JPH0468718A - モデムのハングアップ制御方式 - Google Patents

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】 技監立夏 本発明は、モデムのハングアップ制御方式に関し、より
詳細には、各種変復調方式、ファクシミリ装置の変復調
方式、データ伝送方式の同期検出、タイミング再生方式
に用いられるモデム（データ伝送を実現する機器）のハ
ングアップ制御方式に関する。例えば、ファクシミリ装
置、通信の変復調方式、移動通信などに適用されるもの
である。

良米１権 Ｐ　Ｓ　Ｋ　（Ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ
　：位相変調方式）、Ｄ　Ｐ　Ｓ　Ｋ　（Ｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｔｉａｌ　Ｐｈａｓｅ　５ｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ
　：差分位相変調方式）等の変調方式は、受信信号から
送信データを復元するために、受信信号が伝送路で受け
る周波数特性を補正し、送信側と受信側の搬送波周波数
の差（周波数オフセット）並びに位相ジッタを補正し、
さらに受信信号から同期信号を抽出したうえで、この同
期信号に同期して送信データを再生する必要がある。

周波数特性を補正するためには、通常適応型等化器（Ａ
ｄａｐｔｉｖｅ　Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ）が用いられ、そ
の等化器係数は、伝送路特性の逆特性となるようにシン
ボルレートで更新されている。また、周波数オフセット
、位相ジッタは、シグナルコンステレ−ジョン（信号点
配置：　Ｓｉｇｎａｌ　Ｃｏｎ５ｔｅｌｌａｔｉｏｎ）
上で受信点を推定し、この推定した位相シフト分だけシ
グナルコンステレ−ジョン上で回転することで行なわれ
る。さらに受信信号から同期信号を抽出する方式として
は、ＰＳＫ変調方式を例にとると、まずパスバンド信号
（受信信号）に搬送波を乗算して、波形整形フィルター
を通して複素ベースバンド信号とした後これを二乗して
、この周波数成分をバンドパスフィルタでとりだし、こ
れを同期信号として検出する方式や、受信信号から同期
信号を再生する際に通常受信信号を処理する過程で得ら
れる各種係数を用いて、これよりタイミング推定の情報
を取りだし、これをもとに受信信号のＡ／Ｄ変換のサン
プリング周波数を早めたり、遅らせたりすることで同期
再生を行なう同期再生方法などがある。

しかし、これらの方式では、瞬断や位相ヒツト等の突発
性外乱が頻繁に起きる伝送系において、モデムの等化器
係数が発散を生じたり、回転量の推定誤差が増大したり
、さらに再生される同期タイミングに誤りを生じたり、
同期信号自体を検出できなかったりしてモデムがハング
アップするという問題があった。

■−−五 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
等化器係数、キャリアリカバリー、タイミングリカバリ
ーに関する各種係数を所定シンボルレート数分バッファ
リングするバッファ手段と等化器の入出力値を用いた評
価尺度（評価値）を計算する演算手段とこれを判断する
判定手段とを有し、シンボルレート毎にこの評価尺度を
予め決めた閾値と比較することで等イビ器の異常により
タイミングリカバリー（同期信号再生）、等化器係数更
新演算、キャリアリカバリー（位相シフト補正）の機能
が誤動作してモデムがハングアップすると判断した時に
、前記タイミングリカバリー等化器係数更新演算、キャ
リアリカバリーの動作を保証する機能、並びにこれらの
機能を正常状態に戻す機能を付加することで、モデムの
発散を防止する制御方式を提供することを目的としてな
されたものである。

