JPH04233347A

JPH04233347A - 信号の生成方法とその装置

Info

Publication number: JPH04233347A
Application number: JP3138630A
Authority: JP
Inventors: William L Betts; ウィリアム　ルイス　ベッツ; Stanley Bottoms; スタンレー　ボトムス
Original assignee: American Telephone and Telegraph Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1990-05-29
Filing date: 1991-05-15
Publication date: 1992-08-21
Anticipated expiration: 2012-03-05
Also published as: EP0459058B1; US5105443A; EP0459058A3; JP2588490B2; US5291521A; EP0459058A2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信チャネルを介して
１次データ流と２次データ流とを伝送する通信技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】通信の技術分野では、１次データ流と２
次データ流とを伝送できることが望ましい。例えば、現
在の電話音声モデムでは、いわゆるユーザ（１次）デー
タと、診断／保守（２次）データとを伝送するよう構成
されている。

【０００３】比較的低い伝送速度で動作するモデムでは
、利用できる伝送バンド幅をいわゆる１次チャネルと２
次チャネルとに分割する。しかし、高速の伝送速度では
、１次チャネルバンド幅の要件により、この方法を使用
できない。その理由は、バンド幅の周波数の全部が１次
チャネルに必要であるからである。

【０００４】この結果、いわゆるバンド内２次データ信
号方式（バンド内信号方式と称する）が提案され、この
方式では、２次データは１次チャネル内の１次データと
１緒に伝送される。このバンド内信号方式によれば、「
標準の」信号点配置（種々の可能な１次データワード値
を収納するに十分な信号点を有する）は、付加的な、す
なわち、「拡張」信号点も含むように、拡張される。

【０００５】１次チャネル上の特定のデータワード値は
、その値に関連した所定の信号点対（この信号点対の１
信号点は、標準信号点であり、ここでは、２次データ標
準信号点と称する）と、他の拡張信号点とのいずれかに
より表される。いずれの時点に伝送される信号点対の２
個の信号点の特定の１個は、伝送されるよう待機してい
る２次データ流の次のビットの値が０または１であるか
を示す機能として選択される。これらの構成は、米国特
許第４６５１３２０号と第４６２７０７７号に開示され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、拡張信
号点は、信号点配置の関連する標準信号の極近傍に配置
され、レシーバ内の拡張信号点の検知が簡単にかつ直接
的に出来た。例えば、前記の米国特許第４６５１３２０
号の方法では、複素平面座標（０、３）を有する２次デ
ータ標準信号点は、複素平面座標（０、５）を有する拡
張信号点とペア（対）をなす。ところが、好ましくない
ことに、拡張信号点配置の選択に対する従来のアプロー
チは、チャネル符号化伝送システムで使われるときは、
不利である。その理由は、各拡張信号点がその関連標準
信号点に極めて近接しているために、トレリス符号のい
わゆる「符号化ゲイン」を減少させ、その性能を劣化さ
せてしまうからである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によれば、拡張信号点の配置は、その関連標
準信号点のトレリス符号「サブセット」内の最近接信号
点からの距離がそのサブセット内のいかなる２点間の最
短距離と少なくとも同じになるよう、選択される。本明
細書中で用語「サブセット」は、以下で説明するように
、トレリス符号化の概念として公知のものを意味する。

【０００８】好ましいことに、本発明の方法によれば、
信号点配置内の拡張信号点を含むことに起因する１次チ
ヤネル性能劣化が最小になり、受信機内の直接的な検知
が可能になる。

【０００９】本発明の特徴によれば、２次データ標準信
号点になるよう選択される各トレリス符号サブセットの
これらの標準信号点は、このサブセット内の全ての標準
信号点の中の最高のパワーを有する。このアプローチの
有利な点は、信号点配置内の拡張信号点を含むことに起
因する伝送線信号の信号パワーの増加を最小にすること
である。

【００１０】本発明の別の特徴によれば、特定の時間に
伝送されるべき２次データがない時でも、伝送されるべ
き１次チャネルデータは、２次データ標準信号点の１つ
の伝送を必要とする。例えば、２次データ標準信号点が
「１」を表すとすると、受信機への標準２次チャネルデ
ータの到着は、それ以上のことがなにもなされなければ
、値「１」の２次データビツトとして解釈される。ここ
で、実際には、２次データ流情報は、伝送されるべきも
のと意図されたものではないが。この問題は、本発明に
よれば、２次データをスタートビット（例えば、０）で
始まる所定長のワード（例えば、８ビット）で常に伝送
することにより、解決される。

【００１１】この方法の利点は、ストップビットを必要
としない点である。このストップビットは、非同期デー
タ伝送にしばしば必要になり、これにより、２次データ
を伝送するに必要なオーバヘッドを最小になる。

