JP2001318697A - アップストリーム音声帯域モデムチャネルの一般化されたプリコーダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＣＭアップストリーム符号化方法およびエ
ンコーダを得る。 【解決手段】 本発明は、Ｖ．３４で使用されるものに
類似した一般化されたラロイア・トレッター・ハーバー
ディン・（ＬＴＦ）プリコーダを利用する。このプリコ
ーダ構造により、スペクトル整形を行うことができ、信
号配置整形利得を考慮することができ、データレートを
３〜３．５ｋｂｐｓだけ改善する可能性がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル信号用の
アップストリーム・プリコーダに関する。特に、本発明
は、デジタル信号を送信するのに利用されるシステムに
おいてゼロを補償して、スペクトルおよび信号配置整形
（constellation shaping）することができる不均一符
号セットレベルを担うプリコーダ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｖ．９２については、「ＰＣＭアップス
トリーム」方式が使用されることが同意されている。こ
れは、所定のレベルで中央局（ＣＯ）コーデックにおい
て受信される点の信号配置（constellation）からの信
号をアナログ・モデムが送信することを意味する。チャ
ネルおよび雑音がＣＯコーデックの前に来るため、これ
は（Ｖ．９０におけるような）ＰＣＭダウンストリーム
とは一部異なる。レベルの任意のシーケンスが可能であ
るダウンストリームとは異なり、電力制約が与えられる
と、アップストリーム方向のＣＯコーデックによって受
信されるレベルのシーケンスについて任意に決定するこ
とはできない。単純な例として、モデムチャネルはＤＣ
成分を通さないため、同じレベルを連続的に送信するこ
とはできない。また、ＣＯコーデックの前にいかなる等
化も行うことができない。

【０００３】３Ｃｏｍ，Ｃｏｎｅｘａｎｔシステムおよ
びモトローラＩＮＧは、線形ＦＩＲイコライザが続く一
般化されたトムリソン−ハラシマ（ＴＨ）・プリコーダ
を送信機で使用することを提案している。プリコーダと
線形イコライザとの組合せはチャネル応答を補償し、そ
の結果、コーデックによって受信されるレベルは送信レ
ベルと整合する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】Ｖ．３４とは異なり、
Ｖ．９２における送信アップストリーム・シンボルは、
ＣＯコーデックと整合させるために、８ｋＨｚのシンボ
ルレートでなければならない。これはチャネル応答に無
関係にいえることである。しかしながら、チャネルは、
典型的には、ＤＣもナイキスト成分も通さない。情報理
論の結果からは、送信信号のスペクトルはチャネルに整
合するように整形しなければならない。

【０００５】配置プリコーディング，トムリンソン・プ
リコーダおよびトレリス・デコーダを使用する典型的な
通信方法が、ラロイアの米国特許第５，３８８，１２４
号，ベットの米国特許第６，０２６，１２０号，ヘルツ
バーグの米国特許第５，８８１，１０８号およびリーの
米国特許第５，９７３，７２５号を含めた従来技術で見
つけられる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のラロイア・トレ
ッター・ハーバーディン（ＬＴＦ）・プリコーダ構造
は、ＴＨプリコーダではできないスペクトル整形を送信
機で行うことを可能にさせる。本発明は、ＬＴＦプリコ
ーダがＶ．９２に適用されてスペクトル整形および潜在
的な信号配置整形を可能にすることを教示する。ＴＨプ
リコーダの出力はほぼ均一な確率密度関数を有し、ま
た、サンプルはほぼ独立している。それのスペクトルは
入力シーケンスのスペクトルに無関係に平坦である。Ｌ
ＴＦプリコーダの出力は原入力と小さく均一にランダム
な成分との和である。したがって、スペクトルは大部分
保存される。原スペクトルとのより大きい整合を保存す
ることにより、所要電力は低減される。それは、チャネ
ルが最小減衰を有し信号を通すことができる所に使用電
力が集中されるためである。

