JP2847167B2 - 通信システムならびに通信方法 - Google Patents

通信システムならびに通信方法

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Description

【発明の詳細な説明】 <技術分野> 本発明は、通信装置に関し、特に、ファクシミリ変復
調能力を備えた通信システムに関する。
<発明の背景> 電話通信トランクを伝送網に接続する種々のタイプの
通信システムが特許文献および市場で知られている。こ
のような装置の一つのタイプは、通常、時間指定音声補
間(TASI)装置を含むデジタル回路多重化設備システム
として知られている。本件出願人の欧州特許第25,465号
および米国特許第4,523,309号には、広く市場に受入れ
られたTASI装置が記載されている。
上記米国特許第4,523,309号の特徴は、指定、同期お
よび識別情報のような制御情報が従来技術におけるよう
に別の信号チャネル上でなく通信チャネルに従って伝送
されることである。また、信号通信チャネル指定情報も
上記別の信号チャネルではなく音声チャネルを介して供
給される。
電話通信トランクを伝送網に接続する他のタイプは、
1986年4月に開かれたデジタル通信に関する国際チュー
リヒセミナにおいて頒布された「広帯域パケット技術に
おける諸実験」と題するアール・ダブリュー・モーゼお
よびその他の論文に記載されている。この論文には、伝
送網を介して音声およびデータのパケットを送るための
アクセスインタフェースおよび広帯域パケットスイッチ
から成るシステムが開示されている。
制御情報の伝送用に音声チャネルを使用する、本件出
願人の米国特許第4,747,096号に示されているように、
デジタル音声補間(DSI)技術および適応パルス符号変
調(ADPCM)圧縮技術の利点が組込まれた複数のデジタ
ム回路多重化設備システム(DCME)が知られている。ま
た、これらのシステムは、音声帯域データ伝送を検出し
該伝送を音声帯域データに適した最適ADPCMによって圧
縮する。
しかし、音声帯域データに適した最適ADPCMは、音声
帯域データを2:1の割合で圧縮し、他方、DSIおよびADPC
Mの圧縮率は、6:1である。したがって、DCMEを介して伝
送された時の信号が音声帯域データとして圧縮される個
人用ファクシミリ機の現在の増加が続いているので、DC
MEの総合圧縮率は、3:1に近づきつつある。
1986年7月8日〜15日にスイスのジュネーブにおい
て、国際電信電話諮問委員会(CCITT)作業部会X VIII/
8にヨーロッパ電気通信衛星機構(EUTELSAT)により提
出された「デジタル回路多重化のためのLRE−DSI特性に
関するEUTELSATの審査」と題する遅延分担において、信
号圧縮のためにADPCMを使用する圧縮システムを介して
V.29音声帯域データ信号が伝送されるのを可能とするた
めに、このような信号を復調することが提案されている
ようである。この諮問は、DCMEにおけるV.29モデム復調
を提案しているのみであって、その方法を説明していな
い。この諮問が後続のファクシミリ信号復調のためにフ
ァクシミリ信号を検出する方法を教えていないことは、
重要である。
「将来のインマルサットデジタル通信システムのため
のファクシミリインタフェース装置の研究」と題する、
国際海事衛星機構(INMARSAT)に提出された1988年7月
28日付の最終報告において、全ファクシミリチャネルの
復調のための構想が提案されている。音声信号およびフ
ァクシミリ信号の両方を搬送する「混合」チャネルにお
けるファクシミリ信号の検出、および該検出に基づいて
ファクシミリおよび音声用の異なる処理方路間の切替に
は何らの考慮も払われていない。また、この諮問は、上
記「混合」チャネルにおいて通常使用さている多くのフ
ァクシミリプロトコルに触れていない。
<発明の要約> 本発明は、改良されたファクシミリ信号圧縮能力を備
えた通信システムを提供しようとするものである。
したがって、本発明の好適な実施態様によれば、複数
の電話通信トランクを伝送網に接続する通信システムが
得られる。この通信システムは、伝送網の少なくとも第
1端に送信装置を有し、伝送網の少なくとも第2端に受
信装置を有する。送信装置は、複数の電話通信トランク
上の信号を検出し、該信号を少なくとも被選定ファクシ
ミリ信号および他の信号として分類する装置と、ファク
シミリ信号を復調する第1装置と、上記他の信号を圧縮
する第2装置と、伝送網に従って伝送される信号の種類
を通信する装置とを含む。受信装置は、伝送網に従って
受信された信号の種類を確定する通信装置から通信を受
信する装置と、伝送網に従って受信された被選定ファク
シミリ信号を変調する第3手段と、伝送網に従って受信
された上記他の信号を圧縮解除する第4手段とを含む。
復調および変調は、例えば、スクランブル解除および
スクランブルを含む完全なものであってもよいし、また
は、スクランブルおよびスクランブル解除を含まない不
完全なものであってもよいことが判る。
また、本発明の一の好適な実施態様によれば、上記他
の信号は、音声信号と音声帯域データ信号とから成る。
第2装置は、音声信号を圧縮する装置と音声帯域データ
信号を圧縮する装置との両方から成る。第4装置は、音
声信号を圧縮解除する装置と音声帯域データ信号を圧縮
解除する装置とから成る。
また、本発明の一の好適な実施態様によれば、被選定
ファクシミリ信号は、G3ファクシミリ信号である。
また、本発明の一の好適な実施態様によれば、上記検
出・分類装置は、信号活動状態を検出する装置と、音声
帯域データ信号の存在を検出する装置と、一連のフラッ
グ文字を検出する装置から成るG3ファクシミリ信号の存
在を検出する装置とを含む。
また、本発明の一の好適な実施態様によれば、復調装
置は、各装置がG3のファクシミリ信号に対応する特定の
動作モードを有する複数個のファクシミリ復調装置と、
最初に該ファクシミリ復調装置に複数個の入力被選定フ
ァクシミリ信号を同時に供給する装置と、上記複数個の
ファクシミリ復調装置のうちいずれかの1個が入力被選
定ファクシミリ信号を最初に復調することに成功するか
を確定する装置と、入力被選定ファクシミリ信号の復調
を継続するために、入力被選定ファクシミリ信号を最初
に復調することに成功するファクシミリ復調装置を使用
する装置とを含む。CCITT赤書勧告T.30で定義された標
準プロトコルの定義に従わない多数のファクシミリ送信
が存在するので、入力ファクシミリ信号の伝送速度およ