【００１２】

【実施例】図１において、送信機１００は、１次入力ビ
ットを所定の入力ビット速度で、リード１０１上に受信
し、その出力点でリード１３０上に２次元出力流を表す
電話音声帯域線信号を生成する。この２次元出力流は、
入力ビットの値を表す。

【００１３】この線信号は、音声帯域電話チャネルを介
して図２の受信機２００に伝送される。この受信機２０
０は、伝送された線信号をチャネルからリード２０１上
で受信し、伝送された信号点を識別し、１次データ流を
受信機出力リード２２３上に出力する。

【００１４】同時に，２次データ流は、送信機１００に
リード１５１上に印加される。このデータ流も、比較的
低速度（１１０ｂｐｓ）であるが、前記の線信号で表さ
れ、受信機で復元される。この復元された２次データは
、リード２４２上に受信機出力として提供される。

【００１５】図３は１次データのみが伝送される場合，
送信機１００で出力される線信号で表される従来の信号
点配置を表す。

【００１６】特に、図３の信号点配置は、１６個の２次
元信号点からなる。これらの信号点は、４個の所定のサ
ブセットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに分割され、それらは、それぞ
れ４個の信号点を含む。サブセットＡの信号点は、Ａ１
，Ａ２，Ａ３，Ａ４と符号が付される。他のサブセット
の信号点についても同様である。

【００１７】送信機１００は、トレリス符号を用いて、
一連の出力信号点を決定する。図３の信号点配置を用い
たシステムを実行するに際して、１次データビットは、
例えば、３ビットワードとして処理される。各ワードの
ビットの１つは、その「符号化」部分を有し、トレリス
符号化機に入力され、このトレリス符号化機は、有限状
態機械で、次の伝送信号点が来入することになる４個の
サブセットＡ−Ｄの特定の１つを識別する２ビット出力
を生成する。

【００１８】各入力ワードの他の２個のビット（その「
非符号化」部分を含む）は、選択されたサブセットから
、伝送されるべき特定の信号点を選択するのに用いられ
る。この選択された出力信号点は、トレリス符号で定義
されたあるサブセットシーケンスで発生するよう制限さ
れる。この制限がシステムにいわゆる「符号化ゲイン」
を提供し、ガウス分布ノイズでもたらされる伝送エラー
に対し免疫性を向上させる形で現れる。

【００１９】受信機２００では、受信した信号点は信号
点配置内の元の位置から１般的にずれている（オフセッ
トされている）が、これはガウス分布ノイズと他のチャ
ネル損傷の結果である。このような受信信号点は図３で
は点Ｘとして表示されている。これらのオフセット受信
された信号点により表される伝送信号点のシーケンスを
識別するために、この受信機はビタービ復号化として知
られる最尤法復号化方法を用いる。

【００２０】このプロセスの第１ステップは、各受信信
号点（例；信号点Ｘ）から各サブセットの最近接信号点
までのユークリツド幾何学距離を決定するすることであ
る。この例では、信号点Ｘへの４個のサブセットの最近
接信号点は、Ａ１、Ｂ３、Ｃ４、Ｄ２である。この４個
のパラメータは、その後、複数の次に受信した信号点の
４個のパラメータとともに、処理され、伝送された信号
点の最尤シーケンスを得る。しかし、その方法は公知で
あるのでここではふれない。この得られた信号点に関連
した３ビットワードはその後リード２２３に出力される
。

【００２１】１次データと共に２次データを伝送できる
ようにするために、本発明の伝送機１００は、図３の標
準信号点配置からではなく、図４の「拡張」信号点配置
からその出力信号点を選択する。この拡張信号点配置に
は、同じ１６個の信号点が含まれ、図３の信号点配置の
ように、４個のサブセットに分割される。この１６個の
信号点は、ここでは「標準」信号点と称する。しかし、
この信号点配置には、４個の信号点が追加され、これは
ここでは「拡張」信号点と称する。これらの信号点は、
４個のサブセットに等しく分配される、すなわち、各サ
ブセットに１個の拡張信号点が割り当てられる。

【００２２】サブセットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの拡張信号点は
、Ａ５，Ｂ５，Ｃ５，Ｄ５と符号が付され、図ではそれ
ぞれ丸で囲まれている。各拡張信号点は、同１サブセッ
ト内の関連標準信号点と対になっている。例えば、拡張
信号点Ａ５は標準信号点Ａ４と対になっており、拡張信
号点Ｂ５は標準信号点Ｂ４と対になっている。以下同様
である。これらの拡張信号点と関係付けられた４個の信
号点Ａ４，Ｂ４，Ｃ４，Ｄ４は、「２次データ標準信号
点」と称され、図では四角で囲まれている。

