JP3662843B2 - System and method for compensating for codec DC offset using a DC blocking channel and modem incorporating the same - Google Patents

System and method for compensating for codec DC offset using a DC blocking channel and modem incorporating the same Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、包括的に、コーダ/デコーダ(コーデック)に関し、特に、DCブロッキングチャネルを用いてコーデックDCオフセットを補償するためのシステム及び方法、並びにそれを組み込んだモデムに関する。
【0002】
【従来の技術】
「56K」モデムは現在、ユーザがインターネットにアクセスするために最もよく用いている手段である。56Kモデムがユーザに提供する通信速度は、非対称である。インターネットからユーザのモデムにダウンロードされるデータの場合、50Kビット/秒(kbps)以上の接続速度を提供することができる。ユーザのモデムからインターネットへアップロードされるデータの場合、最大接続速度は、従来からの28.8kbpsである。通常、インターネットと相互に通信する場合は、アップロードよりダウンロードされるデータのほうが大きいため、この非対称性は妥当である。
【0003】
より高速のダウンロード速度を実現することは困難なことであったが、アップロード速度をより高速にすることは、さらに難しい状況になっている。アップロード速度を向上させる際に生じる1つの重大な問題は、受信(インターネット)端で用いられるコーデックにおいて直面する。コーデックは、モデムによって生成されたユーザデータのシンボルストリームをデジタル化するために受信端において用いられる。ユーザデータシンボルストリームが平均化されて、経時的にゼロ値でない電圧になる(多くの場合、その状況になる)とき、アナログ入力においてコーデックがDCオフセットを受けるという問題がある。コーデックはゼロバランシング回路で実現されるが、DCオフセットは多くの場合に時間とともに変動する。ゼロバランシング回路は、時間変動するDCオフセットを確実に補償することはできないことが証明されている。
【0004】
問題のコーデックが線形デジタル出力を生成する場合には、DCオフセットの補償は比較的簡単である。その場合、コーデックのデジタル出力は、DCオフセットに対応する数によってインクリメント或いはデクリメントされ得る。しかしながら、多くの場合コーデックは、よく知られたA−law或いはμ−law圧縮技術に従って、デジタル出力を非線形に圧縮する。これらのコーデック出力ではDCオフセットは線形には現れず、線形のDCオフセット補償では不十分である。非線形のデジタル補償は可能ではあるが、複雑で実施するのが難しい。
【0005】
言うまでもなく、受信端でDCオフセットを補償するために、DC成分でユーザデータシンボルストリームを簡単にバイアスすることが望まれるであろう。しかしながら、56Kモデムの場合、モデムとコーデックとを接続する伝送経路、すなわちチャネルは、DCブロッキング(遮断用)素子を含んでいる。DCブロッキング素子は、通常トランスの形をとり、DC成分がコーデックに到達するようになる前に、そのDC成分を遮断し、DCオフセットを補償するように機能するであろう。
【0006】
従って、当分野において、DCブロッキングチャネルと互換性のある、コーデックのDCオフセットを補償するための方法が必要とされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術に関する問題点を取り扱うために、本発明は、コーデックのDCオフセットを補償するためのシステム及び方法、並びにそのシステム或いは方法を取り入れたモデムを提供する。
【0008】
【課題を解決するための手段】
一実施形態では、そのシステムは、(1)受信側コーデックへの伝送経路に沿って存在するDCオフセットに対応するDCオフセット指示信号を発生し、かつ送信するDCオフセット補償器と、(2)DCオフセット補償器に接続され、DCオフセット指示信号を受信し、その伝送経路に沿って送信されたユーザデータシンボルストリームに、そのDCオフセット指示信号に基づいた時間変動DCオフセット補償信号を適用するDCオフセットエンコーダとを備える。DCオフセット補償器はDCオフセット補償信号を用いて、DCオフセット補償信号の少なくとも一部を除去して、ユーザデータシンボルストリームを生成することができる。
【0009】
それゆえ本発明は、ユーザデータシンボルストリームとともに送信される、決められた時間変動信号においてコーデックDCオフセットを符号化して補償するという幅広い概念を導入する。従って実際には、DCオフセットはACの形で符号化される。
【0010】
時間変動信号はトランス等のDCブロッキング回路を通過し、それによって受信側コーデックに到達することができる。時間変動信号は決定論的であるため、受信側コーデックに隣接した回路が時間変動信号を計算し、かつ除去することができ、デジタル化するためのユーザデータシンボルストリームは残される。
【0011】
本発明の一実施形態では、DCオフセット補償信号は、決定論的擬似ランダム数シーケンスを含む。擬似ランダム数及びそれを発生させるための技術は、当業者には周知である。本発明は、そのような技術を利用して、通信チャネルの送信端及び受信端において同じ擬似ランダム数シーケンスを生成することができる。擬似ランダム数シーケンスは、最初にユーザデータシンボルストリームに加算し、その後ユーザデータシンボルストリームから減算して、ユーザデータシンボルストリーム内のパターンに起因して生じる場合があるDCオフセットを補償する。
【0012】