碧−一一戒。

本発明は、上記目的を達成するために、（１）データ伝
送に用い□る位相変調方式において、等化器係数、キャ
リアリカバリー、タイミングリカバリーに関する各種係
数を所定シンボルレート数分バッファリングするバッフ
ァ手段と、等化器の入出力値を用いた評価尺度を計算す
る演算手段と、該演算手段による評価尺度を判断する判
定手段とから成り、前記シンボルレート毎に前記評価尺
度を予め決めた閾値と比較することで等化器の異常を検
出し、この異常によりタイミングリカバリー（同期信号
再生）、等化器係数更新演算、キャリアリカバリー（位
相シフト補正）の機能が誤動作してモデムがハングアッ
プすると判断して前記タイミングリカバリー、等化係数
更新演算、キャリアリカバリーの動作を停止し、これら
の演算に係わる係数は、評価尺度に異常が検出された時
点の所定シンボルレート数分以前の係数値を先にバッフ
ァよりロードして固定したまま使用し、後続データの復
調処理をおこない、前記評価尺度をシンボルレート毎に
計算して、該評価尺度が所定の閾値を越えるサンプル数
が予め決められた個数に達した時に先のタイミング推定
、等化器係数更新演算、回転手段の回転量推定の動作を
復帰するように前記演算に関わる各種係数の更新処理を
制御する制御手段を備えたこと、或いは、（２）データ
伝送に用いる位相変調方式において、等化器係数、キャ
リアリカバリー、タイミングリカバリーに関する各種係
数を所定シンボルレート数分バッファリングするバッフ
ァ手段と、等化器の入出力値を用いた評価尺度（評価値
）を計算する演算手段と、該演算手段による評価尺度を
判断する判定手段とから成り、前記シンボルレート毎に
前記評価尺度を常時監視し、該評価尺度を予め決めた閾
値と比較することで等化器の異常を検出し、この異常に
よりタイミングリカバリー（同期信号再生）、等化器係
数更新演算、キャリアリカバリー（位相シフト補正）の
機能が誤動作してモデムがハングアップすると判断した
時に、前記タイミングリカバリー、等化係数更新演算、
キャリアリカバリーの演算に関わる係数として、評価尺
度に異常が検出された時点の所定シンボルレート数分以
前の係数値を先のバッファよりロードして使用し、後続
データの復調処理を所定サンプル数分行い、該所定サン
プル区間において評価尺度が所定の閾値を越えるサンプ
ル数が予め決められた個数に達した場合には、そのまま
復調処理を続け、所定サンプル区間内において評価尺度
が所定の閾値を越えるサンプル数が予め決められた個数
に達しない場合には、前記タイミングリカバリー、等化
器係数更新演算、キャリアリカバリーの演算に関わる係
数を先にバッファよりロードしてリフレッシュして用い
、評価尺度の計算と閾値との比較演算を繰返すことで外
乱の終端検出を行なう制御手段を備えたことを特徴とし
たものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明す
る。

第１図は、本発明によるモデムのハングアップ制御方式
の一実施例を説明するための伝送系を含めた復調側モデ
ムの構成図で、図中、１は伝送路回線、２，５は加算器
、３は等化器、４は判定器（ＱＵＡ）、６は制御部、７
はバッファ部、８は評価尺度の計算をする演算部、９は
判定部、１０はタイミングリカバリー（同期信号再生部
）である。ここで、送信側ＦＡＸより伝送路に送出され
る送信信号を５（Ｋ）、伝送路回線１の伝送路回線特性
をＷ、外乱をＶ（Ｋ）、等化器３に入力する信号をＸ（
ｋ）（＝Ｓ（Ｋ）十Ｖ（Ｋ））、等化器３の特性をｗ−
１、その出力をＱ（Ｋ）、判定器（ＱＵＡ）の出力であ
るＪ（Ｋ）とＱ（Ｋ）との誤差をｅ（ｋ）とする。この
系において外乱が無い時は、等化器特性ｗ−”は、入力
Ｘ（ｋ）と誤差ｅ（ｋ）を用いて伝送路回線特性Ｗの逆
特性となるように制御部６を介して順次更新される。

