JP4651259B2

JP4651259B2 - 電話網におけるロブドビットシグナリングのためのｐｃｍデータフレーム調整システムおよび方法

Info

Publication number: JP4651259B2
Application number: JP2001557203A
Authority: JP
Inventors: ピロッジ、ジョン; キム、デ−ヨン; メウラバンザッド、セプール; マウレアー、パトリック; リュウ、ジャック; アハメド、エス．アリフ; パリシスキー、ウラジミル
Original assignee: ゼネラル・エレクトリック・キャピタル・コーポレーション
Priority date: 2000-02-04
Filing date: 2001-02-01
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2021-02-01
Also published as: KR100771086B1; CA2399513A1; JP2003522469A; EP1256195A4; AU2001233224A1; US6266376B1; WO2001058058A1; KR20030007410A; CN1208917C; CA2399513C; CN1398463A; EP1256195A1

Description

【０００１】
（発明の属する技術分野）
本発明は、電話網データ通信に関し、詳細には、ロブドビットシグナリング（ＲＢＳ）の影響を減少させる手段に関する。
【０００２】
（発明の背景）
現在の公衆電話交換網（ＰｕｂｌｉｃＳｗｉｔｃｈｅｄＴｅｌｅｐｈｏｎｅＮｅｔｗｏｒｋ、以下ＰＳＴＮと記述）は、ほぼ完全にデジタル方式である。中央局（ＣＯ：ＣｅｎｔｒａｌＯｆｆｉｃｅ）と電話器セット間の「最後のマイル」は、「ローカルループ」としても知られているが、電話網の唯一のアナログ方式部分である。中央局と電話網のバックボーンは、完全にデジタル方式である。
【０００３】
米国におけるネットワーク上のデジタル信号は、Ｔ１回線のようなＴ−キャリア方式を含む、さまざまなキャリア媒体を通じて送信されている。Ｔ１回線は１．５４４Ｍｂｐｓで動作し、最高２４６４Ｋｂｐｓ音声チャネルを搬送する。Ｔ１（とＴ３）回線は、アナログ信号とデジタル信号間の変換に、パルス符号変調（ＰＣＭ：ＰｕｌｓｅＣｏｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ、以下ＰＣＭと記述）と呼ばれるサンプリング技術を利用する。受信地において、本来のアナログ信号に再現可能なデジタル情報を形成するために、アナログ信号は、８ｋＨｚでサンプリングされて、８ビット／サンプル量子化器によって、量子化される。ローカルループ上のエンドユーザとデジタル網上のそれとの接続を、「ＰＣＭチャンネル」と呼ぶことができる。
【０００４】
Ｔ１回線は、２４の各音声チャネルに８ビットを割り当てたフレーム構造を使用する。Ｔ１フレームは１９３ビットで構成され、特別なビットを追加してそのフレーム境界を表示する。単一音声チャネルの観点から、フレームは、８ビットで構成され、単一チャンネルの観点から見たフレームは、「ＰＣＭフレーム」または「スロット」と呼ぶことができる。
【０００５】
アナログ信号同様、データをローカルループを通してデジタル網に送信可能である。データを送信するには、ＰＣＭチャンネル制約条件に適合させるようデータをフォーマット化することが必要である。ＰＣＭフレーム１０の実例シーケンスを図１に示す。デジタル化されたアナログ信号の場合、各スロットＳは、アナログ信号の一個８ビットのサンプルを有する。データ用に、この変調方式は、ビットをシンボルに、そしてシンボルを集合にマップする。データから発生した集合点の連続した並びは、アナログ信号に変換され、ローカルループを介して送信される。ネットワークは、この信号を任意のアナログ信号であるかのように処理する。