【００２３】前述したように、１次データビットは、ま
ずサブセットを選択し、その後、３ビットの入力データ
ワードに対応して伝送されるべきサブセット内の特定信
号点を選択するするために使用される。しかし、２次デ
ータ標準信号点の１つが、選択されるべき信号点（例え
ば、信号点Ａ４）である時はいつも、リファレンスが次
の伝送されるべく待機している２次データワード（単一
の２次データビットを含む）についてなされる。もしそ
のビットが１であるか、ビットが伝送されるよう待機し
ていない場合は、標準信号点は、このシステムが２次デ
ータ伝送容量を有しない時のように、伝送される。一方
、伝送されるよう待機している２次データが０である時
は、その標準信号点に関連する拡張信号点（例えば、拡
張信号点Ａ５）が伝送される。

【００２４】受信機内で実行される前記のビタービ復号
化は、前述したように実行されが、受信した信号点と各
サブセットの最近接信号点との間のユークリッド幾何学
距離を決定する際に、拡張信号点を考慮に入れなければ
ならないことは以外は同様である。かくして、例えば、
受信信号点ＸからサブセットＡの最近接信号点への距離
は、信号点Ｘと信号点Ａ５（信号点Ａ１ではなく）との
距離であると決定される。

【００２５】１次データの再生の観点からは、受信機２
００による信号点Ａ４とＡ５の受信は、等価である。す
なわち、これらの２つの信号点のどちらが伝送されるよ
う（最尤度復号化プロセスにより）決定されても、同一
の１次データビットがリード２２３に出力される。しか
し、信号点Ａ４の受信は、リード２４２に出力される「
１」の２次データビット値になる。また、信号点Ａ５の
受信は、リード２４２に出力される「０」の２次データ
ビット値になる。

【００２６】本発明によれば、信号点配置内の拡張信号
点の配置は、トレリス符号により与えられる符号化ゲイ
ンを最大限保持する観点から、重要である。特に、拡張
信号点Ａ５が拡張信号点Ｄ５のある場所に偶然配置され
ると、信号点Ａ５と信号点Ａ３との間が極めて近いため
、トレリス符号により得られた符号化ゲインが大きく減
少してしまう。しかし、本発明によれば、拡張信号点の
存在による符号化ゲインの損失の最小化は、各拡張信号
点の配置の選択を、その関連標準信号点のサブセット（
拡張信号点が割り当てられるサブセット）内の最近接信
号点から拡張信号点までの距離が、そのサブセット内の
いかなる２個の信号点間の最小値より大きくなるよう行
うことにより、なされる。かくして、例えば、サブセッ
トＡ内の信号点Ａ５に最も近い信号点（すなわちＡ１）
から信号点Ａ５の距離は、この例では、信号点Ａ１とＡ
３との距離またはＡ３とＡ４との距離に等しい。

【００２７】電話網を介しての音声バンドデータ伝送を
含む多くの通信環境下において、できるだけ大きなＳＮ
比を提供し、伝送エラー比を最小化する為に、伝送網に
より課されるいかなる上限にも適合しながら、伝送され
るデータ信号の平均パワーを最大化することが望ましい
。しかし、図４のような、一般的に、信号点配置に付加
される拡張信号点は、それに関連する標準信号点よりも
大きなパワーを有している。（信号点のパワーは、もと
の信号点からのユークリッド幾何学距離の線形関数であ
る。）これは、当然、伝送信号の平均パワーを増加させ
る傾向にあり、そして、ネットワークの平均パワーを条
件内にキープする為に、信号点配置を減少、幾分「縮退
」させる必要がある。これにより、信号点配置の信号点
を「より近接させる」ことになり、その結果、不利なこ
とに、ＳＮＲマージンを減少させる傾向がある。

【００２８】この状況を改善するために、本発明によれ
ば、拡張信号点とその関連サブセット内の最高エネルギ
点である標準信号点とを対にすることが好ましい。かく
して、標準信号点の代わりに拡張信号点を用いることに
より、発生する信号パワーの増加は、最小に維持され、
信号点配置に拡張信号点を導入することによるシステム
の性能低下もまた、最小に維持される。

【００２９】この為、図４において、拡張信号点Ａ５は
標準信号点Ａ４と対になり、この標準信号点Ａ４は、サ
ブセットＡ内の全部の標準信号点の中で最高パワーを有
している。そして、他のサブセットについても同様であ
る。

【００３０】次に、図１、２について詳細に説明する。これらの図において、細線は、単一ビットかアナログ信
号を伝送するリード線を、太い線は、単一ビットかアナ
ログ信号を伝送する複数の並列リード線を表す。

【００３１】図１の伝送機１００において、１次データ
は、直列形式でリード１０１に供給される。このデータ
は例えばコンピュータまたはデータ端末からのオリジナ
ルな形態を有する。この１次データ流はスクランブラ１
０２で従来の方法で処理され、その結果得られたビット
は、直列ー並列（Ｓ／Ｐ）コンバータ１０４に入力され
、このコンバータ１０４でリード１０５、１０６に３ビ
ットの出力ワードを生成する。１般的に、リード１０５
、１０６とは複数の並列リードを有するが、この実施例
では、リード１０５は３ビットの内の１ビットのみを搬
送し、リード１０６は他の２ビットを搬送する。リード
１０６のこのビットはデータの前記の非符号化部分すな
わち非符号化ビットを、トレリス符号化機１１０を介し
てリード１１２に変換せずに送る。