【０００７】好ましい典型的な実施例は、不均一信号配
置，スペクトル整形および信号配置整形を可能にさせる
Ｖ．９２用の一般化されたＬＴＦプリコーダを教示す
る。一般化されたＬＴＦプリコーダ自体は、既に考慮さ
れている提案からの変更であり、フレーミング，トレリ
ス符号化および信号配置設計を含む。

【０００８】

【発明の実施の形態】典型的な実施例のデータに対する
典型的なフレーミングを図１に示す。このフレーミング
は、ここで典型的な実施例を説明するための典型的な基
準フレーミングとして使用される。

【０００９】本発明のフレーミングは、［ＴＲ−３０．
１／９９−１１−０５３］（３Ｃｏｍなど）に記載され
ているフレーミングに実質的には基づいている。フレー
ム構造は前の提案を変更せずに踏襲している。記号は、
下記のように、また、図１に示すように定義される。
［ＴＲ−３０．１／９９−１１−０５３］と同様に、本
発明のフレームは、図１に示すように６シンボルの２信
号配置フレームおよび４シンボルの３トレリス・フレー
ムを含む１２シンボル・フレーム構造を有する。

【００１０】インデクスｉ＝０，１，２，．．．１１は
データ・フレーム番号を示す。インデクスｋ＝０，１，
２，３，はトレリス・フレーム番号を示す。トレリス・
フレームには、Ｖ．３４で使用される４次元符号に整合
する４つのシンボルがある。

【００１１】インデクスｎは、ここでは、時間を示すの
に使用される。インデクスｉ，ｋは整数全数（integer
whole numbers）としてｎから引き出すことができる。
インデクスｉは、「ｎ ｍｏｄ １２」または「ｎ／１
２の整数剰余（integer remainder）」に等しい。イン
デクスｋは、「ｎ ｍｏｄ ４」または「ｎ／４の整数
剰余」に等しい。

【００１２】各１２シンボル・データ・フレームには、
Ｋシリアル入力データビットがある。データレートが８
０００／６ｋｂｐｓの任意の倍数となるように、Ｋは偶
数である。

【００１３】Ｋビットはモジュラス・エンコーダに入
る。１２の独立したマッピング・モジュールＭ₀〜Ｍ₁₁
があり、それらは、データ・フレーム間隔０からデータ
・フレーム間隔１１までをそれぞれ選択するためのＰＣ
Ｍ信号配置点における構成要素の数である。Ｍ_iは、デ
ータ・フレーム間隔ｉで使用されるプリコーダ出力レベ
ルの数に等しい。

【００１４】Ｋ_iは、データ・フレームｉに対するモジ
ュラス・エンコーダの出力である。Ｋ_iは、入力データ
によって決定される０とＭ_i−１と間の整数である。Ｋ_i
を引き出す方法は、Ｖ．９０仕様および［ＴＲ−３０．
１／９９−１１−０５３］に記載されている。

【００１５】スペクトル整形を達成するための考えられ
るいくつかの方法がある。一つの例はＶ．９０のスペク
トル・シェーパーである。ここでは、入力データビット
は、最初に、大きさおよび符号ビットに分解される必要
がある。スペクトル・シェーパーへの入力は、整形を行
うのにＰＣＭ符号セット大きさの代わりに、インデクス
の大きさを使用する。シミュレーション結果は、インデ
クスが信号配置点を［ＴＲ−３０．１／９９−１１−０
５４］に記載されているように分類する限りではＰＣＭ
符号セット大きさおよびインデクス大きさを使用するこ
との違いは非常に小さいことを示している。このように
して、インデクスは符号セットレベルにほぼ線形に比例
する。

【００１６】現在提案されているプリコーダおよびプリ
イコライザ構造を図２に示す。この図において、ｎは時
間を示す。図２において、送信機は、プリコーダ・フィ
ードバック要素２１，Ｂ（Ｄ）とフィードフォワード・
イコライザ２３，Ｗ（Ｄ）とからなる。送信機への入力
におけるｙ_nの値はＰＣＭ符号セットレベルを表わす。
これらのレベルは、非線形μまたはＡ−則コーデック
（A-low codec）のために均一に離れていない。選択さ
れたレベルのシーケンスは、ユーザ・データおよびプリ
コーダ・ルールによって駆動される。