び動作モードは、プロトコル分析から導き出せない。本
発明の目的は、プロトコル分析でなく波形分析によるフ
ァクシミリ信号分類を提供することである。したがっ
て、各ファクシミリ信号バーストの開始において、上記
複数個のファクシミリ信号を同時に復調するために複数
個のファクシミリ復調器が必要である。
また、本発明の一の好適な実施態様によれば、復調装
置は、ファクシミリ信号復調器と、ファクシミリ復調器
の出力を保護するように動作するフォワード誤り訂正装
置とを含む。
本発明の目的は、4:1から6:1のファクシミリ信号圧縮
比であって、音声帯域データ信号としてファクシミリ送
信を処理することにより達成し得るよりもはるかに大き
い圧縮比を提供することである。本発明は、ファクシミ
リモデム信号を復調し、該情報を最初のファクシミリモ
デム信号が再生される遠端末に2進データとして伝送す
ることにより所期圧縮比を達成する。
<好適な実施例の詳細な説明> 第6図を参照して、ファクシミリ機からローカル電話
システムを介して伝送網に至るデータの流れを説明す
る。ファクシミリ機10は、1984年、マラガートレモリノ
ス、CCITT赤書勧告T.4およびT.30に準拠し、CCITT赤書
勧告T.4に準拠し最大9.6kbit/s伝送速度で走査ページの
圧縮版を表わす2進ビット流れを生じるファクミリ走査
機・符号器12と、ロックウェルインターナショナル社の
R96MFXモノファクスのような、ローカルアナログ電話シ
ステムを介して伝送するために上記2進ビット流れをア
ナログ波形上に変調する変調器14とを含む。
G3ファクシミリ呼手順は、CCITT赤書勧告T.30に詳し
く定義されている。典型的な場合、ファクシミリ呼は、
呼出された端末から生じた2,100Hzトーンから始まり、C
CITT赤書勧告V.21、チャネル2に従って変調された、30
0bit/s伝送速度で2台のファクシミリ機間の協調対話が
続く。ファクシミリメッセージは、ページ毎に、2,40
0、4,800、7,200および9,600bit/sデータ伝送速度で伝
送される。2つの低速の方については、CCITT赤書勧告
V.27terに準拠し、2つの高速の方については、CCITT赤
書勧告V.29に準拠する。CCITT赤書勧告T.30は、非標準3
00bit/sプロトコルについても認めていることに留意す
べきである。
アナログ・デジタル(A/D)変換器16は、アナログ波
形を受取り、該アナログ波形信号を標準64kbit/sパルス
符号変調(PCM)デジタル信号に変換するために上記ア
ナログ波形信号をサンプリングする。その後、デジタル
PCM信号は、2.048または1.544Mbit/s信号から成る1タ
イムスロットとして、後に説明するような送信システム
に後で上記1タイムスロットを送信することができるデ
ジタル交換局18(例えば、AT&Tの4ESS)を介して送信
される。ファクシミリ走査機12により生じたデジタル信
号は、2進データ信号であり、A/D変換器16により生じ
たデジタル信号は、アナログ波形のデジタルサンプルで
あることに留意すべきである。2つの伝送速度は、著し
く異なる(最高9.6キロビット対64キロビット)ので、
現在の通話法による2進データの送信は、無駄が多い。
本発明の技術によれば、デジタルリンクの伝送効率
は、変調されたアナログ波形のPCM信号から最初に走査
され符号化された2進データを再生した後、該データを
9.6kbit/s信号として伝送網に従って伝送することによ
り、増大される。本発明の他の実施例によれば、2進デ
ータは、9.6kbit/s信号と追加の誤り訂正符号とから成
る16kbit/s信号と伝送されるため、回線誤りが存在して
も伝送の健全性を著しく増大させる。本発明にかかるシ
ステムは、誤りが存在しない場合には、ファクシミリ伝
送に対して6:1圧縮比を達成し、誤り訂正が存在する場
合には、4:1圧縮比を達成する。
第1図は、通信システムの送受信端の全体機能システ
ムブロック線図であって、通信システムの種々の構成要
素のトランク拡張機能と同様に3つの信号圧縮法を示
す。第1図を参照して、送信側について説明する。受信
側は、送信側の鏡像であるから、第1図を参照しては説
明しない。通信システムの多くの構成要素は、米国特許
第4,747,096号において説明されクレームされたものと
ほぼ類似であるから、詳述しない。第1図に示された通
信システムは、CCITT青書勧告G.763に定義されているよ
うに、直通構成、多集団構成および同報構成として完成
することができることが理解されよう。また、トラヒッ
ク圧縮のためアクセス端末としてパケット交換網の構成
要素となることができる。
送信装置は、1.544Mbit/sまたは2.048Mbit/sPCM信号
と通信システム中で使用される内部2.048Mbit/s(NRZ)
信号との間のインタフェースを与えるように動作するト
ランクPCMインタフェース(TDLI)20を含む。TDLI20
は、同期、予同期緩衝および非必須の書式変換をするよ
うに動作する。TDLI20の下流に、タイムスロットマッピ
ングを行うタイムスロット交換(TSI)22が存在する。T
SI22は、最大10個の24−チャネルビットストリームを8
個の30/32チャネルビットストリームに再グループ化す
ることができる。
デジタル音声補間(DSI)回路24は、米国特許第4,52
3,309号に示された時間指定音声補間(TASI)により音
声圧縮を行い、最大240トランクを62の搬送チャネルに
圧縮するように動作する。
また、DSI回路24は、入力信号を、G3ファクシミリ信
号のような被選定ファクシミリ信号として、および、典
型的な場合には、音声、トーンおよび非ファクシミリ音
声帯域データを含む他の信号として分類する検出回路を
構成する。これにより、送信装置は、別々にファクシミ
リ信号を圧縮し、音声信号および非ファクシミリ音声帯
域データ信号に従来の圧縮技術を適用することができ
る。
一層の圧縮は、典型的な場合には、適応差分パルス符
号変調(ADPCM)回路26、可変ビット伝送速度(VBR)回
路28、音声帯域データ最適アルゴリズム回路27およびフ
ァクシミリモデム29とから成る信号圧縮回路25により行
われる。
ADPCM回路26は、音声圧縮のためのCCITT赤書G.721に
準拠するADPCMアルゴリズムを使用する。VBR回路28は、
典型的な場合には、ADPCM回路26と組み合わせて設けら
れており、米国特許第4,747,096号に記載されているよ
うに、過トラヒック期間を克服するために、効率的に追