【００３２】しかし、リード１０５のビツトは、ワード
の符号化部分を含み、トレリス符号化機１１０は有限状
態機械で、リード１０５に現れる連続ビットを処理し、
Ｓ／Ｐコンバータ１０４により供給される各ワードに、
リード１１１に２ビットを提供する。これらのビットは
、４個のサブセットＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの特定の１つを同定
し、これらのサブセットから次に来るべき伝送ビットが
選ばれる。例えば、リード１１１上のビットパターン０
０、０１、１０、１１は、サブセットＡ、Ｂ，Ｃ，Ｄに
対応する。リード１１２上のビットは、同定されたサブ
セット内の標準信号点の特定点を同定するインデックス
を特定する。例えば、リード１１２上のビットパターン
００、０１、１０、１１は、添字１、２、３、４を有す
る信号点に対応する（図４に示されたように）。このよ
うにする事により、リード１１１と１１２上の０１と１
１のビット値は、それぞれ信号点Ｂ４を同定する。図４
は、標準信号点と拡張信号点の各々に関連するビットパ
ターンを示す。最初の２つのビットは、信号点が属する
サブセツトの表示機能で、次の２つのビットは、非符号
化ビットの表示機能である。図には、明確には示してい
ないが、トレリス符号化機１１０は、標準として、差動
符号化回路も有する。

【００３３】リード１１１、１１２は、標準信号マッパ
１１６に接続され、このマッパ１１６は出力リード１１
７上に信号を提供し、この信号は同定信号点のＸ軸とＹ
軸の値（同位相と直行位相と称され、簡単には、Ｉ値と
Ｑ値と称される）を同定し、この信号点は常に、信号点
配置の標準信号点の１つである。しかし、同時に、リー
ド１１１、１１２とは、拡張信号点マッパ１１９に接続
される。このマッパ１１９は、標準信号点マッパ１１６
に類似する。ただし、リード１１２のインデックスが４
であると、２次データ標準信号点はトレリス符号化機１
１０で特定され、拡張信号点マッパ１１９で出力される
Ｘ軸とＹ軸の値は、標準信号点と関連する拡張信号点の
Ｘ軸とＹ軸の値である。かくして、この実施例では、リ
ード１１１、１１２上の０１、１１は、標準信号マッパ
１１６に標準信号点Ｂ４の座標軸を出力させ、一方、拡
張信号点マッパ１１９は拡張信号点Ｂ５の座標軸を出力
させる。

【００３４】当然、２個の信号点の１つのみが２次デー
タに依存して伝送される。この為、リード１５１から受
信した２次データビットは、バッファ１５４に記憶され
、このバッファ１５４は、シフトレジスタ１５７とゲー
ト１６１からなる。各サブセットの種々の信号点のイン
デックスは、ある値以上（この実施例では４以上）のイ
ンデックスは全て２次データ、すなわち、標準信号点Ａ
４、Ｂ４，Ｃ４，Ｄ４と拡張信号点Ａ５，Ｂ５，Ｃ５，
Ｄ５を搬送する信号点と関係づけられる。リード１１２
上のビットパターンは、指定信号点検知機１５２により
モニタされる。そこにインデックスに４が現れるといつ
も、検知機１５２はリード１５３にシフトパルスを出力
する。これにより、ゲート１６１に制御リード１５９を介して
信号シフトレジスタ１５７に伝送されるよう待機してい
る２次データビットをシフトする。このデータビットは
、ゲート１６１によりリード１５５に供給される。

【００３５】リード１５５上の２次データビットは、伝
送信号点選択機１２１（この選択機１２１は本質的には
ゲートである）を制御し、そのビットが１ならば、リー
ド１１７の座標軸の値を、あるいは、そのビットが０な
らば、リード１２２にリード１１８の座標軸の値を載せ
る。リード１５３にパルスが入力された時、バッファ１
５４に２次データビットが存在しないとき、リード１５
５上の喪失出力ビットは、「１」である。「１」が実際
の２次データと解釈されるべきか否かをレシーバ２００
が知る方法は、以下に記述する。