【００１７】シーケンスｙ_nは任意とすることはできな
い。現在のモデルでは、ｙ_nは、受信機においてすべて
同じ入力値Ｋ_iにマッピングされる（時間ｎで、データ
・フレームはｉであると仮定する）信号配置点の同値類
（equivalence class）から選択される。ｙ_nの値は同値
類から選択されてｘ_nのべき乗を最小にする。均一格子
からの信号配置に対して、それはＴＨプリコーディング
と等価である。

【００１８】データ・フレーム番号ｉは、０と１１との
間を巡回し続け、「ｎ ｍｏｄ １２」に等しい。同様
に、トレリス・フレーム番号ｋは０と３との間を巡回す
るとともに「ｎ ｍｏｄ ４」に等しいものと仮定す
る。インデクスｎから、ｉおよびｋを見つけることがで
きる。一般化されたＬＴＦプリコーディングでは、ｙ_n
の選択は次のように行われる。［ＴＲ−３０．１／９９
−１１−０５４］におけると同様に、Ａ内のＮ信号配置
点の完全なセットをａ（ｍ）（ｍは−Ｎ／２以上Ｎ／２
未満）で示す。信号配置点は上昇順であり、（−Ｎ／
２）が最小（負で最大）点であり、（Ｎ／２−１）が最
大点である。典型的には、Ａは、同数の正要素および負
要素を有し、かつ、０の周りに対称である。

【００１９】本発明の方法では、ｙ_nを求める最初のス
テップは、信号配置部分集合における基準点を見つける
ことである。基準点は、ｆ_n以上のＡにおける最小要素
として定義される（図２より）。この点はａ（ｒｅ
ｆ_n）と呼ばれる。プリコーダがなければ、ｒｅｆ_nは常
に０に等しい。

【００２０】送信された信号配置点ｙ_n＝ａ（ｍ_n）は、
モジュラス・エンコーダの出力Ｋ_iおよび基準点ｒｅｆ_n
に基づいて選択される。送信された信号配置点の選択
は、ｍ_nの選択によって決定され、次式で表わされる。

【００２１】

【数１】 m_n=K_i＋ref_n−M_i/2 k=[0, 1, 2]に対して （１）

【００２２】また、ｋ＝３（ｎ ｍｏｄ ４＝３）に対
して、インデクスは、ｒｅｆ_nが偶数であるか奇数であ
るかに応じて異なるように選択される。

【００２３】

【数２】 m_n=2・K_i−M_i＋ref_n＋[(m_n-3+m_n-2+m_n-1+Y₀) mod 2] ref_nが偶数に対して （２） m_n=2・K_i−M_i＋ref_n＋1−[(m_n-3+m_n-2+m_n-1+Y₀) mod 2] ref_nが奇数に対して （３）

【００２４】言葉で述べると、ａ（ｍ_n）は、ａ（ｒｅ
ｆ_n−Ｍ_i／２）．．．ａ（ｒｅｆ_n＋Ｍ_i／２−１）から
選択される。ここで、ｋ＝０，１，２に対しては、ａ
（ｒｅｆ_n）．．．ａ（ｒｅｆ_n＋Ｍ_i／２−１）は正の
プリコーダ出力に対応し、ａ（ｒｅｆ_n−１）．．．ａ
（ｒｅｆ_n−Ｍ_i／２）は負のプリコーダ出力に対応す
る。ｋ＝３に対しては、間隔はａ（ｒｅｆ_n−
Ｍ_i）．．．ａ（ｒｅｆ_n＋Ｍ_i−１）の範囲である。ト
レリス・コーダ出力Ｙ₀は、インデクスの和が偶数であ
るか奇数であるかによって決まる２つのコセット（cose
t）の一方を選択する。４つのインデクスｍ₀．．．ｍ₃
は、［ＰＣＭ’００−０２０，モトローラＩＮＧ］（ｊ
_nの代わりにｍ_nを使用する）に記載されているように、
逆マップによりトレリス・コーダ入力を決定する。Ｒｅ
ｆ_nは、次の送信サンプルを選択するスライディング・
ウィンドウの中心点である。