加搬送チャネル(62より多い)を作り出すように動作す
る。ADPCM回路26およびVBR回路28は、DSI回路24と協働
して、音声信号に対して典型的には6:1圧縮比を与え
る。16kbit/s音声符号化のような他の音声圧縮技術を使
用する回路は、ADPCM回路26の代わりになり得ることが
理解されよう。
音声帯域データは、米国特許第4,747,096号に記載さ
れているように、特に音声帯域データの信頼性の高い伝
送に最適なADPCMコーデックを使用する音声帯域最適ア
ルゴリズム27を介してルート割当てが行われる。音声帯
域アルゴリズムは、音声帯域データ信号に対して透過的
に作用するとともに2:1圧縮比を与える。音声帯域デー
タ圧縮は、例えば、CCITT赤書、メルボルン1988、勧告
G.723にかかるアルゴリズムのような他のアルゴリズム
を使用して達成することができることが理解されよう。
本発明の一の好適な実施例によれば、誤り訂正情報を
複数の最初のファクシミリ2進データに自由に組込み、
生じた信号を多重化するために、ファクシミリモデム29
が複数個のPCM信号から複数個の最初のファクシミリ2
進データを再生するために設けられている。非必須の誤
り訂正機能は、典型的には、伝送網が、典型的には、性
能劣化したタイプに属する時、与えられる。
マルチプレクサ31は、ADPCM回路26、VBR回路28、音声
帯域データアルゴリズム回路27およびファクシミリモデ
ム29から成る信号圧縮段の出力をほぼ完全に要素占位し
た1個の2.048または1.544Mbit/s信号に多重化する。各
サンプリング期間(典型的には、125マイクロ秒)に、
マルチプレクサ31は、圧縮されたチャネルから複数のビ
ットを含む1個のビットフレームを生じる。
本発明の他の実施例は、「広帯域パケット技術におけ
る諸実験」と題する上記アール・ダブリュー・モーゼそ
の他の論文に記載されているように、広帯域パケット技
術を組込んだマルチプレクサ31を含む。上記他の実施例
において、マルチプレクサ31は、圧縮された音声、音声
帯域データまたはファクシミリデータから成る一連のサ
ンプルを集めパケット化した後、該パケットを伝送網に
送信するパケット組立装置(PA)として動作するように
作動する。
マルチプレクサ31の2.048Mbit/s出力を標準1.544/2.0
48/Mbit/s標準PCM搬送チャネルへ速度整合することは、
米国特許第4,747,096号に記載されているように、搬送P
CMインタフェース(BDLI)30によって行われる。
第2図は、本発明にかかり、第1図の機能ブロック線
図に対応する通信システムの送信装置の必須の構成要素
をブロック線図として示す。残りの構成要素の完全な記
載は、米国特許第4,747,096号に見出し得る。
TSI回路22から出力された8本の2.048Mbit/sビットス
トリームは、DSI回路24に供給され、送信遅延メモリ50
と並列にファクシミリ検出器53、および、音声・トーン
検出回路52のような他の検出器に送信される。
音声・トーン検出(SPD)回路52は、典型的には、各S
PD回路が送信側TSI回路22から2×2.048Mbit/sデジタル
ストリームを受取る4個のSPD回路を含む。SPD回路52
は、通常−32dBm0に設定される調整可能しきい値を超え
る音声エネルギの存在について各タイムスロットを調査
するように動作する。
音声エネルギが存在する場合には、主CPU44は、活動
中音声を有するタイムスロットについて通報される。ま
た、SPD回路52のトーン検出部は、2,100Hzトーンの切れ
目のない存在について活動中音声を調査する(音声帯域
データのためのCCITT赤書勧告G.164もしくは勧告V.25ま
たはファクシミリデータのための勧告T.30)。トーンが
検出されると、主CPU44は、通報される。
また、ファクシミリ検出器53は、TSI回路22から受取
った全8本の2.048Mbit/sビットストリーム上にあるフ
ァクシミリ信号の存在を検出する。G3ファクシミリシス
テムは、1984年CCITT赤書勧告T.30の5.3.1節において、
300bit/s信号上で1秒間送信される一連のフラッグ文字
として定義されたプリアンブルから300bit/s送信を開始
するので、上記プリアンブルは、ファクシミリシステム
に特有のものであり、したがって、ファクシミリ信号の
信頼できる検出に利用できること、および他のデータプ
ロトコルは、多くとも1個または2個のフラッグ文字を
送信することが理解されよう。したがって、ファクシミ
リ検出器53は、少なくとも5個の連続したフラッグ文字
を識別することによりファクシミリ送信を検出する。
ファクシミリ送信が存在する場合には、ファクシミリ
検出器53は、主CPU44にトランクチャネル内にそのファ
クシミリ送信が存在することを通報する。ファクシリミ
リ信号を搬送するものとして分類されないトランクチャ
ネルについて検出が行われた場合には、主CPU44は、そ
のトランクチャネルをファクシミリトランクチャネルと
してマークする。他の方法でマークされるまで、上記ト
ランクチャネルは、ファクシミリトランクチャネルとし
て継続し、該トランクチャネル上のファクシミリ送信の
他の検出は、無視される。
主CPU44は、典型的には、インテル80286のマイクロコ
ンピュータに基づくものであり、通信システムの他の機
能に加えてDIS動作を制御する。送信装置の一部として
の主CPU44の主なタスクは、ファクシミリ送信、および
音声、トーンおよび音声帯域データのような他の信号に
関する活動情報を受取り、活動中トランクに使用可能搬
送ビット部を割当てることである。この割当てを行うた
めに、主CPU44は、SPD・トーン検出器52およびファクシ
ミリ検出器53の結果に基づいて、送信側デジタル音声補
間(DSI)スイッチ56により8本の2.048Mbit/sチャネル
から成る複数のタイムスロットをADPCM回路26、音声帯
域データアルゴリズム回路27またはファクシミリモデム
29のいずれかにルート割当てする。また、主CPU44は、
ファクシミリモデム29の一部であり後に詳述するファク
シミリCPU134に、該ファクシミリCPU134がいずれのタイ
ムスロットにおいてファクシミリ送信を受信するか、お
よび、ファクシミリCPU134がいずれのビット部において
復調されたファクシミリ送信を送信するべきらを示す。
また、主CPU44は、ファクシミリチャネル上のファクシ
ミリ送信の終了を検出する。主CPU44のソフトウェアの
大半は、米国特許第4,747,096号に記載されたタイプの