第２図は、適応型等化器の構成図を示すもので、トラン
スバーサル型のＦＩＲ（非巡回型；　ＦｉｎｉｔｅＩｍ
ｐｕｌｓｅ　Ｒｅ５ｐｏｎｓｅ）フィルター構成となっ
ている。図中、２０ａ〜２０ｇは遅延素子、２１ａ〜２
１ｈは乗算器、２２は積算器である。一般に、適応型等
化器は伝送路の周波数特性、エコーをキャンセルするた
めのものであり、送信信号（情報）に先立って伝送され
るトレーニング信号によって自動的に伝送路の周波数特
性の逆特性を実現する。

さらに、適応型等化器の場合、送信信号の情報を用いて
、情報を受取りながら順次フィルター係数を変更して伝
送路の変化に対応している。

適応型等化器の出力とタップ係数（等化器係数）の変更
処理は次のような演算で行なわれる。ただし、変更処理
には各種の演算があり、以下はその一例である。

適応型等化器のフィルター出力ｑは、適応型等化器への
入力時系列ｘｔ、各遅延のタップ係数（等化器係数）値
をＣ４とするときその出力ｑは、と表される。

また、各タップ係数の更新は、次の計算式でシンボルレ
ート（Ｔ）毎に行なわれる。

ｃ、＝ｃ１−ｒ　ｅｅ　轡ｘＬ　　　　　　−−（２）
（＊：共役複素数） ただし、 ８＝ＱＰ＊　　　　　　　　　　　　　　・・・・・・
（３）Ｐ：正しい信号値（判定値） ｒ：等化器の収束係数 前記（２）式で示すようにタップ係数の更新は。

伝送信号より再生される点における再生出力値ｑと判定
点における判定値Ｐとの誤差ｅを小さくするように収束
させることで行なわれる。この場合、通信信号が予め解
っている場合は、その値をＰとして（３）式により誤差
を計算する。また解っていない場合には、送られてきた
値ｑを参照してｑに最も近い信号点（０または１しか送
られて来ない送受信系においてはそのどちらか）をＰと
して誤差を計算する。

第１図においてモデムが発散するのは、等化器が外乱に
対応できないためである。すなわち前記（２）式におい
て人力Ｘ（ｋ）に信号５（Ｋ）よりも大きな外乱Ｖ（Ｋ
）が加った場合、フィルター係数が発散の方向に向うか
らである。

したがって、受信側モデムの等化器の動作を伝送路回線
１の伝送路回線特性Ｗの逆特性Ｗ″″１となるようにだ
け動作させることが要求される。すなわち、静特性に追
従させ突発的な外乱による動特性には追従させない。こ
のため、突発的な外乱区間を検出し、この区間でモデム
係数変更に関する動作を停止すればよい、この動作を行
なうのが制御部６である。この制御部６は、評価尺度の
計算の演算部８と、バッファ部７と１判定部９よりなる
。

まず、評価尺度としては、例えば以下の４つの評価尺度
がある。

■ｐ（ｋ）＝　ｌ　ｅ　ｌ　＝ｓｑｒ　（ｅ１２＋ｅ２
”）　　　　　　　　　（４）■は等化器の係数を変更
する誤差ｅの瞬時パワ、■はそのアンサンプルである。

また、■は、Ｌサンプル離れたブロック間の誤差アンサ
ンプルの差分値、■は等化器入力Ｘ（ｋ）と誤差ｅの相
関値をそれらのパワーで正規化した量である。入力に外
乱が生じると■■■の評価尺度は、増加することが予想
される。また、■の評価尺度は等化器人力Ｘ（ｋ）と誤
差ｅの相関値であり、等化器が伝送路回線特性の逆特性
である時、入力に外乱が無ければ誤差ｅと入力は無相関
でありこの評価値ｒ（ｋ）は小さな値をとる。外乱によ
って等化器出力が大きくなると（等化器係数の変更が追
い付かないほど早い外乱が生じたか、または外乱を察知
して等化器係数の変更を中止した場合）誤差ｅと入力は
何等かの相関をもち、評価値ｒ（ｋ）は大きくなる。

