JPH06232937A - 通信方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 モデムを介したエコーの影響を低減する答申
方法を提供する。 【構成】 モデムが送信する際に生成されるエコーの振
幅が、より低い平均信号レベルで送信することにより低
減される。エコーの振幅を低減することによりエコー打
ち消しを行なった後に残存する残留エコーの振幅が低減
され、それによってより速いデータ受信レートが可能に
なる。本発明の一実施例においては、シンボルを第１平
均信号レベルで送出し、離れた場所に位置する、第２平
均信号レベルでシンボルを送出するモデムからのシンボ
ルを受信する、という、モデムを用い通信チャネルを介
して情報を伝達する方法が用いられている。ここにおい
て、前記第２平均信号レベルは前記第１平均信号レベル
よりも高いものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は通信に関し、特にモデム
通信に関する。

【０００２】

【従来の技術】モデムは電話回線などのチャネルを介し
て通信を行なう。これらのチャネルは、インピーダンス
ミスマッチによって生成されたエコーなどのチャネル障
害による影響を被る。モデムが全二重モードで機能して
いる場合、モデムによって送信された信号のエコーは受
信される信号と干渉しあう。

【０００３】この問題を緩和するための一つのアプロー
チは、周波数分割多重化を用いることである。周波数分
割多重化を利用して、通信チャネル帯域のうちの一部を
用いて信号を送信し通信チャネル帯域の他の部分を用い
て信号を受信することにより、エコーに関連したチャネ
ル障害が減少する。エコーは、単に周波数ドメインでフ
ィルターをかけることにより除去される。”音声グレー
ド電話回路を介した高速通信用モデム”という表題の米
国特許第４，８９０，３１６号はこの種の技法を記載し
ている。残念なことには、この技法は伝送速度を低下さ
せてしまう。なぜなら、モデムは送信及び受信のそれぞ
れに関して通信チャネルの帯域全体を用いることが出来
ないからである。

【０００４】図１は、従来技術に係る、非対称周波数分
割多重化（ＦＤＭ）モデム通信において用いられるチャ
ネル帯域及び信号レベルを示した図である。座標軸２は
平均信号レベルを示しており、座標軸４は帯域をヘルツ
で示している。曲線６はモデム８からモデム１０へのデ
ータ転送に割り当てられた帯域及び平均信号を示してお
り、曲線１２はモデム１０からモデム８へのデータ転送
に割り当てられた帯域及び平均信号を示している。双方
の曲線とも同一の平均信号レベルを示している。しかし
ながら、曲線６はより広い帯域を示していて例えば１
４，４４０ビット毎秒（ｂｐｓ）などの高いデータ転送
レートが可能であり、曲線１２は狭い帯域を示していて
例えば４５０ｂｐｓなどの低いデータ転送レートのみが
可能となる。この配置は非対称である。なぜなら、一方
の方向に対してはより高い転送レートが用いられるがそ
の反対方向に対してはより低い転送レートしか用いられ
ないからである。ガード帯域１４が曲線６及び曲線１２
を分離するために用いられている。チャネル帯域のこの
部分はデータ転送には用いられない。

【０００５】図２は、従来技術に係るエコー打ち消しモ
デム間の通信において用いられる帯域割当及び平均信号
レベルを示した図である。座標軸１８は平均信号レベル
を示しており、座標軸２０は帯域をヘルツで示してい
る。モデム２２からモデム２４への転送及びモデム２４
からモデム２２への転送が同一の帯域を共用しており、
同一の平均信号レベルで送信される。このタイプの配置
においては、双方向ともおよそ１４，４００ｂｐｓの転
送レートが実現される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】エコーの効果を低減す
る別のアプローチは、エコーを打ち消すモデムを用いる
ことである。”エコー打ち消しモデムに関する適応レー
ト制御”という表題の米国特許第５，００７，０４７号
はこの種の技法を記載している。この技法は、送信及び
受信の双方に関して通信帯域全体を利用できるという利
点を有している。しかしながら、この技法はモデムのエ
コー打ち消し能力によって制限されてしまう。エコーを
打ち消した後、残存する残留エコーがモデムの受信能力
と干渉し、高速データ受信を制限してしまう。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、モデム
が送信する際に生成されるエコーの振幅が、より低い平
均信号レベルで送信することにより低減される。エコー
の振幅を低減することによりエコー打ち消しを行なった
後に残存する残留エコーの振幅が低減され、それによっ
てより速いデータ受信レートが可能になる。より低い平
均信号レベルで送信することにより、しばしば送信レー
トの低下が要求される。なぜなら、より低い信号レベル
はノイズ耐性を低下させ、離れた場所にある相手方モデ
ムが受信することが可能な送信データレートを低下させ
てしまうからである。その受信レートを向上させるため
にモデムの送信レートを低下させることは通常のモデム
アプリケーションとコンパチブルである。なぜなら、モ
デム通信は通常一方の方向に伝送されるべき大量のデー
タを有するがその反対方向に伝送されるべきデータは比
較的少量であるからである。