【０００６】
各々のフレームは、デジタル化されたサンプルだけでなくネットワーク信号情報を含むことができる。信号情報は、例えば呼の状態、または電話がオフフックかどうかのような情報を示すために使用される。Ｔ１回線上で信号情報を搬送するために、ロブドビットシグナリング（ＲＢＳ：ＲｏｂｂｅｄＢｉｔＳｉｇｎａｌｉｎｇ、以下ＲＢＳと記述）と呼ばれる帯域内周波シグナリング技術が用いられる。信号情報を搬送するための予備のバンド幅がないので、ＲＢＳは、特定のフレームから周期的に１ビットを奪う。その後、このビットは、信号情報のために使われる。個々のＴ１回線用に標準化されたＲＢＳでは、６番目のフレーム毎に１ビットが奪われる。このビットは、最下位ビットである（図１の１２と１４で示す）。したがって、音声符号化のすべての第６番目のサンプルは、７ビットの音声データと１ビットの信号情報で構成される。ＲＢＳに起因する音声サンプルの劣化は、実際にはほとんど無い。
【０００７】
ＰＣＭフレームストリームを「ＲＢＳフレーム」１６の連続的、周期的反復として記述することは、好都合である。各ＲＢＳフレーム１６は、６個のスロットＳで構成される。各スロットは、「オクテット」と呼ばれる１個の８ビットＰＣＭコード名を含む。いったん呼が確定されると、ＲＢＳが対象とする特定のスロットは、呼の間じゅう固定されたままである。図１に示す実例では、スロットＳ６、スロットＳ１２、等が、ＲＢＳの対象となる。
【０００８】
ネットワークにおける異なるキャリアは、ＲＢＳフレームから異なるスロットを選択して奪うことができる。スロットの並びがネットワークを通過すると、ＲＢＳフレーム内の複数のスロットが対象とされるからである。出力で観察されるロブドビットのパターンは、ＲＢＳフレームからＲＢＳフレームまで同一である。
【０００９】
ＲＢＳが情報を奪うので、データ送信時に問題が発生する。前述のごとく、音声（アナログ）情報に対する損失は、実際には最小である。しかし、例えばモデム等でデジタルデータを送受信する際、データビットの周期的損失は継続的エラーの原因となる。モデムの観点からいえば、中央局コーデックで受信されるアップストリーム信号振幅を伝送するＰＣＭコードの最下位ビットを搬送するのに一般に使用される情報から、１個のビット１２，１４を奪取することで、ＲＢＳは、アップストリームデータ中のあるスロットのノイズ量子化を増加させる。換言すれば、ＲＢＳは、システムに制約を負わせる。
【００１０】
ＲＢＳに対処するために、ＩＴＵ−Ｖ．９０準拠のＰＣＭモデムは、ＲＢＳ対象となるスロットコンステレーションを選択する際には、より厳しい制限の設計制約条件を課さなければならない。一般的には、設計の制約は、コンステレーション点の合計数を減少させる、また、それと等価なことになるが、ＲＢＳ対象スロットが確実に支援できる最小コード点間隔を増加させる。ＰＣＭモデムは、ＲＢＳ対象スロットのために異なるコンステレーション点を選択しなければならなくなる。
【００１１】
次の実例は、Ｖ．９０標準がＲＢＳに対処する方法を図示したものである。Ｖ．９０において、ＴＲＮ２ｄの第１のシンボルはＲＢＳフレームのスロット０に指定される。ＴＲＮ２ｄ長とトレーニングシーケンスのすべては、その後、各データモードフレームの第１のシンボルもＲＢＳフレームのスロット０になるような制約を受ける。これは、６個のオクテットの整数倍のシンボル範囲に次の送信されたフィールド長の各々を拡張して実現できる。したがって、データモードでは、データフレームの各シンボルのＲＢＳスロット、または同じことだが、ネットワークＲＢＳフレームに関連したＶ．９０ダウンストリームデータフレームの位置が、デジタル方式のＰＣＭモデム送信器のタイミングで無計画に決定され、データモードおよび次に続く全レートネゴシエーションのためのＴＲＮ２ｄのスタート後に固定される。
【００１２】