【００３６】その非符号化ビットが第１の所定値の組（
この実施例ではこの値は００、０１、１０である）を有
する各１次データワードにとって、トレリス符号化機に
より同定されたサブセットからのそれぞれの標準信号点
は、符号化されないビットパターン０１と関連づけられ
た信号点（例：Ａ２）として選択される。一方、その非
符号化ビットが少なくとも他の値の組（この実施例では
１１である）である各１次データワードにとって、同定
されたサブセットの信号点対から信号点対は選択される
。この信号点対は、前記の他の値と関連づけられる。この実施例では、その後、非符号化ビットパターン１１
は、サブセットＡ内の信号点対Ａ４，Ａ５と関連づけら
れ、サブセットＢ内の信号点対Ｂ４，Ｂ５についても同
様である。同定された対の特定の信号点の選択は、個別
の２次データワードの表示機能である。この実施例では
、そのワードすなわちビットが「１」の値を有するなら
ば、Ａ４であり、「０」の値を有するならば、Ａ５であ
る。

【００３７】伝送機１００内の処理について、リード１
２２上の座標軸の値は、モデュレータ１２５に搬送され
、このモデュレータ１２５は、通常の方法で、同定され
た信号点流を表す変調ライン信号を生成する。この信号
は、リード１３０を介して電話音声チャネルに入力され
る。

【００３８】図２の受信機２００において、伝送された
ライン信号は、リード２０１のチャネルから受信される
。この信号は、従来の方法で、受信機フィルタ２０３と
復調機／等価機２０５を介して処理される。リード２０
６の復調機／等価機２０５からの出力はーこの出力は、
信号点Ｘ（図４）のような受信信号点を表すースライサ
２０８に入力される。復調機／等価機２０５の動作は、
各サブセットに対し、信号点Ｘと４個のサブセットの最
近接信号点と間の距離に等しい量を提供することである
。この得られた４個の量は、ビタービ復号化機２１０に
入力され、このビタービ復号化機２１０は、スライサ２
０８からの出力を複数の信号間隔に亘って処理すると、
伝送される信号点の最も確率の高いものは何の信号点で
あったかを決定する。

【００３９】特に、ビタービ復号化機２１０は、各信号
間隔に対して、その出力リード２１１に２個のビットを
提供する。これらの２個のビットは、復号化されている
信号点が属するべきサブセットを同定する。同時に、ビ
タービ復号化機２１０は、その信号点のインデックスを
同定する信号をリード２１２に提供する。図示はしなか
ったが、ビタービ復号化機２１０は差動復号化回路を有
し、伝送機１００のトレリス符号化機１１０の内に組み
込まれた前記の差動符号化回路と逆の機能をする。

【００４０】リード２１１、２１２上の信号は、その後
、復号化され、１次データビットを再生する。特に、リ
ード２１１上のサブセットの同定は、サブセット復号化
機２１３に入力され、復号化機２１３は信号、リード１
０５上のトレリス符号化機に入力された符号化ビットを
再生する。このいわゆるシステマティックトレリス符号
は、この実施例で使用され、この符号化ビットは、２個
のリードの特定の１つの上のビットそのものである。

【００４１】更に、リード２１２上の信号により表され
るインデックスは、インデックス復号化機２１４で、例
えば直接テーブルルックアップを用いて、非符号化ビッ
トパターンに変換される。このルックアップテーブルで
は、インデックス値のある対は、同一の非符号化ビット
値にマップ化される。その理由は、それらは、同一の非
符号化ビット値を表すからである。この実施例では、イ
ンデックス値が４と５とは、同一の１次データビット値
にマップ化される。

【００４２】復号化機２１３、２１４により出力された
ビットは、その後、並列ー直列（Ｐ／Ｓ）コンバータ２
１６により直列形式に変換され、デスクランブラ２１８
によりスクランブルから戻される。このデスクランブラ
２１８は、伝送機１００内のスクランブラ１０２により
なされたスクランブル化の逆の機能を実行する。かくし
て、再生された１次データは、受信機出力リード２２３
に提供される。

【００４３】同時に、２次データは、受信機２００の残
りの回路により再生される。特に、指定信号点検知機２
３１は、伝送機１００内の指定信号点検知機１５２と同
様に動作して、２次データビットを搬送する信号点がビ
タービ復合機２１０により出力されるときはいつでもシ
フトパルスをバッファ２４１に提供する。特に、リード
２１２の信号点インデックスが４か５のいずれかである
時はいつもそのパルスは生成される。インデックス値は
、リード２３３を介して２次データ検知機２３６に搬送
される。検知機２３６は、そのインデックス値が４の時
は、その出力リード２３７に１を出力し、そのインデッ
クス値が５の時は、その出力リード２３７に０を出力す
る。バッファ２４１内のゲート２４４は、リード２３２
上のシフトパルスに応答して、リード２３７上に提供さ
れるビット値を取り込み、制御リード２４７を介してバ
ッファ内のシフトレジスタ２４５を操作させ、そのビッ
ト値をシフトさせる（ただし、そのビットが「スタート
」ビットでない場合）。２次データビットを利用するモ
デム内の回路（図示せず）は、従来の方法で、シフトレ
ジスタ２４５からそれらをリード２４２上に読み出す。