【０００８】本発明の一実施例においては、シンボルを
第１平均信号レベルで送出し、離れた場所に位置する、
第２平均信号レベルでシンボルを送出するモデムからの
シンボルを受信する、という、モデムを用い通信チャネ
ルを介して情報を伝達する方法が用いられている。ここ
において、前記第２平均信号レベルは前記第１平均信号
レベルよりも実質的に高いものである。

【０００９】本発明の別の実施例においては、情報の受
信に関して用いられるシンボルの配置よりもより少ない
シンボルを有するシンボル配置に属するシンボルを用い
て情報を送信する方法が用いられている。

【００１０】本発明のその他の実施例においては、送出
されつつある情報の残存量をモニタし、残存量があるし
きい値を越えた場合には、第１平均信号レベルが第２平
均信号レベルよりも実質的に高くなるように第１及び第
２平均信号レベルを変更する方法が用いられている。

【００１１】本発明の更に別の実施例においては、平均
信号レベルを決定するためにチャネル障害測定が用いら
れる。

【００１２】

【実施例】図３は、本発明の一実施例において用いられ
るチャネル帯域及び平均信号レベルを示した図である。
座標軸３０は平均信号レベルを表わし、座標軸３２は割
り当てられた帯域をヘルツで示している。曲線３４はエ
コー打ち消しモデム３８からエコー打ち消しモデム４０
への転送に用いられる帯域及び平均信号レベルを示して
おり、曲線３６はモデム４０からモデム３８への転送に
用いられる帯域及び平均信号レベルを示している。（こ
の実施例においては、曲線３４の両端の部分が曲線３６
の両端の下側の部分と重複している。）双方向の転送に
おいて、同一のチャネル帯域が共用されている。しかし
ながら、一方の方向においては反対方向よりもより高い
平均信号レベルで送出されている。より高い平均信号レ
ベルを用いる方向（モデム４０からモデム３８）におい
ては例えば１９，２００ｂｐｓのデータレートが実現さ
れており、より低い平均信号レベルを用いる方向（モデ
ム３８からモデム４０）に関しては例えば４８０ｂｐｓ
のデータレートが用いられる。

【００１３】図１と比較することにより、本発明におい
ては双方の方向ともより高い転送レートが実現されてい
ることが理解される。この結果は、双方向とも転送に関
してチャネル帯域全体を用いていることによるものであ
る。

【００１４】図２と比較することにより、本発明におい
ては一方向に関してはより高いデータレートが実現され
ており、反対方向に関してはより低いデータレートが実
現されている。これらの非対称転送レートはほとんどの
アプリケーションにおいて受け入れられるものである。
なぜなら、通常、一方向には大量のデータが伝送される
が反対方向にははるかに少ない量のデータのみが送出さ
れるだけであるからである。必要な場合には、図３の配
置は、モデム３８からモデム４０への高速転送を可能に
し、モデム４０からモデム３８へはより低い速度での転
送を行なうように反転させられうる。

【００１５】モデム３８とモデム４０との間の通信チャ
ネルは、２線あるいは４線の電話通信回線を含んでい
る。通信チャネルは、さらに、電話ネットワーク、ワイ
ヤー、ケーブル、光ファイバーあるいは空間を介して送
出される電波を含むことが出来る。

【００１６】前記モデムのうちの一方あるいは双方は、
電気的もしくは光学的形態を有するアナログ信号、ある
いは電気的もしくは光学的形態を有するデジタル信号を
送受信する他の通信デバイスによって置換されうる。前
記アナログ信号は、例えばＱＡＭ（４値振幅変調）信
号、ＰＳＫ（位相シフトキーイング）信号あるいはＦＳ
Ｋ（周波数シフトキーイング）信号を含んでいる。前記
デジタル信号は、例えばＰＣＭ（パルスコード変調）信
号を含んでいる。