バッファ部７は、各シンボルレート毎に等化器係数及び
タイミングリカバリー、キャリアリカバリーに関す２る
係数を所定サンプル分格納しておくところである。シン
ボルレート毎にバッファ部７に係数値を保存し、古い物
から捨てている。ここでＬはバッファのサイズであり、
Ｌサンプル以前のものまで記憶しておくことができる。

判定部９は、評価尺度を用いて外乱区間の始端と終端を
検出する部分である。この情報によりバッファ部７、タ
イミングリカバリー１０．キャリアリカバリーの機能を
停止したり動作させたりする。

第３図は、外乱区間の始端検出の一実施例を示すフロー
チャートである。以下、各ステップに従って順に説明す
る。

まず、１＝Ｌ（バッファ長）にする（ｓｔｅｐｌ）。

次に等化器、タイミングリカバリー、“キャリアリカバ
リーのモデム係数すを、ｂ（ｉ）−ｂ（ｉ−１）トスル
（ｓｔｅｐ２）。次にｉ≧１かどうかを判断し、（ｓｔ
ｅｐ　３　）、ｉ≧１であれば５ｔｅｐ　２に戻り、ｉ
≧１でなければモデム係数ｂ　（０）　＝　ｂ　ＮｅＩ
Ｉ＋とする（ｓｔｅｐ４）。

以上の説明が各シンボルレート毎に等化器係数及びタイ
ミングリカバリー、キャリアリカバリーに関する係数を
所定サンプル分、パンファ部へ格納するための処理であ
る。

すなわち、まず、等化器、タイミングリカバリー、キャ
リアリカバリーの係数をシンボルレートでバッファ部に
格納する。これは、第２図に示した等化器がＦＩＲ（非
巡回型）フィルターであるために外乱により評価尺度が
大きくなるまでにはフィルタータップ数の少なくとも半
分のタイムラグが発生するからである。したがって、外
乱発生を評価尺度で検出した場合、それ以降の演算にタ
イムラグ以前の等化器係数、キャリアリカバリータイミ
ングリカバリー係数が必要となるからである。理想的に
はこれら係数値をシンボルレート毎に全て更新、保持す
るバッファを持つのが良いが。

伝送系の周波数的な変化が緩やかであると仮定すれば数
シンボル毎に１回更新、保持してもよい。

次に、バッファへの格納がすんだら評価尺度Ｅ〔ｅ２〕
を計算する。この例では評価尺度■を用いた（ｓｔｅｐ
　５　）。次にこの評価尺度を所定の閾値ｔｈと比較し
、評価尺度が小さければ、すなわちＥｖｅ”）≧ｔｈで
なければ前記５ｔｅｐ　１に戻り、前述の処理を繰返し
て外乱発生に備える（ｓｔｅｐ　６　）。

また、評価尺度が大きかったら、すなわち、Ｅｖｅ”）
≧ｔｂであれば、次の係数ロックの処理を実行する。以
上の説明が評価尺度計算と判断の処理である。

次に、前記５ｔｅｐ　６において、評価尺度が大きかっ
たら、すなわち、Ｅ　（ｅ”）≧ｔｈであれば、ｂＮｅ
ｗ＝ｂ（Ｌ）とする（ｓｔｅｐ　７　）　、次にｉ＝ｏ
としく５ｔｅｐ８　）　、ｂ　［ｉ　］”　ｂ　〔Ｌ）
とする（ｓｔｅｐ９）　。

次に、ｉ＜Ｌ−１でなければ５ｔｅｐ　９に戻り、ｉ〈
Ｌ−１であれば処理を終了する（ｓｔｅｐ　１０　）。

以上の説明が係数ロックの処理であるが、前記５ｔｅｐ
　６において、評価尺度が大きかったら、外乱の始端が
検出できたとしてもモデム処理に用いる係数値を外乱が
入力する以前の値に置換するためにバッファよりロード
してその値を固定して以降に用いる（係数の変更は行な
わない）。

以上の第３図における処理は外乱の始端検出処理であり
、この始端検出処理が終了すると次に外乱の終端検出の
動作に入る。したがって始端検出処理は終端検出の処理
が終るまで停止される。なお、バッファの内容は、始端
検出時に固定した係数ですべてリフレッシュする。