【００２５】ｍ_nは−Ｎ／２，Ｎ／２−１の範囲内に入
らないことがある。通常のＴＨプリコーダまたはＬＴＦ
プリコーダの場合には、これは、チャネル出力がコーデ
ック範囲およびクリップを越える状況に類似している。
一般化されたＬＴＦプリコーディングに対してこのケー
スに対処する１つの方法は、ｍ_n＞Ｎ／２−１であれば
ｍ_n＝ｍ_n−Ｍ_iとし、ｍ_n＜−Ｎ／２であればｍ_n＝ｍ_n＋
Ｍ_iとすることである。

【００２６】これは、元の意図された範囲を越えるプリ
コーダ出力を有することに類似している。これは、プリ
コーダ出力が指定された範囲内に留まるかどうかに無関
係にプリコーダ出力の大きさを最小にするために同値類
の構成要素を選択することによって対処される。任意の
プリコーディング提案では、プリコーダ出力が元の意図
された範囲を越えてることが許可されている場合には、
送信機電力レベルが高められ、その高める度合いは、配
置範囲を越える尤度に依存する。考えられる最大信号配
置点の大きさは、考えられる最大プリコーダ出力にプリ
コーダ・フィルタのＬ１ノルムを乗じて算出することが
できる。しかしながら、プリコーダ・フィルタの長さに
よっては、この出力は非常にありそうもないことがあ
る。

【００２７】この手順は、一般化されたＬＴＦプリコー
ダを示すものである。プリコーダの出力は、入力とほぼ
同じスペクトル形状および電力に留まる。プリコーダへ
の入力はトレリス符号に従って符号化される。

【００２８】一般化されたＬＴＦプリコーダとＶ．３４
で使用されるバージョンとの間の類似を調べるために、
Ｖ．３４で使用されるＬＴＦプリコーダのブロック図を
図３に示し、別の実施例を図４に示す。ＬＴＦプリコー
ダでは、入力信号ｂ_nは、直接には選択されないが、上
述したように方程式１〜４から選択されるｙ_nに関連付
けられる。図４において、ｂ_nはｙ_n−ｑ_nに等しい。量
子化誤差を除けば、これは、ｆ_nが基準点によって指定
されるため、ｂ_nを原点周りに集中する。ＬＴＦプリコ
ーダでは、出力ｘ_nは、入力シーケンスｂ_nと小さな項ｅ
_nとの和に等しい。ここで、小さな項ｅ_nは、プリコーダ
・フィルタ出力ｆ_nと最近信号配置点に量子化されたこ
の値と間の誤差を表わす。信号配置が均一な間隔とさ
れ、信号配置点が距離ｄだけ離される場合には、ｅ_kの
値は（−ｄ／２，＋ｄ／２）の間隔にわたって均一であ
る。

【００２９】ＬＴＦプリコーダの平均出力電力は、ＴＨ
プリコーダの平均出力電力と同じであり、Ｍ−ＰＡＭ均
一間隔信号配置に対しては（Ｍｄ）²／１２に等しい。

【００３０】この方法のポイントは、ｂ_nをスペクトル
的に整形できることである。ｅ_nが小さいため、図３か
ら明らかなように、プリコーダの出力は同じスペクトル
形状を維持する。方程式１〜４において、ｂ_nが選択さ
れ、ｆ_nの量子化されたバージョンがｂ_nに加算されてｙ
_nを決定する。任意の雑音または非補償シンボル間イン
ターフェイスを除いて、信号ｂ_nではなくｙ_nがＣＯコー
デックで受信される。プリコーダ・フィルタを通過する
のはｙ_nであるため、これは図２および図４において明
らかである。