【００１７】図３において、モデム３８はより低い平均
信号レベルで送信する。より低い平均信号レベルで送信
することにより、モデム３８によって受信されるエコー
の振幅が低下し、モデム３８がより高いレートでデータ
を受信することが可能になる。モデム３８がより低い平
均信号レベルで送信することの副次的な効果として、モ
デム４０はデータをより低いレートで受信することにな
る。よって、モデム３８はモデム４０に対してモデム４
０がモデム３８に対して送出するよりもより低いレート
で送出する。

【００１８】受信された信号の信号対雑音比はチャネル
障害の関数である。チャネル障害、すなわちチャネル雑
音は、信号歪、アイドリング雑音及び残留エコーによっ
て構成されている。モデム３８によって送出された信号
の振幅を低減することにより、モデム３８によって受信
されるエコーの振幅が低減される。低減された振幅を有
するエコーはより低減された振幅を有する残留エコーを
生成する。チャネル雑音のうちの残留エコー成分を低減
することは実効的に信号対雑音比を向上させる。信号対
雑音比が向上することにより、データをモデム４０から
モデム３８に転送する際により多くのシンボルを含むシ
ンボル配置の使用が可能になる。シンボル数の多い配置
を用いることにより、モデム４０からモデム３８へのよ
り高いビットレートすなわち情報転送レートが実現され
る。

【００１９】図４は、円４４の半径によって示された平
均信号レベルを有する８点シンボル配置を示している。
シンボルの振幅及び位相は、原点とシンボルとの間に描
かれたベクトルによって示されている。ベクトルの長さ
はシンボルの振幅を表わし、ベクトルと０゜軸との間の
角度はシンボルの位相を示している。シンボル間の間隔
は、シンボルを誤って識別させるために必要となる雑音
の量を示している。例えば、転送されたシンボル４５を
シンボル４６として誤って識別させるためには大量の雑
音が必要となる。モデム３８によって受信される雑音が
エコーの振幅を低減させることによって低減させられて
いるため、シンボル間の大きな間隔は不要となり、より
多くのシンボルを有するシンボル配置がモデム３８によ
って受信されうる。より多くのシンボルを有する配置を
用いることにより、モデム４０からモデム３８へのより
高いビットレートが実現される。

【００２０】図５は、円４７の有するより小さな半径に
よって示されている、図４の場合よりもより低い平均信
号レベルを有するシンボル配置を示した図である。より
低い平均信号レベルのために、図５の配置におけるシン
ボルは互いに近接している。その結果、比較的小さな量
の雑音によって、転送されたシンボル４８が受信側モデ
ムによってシンボル４９であると誤って識別されてしま
うという可能性が生ずる。小さな量の雑音がモデム４０
においてシンボルの誤った識別を引き起こしてしまうた
め、シンボル間間隔を大きくする必要があり、より少な
いシンボルを有する配置がモデム３８によってモデム４
０宛に送出されることになる。より少ないシンボルを有
する配置をもちいることにより、モデム４０からモデム
３８へのビットレートがより低くなる。

【００２１】エコー打ち消しモデムは当業者には公知で
あり、図６はそのような代表的なエコー打ち消しモデム
のブロック図である。制御プロセッサ５０はデータ端末
装置（ＤＴＥ）から伝送さるべきデータを受信し、受信
したデータをＤＴＥに供給する。制御プロセッサ５０
は、市販されている種々のマイクロプロセッサあるいは
マイクロコンピュータのうちのいずれでもよい。ＤＴＥ
は、同期あるいは非同期モードのＲＳ２３２インターフ
ェースを介して制御プロセッサ５０と通信する。パーソ
ナルコンピュータの内部データバスとコンパチブルなイ
ンターフェースなどの他のインターフェースを用いるこ
とも可能である。メモリ５２はプログラムメモリとして
機能し、メモリ５３はデータバッファ及びプロセッサ５
０に対するスクラッチパッドメモリとして機能する。制
御パネル５４はプロセッサ５０に対して指令を与える。
制御プロセッサ５０は、データバッファリング、データ
圧縮／伸長、及びエラー検出及び再送信などの機能を実
行する。