【００４４】図４に特定の信号点配置が図示されている
が、本発明は、適用分野により、無数の信号点配置と共
に使用できる。例えば、図４の信号点配置は、リースラ
インを介して７．２Ｋｂｐｓの伝送速度の音声バンドデ
ータ伝送に適している。より速い速度、ダイヤルライン
では、より大きな信号点配置が適している。

【００４５】より大きな信号点配置が図５に図示されて
いる。この信号点配置は、例えば、１４．４Ｋｂｐｓの
データ速度でリース電話線を介しての伝送に適している
。この信号点配置は、１２８個の標準信号点を有し、そ
れらは各々１６個の標準信号点を有する８個のサブセッ
トに分割される。この信号点配置内に沢山の信号点があ
るため、それがどのサブセットに属するかを示すために
は、全信号点に名前を付さない。しかし、ＡとＢの２個
のサブセットの１６個の標準信号点にラベルを付して、
少なくともこれらの２個のサブセツトの構成信号点が簡
単に分かるようにする。

【００４６】他のサブセツトは、同様な幾何学的パター
ン内に配置された信号点からなる。特に、サブセットＣ
，Ｅ，Ｇは、それぞれ、サブセットＡを時計回りに９０
、１８０、２７０度回転して到達され、サブセットＤ，
Ｆ，Ｈは、それぞれ、サブセットＢを時計回りに９０、
１８０、２７０度回転して到達される。更に、各サブセ
ットには、全部で１４４個の信号点用に、２個の拡張信
号点が存在する（図４の場合は１つだけであったが）。図４と同様に、２次データ標準信号点は、四角で囲まれ
、拡張信号点は、円で囲まれている。データを表すサブ
セットＡ内の第１の信号点対は、標準信号点Ａ１５と拡
張信号点Ａ１７であり、データを表すサブセットＡ内の
第２の信号点対は、標準信号点Ａ１６と拡張信号点Ａ１
８である。他の７個のサブセットの２次データ標準信号
点と拡張信号点も同様にラベルが付される。

【００４７】図５の信号点配置を利用するに際し、トレ
リス符号化機１１０は、６ビットワードのビットを処理
する。各ワードの２個のビットは、リード１０５に供給
され、トレリス符号化され、リード１１１に次の信号点
が生成される８個のサブセットの特定の１つを同定する
３ビットの出力を生成する。他の４個のビットは、選択
されたサブセットから、ａ）伝送されるべき特定の信号
点か、ｂ）トレリス符号が２次データ標準信号点を同定
する場合の信号点対か、のいずれかを選択するのに使用
される。後者の場合、前と同様に、２次データビットの
値が、信号対のいずれの信号点が使用されるべきかを決
定する。

【００４８】他の問題について以下説明する。２次デー
タ標準信号点は、２次データビットが伝送されるべき場
合と、２次データビット値が伝送されるべきでない場合
の両方で伝送されるので、あるメカニズムが、受信機が
その差を識別できるように、具備されなければならない
。

【００４９】ある解決法は、２次データ信号系を、０の
２次ビット値は拡張信号点の半分に割当て、１の２次ビ
ット値は、拡張信号点の他の半分に割当てられるように
、修正することである。この方法では、拡張信号点に関
連する標準信号点は、２次データ情報を搬送しない。しかし、この方法は、標準信号点は２次データ値を搬送
する場合と同様な高い２次データビット速度を維持でき
ない不利な点がある。

【００５０】本発明の実施例では、前述したように、標
準信号点は２次データ値を搬送する。特に、本発明によ
れば、スタートビットにより先行された固定長２次デー
タワードを採用する信号フォーマットは、２次データを
表す「１」と表さない「１」とを区別するのに使用され
る。

【００５１】特に、図６に示すように、２次データ伝送
シーケンスは、アイドル状態６０１で開始し、「１」を
表す２次データ標準信号点だけが拡張信号点を排除して
伝送される。入力２次データビットはバッファ内で、値
「０」のスタートビットであるプリペンドスタートキャ
ラクタを有する８ビットワードのグループで、順番待ち
をする。ゲート１６１が、リード１５８上のシフトレジ
スタ１５７から供給された制御信号を介して、伝送され
るよう準備中の８個の２次データビットがあり、ゲート
は図６の６０４で示されるように、リード１５５上に「
０」（スタートビット）を出力することにより、リード
１５３上のその後現れる第１シフトパルスに応答すると
決定する。「１」の列に続くこの「０」は、受信機内の
バッファ２４１に対して、６０８で示される後続の８ビ
ットは全て有効な２次データビットであると指示する。特に、その後、ゲート１６１はシフトレジスタ１５７が
次の順番待ちをしている８ビットを出力することにより
、次の８個のシフトパルスに応答する。これらのビット
はゲート１６１によりリード１５５に供給される。