本発明の一実施形態では、DCオフセット補償信号は、逆の符号を付された負のDCオフセットについて平均化する成分を有する。図示及び説明される実施形態では、DCオフセットがCによって表される場合には、DCオフセット補償信号の成分は−Cについて平均化するための成分である。
【0013】
本発明の一実施形態では、DCオフセット補償器が、全てのDCオフセット補償信号を除去する。これにより、DCオフセットの補償は最大になる。しかしながら、本発明のいくつかの実施形態では、DCオフセット補償信号の成分の一部が、残る、すなわち残ることを許容される。本発明の幅広い範囲内では、少なくともいくつかのDCオフセット補償が行われる。
【0014】
本発明の一実施形態では、DCオフセット補償器は、擬似ランダム数シーケンスを再計算することにより、DCオフセット補償信号の少なくとも一部を除去する。再計算によって、擬似ランダム数シーケンスは、任意のユーザデータシンボルストリームから少なくとも部分的に除去されるようになる。
【0015】
本発明の一実施形態では、DCオフセット補償信号は、DCブロッキングトランス中を、実質的に歪まずに通過することができる。本発明の別の実施形態では、DCオフセット指示信号に幾分歪みが発生する(すなわち減衰する)場合もあるが、その存在を基にして、依然として少なくとも部分的にDCオフセット補償が行われる。
【0016】
本発明の一実施形態では、DCオフセットエンコーダが56Kモデムに関連する。受信側コーデックで発生する場合があるDCオフセットを補償することによって、そのようなモデムで、より高いアップストリーム通信速度を可能にすることは当業者には理解されよう。また当業者には、DCブロッキング回路を通過させるために、DC信号をACの形に符号化する必要があるような種々の状況において、本発明の原理を幅広く適用できることが理解されよう。
【0017】
上記の記載は、本発明の好ましい特徴及び別の特徴をやや幅広く略述しており、以下に記載する本発明の詳細な説明を、当業者がよく理解できるようにしている。本発明の請求の範囲の主題を構成する本発明のさらに別の特徴が以下に記載されるであろう。本発明と同じ目的を実行するための他の構造を設計したり、或いは変更して他の構造を構成するために、開示される概念及び特定の実施形態を用いることができることは、当業者には理解されるであろう。また当業者には、そのような等価な構成が、最も幅広い形を持つ本発明の精神及び範囲から逸脱しないことも理解されたい。
【0018】
【発明の実施の形態】
本特許出願は、同じ譲受人に譲渡された「Compensating Codec DC Offset Through a DC Blocking Channel」というタイトルの1999年12月9日出願の米国仮特許出願第06/169,961号に基づいており、その特許出願はここで参照して本明細書の一部としている。
【0019】
本発明をより十分に理解してもらうために、添付の図面とともに取り上げられる以下の説明を参照されたい。
【0020】
最初に図1を参照すると、全体として100で示され、本発明によって取り扱われる問題を図示する電気通信ネットワークの一部のブロック図が示される。
【0021】
ネットワーク100は、ローカルループ120とネットワーク100との間でアナログ/デジタル変換を提供するパルス符号変調(PCM)式のコーデック110を備える。56Kモデム130は、コーデック110の遠端においてローカルループ120に接続される。DCブロッキングトランス140は、コーデック110とモデム130との間でローカルループ120に接続される。DCブロッキングトランス140は、ローカルループ120をDCブロッキングチャネルに変換する。
【0022】
当業者にはよく知られているように、モデム130のアップロード速度は、特にコーデック110のアナログ入力において発生するDCオフセットによって制限される。本発明は、コーデック110のアナログ入力において発生するDCオフセットを補償するために従来から用いられているDCブロッキングトランス140によって、あらゆるDC信号が遮断されることを考慮しつつ、DCオフセットを減衰させることを目的とする。
【0023】
ここで図2を参照すると、本発明の原理に従って構成されるコーデックDCオフセットを補償するためのシステムのブロック図が示される。そのシステムは、DCオフセット補償器210(例示される実施形態では、図1のコーデック110のような受信側コーデックに関連する)及びDCオフセットエンコーダ220(例示される実施形態では、図1のモデム130のような送信側モデムに関連する)を備える。DCオフセット補償器210は、受信側コーデックのアナログ入力において発生するDCオフセットの大きさを検出する。その後、DCオフセット補償器210は、多くの場合、ダウンロードされるシンボルストリームを介して、対応するDCオフセット指示信号230をDCオフセットエンコーダ220に送信する。
【0024】
それに応じて、DCオフセットエンコーダ220は、DCオフセット指示信号に基づいて、時間変動DCオフセット補償信号250を生成する。DCオフセット補償信号250は後に、少なくとも部分的にDCブロッキングトランスを通過しなければならないため、時間的に変動していることが重要である。
【0025】
1つの典型的な実施形態では、DCオフセット補償信号は2つの成分、すなわちDC成分とAC成分とを有する。DC成分は、DCオフセットと大きさが同じで、符号が逆である。例えば、所与の時点でのDCオフセットが大きさcを有する場合には、DCオフセット補償信号のDC成分は、対応する大きさ−cを有する。
【0026】
DCオフセット補償信号250のAC成分tkは、平均化してcになるように動的に生成される決定論的擬似ランダム数シーケンスである。典型的な実施形態では、tkは、時点kで送信されるユーザデータシンボルストリームを含むPCMシンボルxk、すなわちユーザデータシンボルストリームの送信中のデジタル和(RDS)Σ k の関数であり、以下の規則に従って生成される。
