JPH053176B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はモデムを利用したデータ伝送システム
に係わり、特にフアクシミリデータの伝送に好適
なデータ伝送システムにおけるモデムトレイニン
グ方法に関する。

電話回線を通してフアクシミリ信号等のデータ
を伝送する場合、電話回線は本来アナログ信号で
ある音声信号を伝送するためのものであり、必ず
しもフアクシミリ信号等のデータを伝送するため
に最適化されたものではないことも一因となつ
て、遅延歪、減衰歪等の種々の回線品質の劣化が
発生する。

モデム（変復調装置）は、送信側では入力され
たフアクシミリ信号等のデータを変調して伝送路
の帯域に合つたスペクトルの信号に変換し、受信
側では受信された信号を復調して元のフアクシミ
リ信号等のデータに再生する装置であるが、回線
には種々の品質劣化要因があるので、モデムはこ
れらの回線の品質劣化を補償して元の信号を正し
く復調するために、データを伝送する前にモデム
トレイニングを行う必要がある。

モデムトレイニングは、一定のテスト信号をモ
デムに送つて回線に生じた品質劣化を補償させる
操作を行わせるものであるが、CCITTは
9600bps，7200bps，4800bps，2400bpsの各伝送
速度について、それぞれトレイニングシーケンス
及びトレイニングに要する時間を予め一定に規定
している。

従つて、回線の劣化状態に対応してトレイニン
グ時間が短縮できないため、劣化が少なく回線特
性が比較的良好な伝送路についてはトレイニング
時間が長すぎ、全体的な情報伝送時間としては損
失が増大することになり、逆に劣化が多く回線特
性が悪い伝送路については、トレイニング時間が
もう少し長ければトレイニングに成功する場合
も、トレイニング時間が一定に規定されているた
め、その一定時間にトレイニングに成功できない
ため、その伝送速度における伝送を放棄し、それ
よりも低い伝送速度でデータ伝送を行わねばなら
なくなり、やはり情報伝送時間としては損失が増
大するという不都合があつた。

本発明は従来のトレイニング方式の欠点を除去
し、情報伝送時間の損失を減少させてデータ伝送
量を増加することのできるモデムトレイニング方
法を提供することを目的とする。

このため、本発明は回線の品質、特性に応じて
トレイニング時間を可変にすること、即ち、劣化
が少く回線特性が良好な場合はトレイニング時間
を短くし、回線特性が悪い場合はトレイニング時
間を長くすることによりトレイニングを成功さ
せ、情報伝送時間の損失を少なくし、データ伝送
量を増加させることを特徴とする。

以下、本発明を図面を参照して説明する。

先ず、本発明の具体的な実施例を説明する前
に、その概要を第１図乃至第３図によつて説明す
る。モデムトレイニングは、データ受信のために
必要な準備作業を復調器に行わせるもので、各伝
送速度によつて異なるが、主要な内容は次の三項
目である。

(1) タイミング再生動作の確立即ちタイミングパ
ルスの再生と同期確立を行うこと。

(2) キヤリア再生動作の確立即ち同期検波用のキ
ヤリア再生を行うこと。

(3) 自動等化器の補正動作の確立即ち入力データ
を整形し、回線の歪により発生した符号間干渉
を補償すること。

このうち、モデムトレイニングが成功するか否
かを最も左右するのは自動等化器の補正動作の確
立である。

第１図は自動等化器の補正動作の説明図、第２
図は自動等化器の原理図である。送信側から第１
図ａで示すように、一定間隔Ｔのパルス符号から
なるデータが受信側に伝送されると、回線に伝送
歪がない場合は、回線の帯域幅が比較的狭いため
各パルスは第１図ｂのようになる。（第１図ｂは
パルスP₀についての波形Ａのみ示す。）各波形は
それぞれのタイミング時点において、それぞれの
パルス振幅値に比例した振幅を有するが、他のパ
ルスのタイミング時点では全て振幅が零となる。
例えば、パルスP₀はt₀においてのみ有限値をと
り、その他のタイミング時点t₁，t₂…t_-1，t_-2…
では全て振幅は零となる。従つて、時点t₀，t₁，
t₂…t_-1，t_-2…でサンプリングすれば、正しく元
のパルス符号P₀，P₁，P₂…P_-1，P_-2…が復調さ
れることになる。しかしながら、回線から伝送歪
を受けると、第１図ｃに示すように、受信波形に
歪が生じ、このためt₀以外のタイミング時点にお
いてもパルスP₀成分が存在することになる。他
のパルスP₁，P₂…に関しても同様に他のパルス
のタイミング時点に出力を発生する。従つて、時
点t₀でサンプリングするとパルスP₀成分の他に
P₁，P₂…P_-1，P_-2…の成分が混入すること即ち
符号間干渉が生じることになる。自動等化器は、
このように回線から受けた伝送歪を自動的に補正
して符号間干渉をなくするようにするものであ
る。