ＰＣＭモデムに類似したＩＴＵ−Ｖ．９０と同様に、ＰＣＭアップストリーム変調方式の設計は、ＲＢＳの結果として拘束される。１９９９年１月２０日出願の米国特許番号第０９／２３４４５１号で開示されたようなＰＣＭ変調方式は、トレリス符号化にさらなる設計の制約を強要するので、ＲＢＳに処理するＶ．９０方式は、ＰＣＭアップストリーム変調方式には能率的に利用できない。前のシンボルに基づいてシンボルを制約するあらゆるコード体系は、ＲＢＳ制約と衝突し、効率を低下させ得る。このように、データフレーム位置とネットワークＲＢＳフレーム位置は、コンステレーション点およびデータフレーム内の特定のスロットに正常に使用されるマッピングパラメータを強く制約する。開示されたＰＣＭアップストリーム変調方式において、さらなる制約が、コンステレーションセットおよびマッピングパラメータに課されているので、トレリス修正されたデータフレームスロット３，７，１１のためのパワー制限が満たされ得る。
【００１３】
残念なことに、ＲＢＳ制約の克服のためにＶ．９０が使用する解決策は、ＰＣＭアップストリーム変調方式では機能しない。例えば、Ｖ．９２のアップストリームデータフレームは、１２スロット長である。ＲＢＳとトレリス符号化制約はあわせて、送信コンステレーションを制約しすぎる可能性があるため、アナログＰＣＭモデムで送信されるトレーニングシーケンスの第１シンボルと一致するように、各アップストリームデータフレームの第１シンボルを固定することでは、満足な解決策が得られない。したがって、ＲＢＳ対象スロットがトレリス修正シンボルと最小限一致するように、ネットワークＲＢＳフレームと、アップストリームデータモードフレームとの相対位相をデジタルモデムが調整する、ＰＣＭアップストリーム変調方式を利用できる方法が必要とされる。ＲＢＳ対象スロットが符号化された対象スロットと一致する場合、システムの柔軟性は低くなり、結果として性能劣化の原因となる。
【００１４】
（概要）
本発明の目的は、１または複数のシンボルによって、ＰＣＭデータフレームとネットワークＲＢＳフレームの相対位相をシフトする方法を提供することにある。最初に、ＲＢＳがあるか否かが判定される。ＲＢＳがある場合、本発明では、どのデータスロット（もしあれば）が符号化対象とされるかが判定される。その後、必要に応じてＰＣＭデータフレームはシフトされるので、ＲＢＳ制約および符号化制約は、いかなる特別なデータスロットでも一致しない。
【００１５】
本発明の一実施形態によれば、デジタルモデムは、データモードフレームとネットワークＲＢＳフレームの相対位相を調整し、最小のトレリス修正シンボル（データフレームスロット３，７，１１）数がネットワークＲＢＳ対象スロット上に来るようにする。情報は、その後アナログモデムに送信される。シフト総数は、最初のトレーニングシーケンス間に、アップストリームコンステレーションセットとマッピングパラメータを送信するのに使用される同一データシーケンスで、アナログモデムに送信される。
【００１６】
本発明は、また、シンボルストリームを含むＰＣＭデータフレームでの、ＲＢＳに起因する情報処理能力の損失を減少させる方法を含む。本方法は、ＲＢＳがＰＣＭデータフレームを対象としているかどうか決定し、もしそうならば、ＰＣＭデータフレーム中のどのスロットがＲＢＳ対象スロットかを判定することを含む。本方法は、ＰＣＭデータフレームのどのスロット（もしあれば）が、シンボルの符号化で拘束されているか判定し、減少数のシンボルがＲＢＳおよび符号化の対象となるように、ＰＣＭデータフレームのスロットへシンボルを挿入する調整を判定することからなる。判定された調整に基づいて、シンボルストリームのソースが調整される。
【００１７】