装置に由来する。
ファクシミリ送信の初期検出後、システムは、ファク
シミリ信号路に切換えられる。この切換えは、検出後の
ファクシミリ初期接続中の第1沈黙期間中に生じる。こ
の沈黙期間中に切換えが生じることにより好ましくない
信号過渡現象が避けられる。
送信側DSIスイッチ56は、送信側遅延回路50から8本
の2.048Mbit/sデジタルストリームを受取り、主CPU44か
らのコマンドに応答して、適切なタイムスロットを選定
する。標準2,048Mbit/sビットストリートは、3個の音
声タイムスロット(TS)を含む。しかし、米国特許第4,
747,096号によれば、TS16が信号情報の送信のために使
用されないときは、31個のタイムスロット音声に使用可
能である。
したがって、標準音声トラヒックレベルでの動作中の
最大62個のタイムスロットから成る2本のビットストリ
ームであって、1本のビットストリームが最大31個の音
声帯域データ信号を含み、他の1本のビットストリーム
が、最大31個のファクシミリ信号を含むビットストリー
ムが与えられる。また、20個の追加タイムロットがVBR
動作の結果として、過トラヒック期間に使用するため備
えられている。144個の使用可能タイムスロットは、5
本目の2.048Mbit/sデジタルストリームが上記20個の追
加タイムスロットを含む5本の2.048Mbit/sデジタルス
トリームから成る出力を構成する。上記5本目の2.048M
bit/sデジタルストリームのうち残りの11個のタイムス
ロットは、使用されない。
5本の2.048Mbit/sデジタルストリームの最初の2本
および最後の1本は、音声活動を伝送するトランクチャ
ネルに当てられ、3本目は、非ファクシミリ音声帯域デ
ータ信号を伝送するトランクに当てられ、4本目は、フ
ァクシミリ送信を行うトランクに当てられる。
また、DSI回路24は、主CPU44から2バイト(16ビッ
ト)のメッセージ情報を受取るメッセージ発生器54を含
む。このメッセージ情報は、各圧縮トランクチャネルに
割当てられたビットの搬送ビットストリーム上の位置と
これらのトランクチャネル内を搬送されるトラヒック、
音声、音声帯域データまたはファクシミリデータの種類
を受信回路に示す。
信号圧縮回路25は、送信側DSIスイッチ56から5本の
2.048Mbit/sデジタルストリームを受取る信号圧縮アセ
ンブリ64を含む。信号圧縮アセンブリ64は、上述した通
り、米国特許第4,747,096号に完全に記載された、複数
個のADPCM符号器およびデータ最適化ADPCM符号器と、複
数個の非必須のフォワード誤り訂正(FEC)素子69を含
むファクシミリ復調器67とを含む。
各ファクシミリ復調器67は、DSIスイッチ56から受取
った64kbit/sPCMビットストリームを復調することによ
り、ファクシミリ機10により作成された最初の走査およ
び符号化ビットストリームを再構成する。非必須のFEC
素子69は、上記復調された信号に誤り訂正情報を通過
し、信号伝送速度を最大9.6kbit/sから最大16kbit/s
(すなわち、搬送ビットストリームの64kbit/s標準伝送
速度の下位単位)に増大する。
マルチプレクサ31は、信号圧縮アセンブリ64の出力を
1個の2.048Mbit/s搬送信号に結合するバッファメモリ6
8を含む。マルチプレクサ31は、伝送網上のトラヒック
に従って、圧縮された、音声および音声帯域データ信号
に対して極小のタイムスロットを割当てるとともに後述
する復調ファクシミリ信号に適当な大きさのタイムスロ
ットを割当てる。
本発明の他の実施例によれば、バッファメモリ68は、
信号圧縮アセンブリ64の出力を格納し、典型的には、16
ミリ秒のパケット間隔毎に、追加の40ビットパケットヘ
ッダ情報を含む、典型的には、128個の4ビットサンプ
ルから成る複数個のパケットを生じる。過トラヒック状
態においては、各サンプルについてのビット数は、VBR
回路28の動作により少なくなることに留意すべきであ
る。
バッファメモリ68は、音声、音声帯域データおよびフ
ァクシミリ信号活動情報を各パケット間隔毎にSPD・ト
ーン検出器52およびファクシミリ検出器53から受取り搬
送ビット部を各活動中トランクチャネルに割当てる主CP
U44による制御を受けて、パケットを解放する。
第3図は、ファクシミリ復調器67と非必須のFEC素子6
9との構成要素を示す。本発明の一の好適な実施例によ
れば、ファクシミリ復調器67は、ロックウェルインター
ナショナル社のR96MFXモノファクスのような複数個のフ
ァクシミリ復調器126と、各PCM復号器128が直接1個の
ファクシミリ復調器126に接続された複数個のPCM復号器
128とを含む。典型的な送信装置は、40個のファクシミ
リ復調器126と40個のPCM復号器128とを含む。5個のPCM
復号器126の初期オーバヘッドにより31個の入力ファク
シミリトランクチャネルから受取ったファクシミリ信号
を復号および復調するために、40個のファクシミリ復調
器126と40個のPCM復号器128とが必要であることが理解
されよう。
64kbit/sファクシミリ送信を搬送するものとしてマー
クされたトランクチャネルについて各信号バーストの開
始時には、1個の入力タイムスロットがシーメンス社の
PEB 2040 PCMスイッチのようなファクシミリ送信側TS
I(TTSI)回路124によって、典型的には5個のPCM復号
器128にルート割当てされる。TTSI回路124は、典型的に
は、5個のファクシミリ復調器126のうちいずれが現在
使用可能であるかに基づいて、5個のPCM複合器128を選
定する。
本発明の一の好適な実施例によれば、各PCM複合器128
は、入力PCM信号を最初のアナログ電話波形に変換し、
生じた信号を対応するファクシミリ復調器126に送る。
特にファクシミリ機用に設計されたロックウェル社のR9
6MFXのような安価なファクシミリ復調器126を使用する
ために、PCM復号器128が含まれることが理解されよう。
5個のファクシミリ復調器126の各々は、ファクシミ
リデータの5個の標準動作モード、すなわち、勧告V.24
terに準拠して変調された2.4もしくは4.8kbit/s、勧告
V.29に準拠して変調された7.2もしくは9.6kbit/s、また
は勧告V.21に準拠して変調された300kbit/sのうち1個
に合うように調整される。ファクシミリ送信の本部分を
変調する動作モードを識別しようとして、各ファクシミ
リ復調器126がその対応するPCM復号器128から受取った