Σ k /c0なら、tk+1=0
そうでなければtk=yk−xkであり、ただしykは以下の条件によって固有に規定されるPCMエンコーダレベルである。
| k || |
| k |はできるだけ小さい値であり、かつtk/c>0である。
ここでRDSΣ k は、Σkに等しくなるように規定される。
【0027】
時間変動DCオフセット補償信号250が一旦生成されれば、DCオフセットエンコーダ220によって、信号250は、ユーザデータシンボルストリーム240に適用(加算)されるようになる。その後ユーザデータシンボルストリーム240は、ローカルループに沿ってモデムから受信側コーデックに送信される。
【0028】
その経路の途中で、ユーザデータシンボルストリーム240は、DCブロッキングトランス140(図1に示された図式的な記号ではなく、図2ではブロックとして表される)に遭遇する。DCオフセット補償信号がDC成分を含むものと仮定すると、DCブロッキングトランス140は少なくともDC成分を実質的に除去し、AC成分及びユーザデータシンボルストリーム240を通過できるようにする。ユーザデータシンボルストリーム240(DCオフセット補償信号250のうちの残りのAC成分を含む)は、平均化されて0Vになるため、ユーザデータシンボルストリームがコーデックの入力に到達する際には、DCバイアスは低減され、おそらく概ね排除されている。
【0029】
その後コーデックは、ユーザデータシンボルストリームをデジタル形式に変換する。この時点で、ユーザデータからDCオフセット補償信号の変換されたAC成分を除去する必要がある。これは、AC成分を再計算し、ユーザデータから減算することでなされる。典型的な実施形態では、AC成分は決定論的擬似ランダム数シーケンスであるため、DCオフセット補償器210は、そのAC成分を正確に再計算することができる。一旦再計算されれば、ユーザデータからAC成分を減算し、ユーザデータを有効な形に復元することができる。
【0030】
ここで図3を参照すると、本発明の原理に従って実行されるコーデックDCオフセットを補償するための方法が示される。
【0031】
全体として300で示されるその方法は開始ステップ305において開始する。そのステップでは、モデムから(おそらく別のモデム(図示せず)に)電気通信ネットワークの一部であるコーデックを介して、ユーザデータをアップロードすることが望ましい。方法300はステップ310に続き、そのステップでは、受信側コーデックの入力においてDCオフセットが検出される。DCオフセットは少なくとも低減することが望ましく、DCオフセット指示信号がステップ315において生成され、ステップ320においてモデムと関連する回路に送信される。
【0032】
ステップ325では、DCオフセット指示信号(多くは上記の通りであるが、他にも適した方法がある)に基づいて、時間変動DCオフセット補償信号が生成される。その後DCオフセット補償信号は、ユーザデータシンボルストリームに適用され、ステップ330においてモデムからコーデックに送信される。
【0033】
次にステップ335では、ユーザデータシンボルストリーム(DCオフセット補償信号を含む)はコーデックの入力に送信される。その経路の途中で、ユーザデータシンボルストリームはDCブロッキングトランスに遭遇し、そこを通過する。ユーザデータシンボルストリームはコーデックに到達し、その平均電圧が0V或いは0Vに近い値であるため、コーデック入力におけるDCオフセットは少なくとも低減されている。その後コーデックは、ステップ340においてユーザデータシンボルストリームをデジタル化し、デジタル化したデータを生成する。
【0034】
ここで、ユーザデータからDCオフセット補償信号を除去する必要があるため、ステップ345において、コーデックに関連する回路によってDCオフセット補償信号を再計算し、ステップ350において、ユーザデータからDCオフセット補償信号を減算する。これにより、電気通信ネットワークに連続して送信するための有効な形でユーザデータが生成される。その後方法300は、終了ステップ355において終了し、その時点で、電気通信ネットワークを介してユーザデータが転送される。
【0035】
ここで図4を参照すると、図2のシステム或いは図3の方法を取り入れた56Kモデムのブロック図が示される。全体として400で示された56Kモデムは、シンボルストリーム生成回路410を備える。シンボルストリーム生成回路の構成及び機能については、当業者は周知である。本発明の56Kモデム400は、受信側コーデック(図4には示されない)にユーザデータをアップロードするためのユーザデータシンボルストリームを生成するために、そのような回路410を用いることが有利である。
【0036】
56Kモデム400はさらに、受信側コーデックと関連する回路からDCオフセット指示信号を受信するための能力を有するDCオフセット指示信号受信機420を備える。DCオフセット指示器が、56Kモデム400と受信側コーデックとを結合する伝送経路に沿って存在するDCオフセットを指示する。
【0037】
56Kモデム400はさらに、DCオフセット指示信号受信機420からDCオフセット指示信号を受信し、そこから時間変動DCオフセット補償信号を生成する能力を有するDCオフセットエンコーダ430を備え、時間変動DCオフセット補償信号は、シンボルストリーム生成回路410によって生成されるユーザデータシンボルストリームに適用され、モデム400と受信側コーデックとを接続するローカルループ内にいかなるDCブロッキング回路が存在する場合であっても、受信側コーデックにおいてDCオフセットを補償することができる。
【0038】
本発明を詳細に記載してきたが、広範な形を持つ本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明において種々の変形形態、代替形態及び別形態を行うことができることは当業者には理解されたい。
【0039】
【発明の効果】