【００３１】一般化されたＬＴＦプリコーダは同じ原理
を使用する。図３におけるｂ_nの値は、一般化されたプ
リコーダで使用されるａ（ｒｅｆ_n）に対応する。図３
におけるｂ_nの値は、一般化されたプリコーダにおける
ａ（ｍ_n−ｒｅｆ_n）と関連付けられる。Ｖ．３４プリコ
ーダと一般化されたＬＴＦプリコーダとの違いは、レベ
ルが均一ではないことがあることである。均一な無限信
号配置では、２つのプリコーダは同じとなることがあ
る。

【００３２】一般化されたＬＴＦプリコーダは、Ｖ．３
４受信機に類似しているが、より単純である。Ｖ．３４
受信機では、最初のステップは、予測器（predictor）
が続く線形イコライザとしばしば考えられるイコライザ
・フィルタである。Ｖ．９２に対しては、このフィルタ
は送信機に移される。ＰＣＭアップストリームに対して
は、ビタビ検出器が、受信ＰＣＭレベルに直接に作用
し、使用されるトレリス・エンコーダに従って最尤シー
ケンスを見つける。次に、Ｖ．３４と同様に、このシー
ケンスは逆プリコーダ・フィルタに通されて原入力シー
ケンスを回復する。

【００３３】入力シーケンスｂ_nが自己相関関数を有す
る場合には、次式が成り立つ。

【００３４】

【数３】 r_aa＝E[b_n ², b_nb_n-1, ..., b_nb_n-j] （４）

【００３５】ここで、Ｅ（・）は、「の期待値」を意味
する。ｘ_kの自己相関関数は次式で表わされる。

【００３６】

【数４】

【００３７】均一間隔ＰＡＭ信号配置に対しては、Ｅ
（ｂ_n ²）はｄ²／１２［Ｍ²−１］に等しく、それは典型
的にはｄ²／１２よりも遥かに大きい。ＬＴＦプリコー
ダの出力はプリコーダの入力とほぼ同じスペクトル形状
を有する。

【００３８】非符号化性能は、信号配置におけるレベル
の一つが他のレベルと間違えられる平均確率として評価
されることができる。ガウス雑音を仮定すると、それは
次式に等しい。

【００３９】

【数５】

【００４０】ここで、ｄは２つの符号設定点間の距離で
あり、σは雑音の標準偏差である。説明の目的から、こ
の解析は、サーバによって受信されるエコーの影響を含
んでいない。近似は、雑音がガウス性であるものと仮定
する。雑音は、実際上、付加的チャネル雑音と不完全フ
ィルタリングからのシンボル間干渉との両方からなって
いる。非均一信号配置間隔に対しては、ｄは点ごとに変
動する。性能は、均一信号配置を仮定することによって
近似され得る。

【００４１】均一信号配置に対しては、ｄの値は、送信
電力が指定された限界内となるように、選択され得る。
最後のセクションから、プリコーダ出力の自己相関は次
式で表わすことができる。

【００４２】

【数６】

【００４３】ここで、ｒ_xxは正規化される。プリイコラ
イザ・フィルタからの総電力は次式で表わされる。

【００４４】

【数７】

【００４５】ここで、ｗはプリイコライザ・フィルタ係
数のカラム・ベクトルであり、Ｒ_xxは、ｒ_xxから引き出
されるトエプリッツ・マトリックス（Toeplitz matri
x）である。これは送信機電力である。ＰＡＭレベルの
数Ｍ，正規化自己相関ベクトルｒ _xx，プリイコライザ・
フィルタｗおよび電力制約が与えられると、ｄを見つけ
ることができる。次に、フィルタは、プリコーダ出力の
電力および誤差の電力を一緒に最小にするように、選択
される。