シンボルストリームのソースは、アナログモデムであってもよく、アナログモデムは、ＰＣＭデータフレームのスロットへシンボルを挿入する調整を判定するステップを実行できる。あるいは、アナログモデムからＰＣＭデータを受信しているデジタルモデムは、ＰＣＭデータフレームのスロットへシンボルを挿入する調整を判定するステップを実行することができ、デジタルモデムは、アナログモデムと決定された調整を通信できる。この通信は、モデム間の最初のトレーニングシーケンス時に実行できる。
【００１８】
決定された調整は、ＰＣＭデータフレームの相対位相、またはシンボル命令置換、あるいはその両方の調整からなる。符号化には、トレリス符号化が含まれる。符号化は、異なるスロットでのシンボル間で依存性を有してもよい。
【００１９】
本発明の利点は、シンボルのすべてが同一制約条件（例えばトレリス符号化による）を受けるわけではないデータフレーム構造を使用した、任意のＰＣＭモデムの性能の改善を含む。
【００２０】
本発明の他の利点は、検出ループ特性、アップストリームデジタル欠陥、およびＡＰＣＭパワー制限を与えて、最高速のアップストリームビットレートを達成するために、ネットワークＲＢＳフレームやアップストリームＰＣＭデータフレームの相対位相またはシンボル置換を最初のトレーニングシーケンス時に調整する能力からなることを特徴とする。
【００２１】
さらなる本発明の他の利点は、最少トレリス修正シンボル数（例ではスロット３，７，１１）がネットワークＲＢＳ対象スロット上に来るように、ＰＣＭデータフレームとネットワークＲＢＳフレームの相対位相を調整する能力を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明の上述のおよび他の特徴および効果は、次の添付図面に関連させて採り上げた実施形態の詳細な説明からより深く理解されるであろう。
（詳細な説明）
本発明は、モトローラ社に譲渡され、引用により本願に組み込まれる１９９９年１月２０日出願の米国特許番号第０９／２３４，４５１に記載されているようなＰＣＭアップストリーム変調方式に利用される。図１に示すように、ＰＣＭデータフレームは、各１２スロットデータフレーム（データスロットＳ３，Ｓ７，Ｓ１１）中の３個の特定のシンボルが、トレリス符号化器で生成された情報の冗長ビットを搬送するように設計される。スロット３から始まる各第４番目のデータスロットは冗長情報を含む。この特定の符号化体系とフレーム構造は、設計されたＰＣＭアップストリーム伝送構造を典型的に示すものである。しかし、それは、予測はできるが制御できないコンステレーション制約または他チャンネル欠陥が、送信機または受信機の制約と周期的方法で一致する、一般的状況の例にすぎない。データフレーム構造が、ＲＢＳフレームと「トレリスフレーム」（トレリスコードの単一多次元シンボルに対応するシンボルのブロック）の最小公倍数（ＬＣＭ）の整数倍でない場合、ＲＢＳ対象スロットと、トレリス制限されたスロットの一致は、データフレームをデータフレームに回転する。特別なネットワークまたは状況に関して、ネットワーク制約条件（例えばＲＢＳ）および変調制約条件（例えば多次元のトレリス符号化）の周期が公知であるか、または決定できるようなにおいては、この回転は時変シンボル置換を使用するために追跡し、調整することができる。これにより、符号化器および復号器で、ある程度の余分な複雑さが必要とされる。
【００２３】
符号化を持つどんなシステムも、数種類のフレーム構造を持っている。Ｖ．３４は、それ自身のフレーム構造を有している。利用される符号化の特有のタイプに応じ、異なったシンボルには、異なった制約がある。
【００２４】