【００２２】メモリ５３内の残存量を構成するデータ量
が所定のしきい値を超過すると、データ転送レートが増
加させられ、対応してデータ受信レートが低下させられ
る。このことは、送出されるシンボルの平均信号レベル
を増加し、かつ離れた場所に位置するモデムとの間でレ
ート再協議を開始することによって実現される。図３の
状況を反転することも可能であり、その場合にはモデム
３８がより高いレートで転送し、モデム４０がより低い
レートで転送することになる。モデム３８は、スタート
アッププロシージャに続いてモデム４０に対して応答ト
ーンを送出することによってこの反転を開始することが
可能である。

【００２３】メモリ５３内の残存量がデータ転送レート
の変更を必要とすることを決定するしきい値は固定され
た数であるか、あるいは現在の転送レート、ＤＴＥから
の現在の受信レート、現在のチャネル障害、メモリ５３
の大きさもしくはこれらのファクタの組み合わせに依存
した数である。

【００２４】制御プロセッサ５０は、転送さるべきデー
タをデータポンプ５６に供給し、データポンプ５６から
受信されたデータを受容する。データポンプ５６は、例
えばテキサスインスツルメント（Texas Instrument）社
製ＴＭＳ３２０２０デジタル信号プロセッサあるいはＡ
Ｔ＆Ｔマイクロエレクトロニクス（ＡＴ＆Ｔ Ｍｉｃｒ
ｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）社製ＤＳＰ１６Ａデジタル
信号プロセッサ等の汎用デジタル信号プロセシングデバ
イスである。データポンプ５６は、データのスクランブ
ル、トレリス符号化、差分符号化、エコー打ち消し及び
ビットストリームの現時点で用いられているシンボル配
置内のシンボルによるデジタル表現への変換などの機能
を実行する。さらに、データポンプ５６は、受信された
情報を、シンボルによるデジタル表現からビットストリ
ームに変換し、ビタビ（Ｖｉｔｅｒｂｉ）復号化を含む
適切な復号化を実行する。符合化及び復号化は、国際通
信連合（ＩＴＵ）のＣＣＩＴＴ（国際電信電話諮問委員
会）グループなどの標準化組織によって公表されている
Ｖ．２２ｂｉｓ、Ｖ．３２、Ｖ．３２ｂｉｓなどの標準
に従って実行される。他の共通標準は、例えばＢｅｌｌ
２１２Ａ等のＢｅｌｌデファクトスタンダードである。
データポンプ５６は、送出されるシンボルの平均信号レ
ベルも設定する。平均送出レベルが低い場合には、送出
されたシンボルに起因するエコーは最小化され、残留エ
コーは低減されてデータの受信が強化される。データポ
ンプ５６はメモリ５８をプログラムメモリとして用い、
エコー打ち消し係数及びイコライザ係数をストアするた
めにメモリ６０を用いる。

【００２５】コーデック６４のＤ／Ａ６２は、データポ
ンプ５６から受信したシンボルのデジタル表現をシンボ
ルを表現するアナログ信号に変換する。シンボルのデジ
タル表現は、例えばＱＡＭ、ＰＳＫ、あるいはＦＳＫ等
の公知のキャリア変調技法を用いて当該信号のアナログ
表現に変換される。コーデックはＡ／Ｄ及びＤ／Ａを一
パッケージ内に有するデバイスであり、当業者には公知
である。例えば、ＡＴ＆Ｔマイクロエレクトロニクス社
製Ｔ７５２５コーデックなどがこの機能を実行する。

【００２７】ハイブリッド６６は、シンボルのアナログ
表現を、２線あるいは４線の電話通信チャネル、あるい
はワイヤー、ケーブル、光ファイバー、もしくは空間を
伝播する電磁波などによって構成される通信チャネルな
どの通信チャネル上に転送する。離れた場所に位置する
モデムは、この通信チャネルの遠端において情報を受信
する。ハイブリッド６６は、通信チャネルからシンボル
を受信し、それらをコーデック６４のＡ／Ｄ７０に転送
する。ハイブリッド６６に関する多くの実施例は当業者
には公知である。