【００５２】８個の２次データビットの最後が伝送され
る時までに、バッファ１５４が別の全部の８個のビット
の用意ができていると仮定する。この場合、これらのビ
ットは直ちに伝送され、しかし、別のスタートビットが
６１１と６１３で示されるように、先行する。前の８ビ
ット２次データワード６０８の８番目のビットに続くス
タートビット６１１の出現は、バッファ２４１に対し、
この２番目のスタートビットに続く８ビットが２次デー
タビットであるという指示として機能する。

【００５３】ある時点で、バッファ１５４は、伝送準備
のできている８個の２次データビットの全部を有してい
ない。この場合、バッファ１５４は、８個のビットが実
際に伝送準備できるまで、リード１５３上のいかなるシ
フトパルスにも応答しない。その結果、少なくとも１つ
の２次データ標準信号点が伝送され、その結果、１つ以
上の「１」が２次データ流内に搬送される。これらの「
１」は、それらの３つが図６の６１７で示され、バッフ
ァ２４１に対し、２次データ伝送はアイドル状態にある
、すなわち、２次データは伝送されていないという指示
として機能する。６２１で示される０の出現は、別の２
次データ６２２の８ビットの開始を指示する。

【００５４】有利なことに、この系は、２次データをス
トップビットの使用なしに、通信でき、これはまた、他
の非同期伝送系の特徴でもあり、これにより、２次デー
タ伝送に関連するオーバヘッドを最小にする。この利点
は、２次データ伝送は、ある意味では、非同期であるに
も関わらず（その理由は、２次データビットは、特定の
信号点がトレリス符号化機により伝送用に伝送されるた
めで）、１次データと２次データとを伝送する信号点が
同期し伝送される同期系につけ加えられることである。

【００５５】バッファ１５４で実行される機能は、本発
明によれば、２次データが伝送される最大速度に制限を
課すことである。例えば、リード１５３の上のパルスを
選択的に無視できるゲート１６１で実行されるこの制限
は、２次データ速度を最大所望速度以下に、必要により
、伝送されるよう許容された拡張信号点の伝送速度を制
限することにより、抑える。この本発明の特徴は、有利
なことに、伝送されるライン信号の平均信号パワーの増
加を、拡張信号点を信号点配置に取り込むことにより、
制限する、この平均信号パワーの増加は、拡張信号点（
この拡張信号点は一般的に標準信号点より大きなパワー
を有する）の伝送信号の発生は所定の上限に保持される
という事実からきている。

【００５６】上記の説明は、本発明の一実施例に付いて
述べたが、本発明は、他のいかなる所望のサブセットに
基づいた信号系、所望の大きさの信号点配置、例えば、
４個または８個のサブセットまたは所望のデータ速度に
ついても適用できる。各サブセットに使用される拡張信
号点の数も、１次データ速度に対する２次データ速度に
依存して、変更できる。実際、拡張信号点の数は、チャ
ネル条件がシステム「フォールバック」をデータ速度の
減少を指示したとき、システムの動作中にも、動的に変
更できる。

【００５７】更に、ここに開示した回路は、単に例示的
であり、種々の機能は、プログラムされたプロセッサま
たはディジタル信号処理チップを用いて実現できる。本
発明の種々の変形例が可能であるが、それらはいずれも
本発明の技術的範囲に包含される。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたごとく本発明の方法によれば
、信号点配置内の拡張信号点を含むことに起因する１次
チヤネル性能劣化が最小になり、受信機内の直接的な検
知が可能になる。また、信号点配置内の拡張信号点を含
むことに起因する伝送線信号の信号パワーの増加を最小
にすることができる。ストップビットを必要としない為
、２次データを伝送するに必要なオーバヘッドを最小に
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す音声バンドモデムに使
用される伝送機のブロック図である。