【００４６】入力シーケンスがスペクトル整形されない
場合には、一般化されたＬＴＦプリコーダに対する性能
評価，プリコーダおよびプリイコライザ・フィルタは、
一般化されたＴＨプリコーダに対するものと同じであ
る。

【００４７】一例として、ＰＮ３８５７ Ｒ１３（アン
ロードされたループ）からのテスト・ループ５上の非符
号化性能が図４に示されている。均一信号配置を仮定す
ると、プリコーダ出力電力は−１２ｄＢｍに制約され
る。３７００Ｈｚにおける減衰が３ｄＢであるアンチ・
エイリアシング・フィルタが使用された。フィードフォ
ワード・フィルタ・タップ（シンボル間隔）の数は１０
０に設定され、また、プリコーダ・タップの数は４０
（必要な数よりも多い）に設定された。プリコーダ出力
は１−Ｄ²チャネルのフィルタリングされた出力に対応
する自己相関ベクトルｒ_xx＝［１．０−．５］を有する
ものと仮定された。示された結果は、データレートが８
０００ｌｏｇ₂（Ｍ）に等しいものと仮定している。符
号は加えられず、すべてのｉに対してＭ_i＝Ｍとした。
付加的雑音はガウス性と仮定された。ｄＢｒｎで表わし
た雑音は、３ｋＨｚ帯域にわたって総雑音電力マイナス
９０ｄＢｍである。結果はクローズドフォーム（closed
-form）解析に基づいている。

【００４８】結果は、スペクトル整形はデータレートを
高める可能性があることを示している。スペクトル整形
は、雑音に３〜３．５ｄＢの免疫性を付加する。データ
レートから考えると、これは３〜３．５ｋｂｐｓに解釈
される。使用されるスペクトル・シェーパーに応じて、
考慮される必要がある符号レート損失または電力レート
損失がある。

【００４９】ここに教示された発明概念の範囲内で多く
の異なる実施例が考えられ、また、法の記載要件に従っ
てここに詳細に示された実施例に多くの修正を加えるこ
とができるため、ここに示した詳細は説明用であって制
約的意味合いがないことを理解願いたい。

【００５０】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。 （１）ＰＣＭアップストリーム符号化の方法であって、
スペクトル形状を有する信号をアナログ・モデムから受
信するステップと、前記スペクトル整形受信信号の入力
スペクトルに整合された非均一確率密度で整形された点
の信号配置を提供するステップと、前記受信信号の前記
スペクトル形状に密接に対応する前記点の信号配置から
点の出力信号を供給するステップと、を含む、方法。 （２）前記受信信号の現在値に基づいて前記点の信号配
置内にポインターを定義するステップと、前記ポインタ
ー値に基づいて予め定められた範囲内に信号配置点のウ
ィンドウを定義するステップと、前記受信信号の前記現
在値に対応する前記ウィンドウ内から信号配置点を選択
するステップと、をさらに含む、第１項記載の方法。 （３）前記各信号配置点（ｙ）は、ｍ_nを次のように選
択することによって、

【００５１】

【数８】m_n=K_i＋ref_n−M_i/2 k=[0, 1, 2]に対して

【００５２】公式ｙ_n＝ａ（ｍ_n）によって求められる、
第１項記載の方法。 （４）前記信号配置内の前記点が、前記ウィンドウの前
記定義に基づいて同値類に割り当てられる、第２項記載
の方法。

