力データが利用可能であることによってトリガされるシンボルベースのステートマシンで動作する。シンボルカウンタは、同期シンボルおよび１秒イベントの処理を可能にするであろう。
【0053】
インパルス検知器１９０４。インパルス検知は、２つのポートのおのおのにおけるインパルスノイズソースの存在の判定に役立つために、各センサポートの時間領域情報または周波数領域情報に基づいて、各シンボルに対して実行される。
【0054】
クワイエット（Ｑｕｉｅｔ）ラインノイズ（ＱＬＮ）メトリック１９０６。ＱＬＮ測定は、ラインノイズ分析エンジンにプリミティブを与えるために、１秒ウィンドウにおける各ポートのノイズの電力のトーン毎の平均からなる。この平均は、インパルス検知器フラグにおいて条件付きで行われる。分析エンジン１９２０において、２つのポートのうちの何れかにおける長い持続時間を持つインパルス性ノイズと、短い連続性のノイズとの区別を、分析エンジン１９２０において判定するために、３つのＰＳＤ（ａ）インパルスなし、ｂ）インパルスあり、ｃ）インパルスのみあり）が生成される。
【0055】
ＩＮＭヒストグラム１９０８。ＩＮＭヒストグラムは、入力としてインパルス検知器フラグを用いてポピュレートされ得る。いくつかの検知器フラグが利用可能であれば（例えば、帯域毎、サブ帯域毎）、同数の対応するヒストグラムまたは代替的な時間プリミティブアレイが、１秒ウィンドウにポピュレートされる。
【0056】
相関ブロック１９１０。ブロック１９１０では、図１６ａに示されるようなトーン毎のアレイを提供する２つのセンサ入力のおのおのの間で、相関信号処理（ＳＰ）が実行される。
【0057】
デュアルセンサキャンセラ（ＤＳＣ）１９１２。デュアルセンサキャンセラブロックは、ＤＭ受信機内へのコモンモードセンサまたは送電線からの相関ノイズを予測しキャンセルするために、２つのセンサの出力を採用する。ＤＳＣブロックの出力は、ブロック１９１８におけるヒストグラムポピュレーションのインパルスと、ノイズモニタ分析エンジン１９２０へ取り込まれるＱＬＮプリミティブとを検知するために、インパルス検知器ブロック１９１４と、処理された出力を用いるＱＬＮ平均化ブロック１９１６とに続く。
【0058】
本発明の実施形態に従ってノイズモニタ分析エンジン１９２０を実現するための例示的な処理が、図２０に例示されている。
【0059】
図示されるように、本発明の実施形態に従ってノイズモニタ分析エンジン１９２０を処理することは、ＣＭセンサまたはＰＬセンサの何れか一方、または両方であり得る追加のセンサからの入力情報を採用することによって、同時係属中の出願の原理を拡張する。ノイズモニタ分析エンジン１９２０の目的は、特定および分類後、ＤＳＬ線上に存在するさまざまなタイプのノイズを列挙することを含む。３つまたはそれよりも多くのプリミティブのセットが、このノイズモニタ分析処理に入力される。これらは、ＤＭポート、ＰＬポート、ＣＭポートのおのおののＱＬＮ平均１９０６およびインパルスヒストグラム１９０８に関連付けられたプリミティブのみならず、ＤＭ−ＣＭ、ＤＭ−ＰＬキャンセラ１９１４出力のおのおののＱＬＮ平均１９１６およびインパルスヒストグラム１９１８に関連付けられたプリミティブにも対応する。図２０に図示されるスレッド０、１、２、３、４、５において実行される処理の詳細は、同時係属中の出願に記載されており、当業者であれば、本開示によって教示された後、本発明の複数のセンサとともに使用するためにこの処理をどのように適用するのかを理解することができるであろう。
【0060】
図２０に図示されるノイズ検知、分類、シグニチャ推定、およびロギングの処理は、キャンセラの出力、および／または、各センサに関連付けられたプリミティブを用いて行われる。その処理によって、同時係属中の出願に記載されるように、センサのおのおのにおける特定のクラスのノイズの存在の判定が可能となる。また、センサのうちの１つに存在するノイズが、他のセンサにどの程度存在するのかを判定することも可能となり、これによって、これらのセンサが接続されている媒体（ツイストペア、送電線）における信号の伝搬モード間のカップリングメカニズムの判定を可能とする。
【0061】
図２０に図示されるノイズ検知、分類、シグニチャ推定、およびロギングの処理は、図１９に例示されるように、モデムがデータ送信のために使用されていない間に生成されたプリミティブに対してなされる。あるいは、この処理は、モデムがＤＳＬデータ送信のために使用される場合には常に、センサ出力のおのおのにおいて生成されたプリミティブにおいて生じ得る。これらのモードは、同時係属中の出願に記載されているノイズファインダモードおよびノイズモニタ診断モードにそれぞれ対応する。
【0062】
本発明は、本明細書では特に、従来の電話網によるＤＳＬ通信に特に有用な応用に関連して記載されているが、本発明はこの応用に限定されない。むしろ、本発明の原理は、例えばマルチメディアオーバＣＯＡＸ（別名ＭｏＣＡ）、ＨＰＮＡ（ＨＰＮＡ３．１オーバＣＯＡＸを含む）、およびＩＴＵ−Ｔ Ｇ．ｈｎ（ツイストペア、ベースバンドｃｏａｘ、およびＲＦ ｃｏａｘを含む）同軸ケーブルシステムのようなさまざまなタイプのワイヤライン送信システムに拡張され得る。これらの通信システムのために、送電線センサを追加することは、住宅内でのツイストペア上の通路を見つけるのと同様の手法で、同軸ケーブル媒体への通路を見つける送電線ノイズの侵入の特徴付けおよび緩和に役立つ。