上記のように本発明によれば、従来からの問題点を解決し、コーデックのDCオフセットを補償するためのシステム及び方法、並びにそのシステム或いは方法を取り入れたモデムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が取り扱う問題を示す電気通信ネットワークの一部のブロック図である。
【図2】本発明の原理に従って構成されるコーデックDCオフセットを補償するためのシステムのブロック図である。
【図3】本発明の原理に従って実行されるコーデックDCオフセットを補償するための方法を示す図である。
【図4】図2のシステム或いは図3の方法を取り入れた56Kモデムのブロック図である。
【符号の説明】
100 電気通信ネットワーク
110 コーデック
120 ローカルループ
130 モデム
140 DCブロッキングトランス
210 DCオフセット補償器
220 DCオフセットエンコーダ
230 DCオフセット信号
240 ユーザデータシンボルストリーム
250 DCオフセット補償信号
400 56Kモデム
410 シンボルストリーム生成回路
420 DCオフセット信号受信機
430 DCオフセットエンコーダ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates generally to coders / decoders (codecs), and more particularly to systems and methods for compensating for codec DC offset using a DC blocking channel, and modems incorporating the same.
[0002]
[Prior art]
The “56K” modem is currently the most commonly used means for users to access the Internet. The communication speed provided to the user by the 56K modem is asymmetric. For data downloaded to the user's modem from the Internet, a connection speed of 50 Kbit / s (kbps) or higher can be provided. For data uploaded from the user's modem to the Internet, the maximum connection speed is 28.8 kbps as before. Usually, when communicating with the Internet, this asymmetry is reasonable because the downloaded data is larger than the upload.
[0003]
Although it has been difficult to achieve a higher download speed, it has become more difficult to increase the upload speed. One serious problem that arises in improving upload speed is faced with codecs used at the receiving (Internet) end. The codec is used at the receiving end to digitize the symbol stream of user data generated by the modem. The problem is that the codec is subject to a DC offset at the analog input when the user data symbol stream is averaged to a non-zero voltage over time (which is often the case). The codec is implemented with a zero balancing circuit, but the DC offset often varies with time. Zero balancing circuits have proven to be unable to reliably compensate for time-varying DC offsets.
[0004]
If the codec in question produces a linear digital output, DC offset compensation is relatively simple. In that case, the digital output of the codec may be incremented or decremented by a number corresponding to the DC offset. However, in many cases, codecs compress digital output non-linearly according to well-known A-law or μ-law compression techniques. In these codec outputs, the DC offset does not appear linear, and linear DC offset compensation is not sufficient. Nonlinear digital compensation is possible, but complex and difficult to implement.