上記のＰＣＭアップストリーム変調方式では、特別なスロットのコンステレーションセットは、同一サイズの２個のセットに分割される。トレリス符号化器の状態に応じて、２個の点のサブセットのうち１個だけが、ユーザー情報を搬送するために使用される。このことは、例で選択、使用されたデータスロットＳ３，Ｓ７，Ｓ１１のコンステレーションセットにさらなる制約条件を課す。異なるシンボルに課される制約条件は、変わってもよい。トレリス符号化器の状態によって課される１つの制約条件は、これらのスロットのコンステレーションセットが偶数点を持たなければならないことである。トレリス符号化器の状態から課される他の制約条件は、マッパーに影響を与え、等価なクラスの数が両方のコンステレーションサブセットと同じになる必要があることである。いったんコンステレーションセットが選択されると、各データスロットを支援する等価なクラスのの最大数も、アナログＰＣＭモデムの送信器のパワー制限条件で拘束される。各データスロットを支援する等価なクラスの最大数の拘束は、アップストリームデータのビットレートを制限する。
【００２５】
本発明に従って実行されるステップを図２に示す。いったん発呼されると、ＲＢＳ対象スロットは、呼の時間中に設定される。本発明では、先ずどのスロット（もしあれば）がＲＢＳの対象とされるか判定する（ステップ１００）。これはデータ接続以前で、かつトレーニング手順開始前に実行される。ＲＢＳ対象スロットを検出するための方法は、モトローラ社に譲渡され、本願に引用により組み込まれている１９９８年６月５日出願の米国特許番号第０９／０９２，７８６号に記載されている。基本的に、ＲＢＳ対象スロットは、アナログモデムが送信しているものと、デジタルモデムが受信しているものの差で決定される。
【００２６】
本発明のステップ１０２は、どのスロットが符号化で対象とされるか判定することを含む。トレリス符号化の対象とされるスロットは、モデムのプロパティであって、ネットワークのものではないことは一般的に公知である。図１に示される実例データフレームにおいて、スロットＳ２の後の各第４スロットが対象にされる（スロットＳ３から開始）。
【００２７】
本発明の図２の次のステップ１０４において、デジタルモデムは、ＲＢＳとトレリス符号化によって対象にされるシンボル数が最小になるように、データフレームと、ネットワークＲＢＳフレームとの相対位相を調整する。シンボルがＲＢＳおよび符号化と一致しない場合には、調整が不要なこともありうる。図１に示される例において、デジタルモデムは、最小トレリス修正シンボル（データフレームスロットＳ３，Ｓ７，Ｓ１１）の数がＲＢＳ対象スロットＳ５，Ｓ１１と一致するように、データフレームとネットワークＲＢＳフレームの相対位相の調整を判定する。
【００２８】
図２の次のステップ１０６では、デジタルモデムは、アナログモデムと位相シフト情報を通信する。ＰＣＭモデム接続のような任意のアップストリューム方向のＩＴＵ−Ｖ．９０のトレーニングシーケンス間に、デジタルモデムは、アナログモデムからデジタルモデムへ最速のデータ転送速度を可能にする送信器パラメータのセットを設計するために、アナログチャネルとアップストリームデジタルネットワークパスの欠陥を調査する。データ転送セッションの間に、送信器は、これらのパラメータを使用できるようにアナログモデムに送信する。
【００２９】
本発明の例証的な実施形態を、図３に電話回線で示す。デジタルモデム３０が、バックボーンシステム、デジタルリンクまたはノードネットワークシステム（例えばインターネットサービスプロバイダ：ＩＳＰ）への接続を含むネットワーク３２に接続している。デジタルモデム３０は、電話中央局（ＣＯ）を通じ、アナログ電話接続３６上で、ユーザー側のアナログモデム３８と通信する。アナログモデム３８は、ユーザーとデータを送受信し（一般的には、コンピュータへのシリアルまたはパラレル接続）、中央局３４にアナログ回線上でアナログ信号として送信できる正しいフォーマットにデータを符号化する。当該技術で周知のように、その後アナログ信号は、ＰＣＭデータに変換される。ＰＣＭデータは、接続３３を通じてデジタルモデム３０に送信される。一般に、接続３３はＴ１（またはＴ３）接続であり、したがってＰＣＭデータは、データに課されたＲＢＳ制約条件で、データフレームを使用して送受信される。
【００３０】