【図２】本発明の１実施例を示す音声バンドモデムに使
用される受信機のブロック図である。

【図３】１次データのみを通信するのに使用される標準
信号点配置を示す図である。

【図４】本発明により、１次データと２次データを通信
するのに使用される拡張信号点配置を示す図である。

【図５】本発明により、１次データと２次データを通信
するのに使用される別の拡張信号点配置を示す図である
。

【図６】本発明により、２次データ流内で使用されるフ
ォーマットを表すタイミナグダイヤグラムである。

【符号の説明】

１０１　　１次データリード１０２　　スクランブラ１０４　　Ｓ／Ｐコンバータ１０５　　リード１０６　　リード１１０　　トレリス符号化機１１６　　標準信号マッパ１１９　　拡張信号マッパ１２１　　伝送信号点選択機１２５　　モデュレータ１５２　　指定信号点検知機１５４　　バッファ１５７　　シフトレジスタ１６１　　ゲート２０３　　受信機フイルタ２０５　　ディモデュレータ／等価機２０８　　スライサ２１０　　ビタービ復号化機２１３　　サブセット復号化機２１４　　インデックス復号化機２１６　　Ｐ／Ｓコンバータ２１８　　デスクランブラ２３１　　指定信号点検知機２３６　　２次データ検知機２４１　　バッファ２４４　　ゲート２４５　　シフトレジスタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　１次の２値データワード流と２次の２
値データワード流とを所定のサブセットに分割されてい
る所定の信号点配置から選択された複数の信号点により
表す信号の生成方法において、複数の信号点の各々に対
し、それが選択されるべきサブセットを識別するために
、各１次のデータワードの少なくとも特定のビットをト
レリス符号化するステップと、前記各１次データワード
の他のビットが所定の複数の値の１つを有するとき、識
別されたサブセットから信号点の特定の１つを選択し、
また、前記各１次データワードの他のビットが少なくと
も他の１つの値を有するとき、識別されたサブセットか
ら信号点の特定の一対を選択するステップと、ここで、
前記特定の一対の特定の１信号点は、前記２次のデータ
ワードの個別の関数として選択され、前記特定の一対の
各信号点は、それが属するサブセットの最近接の信号点
からの距離が、そのサブセット内のいかなる２個の信号
点間の最小距離以上となるよう、信号点配置内に配置さ
れ、前記選択された信号点から信号を生成するステップ
とからなることを特徴とする信号の生成方法。
【請求項２】　　前記選択された信号点は、前記他のビ
ットが少なくとも他の１つの値を有するとき、それが属
するサブセットの最高パワー信号点であることを特徴と
する請求項１の方法。
【請求項３】　　２次のデータビットをスタートビット
でプリペンドされる所定サイズのグループにフォーマッ
ティングするステップを更に有することを特徴とする請
求項１の方法。
【請求項４】　前記選択ステップにおいて、最高パワー
を有する各サブセットの前記信号点対の１つが選択され
る速度は、所定の最大値に制限されることを特徴とする
請求項１の方法。
【請求項５】　　１次の２値データワード流と２次の２
値データワード流とを所定の信号点配置から選択された
複数の信号点により表し、前記の信号点配置は所定のサ
ブセットに分割され、前記の各サブセットは、複数の標
準信号点と少なくとも１つの拡張信号点とを有し、前記
拡張信号点は、同一のサブセット内の関連する標準信号
点と対になり、前記の１次の２値データワード流の各々
は、符号化部分と非符号化部分を有する信号の生成装置
において、複数の信号点の各々に対し、それが選択され
るべきサブセットを識別するために、各１次データワー
ドの符号化部分をトレリス符号化する手段（１１０）と
、第１の所定組の値の非符号化部分を有する前記各１次
データワード用に、識別されたサブセットからそれぞれ
標準信号点を選択する手段（１１６）と、少なくとも他
の１つの値の非符号化部分を有する前記各１次データワ
ード用に、各信号点対から個別の信号点を選択する手段
（１５２、１１６、１１９、１２１）と、ここで、前記
信号点対は、識別されたサブセット中の特定の拡張信号
点と関連する標準信号点とを有し、前記の個別の信号点
は、前記２次のデータワードの個別の１つの関数として
選択され、前記拡張各信号点は、それが属するサブセッ
トの最近接の信号点からの距離が、そのサブセット内の
いかなる２個の信号点間の最小距離の大きさを少なくと
も有するよう、信号点配置内に配置され、前記選択され
た信号点から前記信号を生成する手段（１２５）とから
なることを特徴とする信号の生成装置。
【請求項６】　　２次のデータをスタートキャラクタで
プリペンドされる所定サイズのグループにフォーマッテ
ィングする手段（１５４）を更に有することを特徴とす
る請求項５の装置。
【請求項７】　前記選択手段が、拡張信号点が選択され
る速度は、所定の最大値に制限されることを特徴とする
請求項５の装置。
【請求項８】　１次の２値データワード流と２次の２値
データワード流とを所定の信号点配置から選択された複
数の信号点により表し、前記の信号点配置の信号は所定
のサブセットに分割される信号の生成装置において、複
数の信号点の各々に対し、それが選択されるべきサブセ
ットを識別するために、各１次データワードの符号化部
分をトレリス符号化する手段（１１０）と、前記各１次
データワードの他のビットが所定の複数の値の１つを有
するとき、識別されたサブセットから信号点の特定の１
つを選択し、また、前記各１次データワードの他のビッ
トが少なくとも他の１つの値を有するとき、識別された
サブセットから特定の１対の信号点の特定の１つを選択
する（１１６、１１９、１２１、１５２）と、ここで、
前記信号点対の特定の信号点は、前記２次のデータワー
ドの個別の１つの関数として選択され、前記対の各信号
点は、それが属するサブセットの最近接の信号点からの
距離が、そのサブセット内のいかなる２個の信号点間の
最小距離の大きさを少なくとも有するよう、信号点配置
内に配置され、前記選択された信号点から前記信号を生
成する手段（１２５）とからなることを特徴とする信号
の生成装置。