第２図において、Ｆは遅延時間Ｔを有する複数
個の遅延線D₁〜D_oからなるタツプ付遅延回路、
M₀〜M_oは倍率器、Σは合成回路である。この構
成において、倍率器M₀の出力（第１図ｃ，ｄの
Ｂ）とこれを時間Ｔだけ遅延した倍率器M₁の出
力（第１図ｄのＣ）を合成するに際し、倍率器
M₀とM₁の値を調整すれば、第１図ｄに示すよう
に、時点t₁において波形ＢとＣを等振幅で逆位相
にすることができる。そうすると、合成波形は時
点t₁において零となるので時間t₁における符号間
干渉は除去される。

次に、2Tだけ遅延した出力を加算し、倍率器
M₂の値と共に倍率器M₀，M₁の値を調整すれば、
合成波形を時点t₁およびt₂において零にすること
ができる。倍率器M₂の出力を加算すると新たに
時点t₁に微小出力が混入するので、この成分を打
消すために、M₂と共にM₀，M₁を調整すること
が必要になる。

以下同様にして、倍率器M₀〜M_oの倍率値を調
整しながらその出力を合成器Σで合成すれば、時
点t₁，t₂，t₃…t_-1，t_-2，…における合成波形の振
幅を零にすることができる。ｎを限りなく多くす
れば、理論上、収斂条件を満足するかぎり伝送歪
を受けても符号間干渉がなくなるように補償する
ことができる。しかし、そのためには無限時間が
要求されるので、符号間干渉量が実用上無視でき
る程度となるｎの値が設定される。

この補正操作は倍率器M₀〜M_oの調整が相互に
関連しているので、手動で行うとすれば大変な時
間を要するので、これを自動化したのが自動等化
器で、これにより自動等化操作を高速化、標準化
することができる。しかし、回線特性が悪くなる
程、自動等化器の補正操作に要する時間およびタ
イミング再生、キヤリア再生に要する時間が多く
なり、回線特性とトレイニング時間の関係は第３
図のようになる。従来のように、トレイニング時
間がT_tに固定されている場合は、第３図に示す
ように、自動等化の可能な範囲はC₀〜C₁の範囲
に限定され、C₁より回線特性が劣化すればトレ
イニングは成功しないことになる。

本発明は回線特性に応じてトレイニング時間を
変化させることにより、即ち、回線特性が悪いと
きはトレイニング時間を長くすることにより、回
線特性が悪いときでもトレイニングを成功させる
ようにしたものである。

次に、本発明の具体的実施例を第４図乃至第６
図に基づいて説明する。

第４図は本発明のモデムトレイニング方法を説
明するための送信側及び受信側の構成をブロツク
図で示したもので、図において、１０は送信側
で、データ発生器１１、変調器１２、信号検出器
１３、送信側全体の動作を制御するシーケンサ１
４により構成される。２０は伝送する回線を示
す。３０は受信側で、復調器（内部に図示しない
自動等化器を含む）３１、信号送出器３２、受信
側全体の動作を制御するシーケンサ３３により構
成される。

第４図の装置によるモデムトレイニング方法を
第５図のモデムトレイニングシーケンスのタイム
チヤートおよび第６図に示す送信側のフローチヤ
ートによつて説明する。

本実施例においては、モデムトレイニングのシ
ーケンスは３個のセグメントに分割されており、
一つの伝送速度で実行すべき各セグメントの処理
時間はそれぞれ予め決められている。