本発明は、すべてのシンボルが同じ制約条件に従うわけではない（例えば、トレリス符号化のため）データフレーム構造を使用している、いかなるＰＣＭモデムの性能をも向上させる。Ｖ．９０は符号化ダウンストリームを持たないので、すべてのシンボルは本質的に等価である。しかし、符号化がダウンストリーム方向のＶ．９０に採用される場合には、本発明は、アップストリームのためにここで定義されているのと同様の方法で、モデムで利用されてもよい。
【００３１】
本発明の操作を説明している次の例を、解説用の目的だけに提供する。図４において、ＰＣＭデータフレーム２０を示す。キム（ＫＩＭ）のＰＣＭアップストリーム変調方式に開示されているように、データスロットＳ３，Ｓ７，Ｓ１１は、トレリス符号化器対象スロットである。この例では、ＲＢＳはデータスロットＳ０を対象とし、周期は６である。したがって、ＲＢＳは、Ｓ６，Ｓ１２等を対象とする。ＲＢＳ制約条件とトレリス符号化制約条件は、データスロットＳ６に一致し、周期的（例えばここでは記載されていないがＳ１８）に続く。もしＲＢＳ制約条件とトレリス制約条件が周期的にデータスロットに一致する場合には、システムは柔軟性を失うことになる。最大限の柔軟性を維持するために、本発明では、ＲＢＳ制約条件がトレリス符号化制約条件に一致しないように、ネットワークＲＳＢフレームに対するＰＣＭデータフレームの位相をシフトする。この例では、ＰＣＭフレーム開始インデックスは、ＲＢＳ制約条件がトレリス符号化制約条件に一致しないように１スロット左にシフトされている。矢印２２で示すように、これはデータスロットＳ１，Ｓ５，Ｓ９等にトレリス符号化がシフトした結果である。もはやＲＢＳとトレリス対象スロットのいかなる周期的一致も存在しない。デジタルモデムは、最初のトレーニングシーケンスの間に、アナログモデムと位相シフト情報を通信する。
【００３２】
ある状況では、位相調整はＲＢＳとトレリス符号化の共同の制約を完全に緩和するが、一方、他の状況では、そのようなオーバーラップの発生回数をシンボル順序置換なしで最小にすることができる。代わりの方法は、シンボル制約を受けたトレリスコードをＲＳＢ対象外のスロットにまぜる、ＲＢＳフレーム内でシンボル置換を定義することである。しかしながら、単一データフレーム内で位相調整なしで制限されたシンボル置換は、これらシンボル間での共同決定が必要で、通常のシンボルずつ（ｙｍｂｏｌ−ｂｙ−ｓｙｍｂｏｌ）の決定方式よりもシステムの複雑さが増す。トレリス対象シンボルが、シンボル「トレリスメイト」（トレリスフレーム内の他のシンボル）より早い時間に発生しているスロットに再配置されるとすれば、共同決定は有効かもしれない。
【００３３】
トレリス対象シンボルは、そのトレリスメイトとして選択された値に基づく。トレリス対象外シンボルは、等価なクラスの点から自由に選択される。シンボルの過去の経歴に依存する計量、即ち送信パワーを最小にするように、等価なクラスの範囲内で特別な点が選択される。トレリス対象のシンボルが、そのトレリス対象外のメイトの１個より時間的に早く配置されると、トレリス対象シンボルは今後のシンボルに依存する。この今後のシンボルは、順に、パワー最小化のためのトレリス対象シンボルに依存する。なぜならば、依存関係の順序はこれらの２個（またはそれより多く）では異なるので、（すなわち、時間概念の破壊）、これらの２個（またはそれより多く）は、順にというより、むしろ共同で決定されなければならないからである。単一シンボルの決定にＮ個の点またはクラスにわたって検索が必要な場合、Ｋシンボル上の共同決定をするには、Ｎ^Ｋ個の点またはクラスセットにわたる検索が必要である。ＮとＫが一般的な値の場合、共同検索領域Ｎ^Ｋは、ＫＮ（Ｋシンボルのシンボルずつの決定に対する検索領域サイズ）よりもはるかに大きい。
【００３４】