アナログ電話波形を復調する。
いずれの動作モードが次のページを走査し符号化する
のに使用されるかを示すページ間300bit/sプロトコルを
解釈するのにファクシミリ機10に使用するために特に設
計されたファクシミリ復調器126を使用することによ
り、1個のファクシミリ復調器126を使用するファクシ
ミリ送信を分析することは、可能であることが理解され
よう。この方法は、CCITT赤書T.30が複数台ファクシミ
リ機10間の非標準プロトコルを許容する点において、一
の欠点を有する。
したがって、各1個のファクシミリ送信に対して1個
の標準ファクシミリ復調器126を使用するファクシミリ
復調システムは、非標準プロトコルを解釈できない慮が
あり、したがって、ファクシミリ送信を復調できない盧
がある。したがって、本発明の一の好適な実施例によれ
ば、5個のファクシミリ復調器126がファクシミリ送信
の全ての部分の動作モードを該動作モードが300bit/s標
準もしくは非標準対話であるか、または最大9.6kbit/s
ページ送信であるかにかかわらず、識別するのに使用さ
れる。
復調されたデータは、バッファ130に送られ、復調器
が正しいビット伝送速度に調整され、動作モードが識別
されるまで、バッファ130に格納される。所定の復調器
によってV.29もしくはV.21モデムのいずれか一方の肯定
識別を達成するのに、典型的な場合で0.3秒かかる。そ
の後、残り4個の復調器126が使用可能であるが、これ
らの復調器126がバッファ130内に出力したデータは、無
視される。V.29もしくはV.21モデムの肯定識別が上記0.
3秒の時間間隔内に行われず、かつ、該時間間隔内に1,8
00Hzトーンが検出された場合には、V.27モデムの2個の
択一的伝送速度に調整された2個の復調器は、動作し続
ける。肯定識別がこれら2個の復調器のいずれかにより
行われると、肯定識別を行わなかった復調器は、使用可
能となり、バッファ130内における該復調器の出力は、
無視される。
識別機能付復調器126は、信号を復調し続け、該信号
が終了するまで、すなわち、典型的には1ページの伝送
の終了時または300bit/sメッセージ伝送の終了時まで、
復調した信号をバッファ130に送り続ける。
種々のモデムを検出するのに種々の時間が必要であ
り、V.27モデムの検出に0.3秒より長い時間が必要であ
るが、0.3秒の遅延は、伝送信号の開始損失を避けるの
に十分であることは、本発明の一の特徴である。これ
は、1,800Hz信号の識別がなされた時であって、どの伝
送モード(すなわち、4.8または2.4kbit/s)が行われた
かを識別する前に、V.24モデムの訓練シーケンス特性の
送信を開始することにより達成される。
バッファ130は、ファクシミリ復調器126から8ビット
ワードとしてデータを受取り、該データを、平均して9.
6kbit/sビットストリームが送られるように編成するよ
うに動作する。復調される情報の伝送速度が最高9.6kbi
t/sより小さい場合には、データ伝送速度は、ダミービ
ットの挿入により9.6kbit/sまで増加される。
バッファ130は、48ビットを一括して5ミリ秒内に送
ることを確保することにより、平均9.6kbit/sビットス
トリームを得る。上記48ビットは、1ミリ秒毎に、10ビ
ットまたは9ビットが送信されるように編成される。し
たがって、各1ミリ秒内に、ファクシミリデータの3本
のチャネルが32ビットに多重化され、4ビットニブル/
フレームとして8個のサンプリングフレーム内に伝送さ
れる。
ファクシミリチャネル毎に送られるビットの数によ
り、各1ミリ秒内の32ビットのうち残りの2〜5ビット
は、ダミービットであることに留意すべきである。この
方法により、6:1圧縮比、すなわち、搬送ビットストリ
ーム中の1個の64kbit/sタイムスロットによる64kbit/s
PCM信号から成る6本のトランクの送信が得られる。
選択子136は、ファクシミリ送信側CPU(TCPU)134の
制御を受けて、バッファ130に格納された、正しく復調
され多重化された信号を選定し、該信号を、1本の一部
要素占位2.048Mbit/sデジタルビットストリームとして
マルチプレクサ31へ転送する。
本発明の他の実施例によれば、選択子136から出力さ
れた信号は、典型的にはハミング(15,11)符号を使用
し、9.6kbit/s信号にフォワード誤り訂正を付加するFEC
回路69によりルート割当てされる。したがって、上述し
た10もしくは9ビットに対して、これらのビットの1個
がメッセージビットとして最初のビットの数を示すよう
に機能する場合、それぞれ、1もしくは2個のダミービ
ットが付加されることにより、11ビットと、ハミング
(15,11)符号に基づく誤り訂正の他の4ビットと、ビ
ット数を16に増加させるためのダミービットとを出力す
る。したがって、ファクシミリデータの2本のチャネル
は、1本の32kbit/sチャネルに多重化され、4:1圧縮
比、すなわち、搬送ビットストリーム内の1個の64kbit
/sタイムスロットにより64kbit/sPCM信号から成る4ト
ランクの送信を出力する。
ファクシミリ復調器67の動作は、ファクシミリCPU134
により制御され、該ファクシミリCPU134は、状態・制御
読出し/書込み回路132により復調器126の状態をポーリ
ングし、信号バーストを受けた際に5個の復調器126を
選定し、各復調器126を他と異なる標準動作モードに調
整し、TTSI回路124に示して使用中タイムスロットを5
個のPCM復調器128に切替え接続する。また、ファクシミ
リCPU134は、訂正動作モードに調整された復調器126を
識別し、選択子136に示して、そのデータを、識別され
た復調器126からバッファメモリ68へ転送するか、また
は、FEC回路69へ転送し、該FEC回路からバッファメモリ
68へ転送する。
また、ファクシミリCPU134は、ファクシミリ信号バー
ストが始まるか、または、終了した時およびファクシミ
リ送信が完了した時、いずれのタイムスロットがファク
シミリデータを有するかをファクシミリCPU134に示す主
CPU44に接続されている。ファクシミリチャネル上のフ
ァクシミリ送信の完了は、以下の基準によって定義され
る。
1.少なくとも10秒間続く沈黙期間がSPD・トーン検出
器52(第2A図参照)によって検出されるか、または、 2.ファクシミリ送信を復調しようとする5個のファク
シミリ復調器126が予め定められた長さの時間、典型的
には、500ミリ秒内に復調しない。