第４図は、外乱区間の終端検出の一実施例を示すフロー
チャートである。以下、各ステップに従って順に説明す
る。まず、ｉ＝ｏとし、（ｓｔｅｐ　１　）、モデム処
理を行う（ｓｔｅｐ　２　）。次に評価尺度Ｅｖｅ２）
の計算を行う。ここでも評価尺度■を用いている（ｓｔ
ｅｐ３）　、評価尺度Ｅ（ｅ２）を所定の閾値ｔｈと比
較し、Ｅ（ｅ”）≧ｔｈであれば、すなわち評価尺度が
大きかったら５ｔｅｐ　２に戻る（ｓｔｅｐ４　）。

Ｅ（ｅ２）≧ｔｈでなければ、すなわち評価尺度が小さ
れば、ｉ　＝　ｉ　＋　１とする（ｓｔｅｐ５）　、次
にｉ〉Ｌかどうか判断しく５ｔｅｐ６　）　、　ｉ　）
　Ｌでなければ前記５ｔｅｐ　２に戻り、ｉ＞Ｌであれ
ば処理を終了する。すなわち、評価尺度Ｅｖｅ”）≧ｔ
ｈが一定閾値以下となった継続時間が所定の時間りを越
えた時モデムの動作を復帰するというものである。

ここでは、評価尺度を一つとして説明したが、複数組合
せて処理しても良い。

第５図は、外乱区間の終端検出の他の実施例を示すフロ
ーチャートである。以下、各ステップに従って順に説明
する。外乱検出時に先ず係数を外乱検出以前のバッファ
値を用いてリフレッシュし。

すなわち、ｉ＝０．ｊ＝０係数をリフレッシュしく５ｔ
ｅｐｌ）、通常と同じモデム処理を行なう（係数の変更
を伴う）（ｓｔｅｐ２）。次に、評価尺度Ｅｒ〔ｅ２〕
を計算しく５ｔｅｐ３）、計算された評価尺度Ｅ　ｒｙ
ｅ”）を所定の閾値ＴＨと比較しく５ｔｅｐ４）。

Ｅｒ（ｅ”〕≧ＴＨならば、ｉ＝ｉ＋１としく５ｔｅｐ
５）、ｉ＞Ｒであるかを判断しく５ｔｅｐ６）　、すな
わち、評価尺度が所定の閾値より小さくなる継続時間が
予め定められた時間Ｒより長くなれば外乱は終了したも
のとしてそのまま処理を続は外乱の始端検出処理に移る
。また、前記５ｔｅｐ　４を経て、ｊ＝ｊ＋Ｘとしく５
ｔｅｐ７）、ｊ＞Ｌであるかどうかを判断しく５ｔｅｐ
８）　、すなわち、評価尺度が所定の閾値より大きい継
続時間が予め定めた時間りより大きくなったら係数値を
再度リフレッシュして上記動作を繰返す。なおここで、
等化器係数の変更にあたっては収束係数ｒを初期段階で
は太きくし、徐々に小さくしてやることで収束速度を速
めることが可能である。

羞−一来 以上の説明から明らかなように、本発明によると以下の
ような効果がある。

（１）請求項１に対応する効果；等化器係数、キャリア
リカバリー、タイミングリカバリーに関する各種係数を
所定シンボルレート数分バッファリングするバッファ手
段と等化器の入出力値を用いた評価尺度（評価値）を計
算する演算手段とこれを判断する判定手段とを有し、シ
ンボルレート毎にこの評価尺度を予め決めた閾値と比較
することで等化器の異常を検出し、この異常によりタイ
ミングリカバリー（同期信号再生）、等化器係数更新演
算、キャリアリカバリー（位相シフト補正）の機能が誤
動作してモデムがハングアップすると判断し−た時に、
前記タイミングリカバリー、等化器係数更新演算、キャ
リアリカバリーの動作を保証する機能、並びにこれらの
機能を正常に戻す機能を付加するようにしたので、外乱
を入力信号から検出することでモデム動作の発散を容易
に防止することができる。