一例として、トレリスフレームに関する以下の標準的なシンボル順序を考えると、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（Ｓ３はトレリス対象）、順序が置換され、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ２となる。その後、Ｓ２とＳ３は、トレリス制約とパワー最小化制約を考慮して共同で決定されなければならない。
【００３５】
この共同決定は、次の手順で起こる。
１．Ｓ０を自由に選択する。
２．Ｓ１を自由に選択する。
３．Ｓ３として、各トレリスサブセットのパワーを最小にする値を選択する。
４．ステップ３からＳ３の可能性のある各選択の中で、Ｓ２に対応するパワーを最小にする値を選択する。
５．この点まで累積パワーを最小にするＳ３、Ｓ２ペアを設定する。
共同決定の必要性は、１個のトレリス対象シンボルがそのトレリスメイト中の１個以前に送信される予定の場合のみ存在する。「位相シフトおよび制限された再配置」（ＰｈａｓｅＳｈｉｆｔａｎｄＲｅｓｔｒｉｃｔｅｄＲｅｏｒｄｅｒｉｎｇ、以下ＰＳＲＲと記述）と称される他の解決策では、シンボル置換を認めるが、トレリス対象シンボルは、そのトレリスメイトに先行しないという制約が追加される。位相シフトとあわせて、この実施形態は、トレリス対象シンボルとＲＢＳ対象スロット間の、最小オーバーラップを保証できる。位相シフトは、単独であらゆる可能な位相上の最小オーバーラップを達成できるが、すべてのシンボル順位付けについて可能な最小オーバーラップを達成することは保証されていないので、これは位相シフト単独法より優れた利点である。置換は、単独で全シンボル順位付けについて可能な最小オーバーラップを達成できるが、計算上の複雑さが増すことが多い点で、ＰＳＲＲは置換単独法より有利である。
【００３６】
本発明のこの実施形態により実行されるステップを、図５に説明する。ＰＳＲＲの第１のステップは、ＲＢＳパターンから所望の位相シフトを決定することである。位相シフトがトレリス対象シンボルとＲＢＳ対象スロット間の最小オーバーラップを単独で達成できる場合には、それに応じてアナログモデムは、その位相をシフトし、調整を完了する。位相シフトが最小オーバーラップを単独で達成することができない場合には、連続的に発生するＲＢＳ対象スロットの最大オーバーラップ数が、データフレーム中の第１スロットから発生し始めるように位相を選択する。第１のデータフレームスロットから開始して、図５に示される各シンボルをしかるべきスロットに配置する手順に従う。
【００３７】
図６にデータフレームで始まる例を示す。スロットは、Ｓ０〜Ｓ１１までのラベルが付けられる。ＲＢＳ対象スロットはそれらを指す矢印で示されいるが、この場合スロットＳ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ１１がＲＢＳ対象である。トレリス符号化で無拘束のシンボルは、「Ｕ」とラベル付けされ、一方トレリスコード対象とされるものには、「Ａ」とラベル付けされる。シンボルは、該シンボルが属している対応トレリスフレームの番号、すなわちどのシンボルがお互いのトレリスメイトであるかを定義している番号、が指定される。この場合、スロットＳ３，Ｓ７，Ｓ１１のシンボルが、対象とされる。データフレームは、ＲＢＳ対象とトレリス対象がオーバーラップする１個のスロットＳ１１を持つ。位相シフトは、単独ではオーバーラップを１／データフレームより少なく減らすことができない。
【００３８】
図７に示すように、置換単独法は、Ｓ１０とＳ１１のシンボルを交換し得る。トレリス対象シンボルは、ここではスロットＳ１０であり、これはＲＢＳ対象ではない。この問題解決法では、スロットＳ１０とＳ１１のシンボルの共同決定が必要である。
【００３９】