状態1が真のときは、主CPU44は、そのトランクチャ
ネル上のいずれの後送信号バーストをも音声用ADPCM符
号器に切替え接続する。状態2が真のときは、トランク
チャネルは、データ最適化ADPCM符号器へ切替え接続さ
れる。
第4図は、本発明にかかる通信システムの受信端の必
須の構成要素をブロック線図として示す。受信端は、第
1図の機能ブロック線図の鏡像に相当するので、米国特
許第4,747,096号に掲載されているように、信号は、BDL
Iから出て、信号圧縮解除装置へ、DSI回路へ、そして最
後にTDLIへ転送される。
第4図の受信回路は、排他的メッセージ識別符号と該
符号に続くメッセージ内容を探すメッセージ受信器94
(第4B参照)を含む。メッセージ内容は、検出される
と、主CPU44へ転送され、主CPU44は、各圧縮トランクチ
ャネに割当てられたビットの搬送ビットストリーム上の
位置とおよび該圧縮トランクチャネル内を搬送される、
トラヒック、音声、音声帯域データまたはファクシミリ
データの種類を見出すためにメッセージ内を復号する。
米国特許第4,747,096号に注記されているように、主CPU
44は、システムの送信および受信機能の両方を制御し、
受信モードにおいて、受信された割当てメッセージに従
ってDSIスイッチ95を制御する。
受信側遅延回路90のほぼ完全に要素占位した2.048Mbi
t/sの遅延出力は、復号回路98の一部を構成するバッフ
ァメモリ96に供給される。バッファメモリ96は、各復号
器100が音声ADPCM復号器101と、データ最適化ADPCM復号
器103と、非必須の誤り訂正(EC)回路107を含むファク
シミリ符号器105とから成る複数の復号器100へ出力し、
制御メモリ97を通じて主CPU44により制御される。
受信された圧縮信号は、受信されたメッセージに従っ
て、2.048Mbit/sビットストリームに沿って適切な種類
の復号器101,103または105にルート割当される。音声AD
PCM復号器101の各セットとデータ最適化ADPCM復号器103
の各セットとは、圧縮信号から成る1本の完全要素占位
2.048Mbit/sデジタルストリームを復号することによ
り、複数個の8ビットPCMサンプルから成る2本の2.048
Mbit/sデジタルビットストリームを出力する能力を有す
る。複数個の復号器105の各セットは、9.6kbit/s復号フ
ァクシミリ信号から成る1本の一部要素占位2.048Mbit/
sデジタルビットストリームを符号化する際に、サンプ
ルチャネルを通じて8ビットPCMの1本の2.048Mbit/sデ
ジタルビットストリームを出力する能力がある。EC回路
107が実現しないときは、6:1圧縮解除が行われ、EC回路
107が使用されるときは、4:1圧縮解除が行われる。
本発明の他の実施例によれば、バッファメモリ96は、
圧縮された、音声、非ファクシミリデータまたはファク
シミリデータのサンプルから成るパケットを受取る。バ
ッファメモリ96は、受取ったパケットを格納し、上記サ
ンプルのそれぞれを、上記複数個の符号器100のうち適
切な1個に解放するように動作する。
受信側DSIスイッチ95は、復号器100から8ビットPCM
サンプルから成る2.048Mbit/sデジタルストリームを受
取る。これらの2.048Mbit/sデジタルストリームは、遠
端末から受取ったルート割当てメッセージに従って主CP
U44の制御を受けて8本の2.048Mbit/sビットストリーム
に変換される。
第5図は、ファクシミリ符号器105と非必須のEC回路1
07との構成要素を示す。本発明の他の実施例によれば、
EC回路107は、バッファメモリ96から受取った、誤り訂
正情報付16kbit/s復調信号の誤り訂正を行う。EC回路10
7は、まず、16番目のダミービットから成る信号を除去
する。EC回路107は、ハミング(15,11)符号を使用し
て、伝送により生じた誤りを訂正し、訂正された11ビッ
トの信号を出力する。最初の10もしくは9ビット信号を
出力するために、メッセージダミービットの状態に応じ
て、1個もしくは2個のダミービットがそれぞれ続いて
除去される。最初の9または10ビット信号は、バッファ
140に送られる。
本発明の好適な実施例によれば、ファクシミリ復号器
105は、ロックウェルインタナショナル社のR96MFXモノ
ファクスのような複数個のファクシミリ復調器142と、
各PCM符号器144が直接1個のファクシミリ復調器142に
接続された複数個のPCM符号器144とを含む。典型的なフ
ァクシミリ復号器105は、31個のファクシミリ変調器142
と31個のPCM符号器144とを含む。
ファクシミリ符号器105の動作は、以下の通りであ
る。9.6kbit/s信号は、バッファ140により9もしくは10
ビットから成る列として受取られる。バッファ140は、
上記9.6kbit/s信号を到達した状態のまま格納し8ビッ
ト信号として再構成する。その後、バッファ140は、上
記8ビット信号を、ファクシミリ受信側CPU(RCPU)146
によって信号が送信側において復調された動作モードに
調整されたファクシミリ復調器142に送る。受信された
ファクシミリデータが最初に9.6kbit/sよりも小さい伝
送速度で走査され符号化された場合には、追加のダミー
ビットは、バッファ140において除去され、8ビット信
号は、それぞれより小さい伝送速度でファクシミリ復調
器に送られる。
ファクシミリ復調器142から得られたアナログ電話波
形は、その後、該アナログ信号をPCM信号として符号化
するPCM符号器144に送られる。PCM符号器144から出力さ
れた複数個のPCM信号は、シーメンス社のPEB2040PCMス
イッチのようなファクシミリ受信側TST(RTSI)回路148
によってトランクビットストリーム中の適当なタイムス
ロットにルート割当てされる。
本発明の好適な実施例によれば、ファクシミリRCPU14
6は、8ビット信号を再構成する方法および該再構成信
号をどのファクシミリ変調器142に送るかの方法をバッ
ファ140に示す。また、ファクシミリRCPU146は、主CPU4
4から受取った指令に従って、選定ファクシミリ変調器1
42を正しい動作モードに調整する。最後に、ファクシミ
リPCPU146は、ファクシミリRTSI回路148に、複数個のPC
M符号器144の出力に対応してトランクビットストリーム
上のタイムロットを示す。
上述したようなファクシミリ圧縮システムは、上述し
た構成要素と機能的に類似のものを使用する通信システ