（２〕請求項２に対応する効果；請求項１の効果に加え
、外乱発生後の収束をより速く実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１回は、本発明によるモデムのハングアップ制御方式
の一実施例を説明するための構成図、第２図は、適応型
等化器を示す図、第３図は、外乱区間の始端検出の一実
施例を示すフローチャート、第４図は、外乱区間の終端
検出の一実施例を示すフローチャート、第５図は、外乱
区間の終端検出の他の実施例を示すフローチャートであ
る。 １・・・伝送路回線、２，５・・・加算器、３・・・等
化器、４・・・判定器（ＱＵＡ）、６・・・制御部、７
・・・バッファ部、８・・・評価尺度の計算をする演算
部、９・・・判定部、ｌＯ・・・タイミングリカバリー
（同期信号再生部）。 特許出願人　　株式会社　リ　コ　− 代理人　高野明透（ほか１名）Ｃ 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、データ伝送に用いる位相変調方式において、等化器
   係数、キャリアリカバリー、タイミングリカバリーに関
   する各種係数を所定シンボルレート数分バッファリング
   するバッファ手段と、等化器の入出力値を用いた評価尺
   度を計算する演算手段と、該演算手段による評価尺度を
   判断する判定手段とから成り、前記シンボルレート毎に
   前記評価尺度を予め決めた閾値と比較することで等化器
   の異常を検出し、この異常によりタイミングリカバリー
   、等化器係数更新演算、キャリアリカバリーの機能が誤
   動作してモデムがハングアップすると判断して前記タイ
   ミングリカバリー、等化器係数更新演算、キャリアリカ
   バリーの動作を停止し、これらの演算に係わる係数は、
   評価尺度に異常が検出された時点の所定シンボルレート
   数分以前の係数値を先にバッファよりロードして固定し
   たまま使用し、後続データの復調処理をおこない、前記
   評価尺度をシンボルレート毎に計算して、該評価尺度が
   所定の閾値を越えるサンプル数が予め決められた個数に
   達した時に先のタイミング推定、等化器係数更新演算、
   回転手段の回転量推定の動作を復帰するように前記演算
   に関わる各種係数の更新処理を制御する制御手段を備え
   たことを特徴とするモデムのハングアップ制御方式。 ２、データ伝送に用いる位相変調方式において、等化器
   係数、キャリアリカバリー、タイミングリカバリーに関
   する各種係数を所定シンボルレート数分バッファリング
   するバッファ手段と、等化器の入出力値を用いた評価尺
   度を計算する演算手段と、該演算手段による評価尺度を
   判断する判定手段とから成り、前記シンボルレート毎に
   前記評価尺度を常時監視し、該評価尺度を予め決めた閾
   値と比較することで等化器の異常を検出し、この異常に
   よりタイミングリカバリー、等化器係数更新演算、キャ
   リアリカバリーの機能が誤動作してモデムがハングアッ
   プすると判断した時に、前記タイミングリカバリー、等
   化係数更新演算、キャリアリカバリーの演算に関わる係
   数として、評価尺度に異常が検出された時点の所定シン
   ボルレート数分以前の係数値を先のバッファよりロード
   して使用し、後続データの復調処理を所定サンプル数分
   行い、該所定サンプル区間において評価尺度が所定の閾
   値を越えるサンプル数が予め決められた個数に達した場
   合には、そのまま復調処理を続け、所定サンプル区間内
   において評価尺度が所定の閾値を越えるサンプル数が予
   め決められた個数に達しない場合には、前記タイミング
   リカバリー、等化器係数更新演算、キャリアリカバリー
   の演算に関わる係数を先にバッファよりロードしてリフ
   レッシュして用い、評価尺度の計算と閾値との比較演算
   を繰返すことで外乱の終端検出を行なう制御手段を備え
   たことを特徴としたモデムのハングアップ制御方式。