(1) セグメント１：180°位相反転連続波を伝送す
る。

(2) セグメント２：0°，180°位相反転符号を伝送
する。

(3) セグメント３：連続１信号をスクランブラし
た信号を伝送する。

このセグメント１，２，３の内容は、CCITT
規格V27TERにおけるセグメント３，４，５に
対応するものである。

今、セグメント１により180°位相反転連続波が
受信側３０に伝送されると、復調器３１はこれを
検出してモデムトレイニングの開始を知り、先ず
タイミング再生の粗調整とキヤリア再生の粗調整
を行う。タイミングおよびキヤリアの位相のずれ
が予め決められた範囲内に入ると、シーケンサ３
３は信号送出器３２を駆動してセグメント２送信
要求信号（以下、Seg２要求信号と言う）を発生
させ、送信側１０に返送する。一定ずれ範囲内に
入つたタイミング波およびキヤリアはその位相値
でホールドされる。尚、180°位相反転連続波は自
動等化動作には適さないので、セグメント１の段
階では自動等化は行われない。

送信側１０の信号検出器１３は、セグメント１
信号送信中Seg２要求信号の受信をチエツクして
おり、第６図のフローチヤートに示すように、
Seg２要求信号を受信するとシーケンサ１４に通
報し、セグメント２のシーケンスに入る。もし、
所定期間内（大体数10ms）にSeg２要求信号が受
信されないときは、シーケンサ１４はタイミング
およびキヤリア再生不可能と判断して、その伝送
速度でのデータ伝送を放棄して、それより一段低
い伝送速度に移行させる。一方、Seg２要求信号
が受信された場合、シーケンサ１４はセグメント
２の処理に移行し、データ発生器１１を駆動して
0°、180°位相反転符号を発生し、変調器１２で変
調して、これをセグメント２信号として回線２０
を経由して受信側３０に伝送する。受信側３０の
復調器３１はセグメント２信号を検知すると、粗
調整されたタイミング波およびキヤリアの各位相
について精密調整を行い同期を確立させる。タイ
ミング波とキヤリアの同期が確立すると、自動等
化器の等化動作、即ち、第２図に示した各倍率器
の倍率値等のタツプ常数の設定作業を行う。そし
て、符号間干渉量が所定のレベル以下に入つて等
化調整動作が終了すると、シーケンサ３３は信号
送出器３２を駆動してセグメント３送信要求信号
（以下、Seg３要求信号と言う）を発生させ、送
信側１０に返送する。

送信側１０の信号検出器１３は、セグメント２
信号送信中Seg３要求信号の受信をチエツクして
おり、Seg３要求信号を受信するとシーケンサ１
４に通報し、セグメント３のシーケンスに入る。
もし、所定時間内にSeg３要求信号が受信されな
いときは、自動等化調整が不可能とシーケンサ１
４は判断して、その伝送速度でのデータ伝送を放
棄して、それより一段低い伝送速度によるデータ
伝送に移行する。一方、Seg３要求信号が受信さ
れた場合、シーケンサ１４はセグメント３の処理
に移行し、データ発生器１１および変調器１２を
駆動して連続１信号をスクランブルした信号を発
生し、これをセグメント３信号として受信側３０
に伝送する。

受信側３０の復調器３１はセグメント３信号を
受信すると、このセグメント３信号により自動等
化調整を続行する。セグメント２信号ではデータ
ポイント（位相）が２個であるのに対し、セグメ
ント３信号では２個以上、即ち実際の生データに
おけるデータポイントと同数（例えば、CCITT
規格では9600bpsでは16ポイント、7200bps，
4800bpsおよび2400bpsでは８ポイント）あるの
で等化調整動作が速やかに行われる点が異なる
が、等化調整の動作原理はセグメント２のときと
同じである。セグメント３信号による等化調整動
作が終了すると、シーケンサ３３は信号送出器３
２を駆動してデータ送信ルーチン開始信号（以
下、データ要求信号と言う）を発生させ、送信側
１０に返送する。

送信側１０の信号検出器１３は、セグメント信
号送信中データ要求信号の受信をチエツクしてお
り、データ要求信号を受信すると、シーケンサ１
４に通報し、通常のデータ送信ルーチンに移行す
る。もし、所定期間内にデータ要求信号を受信し
ないときは、等化調整が不可能と判断して、その
伝送速度でのデータ伝送を放棄する点はセグメン
ト２のシーケンスと同じであるが、この段階でト
レイニングに失敗することは少い。