[0005]
Of course, it would be desirable to simply bias the user data symbol stream with a DC component to compensate for the DC offset at the receiving end. However, in the case of a 56K modem, a transmission path, that is, a channel connecting the modem and the codec includes a DC blocking (blocking) element. The DC blocking element usually takes the form of a transformer and will function to block the DC component and compensate for the DC offset before it reaches the codec.
[0006]
Therefore, there is a need in the art for a method for compensating for codec DC offsets that is compatible with DC blocking channels.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
To address the above-mentioned problems associated with the prior art, the present invention provides a system and method for compensating for the DC offset of a codec, and a modem incorporating the system or method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In one embodiment, the system includes (1) a DC offset compensator that generates and transmits a DC offset indication signal corresponding to a DC offset that exists along the transmission path to the receiving codec, and (2) DC A DC offset encoder connected to an offset compensator, receiving a DC offset indication signal, and applying a time-varying DC offset compensation signal based on the DC offset indication signal to a user data symbol stream transmitted along the transmission path With. The DC offset compensator can use the DC offset compensation signal to remove at least a portion of the DC offset compensation signal to generate a user data symbol stream.
[0009]
The present invention therefore introduces a broad concept of encoding and compensating for the codec DC offset in a fixed time-varying signal transmitted with the user data symbol stream. Thus, in practice, the DC offset is encoded in the form of AC.
[0010]
The time-varying signal passes through a DC blocking circuit such as a transformer, and can thereby reach the receiving side codec. Since the time-varying signal is deterministic, circuitry adjacent to the receiving codec can calculate and remove the time-varying signal, leaving a user data symbol stream for digitization.
[0011]
In one embodiment of the invention, the DC offset compensation signal comprises a deterministic pseudo-random number sequence. Pseudorandom numbers and the techniques for generating them are well known to those skilled in the art. The present invention can use such a technique to generate the same pseudo-random number sequence at the transmitting end and the receiving end of the communication channel. The pseudo-random number sequence is first added to the user data symbol stream and then subtracted from the user data symbol stream to compensate for DC offsets that may occur due to patterns in the user data symbol stream.
[0012]
In one embodiment of the present invention, the DC offset compensation signal has a component that averages for a negative DC offset with the opposite sign. In the illustrated and described embodiment, when the DC offset is represented by C, the component of the DC offset compensation signal is a component for averaging over -C.
[0013]
In one embodiment of the invention, a DC offset compensator removes all DC offset compensation signals. This maximizes DC offset compensation. However, in some embodiments of the invention, some of the components of the DC offset compensation signal remain or are allowed to remain. Within the broad scope of the present invention, at least some DC offset compensation is performed.
[0014]
In one embodiment of the invention, the DC offset compensator removes at least a portion of the DC offset compensation signal by recalculating the pseudo-random number sequence. Recalculation causes the pseudo-random number sequence to be at least partially removed from any user data symbol stream.
[0015]
In one embodiment of the present invention, the DC offset compensation signal can pass through the DC blocking transformer with substantially no distortion. In another embodiment of the present invention, the DC offset indication signal may be somewhat distorted (ie attenuated), but still based at least in part on DC offset compensation.
[0016]
In one embodiment of the invention, a DC offset encoder is associated with a 56K modem. Those skilled in the art will appreciate that such modems allow higher upstream communication rates by compensating for the DC offset that may occur at the receiving codec. Those skilled in the art will also appreciate that the principles of the present invention can be widely applied in various situations where a DC signal needs to be encoded in the form of an AC in order to pass through a DC blocking circuit.
[0017]
The foregoing has outlined rather broadly the preferred and alternative features of the present invention so that those skilled in the art may better understand the detailed description of the invention that follows. Additional features of the invention will be described hereinafter that form the subject of the claims of the invention. It will be apparent to those skilled in the art that the disclosed concepts and specific embodiments can be used to design or modify other structures to accomplish the same purposes as the present invention. Will be understood. It should also be understood by those skilled in the art that such equivalent constructions do not depart from the spirit and scope of the invention in its broadest form.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
This patent application is based on US Provisional Patent Application No. 06 / 169,961, filed Dec. 9, 1999, entitled “Compensating Codec DC Offset Through a DC Blocking Channel”, assigned to the same assignee, That patent application is hereby incorporated herein by reference.
[0019]
For a fuller understanding of the present invention, reference should be made to the following description taken in conjunction with the accompanying drawings.
[0020]
Referring initially to FIG. 1, there is shown a block diagram of a portion of a telecommunications network, indicated generally at 100, illustrating the problem addressed by the present invention.