【００２８】コーデック６４のＡ／Ｄ７０は、シンボル
のアナログ表現をシンボルのデジタル表現に変換する。
シンボルのデジタル表現はデータポンプ５６宛に送出さ
れ、前述された標準に従ってデコードされるビットスト
リームに変換される。データポンプ５６は、受信された
シンボルからエコーを除去するためにエコーの推定値を
用いる。エコーの推定値は完全ではなく、受信されたシ
ンボルと組み合わせられた場合に受信されたシンボル中
に残留エコーを残す。本発明は、この残留エコーの影響
を、より低い平均信号レベルで送信することによって最
小化する。データポンプ５６からのデコードされたビッ
トストリームは制御プロセッサ５０に供給され、エラー
検出及び再送信が実行されて必要な場合にはデータ伸長
がなされる。制御プロセッサ５０からのデータはＤＴＥ
に転送される。

【００２９】データポンプ５６は、モデム３８とモデム
４０との間の最初の接続の間にトレーニングされる。こ
のトレーニングは、半二重及び／あるいは全二重トレー
ニングを用いて実行される。このトレーニングプロシー
ジャは当業者には公知であり、前述のＶ．３２及びＶ．
３２ｂｉｓ標準において規定されている。このトレーニ
ングの間、データポンプ５６は、存在するエコーの量、
通信チャネルによって導入されたアイドリング雑音及び
信号歪を決定する。この情報は、データ転送が開始され
る時点で用いられる平均信号レベル、シンボル配置、エ
コー打ち消し係数、イコライザ係数及び転送レートを決
定するために用いられる。通常、より高い平均信号レベ
ルは、前述されている標準のうちの一つによって規定さ
れるレベルに等しい。より低い平均信号レベルは、前記
より高い平均信号レベルより例えば２４ｄＢ低い、固定
されたレベルである。より低い平均信号レベルを、トレ
ーニング中に検出されたチャネル障害に基づかせること
も可能である。例えば、大量のチャネル障害が存在する
場合にはより低い平均信号レベルは大きく、少量のチャ
ネル障害しか存在しない場合にはより低い平均信号レベ
ルは小さくなる。メモリ５３内の残存量を構成するデー
タ量に基づいて平均信号レベルの一方あるいは双方を変
化させることも可能である。

【００３０】ある種のアプリケーションにおいては、平
均信号レベルを設定できる最低限界が存在する。このよ
うな場合には、定常的なトーンが送信信号に付加され、
離れた場所に位置するモデムによって差し引かれるよう
にする、ということも可能である。この定常トーンは送
出される信号のレベルを電話ネットワークによって設定
される要求を充足するポイントまで上昇させると同時に
エコー打ち消しに関する影響を最小化する。このトーン
は一定であるために予測が可能であり、受信側モデムに
よって容易に除去されうる。

【００３１】図７は、Ｖ．３２ｂｉｓ標準において規定
されたスタートアッププロシージャを示した図である。
本発明において用いられるスタートアッププロシージャ
はＶ．３２標準と同様のものである。”Ｔ”はシンボル
インターバルすなわちピリオドをあらわしており、Ｖ．
３２ｂｉｓモデムに関してはおよそ１／２４００秒であ
る。このシーケンスは、発信側モデムが応答側モデムか
らの少なくとも１秒以上は持続する応答トーン８０を受
信した時点で開始される。応答トーンの形態はＶ．２５
標準において規定されている。応答トーンに応答して、
発信側モデムはセグメント８２によって示されているキ
ャリア状態Ａの反復送信を開始する。状態Ａが応答側モ
デムによって検出されると、応答側モデムは応答トーン
の送出を停止し、セグメント８４によって示されている
キャリア状態ＡＣの反復送信を開始する。キャリア状態
Ａ及びＣはＶ．３２ｂｉｓ標準において規定されてい
る。応答側モデムはＡＣ状態の送信を１２８シンボルイ
ンターバル以上の偶数個のシンボルインターバルの期
間、発信側モデムからのキャリア状態Ａが少なくとも６
４シンボルインターバルの間じゅう検出され続けるま
で、送信し続ける。この時点で、応答側モデムは位相反
転を開始し、セグメント８６によって示されている偶数
個のシンボルインターバルの間、状態ＣＡの反復送信を
行なう。さらに、応答側モデムは、状態ＣＡの送信を開
始した時刻にカウンタをスタートさせる。このカウンタ
は、ラウンドトリップタイムＭＴを測定するために用い
られる。発信側モデムがＡＣからＣＡへの位相反転を検
出すると、まず６４±２シンボルインターバル間だけ待
機し、その後セグメント８８によって示されているキャ
リア状態Ｃの反復送信を開始する。発信側モデムは、ラ
ウンドトリップ送信タイムＮＴを測定するためのカウン
タもスタートさせる。応答側モデムは、ＡからＣへの位
相反転を検出すると、ラウンドトリップタイムＭＴを測
定するカウンタを停止し、６４±２シンボルインターバ
ルに等しい期間だけ待機する。その後、応答側モデムは
位相反転を開始し、セグメント９０によって示されてい
るキャリア状態ＡＣの反復送信を開始する。発信側モデ
ムが、応答側モデムが状態ＡＣの送信を開始した時点で
なされた位相反転を検出すると、発信側モデムはラウン
ドトリップディレイタイムを測定していたカウンタを停
止し、送信を停止する。応答側モデムは、送信側モデム
が送信を終了したことによる入力トーンの欠落を検出す
ると、１６シンボルインターバル間、送信を停止する。
セグメント８０から９０までは、現在のＶ．３２ｂｉｓ
標準とのコンパチビリティを実現するために、双方のモ
デムによって前記より高い平均信号レベルにおいて送信
される。