ところで、以上に説明した各セグメントの要求
信号として、Seg２要求信号の場合はセグメント
１信号のスペクトルの間隙の周波数を、Seg３要
求信号はセグメント２信号のスペクトルの間隙の
周波数を、データ要求信号はセグメント３信号の
スペクトルの間隙の周波数をそれぞれ選定して返
送すればよい。また、トレイニング信号の所有す
るスペクトル（500〜2900Hz）のすぐ外側の周波
数を用いてもよい。また、本実施例は半二重通信
方式を前提として説明したが、全二重通信方式で
も勿論よく、その場合はSeg２要求信号等の返送
信号に対するスペクトルの制限はなくなる。半二
重通信方式でもバツクワード・チヤネルをとれる
変調方式の場合はそれを使用すればよい。

尚、セグメント３の自動等化器の調整シーケン
ス（第６図で点線で囲つた部分）は、セグメント
２のシーケンスで行つた自動等化調整の再確認的
なものであるため、回線の劣化がそれ程大きくな
いときは、セグメント２のシーケンスで自動等化
調整が良好に行われるので、そのような場合は省
略してもよい。

また、実用的見地から考えると、9600bps，
7200bps，4800bps，2400bpsの伝送速度では
CCITT勧告の規定に従つたモデムトレイニング
を行うのが正統的であるから、本発明はより高速
のモデム、例えば12Kbps，14.4Kbpsに適用する
のが好適と考えられる。

以上説明したように、本発明は従来のように、
トレーニング中のデータ受信のための準備作業の
時間が固定化されていないので次の効果がある。

(1) 各セグメントにおけるモデムトレイニングシ
ーケンスが終了次第直ちに次のセグメントのモ
デムトレイニングシーケンスに移行するので、
モデムトレイニング時間の短縮が可能となり、
総合通信時間を短縮化する利点がある。

(2) タイミングおよびキヤリア再生動作が終了す
ると直ちに自動等化調整動作に移動できるの
で、トレイニングが成功するか否かを最も左右
する自動等化調整に従来よりも多くの時間をか
けることができる結果、回線の伝送特性に対し
可能な限り高速の伝送速度でデータ伝送ができ
る。

(3) この結果、データ伝送時間即ち伝送情報量を
増加させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動等化器の動作波形図、第２図は自
動等化器の基本構成を示すブロツク図、第３図は
回線特性とモデムトレイニング時間の関係を示す
説明図、第４図は本発明のモデムトレーニング方
法を説明するための受信側及び送信側の構成図、
第５図は本発明の３つのセグメントに分割された
モデムトレーニングシーケンスのタイムチヤー
ト、第６図は本発明のモデムトレーニング方法を
説明するための送信側のフローチヤートである。 １０……送信側、１１……データ発生器、１２
……変調器、１３……信号検出器、１４，３３…
…シーケンサ、２０……伝送回線、３０……受信
側、３１……復調器（含自動等化器）、３２……
信号送出器、Ｆ……タツプ付遅延線、D₁〜D_o…
…遅延時間Ｔの遅延線、M₀〜M_o……倍率器、Σ
……合成器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ モデムを使用するデータ伝送システムでデー
   タの伝送に先立つて実施するモデムトレイニング
   方法において、 モデムトレイニングのシーケンスを複数のセグ
   メントに分割し、 各セグメントに対して一つの伝送時間での処理
   の許容時間を予め所定時間に設定しておき、 前記各セグメントの処理を実行中、送信側はそ
   のセグメントの処理を実行するに必要なセグメン
   ト信号を受信側に伝送する一方、受信側はそのセ
   グメント信号を受信して予め決められた処理を実
   行し、その処理が終了した場合は送信側へ次のセ
   グメントを処理するためのセグメント送信要求信
   号を返送し、 送信側は前記所定時間以内に前記セグメント送
   信要求信号を受信した場合は前記次のセグメント
   に移行して受信側に次のセグメント信号を伝送
   し、 前記所定時間以内に前記セグメント送信要求信
   号を受信することができなかつた場合は伝送速度
   を一段低下させることを特徴とするモデムトレイ
   ニング方法。