[0021]
The network 100 includes a pulse code modulation (PCM) type codec 110 that provides analog / digital conversion between the local loop 120 and the network 100. The 56K modem 130 is connected to the local loop 120 at the far end of the codec 110. The DC blocking transformer 140 is connected to the local loop 120 between the codec 110 and the modem 130. The DC blocking transformer 140 converts the local loop 120 into a DC blocking channel.
[0022]
As is well known to those skilled in the art, the upload speed of modem 130 is limited in particular by the DC offset that occurs at the analog input of codec 110. The present invention attenuates the DC offset while considering that any DC signal is blocked by the DC blocking transformer 140 conventionally used to compensate for the DC offset generated at the analog input of the codec 110. With the goal.
[0023]
Referring now to FIG. 2, a block diagram of a system for compensating for codec DC offset constructed in accordance with the principles of the present invention is shown. The system includes a DC offset compensator 210 (in the illustrated embodiment, associated with a receiving codec such as codec 110 in FIG. 1) and a DC offset encoder 220 (in the illustrated embodiment, modem 130 in FIG. 1). Associated with the transmitting modem). The DC offset compensator 210 detects the magnitude of the DC offset generated at the analog input of the receiving codec. The DC offset compensator 210 then sends a corresponding DC offset indication signal 230 to the DC offset encoder 220, often via a downloaded symbol stream.
[0024]
In response, the DC offset encoder 220 generates a time-varying DC offset compensation signal 250 based on the DC offset instruction signal. It is important that the DC offset compensation signal 250 varies in time since it must later pass at least partially through the DC blocking transformer.
[0025]
In one exemplary embodiment, the DC offset compensation signal has two components: a DC component and an AC component. The DC component has the same magnitude as the DC offset and has the opposite sign. For example, if the DC offset at a given time has a magnitude c, the DC component of the DC offset compensation signal has a corresponding magnitude -c.
[0026]
The AC component t k of the DC offset compensation signal 250 is a deterministic pseudo-random number sequence that is dynamically generated to average c. In an exemplary embodiment, t k is a function of a PCM symbol x k containing the user data symbol stream transmitted at time k , ie, a digital sum (RDS) Σ k during transmission of the user data symbol stream, and Generated according to the rules of
If Σ k / c 0, t k + 1 = 0
Otherwise, t k = y k −x k , where y k is the PCM encoder level uniquely defined by the following conditions:
| T k |> | c |
| t k | is as small as possible and t k / c> 0.
Here, RDS Σ k is defined to be equal to Σ S k .
[0027]
Once the time varying DC offset compensation signal 250 is generated, the DC offset encoder 220 applies (adds) the signal 250 to the user data symbol stream 240. User data symbol stream 240 is then transmitted from the modem to the receiving codec along a local loop.
[0028]
In the middle of the path, the user data symbol stream 240 encounters a DC blocking transformer 140 (represented as a block in FIG. 2 rather than the graphical symbol shown in FIG. 1). Assuming that the DC offset compensation signal includes a DC component, the DC blocking transformer 140 substantially removes at least the DC component and allows it to pass through the AC component and user data symbol stream 240. Since the user data symbol stream 240 (including the remaining AC component of the DC offset compensation signal 250) is averaged to 0V, when the user data symbol stream reaches the input of the codec, the DC bias is Reduced and probably largely eliminated.
[0029]
The codec then converts the user data symbol stream to a digital format. At this point, it is necessary to remove the converted AC component of the DC offset compensation signal from the user data. This is done by recalculating the AC component and subtracting it from the user data. In an exemplary embodiment, since the AC component is a deterministic pseudo-random number sequence, the DC offset compensator 210 can accurately recalculate the AC component. Once recalculated, the AC component can be subtracted from the user data to restore the user data to a valid form.
[0030]
Referring now to FIG. 3, a method for compensating for codec DC offset performed in accordance with the principles of the present invention is shown.
[0031]
The method, indicated generally at 300, begins at start step 305. In that step, it is desirable to upload user data from the modem (possibly to another modem (not shown)) via a codec that is part of the telecommunications network. Method 300 continues with step 310, where a DC offset is detected at the input of the receiving codec. The DC offset is preferably at least reduced, and a DC offset indication signal is generated at step 315 and transmitted to the circuit associated with the modem at step 320.
[0032]
In step 325, a time-varying DC offset compensation signal is generated based on the DC offset indication signal (many as described above, but there are other suitable methods). The DC offset compensation signal is then applied to the user data symbol stream and transmitted from the modem to the codec at step 330.
[0033]
Next, in step 335, the user data symbol stream (including the DC offset compensation signal) is transmitted to the input of the codec. In the middle of the path, the user data symbol stream encounters and passes through a DC blocking transformer. Since the user data symbol stream reaches the codec and its average voltage is 0V or a value close to 0V, the DC offset at the codec input is at least reduced. The codec then digitizes the user data symbol stream at step 340 to generate digitized data.