【００５３】（５）ＰＣＭアップストリーム符号化の方
法であって、入力データビットの信号を受信するスペク
トル・シェーパーを設けるステップと、前記スペクトル
・シェーパーからＰＣＭ符号セットレベルを受け入れ、
フィードバック信号を発生するフィードバック要素とフ
ィードフォワード要素とを有する送信機を設けるステッ
プと、を含み、前記ＰＣＭ符号セットレベルが、信号配
置フレームおよびトレリス・フレームを含めたシンボル
・フレーム構造を有し、前記方法が、データビットを大
きさと符号とに分解し、前記分解されたデータビットを
前記スペクトル・シェーパーに入力して前記信号を前記
大きさに基づいて整形するステップと、前記ＰＣＭ符号
セットレベルを信号配置点のスライディング・ウィンド
ウから選択して電力を最小にするステップと、前記フィ
ードバック信号よりも大きいウィンドウ内の最小要素と
して前記信号配置内の基準点を決定するステップと、送
信された信号配置点を前記基準点および前記フィードバ
ック信号に基づいて信号配置点の前記スライディング・
ウィンドウから決定するステップと、前記トレリス符号
化信号のインデクスの和を求めるステップと、インデク
スの和の値によって決まる２つの剰余類の一方からトレ
リス・コーダ出力を偶数または奇数として選択するステ
ップと、前記送信された信号配置点を前記フィードフォ
ワード要素に与えるステップと、前記シーケンスを逆プ
リコーダ・フィルタに与えて前記原入力シーケンスを回
復するステップと、をさらに含む、方法。 （６）前記送信された信号配置点が、前記モジュラス・
エンコーダの出力および前記基準点に基づいて選択され
る、第５項記載の方法。 （７）前記送信された信号配置点ｙ_n＝ａ（ｍ_n）の前記
選択が、次のようなｍ_nの選択によって決定される、

【００５４】

【数９】m_n=K_i＋ref_n−M_i/2 k=[0, 1, 2]に対して 第６項記載の方法。

【００５５】（８）ｋ＝３であり、前記インデクスがｒ
ｅｆ_nが偶数であるか奇数であるかに応じて下記の方程
式の一方から選択される、

【００５６】

【数１０】 m_n=2・K_i−M_i＋ref_n＋[(m_n-3+m_n-2+m_n-1+Y₀) mod 2] ref_nが偶数に対して m_n=2・K_i−M_i＋ref_n＋1−[(m_n-3+m_n-2+m_n-1+Y₀) mod 2] ref_nが奇数に対して 第７項記載の方法。

【００５７】（９）ＰＣＭアップストリーム符号化のた
めのエンコーダであって、入力データビットの信号を受
信し、プリコーダおよびプリイコライザを有するスペク
トル・シェーパーと、該スペクトル・シェーパーからＰ
ＣＭ符号セットレベルを受け入れ、フィードバック信号
を発生するフィードバック要素を有する送信機であっ
て、前記ＰＣＭ符号セットレベルが、信号配置フレーム
およびトレリス・フレームを含めたシンボル・フレーム
構造を有し、データビットが、大きさおよび符号に分解
され、前記信号を前記大きさに基づいて整形するために
前記スペクトル・シェーパーに入力され、前記ＰＣＭ符
号セットレベルが、電力を最小にするように信号配置点
のスライディング・ウィンドウから選択される、送信機
と、前記フィードバック信号よりも大きいウィンドウ内
の最小要素として、前記信号配置内に基準点を決定する
セレクタと、送信された信号配置点を前記基準点および
前記フィードバック信号に基づいて決定する比較器と、
前記トレリス符号化信号のインデクスの和を求める加算
器であって、インデクスの和の値によって決定される２
つの剰余類の一方からトレリス・コーダー出力を偶数ま
たは奇数として選択する、加算器と、前記送信された信
号配置点を受信するフィードフォワード要素と、前記シ
ーケンスを受信して前記原入力シーケンスを回復する逆
プリコーダと、を具備する、エンコーダ。 （１０）アナログ・モデム信号をスペクトル的に整形す
る方法であって、８ｋＨｚシンボルレートを有するモデ
ムを設けるステップと、前記モデムを中央局クロックに
同期させるステップと、アナログ・モデム信号のスペク
トル整形分布がＤＣおよび４ｋＨｚにおける送信を解消
することを可能にさせるプリコーダを利用するステップ
と、を含む、方法。 （１１）アナログ・モデム信号をスペクトル整形するシ
ェーパーであって、８ｋＨｚシンボルレートを有するモ
デムから信号を受信する受信機と、アナログ・モデム信
号の分布をスペクトル整形してＤＣおよび４ｋＨｚにお
ける送信を解消するプリコーダと、を具備する、シェー
パー。