図６のＰＳＲＲ問題解決法の例を図８に示す。ＰＳＲＲは、先ず、データフレームを右へ２スロットシフトするので、データフレームは、ここではＳ２からＳ１３までを占有している。位相調整後のＲＢＳとトレリス制約条件間の唯一のオーバーラップは、スロットＳ５で、元はＡ０のシンボルを持っていた。図５で定義される手順には、シンボルＡ０をトレリスフレーム１の第１トレリス対象外のメンバＵ１に交換する効果がある。時間の概念を破壊せずに、オーバーラップはゼロに減少し、したがってデータモードのさらなる複雑さは必要ない。
【００４０】
位相単独法の利点は、調整実行の簡潔さ、調整完了後の複雑さがゼロであること（すなわち、データモード）と固定されたシンボル順序に対するＲＢＳとトレリス制約条件事項間のオーバーラップを最小にする能力を持つこと、である。
【００４１】
置換単独法の利点は、ＲＢＳ制約条件とトレリス制約条件間の絶対最小オーバーラップを保証する能力を持つことである。
ＰＳＲＲの利点は、調整完了後の複雑さの増加がほぼゼロであることと、ＲＢＳとトレリス制約条件間の絶対最小オーバーラップを保証する能力を持つことである。
【００４２】
本発明は、信号線上に多くのノイズがあり（低信号対雑音比）、信号線は、数種のアプリケーションの高速データレートを支援しなければならないという状況においては理想的である。なぜなら、ＲＢＳは、特定のデータスロットを対象とするので、データレートは低下するはずだからである。データレートが低下すると、接続は、もはや所望のアプリケーションを支援することが出来ない。本発明は、量子化雑音を効果的に減少させ、より高速のデータレートを支援することにより、この状況を解決する。
【００４３】
本発明は、トレリス符号化制約条件とＲＢＳ制約条件に関して説明しているが、本発明は、周期的なスロットの奪取と破損が存在するいかなるストリーミングフレームシステムにおいても機能する。
【００４４】
本発明の例証的な実施形態に関して、本発明を示し、かつ説明してきたが、本発明の趣旨および範囲を逸脱することなく本発明の形式および詳細において種々の変更、省略、および追加を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＣＭデータフレームの例。
【図２】本発明に従って実行されるステップのフローチャート。
【図３】本発明の例証的な実施形態に使用される電話網のブロック図。
【図４】本発明のデータモードフレームおよびネットワークＲＢＳフレームの相対位相を調整する方法。
【図５】本発明の他の実施形態により実行されるステップ。
【図６】ＲＢＳ対象のトレリスデータフレームの例。
【図７】本発明の例証的実施形態が図６に示したデータフレームを修正する方法。
【図８】本発明の別の例証的実施形態が図６に示したデータフレームを修正する方法。

Claims

シンボルストリームを有するパルス符号変調（ＰＣＭ）データフレームのロブドビットシグナリング（ＲＢＳ）に起因する情報処理能力の損失を減少させる方法であって、
前記ＰＣＭデータフレームのどのスロットがＲＢＳの対象であるかを判定するステップと、
前記ＰＣＭデータフレームのどのスロット（もしあれば）がシンボルの符号化に拘束されているか判定するステップと、
ＲＢＳおよび符号化の両方の対象とされるスロットの数が減少するように、ＲＢＳの位相に対し符号化の位相をシフトするステップと、
を含む、方法。
アナログ回線を含む電話回線でデータを送信するシステムであって、
前記アナログリンクに結合したアナログモデムと、
前記アナログリンクに交換されると共にアナログ信号からＰＣＭデータフレームへの変換を実行するデジタル接続に結合された、デジタルモデムとを備え、
前記デジタルモデムが、
前記ＰＣＭデータフレームのどのスロットがＲＢＳの対象であるかを判定するステップと、
前記ＰＣＭデータフレームのどのスロット（もしあれば）がシンボルの符号化に拘束されているか判定するステップとを実行し、
ＲＢＳおよび符号化の両方の対象とされるスロットの数が減少するように、ＲＢＳの位相に対し符号化の位相をシフトする、システム。