[0034]
Here, since it is necessary to remove the DC offset compensation signal from the user data, in step 345, the DC offset compensation signal is recalculated by a circuit related to the codec, and in step 350, the DC offset compensation signal is subtracted from the user data. To do. This generates user data in an effective form for continuous transmission to the telecommunications network. The method 300 then ends at end step 355, at which point user data is transferred over the telecommunications network.
[0035]
Referring now to FIG. 4, a block diagram of a 56K modem incorporating the system of FIG. 2 or the method of FIG. 3 is shown. The 56K modem indicated generally by 400 includes a symbol stream generation circuit 410. Those skilled in the art are familiar with the configuration and function of the symbol stream generation circuit. The 56K modem 400 of the present invention advantageously uses such a circuit 410 to generate a user data symbol stream for uploading user data to a receiving codec (not shown in FIG. 4).
[0036]
The 56K modem 400 further comprises a DC offset indication signal receiver 420 that has the capability to receive a DC offset indication signal from circuitry associated with the receiving codec. A DC offset indicator indicates the DC offset that exists along the transmission path that couples the 56K modem 400 and the receiving codec.
[0037]
The 56K modem 400 further includes a DC offset encoder 430 having the ability to receive a DC offset indication signal from the DC offset indication signal receiver 420 and generate a time varying DC offset compensation signal therefrom, the time varying DC offset compensation signal being Even if there is any DC blocking circuit in the local loop connecting the modem 400 and the receiving side codec, it is applied to the user data symbol stream generated by the symbol stream generating circuit 410. Offset can be compensated.
[0038]
Although the invention has been described in detail, those skilled in the art will recognize that various modifications, alternatives and alternatives can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention in its broad form. I want you to understand.
[0039]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to solve the conventional problems and realize a system and method for compensating for the DC offset of the codec, and a modem incorporating the system or method.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a portion of a telecommunications network illustrating the problems addressed by the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of a system for compensating for codec DC offset constructed in accordance with the principles of the present invention.
FIG. 3 illustrates a method for compensating for codec DC offset performed in accordance with the principles of the present invention.
4 is a block diagram of a 56K modem incorporating the system of FIG. 2 or the method of FIG.
[Explanation of symbols]
100 Telecommunications Network 110 Codec 120 Local Loop 130 Modem 140 DC Blocking Transformer 210 DC Offset Compensator 220 DC Offset Encoder 230 DC Offset Signal 240 User Data Symbol Stream 250 DC Offset Compensation Signal 400 56K Modem 410 Symbol Stream Generation Circuit 420 DC Offset Signal Receiver 430 DC offset encoder

Claims (21)

コーデックDCオフセットを補償するためのシステムであって、
受信側コーデックへの伝送経路に沿って存在するDCオフセットに対応するDCオフセット指示信号を生成し、かつ送信するDCオフセット補償器と、
前記DCオフセット補償器に接続され、前記DCオフセット指示信号を受信し、前記DCオフセット指示信号に基づいた時間とともに変動するDCオフセット補償信号を、前記伝送経路に沿って送信されるユーザデータシンボルストリームに加算するDCオフセットエンコーダとを備えるシステム。
A system for compensating for codec DC offset, comprising:
A DC offset compensator for generating and transmitting a DC offset indication signal corresponding to the DC offset present along the transmission path to the receiving codec;
Connected to said DC offset compensator, receiving the DC offset instruction signal, the DC offset compensating signal that varies with time based on the DC offset instruction signal, the user data symbol stream transmitted along said transmission path A system comprising a DC offset encoder for adding .