【0063】
本発明は、その好適な実施形態に関して特に記載されているが、形態および詳細における変更および修正が、本発明の精神および範囲から逸脱することなくなされ得ることが当業者に容易に明らかになるべきである。添付された特許請求の範囲は、そのような変更および修正を包含していることが意図される。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］ ワイヤライン通信システムのカスタマ構内環境における装置であって、
前記ワイヤライン通信システムのデータ信号を受信するために結合された一次センサと、
前記カスタマ構内環境における送電本線から発生するノイズソース干渉に対応する送電線信号を受信するために結合された送電線センサと、
を備える装置。
［２］ 前記ワイヤライン通信システムはＤＳＬシステムである、［１］に記載の装置。
［３］ 前記ワイヤライン通信システムは同軸ワイヤラインシステムであり、前記同軸ワイヤラインシステムは、マルチメディアオーバＣＯＡＸ、ＨＰＮＡ、およびＩＴＵ−Ｔ Ｇ．ｈｎである、［１］に記載の装置。
［４］ 電源ユニットをさらに備え、前記送電線信号は、前記電源ユニットから生じる、［１］に記載の装置。
［５］ 前記送電線センサは、前記送電本線に結合している外部プローブを含む、［１］に記載の装置。
［６］ 前記送電線センサは、他の任意の二次センサを排除して前記ノイズソース干渉を特徴付けるために、前記一次センサとともに使用される、［１］に記載の装置。
［７］ 前記送電線センサは、他の二次センサと連携して前記ノイズソース干渉を特徴付けるために、前記一次センサとともに使用される、［１］に記載の装置。
［８］ 前記他の二次センサは、前記データ信号を受信するために結合されていない差動センサ、ファントムモードセンサ、およびコモンモードセンサのうちの１つまたは複数を含む、［７］に記載の装置。
［９］ 前記送電線信号は、前記送電本線のホットワイヤとグラウンドワイヤ、ニュートラルワイヤとグラウンドワイヤ、および、ホットワイヤとニュートラルワイヤ、のうちの１つまたは複数の組合せから生じる、［１］に記載の装置。
［１０］ 前記送電線信号は、前記送電本線のホットワイヤ、ニュートラルワイヤ、およびグラウンドワイヤの間のＣＭ信号と、ホットワイヤおよびニュートラルワイヤの間のＤＭ信号、のうちの１つまたは複数を備える、［１］に記載の装置。
［１１］ 前記送電線信号を用いて、前記データ信号に影響を与えるノイズをキャンセルするように適応されたキャンセラ、をさらに備える［１］に記載の装置。
［１２］ 前記キャンセラは、前記データ信号および送電線信号に適応線形フィルタリングを実行するデジタル信号プロセッサを含む、［１１］に記載の装置。
［１３］ 前記ワイヤライン通信システムは、マルチトーンシステムであり、前記キャンセラは、周波数領域において、トーン毎ベースで動作する、［１１］に記載の装置。
［１４］ 前記キャンセラは、第３のセンサを用いて実行される別のキャンセル処理を補足するように動作する、［１１］に記載の装置。
［１５］ 前記キャンセラのうちの１つの出力を条件付きで選択するセレクタ、をさらに備える［１４］に記載の装置。
［１６］ 個々のセンサの組合せ出力を、線形的に重み付けられた総和として用いてキャンセル処理が実行される、［７］に記載の装置。
［１７］ 前記送電線センサは、前記カスタマ構内環境におけるノイズおよびそのソース、ならびに、前記ワイヤライン通信システムにおけるインパクトを特徴付けるために、他のセンサと連携して使用される、［１］に記載の装置。
［１８］ 少なくとも、前記一次センサ、前記送電線センサ、および二次コモンモードセンサを用いて特徴付けが実行される、［１７］に記載の装置。
［１９］ 特徴付けは、前記一次センサ、前記送電線センサ、および二次コモンモードセンサのうちの少なくとも２つの間のカップリングを判定することを含む、［１７］に記載の装置。
［２０］ 前記特徴付けは、前記センサにおけるノイズソース電力と、前記センサ間のノイズ相関とを推定することによって実行される、［１７］に記載の装置。
［２１］ 前記ノイズソースの数および相対位置の判定が、前記特徴付けに基づく、［２０］に記載の装置。
［２２］ ワイヤライン通信システムのカスタマ構内環境における装置であって、
前記ワイヤライン通信システムのデータ信号を受信するために結合された一次センサと、
前記データ信号を受信するために結合されておらず、前記データ信号にインパクトを与えるノイズに対応する二次信号を受信するために結合された二次センサと、
前記受信された信号に関する情報を、前記センサから収集し、前記情報に基づいて、前記ノイズの分類を実行する、組み込まれたノイズ分析エンジンと、
を備える装置。
［２３］ 前記二次センサは、コモンモードセンサおよび送電線センサのうちの１つである、［２２］に記載の装置。
［２４］ 前記ワイヤライン通信システムを用いた前記装置への送信、および前記装置からの送信がサービスされていない間に、前記組み込まれたノイズ分析エンジンは、前記ノイズに関する情報を収集する、［２２］に記載の装置。
［２５］ 前記ワイヤライン通信システムを用いた前記装置への送信、および前記装置からの送信がサービスされている間に、前記組み込まれたノイズ分析エンジンは、前記ノイズに関する情報を収集する、［２２］に記載の装置。