ムから構成できることは、理解されよう。しかし、デジ
タル回路多重化システムまたは音声パケット化システム
のような既存のシステムに上述のようなシステムを組み
込めば、必要な構成要素の多くが既に既存のシステムに
組込まれているので、新に組込まなければならない構成
要素の数が低減される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一の好適な実施例に従って構成され
動作する国際電話多重化システムのファクシミリ信号圧
縮機能を含む諸機能を図記号的に示す、システムの送信
側および受信側の機能ブロック線図である。第2A図およ
び第2B図は、本発明の一の好適な実施例に従って構成さ
れ動作する送信回路の諸構成要素を示すブロック線図で
ある。第3図は、第2A図および第2B図に示す装置に有用
なファクシミリ復調器のブロック線図である。第4A図お
よび第4B図は、本発明の一の好適な実施例に従って構成
され動作する受信回路の諸構成要素のブロック線図であ
る。第5図は、第3A図および第3B図に示す装置に有用な
ファクシミリ変調器のブロック線図である。第6図は、
第1図に示すシステムを理解するのに有用な、ローカル
電話線を介してファクシミリ機から交換局への信号の流
れを示すブロック線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−237624(JP,A) 特開 昭63−26044(JP,A) 特開 昭62−230130(JP,A) 特開 昭62−143531(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 1/32 H04N 1/00 H04N 1/41

Claims (25)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】音声、ファクシミリおよび非ファクシミリ
    音声帯域データ信号を伝送する複数の電話通信トランク
    を伝送網に接続する通信システムであって、 前記伝送網の少なくとも第1の端部に設けた送信機が、 前記複数の電話通信トランクからの信号を受信して、前
    記ファクシミリ信号にのみ含まれる特有の信号を検出す
    ることにより、他の音声帯域データ信号から前記ファク
    シミリ信号を識別して検出する少なくとも1つのファク
    シミリ検出器と、前記ファクシミリ検出器によって検出
    した少なくとも幾つかの前記ファクシミリ信号を受信し
    て復調することにより復調したファクシミリ信号を作る
    少なくとも1つのファクシミリ復調器と、 前記復調したファクシミリ信号を受信して、前記復調し
    たファクシミリ信号を前記伝送網に伝送するインターフ
    ェイスと を具備することを特徴とする通信システム。
  2. 【請求項2】前記伝送網の少なくとも第2の端部に設け
    た受信機が、前記伝送網を通して送信した前記復調した
    ファクシミリ信号を受信し、前記復調したファクシミリ
    信号を変調して音声帯域の変調したファクシミリ信号を
    作るファクシミリ変調器を具備する請求項1記載の通信
    システム。
  3. 【請求項3】前記復調器が、ファクシミリ信号のみを復
    調する請求項1または請求項2記載の通信システム。
  4. 【請求項4】前記ファクシミリ検出器が、複数のファク
    シミリモードで動作する信号シーケンス特性を検出する
    請求項1〜3のいずれか1項記載の通信システム。
  5. 【請求項5】前記ファクシミリ検出器が、T.30規格に対
    応しない信号による前記ファクシミリ信号を検出する請
    求項1〜4のいずれか1項記載の通信システム。
  6. 【請求項6】前記ファクシミリ復調器が、 それぞれ、1つの前記検出したファクシミリ信号を受信
    して、予め定めたファクシミリ規格に対応する信号によ
    る前記ファクシミリ信号を復調するようにプログラムさ
    れている複数のファクシミリ復調器と、 前記複数のファクシミリ復調器の出力を受信して、前記
    複数のファクシミリ復調器が入力された前記ファクシミ
    リ信号を良好に復調していることを検出する復調状態検
    出器と、 を具備する請求項1〜5のいずれか1項記載の通信シス
    テム。
  7. 【請求項7】音声、ファクシミリおよび非ファクシミリ
    音声帯域データ信号を搬送する複数の電話通信トランク
    を伝送網に接続する通信システムであって、 前記伝送網の少なくとも第1の端部に配置した送信機
    が、 それぞれ、1つの前記検出したファクシミリ信号を受信
    して、予め定めたファクシミリ規格に対応する信号をも
    つ前記ファクシミリ信号を復調するようにプログラムさ
    れている複数のファクシミリ復調器と、前記複数のファ
    クシミリ復調器の出力を受信して、前記複数のファクシ
    ミリ復調器が入力された前記ファクシミリ信号を良好に
    復調していることを検出する復調状態検出器とが設けら
    れており、少なくとも、いくつかの前記ファクシミリ信
    号を復調したファクシミリ信号を作る復調器と、 前記復調したファクシミリ信号を受信して、前記復調し
    たファクシミリ信号を前記伝送網に伝達するインタフェ
    ースと を具備することを特徴とする通信システム。
  8. 【請求項8】前記複数の電話通信トランクからの各信号
    を受信して、前記ファクシミリ信号に含まれる特有の信
    号を検出することにより、他の音声帯域データ信号から
    前記ファクシミリ信号を識別して検出するファクシミリ
    検出器を具備する請求項7記載の通信システム。
  9. 【請求項9】前記ファクシミリ検出器が、T.30規格に対
    応しない信号による前記ファクシミリ信号を検出する請
    求項8項記載の通信システム。
  10. 【請求項10】複数の伝送チャネルで構成した前記伝送
    網と、伝送システムによって受信した少なくとも1つの
    信号を、前記複数の通信トランクから前記伝送チャネル
    の1つに割り当て、前記送信機が、前記割り当てた信号
    とこの信号に関係する任意の他の情報とを前記伝送網を
    通して通信するための割当を行うルータとを具備する請
    求項7〜9のいずれか1項記載の通信システム。
  11. 【請求項11】前記複数のファクシミリ復調器が、V.29
    モデム規格によるファクシミリ復調器と、V.21モデム規