【００３２】第１トレーニングシーケンスは、応答側モ
デムによって実行される。応答側モデムは第１トレーニ
ングシーケンスを前記より高い平均信号レベルで送出す
る。この時点においては、この応答側モデムが高速送信
方向を有することが仮定されている。（発信側モデムが
高速送信方向を有すると仮定して開始することも可能で
ある。）応答側モデムは、１６シンボルインターバルの
間待機した後、セグメント９２の間にＶ．３２ｂｉｓに
よって規定されたオプションの特別なエコー打ち消しト
レーニングシーケンスを送信する。通常、１６シンボル
インターバルの間待機した後、応答側モデムはセグメン
ト９４の間に２５６シンボルインターバル分Ｓシーケン
スを送信し、セグメント９６の間に１６シンボルインタ
ーバル分Ｓバーシーケンスを送信する。これらのシーケ
ンスはＶ．３２ｂｉｓ標準において規定されている。Ｓ
バーシーケンスの後、ＴＲＮシーケンスが少なくとも１
２８０シンボルインターバルの間送信される；しかしな
がら、ＴＲＮ送信は８１９２シンボルインターバルを越
えることはない。このシーケンスもＶ．３２ｂｉｓ標準
において規定されている。期間９４、９６及び９８の間
に送出されたシーケンスは、発信側モデムのイコライザ
係数及び応答側モデムのエコー打ち消し係数を生成する
ために用いられる。セグメント９８におけるＴＲＮシー
ケンスの送信の後、応答側モデムはセグメント１００の
間レート信号Ｒ１の送信を行なう。Ｖ．３２及びＶ．３
２ｂｉｓモデムとのコンパチビリティを実現するため
に、レート信号Ｒ１は、本発明において予備ビットのう
ちの一つが非対称通信をサポートしていることを示す”
非対称”ビットとして用いられることを除いて、Ｖ．３
２ｂｉｓ標準で規定されたものを用いている。