前記DCオフセット補償信号は、決定論的(deterministic)擬似ランダム数シーケンスを含む、請求項1に記載のシステム。  The system of claim 1, wherein the DC offset compensation signal comprises a deterministic pseudo-random number sequence. 前記DCオフセット補償信号は、逆の符号を付された負の前記DCオフセットについて平均化する成分を有する、請求項1に記載のシステム。  The system of claim 1, wherein the DC offset compensation signal has a component that averages over the negatively-signed negative DC offset. 前記DCオフセット補償器は、全ての前記DCオフセットを除去する、請求項1に記載のシステム。  The system of claim 1, wherein the DC offset compensator removes all the DC offset. 前記DCオフセット補償器は、前記DCオフセット補償信号を再計算する、請求項1に記載のシステム。  The system of claim 1, wherein the DC offset compensator recalculates the DC offset compensation signal. 前記DCオフセット補償信号は、DCブロッキングトランス内を実質的に歪まずに通過できる、請求項1に記載のシステム。  The system of claim 1, wherein the DC offset compensation signal can pass through a DC blocking transformer without substantial distortion. 前記DCオフセットエンコーダは、56Kモデムに関連する、請求項1に記載のシステム。  The system of claim 1, wherein the DC offset encoder is associated with a 56K modem. コーデックDCオフセットを補償するための方法であって、
受信側コーデックへの伝送経路に沿って存在するDCオフセットに対応するDCオフセット指示信号を生成する過程と、
前記DCオフセット指示信号に基づいて、時間とともに変動するDCオフセット補償信号を、前記伝送経路に沿って送信されるユーザデータシンボルストリームに加算する過程と、
前記DCオフセット補償信号の少なくとも一部を除去し、実質的に前記シンボルストリームを生成する過程とを有する方法。
A method for compensating for codec DC offset, comprising:
Generating a DC offset indication signal corresponding to the DC offset present along the transmission path to the receiving codec;
Based on the DC offset instruction signal, the DC offset compensating signal that varies with time, the method comprising adding to the user data symbol stream transmitted along said transmission path,
Removing at least a portion of the DC offset compensation signal to substantially generate the symbol stream.
前記除去する過程は、前記受信側コーデックに結合されたトランスにより実行される、請求項8に記載の方法。The method of claim 8, wherein the removing is performed by a transformer coupled to the receiving codec. 前記DCオフセット補償信号は、決定論的擬似ランダム数シーケンスを含む、請求項8に記載の方法。  The method of claim 8, wherein the DC offset compensation signal comprises a deterministic pseudo-random number sequence. 前記DCオフセット補償信号は、逆の符号を付された負の前記DCオフセットについて平均化する成分を有する、請求項8に記載の方法。  9. The method of claim 8, wherein the DC offset compensation signal has a component that averages over the negatively signed DC offset. 前記除去する過程は、全前記DCオフセット補償信号を除去する過程を含む、請求項8に記載の方法。  The method of claim 8, wherein the removing comprises removing all the DC offset compensation signals. 前記除去する過程は、前記DCオフセット補償信号を再計算する過程を含む、請求項8に記載の方法。  The method of claim 8, wherein the removing comprises recalculating the DC offset compensation signal. 前記DCオフセット補償信号は、DCブロッキングトランス内を実質的に歪まずに通過できる、請求項8に記載の方法。  9. The method of claim 8, wherein the DC offset compensation signal can pass through a DC blocking transformer without substantial distortion. 前記DCオフセットエンコーダは、56Kモデムに関連する、請求項8に記載の方法。  The method of claim 8, wherein the DC offset encoder is associated with a 56K modem. モデムであって、
前記モデムに接続される受信側コーデックへの伝送経路に沿って存在するDCオフセットに対応するDCオフセット指示信号を受信するDCオフセット指示信号受信機と、
ユーザデータを含むユーザデータシンボルストリームを生成するシンボルストリーム生成回路と、
DCオフセット補償器に接続され、前記DCオフセット補償器に基づく時間とともに変動するDCオフセット補償信号を、前記伝送経路に沿って送信されるユーザデータシンボルストリームに加算するDCオフセットエンコーダとを備えるモデム。
A modem,
A DC offset indication signal receiver for receiving a DC offset indication signal corresponding to a DC offset existing along a transmission path to a receiving side codec connected to the modem;
A symbol stream generation circuit for generating a user data symbol stream including user data;
Is connected to the DC offset compensator, a modem and a DC offset encoder the DC offset compensating signal that varies with time based on said DC offset compensator, it is added to the user data symbol stream transmitted along said transmission path.
前記DCオフセット補償信号は、決定論的擬似ランダム数シーケンスを含む、請求項16に記載のモデム。  The modem of claim 16, wherein the DC offset compensation signal comprises a deterministic pseudo-random number sequence. 前記DCオフセット補償信号は、逆の符号を付された負の前記DCオフセットについて平均化する成分を有する、請求項16に記載のモデム。  The modem of claim 16, wherein the DC offset compensation signal has a component that averages over the negatively signed DC offset with an opposite sign. 前記DCオフセット補償信号は、DCブロッキングトランス内を実質的に歪まずに通過できる、請求項16に記載のモデム。  The modem of claim 16, wherein the DC offset compensation signal can pass through a DC blocking transformer without substantial distortion. 前記DCオフセット指示信号は、所与のモデムセッションを通して変化する、請求項16に記載のモデム。  The modem of claim 16, wherein the DC offset indication signal varies throughout a given modem session. 前記モデムは56Kモデムである、請求項16に記載のモデム。  The modem of claim 16, wherein the modem is a 56K modem.
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