【００５８】（１２）ＰＣＭアップストリームに対し
て、アナログ・モデムは、中央局（ＣＯ）でのコーデッ
クの入力における信号のサンプルが所定のレベルのセッ
トであるように、シンボルのフィルタリングされたシー
ケンスを送信しなければならない。そのため、アナログ
・モデムは、ＣＯクロックに同期された８ｋＨｚシンボ
ルレートを使用する必要がある。典型的な電話チャネル
はＤＣおよび４ｋＨｚにおいてゼロを有する。したがっ
て、最善の性能とするためには、アナログ・モデムによ
って送信される信号をスペクトル整形してチャネルに整
合させなければならない。本発明は、Ｖ．３４で使用さ
れるものに類似した一般化されたラロイア・トレッター
・ハーバーディン・（ＬＴＦ）プリコーダを利用する。
このプリコーダ構造によりスペクトル整形を行うことが
でき、信号配置整形利得を考慮することができる。スペ
クトル整形を行うこのプリコーダを使用すると、データ
レートを３〜３．５ｋｂｐｓだけ改善する可能性があ
る。

【００５９】関連出願の相互参照「PRECODER FOR V.92
PCM UPSTREAM」と題された、２０００年２月１０日に出
願された米国仮出願第６０／１８１，５２０号に対する
米国特許法１２０条の下での利益を請求する。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｖ．９２アップストリームについての典型的な
提案されたフレーミング構造を示す図である。

【図２】典型的なＬＴＦプリコーダを示すブロック図で
ある。

【図３】入力を最近信号配置点に整合させる本発明の典
型的なプリコーダを示すブロック図である。

【図４】入力を最近信号配置点に整合させる本発明の別
の典型的なプリコーダを示す別の同等なブロック図であ
る。

【図５】より速い転送速度を可能とさせる本発明の実現
による省電力を示す非符号化性能結果を示すグラフであ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰＣＭアップストリーム符号化の方法で
   あって、 スペクトル形状を有する信号をアナログ・モデムから受
   信するステップと、 前記スペクトル整形受信信号の入力スペクトルに整合さ
   れた非均一確率密度で整形された点の信号配置を提供す
   るステップと、 前記受信信号の前記スペクトル形状に密接に対応する前
   記点の信号配置から点の出力信号を供給するステップ
   と、 を含む、方法。
2. 【請求項２】 ＰＣＭアップストリーム符号化のための
   エンコーダであって、入力データビットの信号を受信
   し、プリコーダおよびプリイコライザを有するスペクト
   ル・シェーパーと、 該スペクトル・シェーパーからＰＣＭ符号セットレベル
   を受け入れ、フィードバック信号を発生するフィードバ
   ック要素を有する送信機であって、 前記ＰＣＭ符号セットレベルが、信号配置フレームおよ
   びトレリス・フレームを含めたシンボル・フレーム構造
   を有し、 データビットが、大きさおよび符号に分解され、前記信
   号を前記大きさに基づいて整形するために前記スペクト
   ル・シェーパーに入力され、 前記ＰＣＭ符号セットレベルが、電力を最小にするよう
   に信号配置点のスライディング・ウィンドウから選択さ
   れる、 送信機と、 前記フィードバック信号よりも大きいウィンドウ内の最
   小要素として、前記信号配置内に基準点を決定するセレ
   クタと、 送信された信号配置点を前記基準点および前記フィード
   バック信号に基づいて決定する比較器と、 前記トレリス符号化信号のインデクスの和を求める加算
   器であって、 インデクスの和の値によって決定される２つの剰余類の
   一方からトレリス・コーダー出力を偶数または奇数とし
   て選択する、 加算器と、 前記送信された信号配置点を受信するフィードフォワー
   ド要素と、 前記シーケンスを受信して前記原入力シーケンスを回復
   する逆プリコーダと、 を具備する、エンコーダ。