    格によるファクシミリ復調器と、V.27モデム規格による
    ファクシミリ復調器とを含んでいる請求項7〜10のいず
    れか1項記載の通信システム。
  12. 【請求項12】前記複数のファクシミリ復調器の出力の
    受信に対して予め定めた遅延を与えるとともに、前記予
    め定めた遅延の後に、前記復調器によって前記V.27モデ
    ム規格による伝送速度の肯定識別動作を行わせるための
    バッファを具備する請求項11記載の通信システム。
  13. 【請求項13】前記肯定識別動作の前に、前記V.27モデ
    ム規格による搬送波を検出させるために、前記バッファ
    が、前記搬送波の少なくとも一部を送信する請求項12記
    載の通信システム。
  14. 【請求項14】前記ファクシミリ検出器によって検出さ
    れた信号以外の信号の少なくとも一部である他の信号を
    圧縮する信号圧縮器と、前記他の信号を前記伝送網を通
    して送信するインタフェースとを含む伝送システムを具
    備する請求項1〜6のいずれか1項記載の通信システ
    ム。
  15. 【請求項15】前記ファクシミリ検出器に応答して、前
    記電話通信トランクを通して受信した信号を前記復調器
    または前記圧縮器のいずれか一方に切り換えるスイッチ
    を具備する請求項14記載の通信システム。
  16. 【請求項16】前記伝送システムが、前記ファクシミリ
    検出器が検出した信号以外の信号の少なくとも一部であ
    る他の信号を圧縮する信号圧縮器と、前記他の信号を前
    記伝送網を通して伝送するインタフェースとを具備する
    請求項10〜13のいずれか1項記載の通信システム。
  17. 【請求項17】前記ファクシミリ検出器に応答して、前
    記電話通信トランクを通して受信した信号を前記復調器
    または前記圧縮器のいずれか一方に切り換えるスイッチ
    を具備する請求項16記載の通信システム。
  18. 【請求項18】前記復調状態検出器が、予め定めた期間
    内に、前記肯定識別動作が目的を達し得なかったとき
    に、前記スイッチが、前検出した信号を前記圧縮器に切
    り換える請求項17記載の通信システム。
  19. 【請求項19】前記スイッチが、さらに、ファクシミリ
    のハンドシェーク期間中に生じる沈黙期間の間だけ、信
    号を前記復調器に切り換える請求項17または請求項18記
    載の通信システム。
  20. 【請求項20】前記信号圧縮器が、前記他の信号を、前
    記他の信号の分類別に従って圧縮するとともに、前記送
    信機が、前記分類を表す信号を前記伝送網に送信する請
    求項14〜19のいずれか1項記載の通信システム。
  21. 【請求項21】音声、ファクシミリおよび非ファクシミ
    リ音声帯域データ信号を搬送する第1の複数の電話通信
    チャンネルで構成した複数の電話通信トランクを、第2
    の複数の伝送チャンネルで構成した伝送網に接続する通
    信システムであって、 前記伝送網の少なくとも第1の端部に配置した伝送手段
    が、 前記第1の複数の電話通信チャンネル上の信号を検出し
    て、各前記電話通信チャンネルを前記第2の複数の伝送
    チャンネルの利用可能なものに割り当てる手段と、 前記第1の複数の電気通信チャンネル上の信号を、少な
    くともファクシミリ信号と前記ファクシミリ信号以外の
    他の信号とに分類する手段 前記ファクシミリ信号と前記ファクシミリ信号以外の他
    の音声帯域データ信号とを識別して選択したファクシミ
    リ信号のみを復調して復調したファクシミリ信号を得る
    第1の手段と、 前記他の信号を圧縮して、圧縮した他の信号を得る第2
    の手段と、 前記復調したファクシミリ信号と前記圧縮した他の信号
    とを前記第2の複数の伝送チャンネルに接続する手段
    と、 前記割り当てと前記分類とにもとづく信号を前記第2の
    複数の伝送チャンネルによる前記伝送網に通信する手段
    と を具備し、 前記伝送網の少なくとも第2の端部に配置した伝送手段
    が、 前記通信する出力からの通信を受信して、前記伝送網を
    通して受信した第2の複数の信号の割り当てと分類とを
    決める手段と、 前記伝送網を通して受信した前記復調したファクシミリ
    信号を変調する第3の手段と、 前記伝送網を通して受信した前記他の信号を圧縮解除す
    る第4の手段と、 前記第2の複数の伝送チャンネル上の信号を、前記分類
    にもとづいて、前記第3の手段と前記第4の手段とに接
    続する手段と を具備することを特徴とする通信システム。
  22. 【請求項22】音声、ファクシミリおよび非ファクシミ
    リ音声帯域データ信号を搬送する複数の電話通信トラン
    クを第2の複数の伝送チャンネルで構成した伝送網に接
    続する通信方法であって、 ファクシミリ信号のみがもつ信号シーケンス特性を検出
    することにより、前記ファクシミリ信号を前記複数の電
    話通信トランクから受信した前記ファクシミリ信号以外
    の他の音声帯域データ信号から識別して検出し、 少なくとも、いくつかの前記検出により得られた前記フ
    ァクシミリ信号を、復調したファクシミリ信号に形成す
    るために復調し、 前記復調したファクシミリ信号を前記伝送網を通して送
    信する 構成をもつことを特徴とする通信方法。
  23. 【請求項23】前記ファクシミリ信号の検出が、ファク
    シミリ信号の複数の動作モードの信号シーケンス特性を
    検出する請求項22記載の通信方法。
  24. 【請求項24】前記復調を、前記信号シーケンス特性の
    検出により得られた前記動作モードによって行うように
    決定する請求項22または請求項23記載の通信方法。
  25. 【請求項25】前記動作のモードの決定が、 それぞれ、少なくとも1つの予期されるファクシミリ信
    号のモデム規格による復調を行うようにプログラムされ
    た復調のファクシミリ復調器に、前記検出により得られ
    た前記ファクシミリ信号を同時に与え、 前記複数のファクシミリ復調器のうちの前記ファクシミ
    リ信号を良好に復調している前記ファクシミリ復調器を
    選択する 構成をもつ請求項24記載の通信方法。
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