【００３３】Ｒ１シーケンスの受信に応答して、発信側
モデムは非対称ビットをモニタする。非対称ビットがセ
ットされていない場合には発信側モデムはＶ．３２ｂｉ
ｓモードに留まり、非対称ビットがセットされている場
合には、発信側モデムは前記より低い平均信号レベルで
の送信を行ない、発信側モデムによって測定された期間
ＮＴにわたるＳシーケンスの送信を開始する。応答側モ
デムは、発信側モデムからのＳシーケンスを検出すると
送信を停止する。セグメント１０２に示されている期間
ＮＴにわたる最初のＳシーケンスの送信が終了すると、
発信側モデムはセグメント１０４の間、Ｖ．３２ｂｉｓ
によって規定されたオプションの特定のエコー打ち消し
トレーニングシーケンスを送信する。通常、最初のＳシ
ーケンスの送信の後、発信側モデムはセグメント１０６
の間、Ｓシーケンスを２５６シンボルインターバル分送
信する。セグメント１０６における送信が完了すると、
発信側モデムはセグメント１０８の間にシーケンスＳバ
ーを１６シンボル期間分送信する。Ｓバーシーケンスの
送信の後、発信側モデムはセグメント１１０の間にＴＲ
Ｎシーケンスを少なくとも１２８０シンボル期間分送信
する。ＴＲＮシーケンスの送信は、８１９２シンボル期
間を越えない。これらのシーケンスは、応答側モデムの
イコライザ係数及び発信側モデムのエコー打ち消し係数
を生成するために用いられる。セグメント１１２の間
に、発信側モデムは、データ受信が可能な最高レートを
示すレート信号Ｒ２を送出し、非対称通信が可能である
ことを示す非対称ビットをセットする。信号Ｒ２は、予
備ビットが非対称通信能力を示すために用いられている
点を除いてＶ．３２ｂｉｓ標準に規定されているもので
ある。いずれかのモデムが非対称ビットをセットしない
場合には、対称送信がなされることが仮定されており、
双方のモデムが前記より高い平均信号レベルでの送信を
行なった後にＶ．３２ｂｉｓに従った通信がなされる。
非対称ビットがセットされている場合には、レート信号
ビットＢ５、Ｂ６、Ｂ９及びＢ１０はマルチプライヤを
表す。高速転送方向のビットレートは、２４００あるい
は現時点でのシンボルレートにマルチプライアを乗じた
ものに等しい。さらに、より低い全てのビットレートが
利用可能であることが仮定されている。現時点でＶ．３
２ｂｉｓによって規定されているものよりも高いレート
を表すために規定されたレート信号内の予備ビットを用
いるあるいは新たなビットを付加することも可能であ
る。

【００３４】応答側モデムは、レート信号Ｒ２を検出す
ると、前記より高い平均信号レベルでの送信を行なう。
応答側モデムは、シーケンスＳをセグメント１１４の間
に２５６シンボルインターバル分、セグメント１１６の
間にシーケンスＳバーを１６シンボルインターバル分、
及びセグメント１１８の間にシーケンスＴＲＮを少なく
とも１２８０シンボルインターバル分、それぞれ送信す
る。ＴＲＮシーケンスは８１９２シンボルインターバル
分を越えて送信されることはない。ＴＲＮシーケンスの
送信の後、応答側モデムはセグメント１２０の間にレー
ト信号Ｒ３を送信する。レート信号Ｒ３は、レート信号
Ｒ２と応答側モデムの送信能力との間の最高共通レート
を規定する。信号Ｒ３内のレートは、高速通信レートを
規定する。レート信号Ｒ３は、信号Ｒ２がそれ自体のレ
ートを規定するのと同一の様式で通信レートを規定す
る。低速通信レートは４８０ｂｐｓと仮定されている。
このレートは低速チャネルにおける大部分の共通利用に
関して適切である。なぜなら、このレートを用いること
によってＤＴＥがタイプされた文字をエコーバックする
ことが可能になり、アクノレッジ／ネガティブアクノレ
ッジ（ａｃｋ／ｎａｋ）などのレスポンスを送信するこ
とが許可されるからである。モデムが同意できるような
他の低速通信レートの組を用いることも可能である。発
信側モデムは、レート信号Ｒ３を検出すると、セグメン
ト１２２の間にシーケンスＥを８シンボルインターバル
分送信する。シーケンスＥはＶ．３２標準において規定
されている。セグメント１２２におけるシーケンスＥの
送信の後、発信側モデムはセグメント１２４の間にシー
ケンスＢ１の送信を開始する。応答側モデムは、発信側
モデムによって送信されたＥシーケンスを検出すると、
セグメント１２６の間にＥシーケンスを８シンボルイン
ターバル分送信する。発信側モデムは、応答側モデムか
らのＥシーケンスを検出すると、Ｂ１シーケンスの送信
をさらに１２８シンボルインターバル分継続する。Ｂ１
シーケンスの送信の後、発信側モデムはデータの送受信
の準備が整った状態になる。セグメント１２６における
Ｅシーケンスの送信の後、応答側モデムはシーケンスＢ
１をセグメント１２８の間に１２８シンボルインターバ
ル分送信する。このＢ１シーケンスの送信の後、応答側
モデムもデータの送受信の準備が整った状態になる。

【００３５】モデム間の通信チャネルの品質が変化する
場合には、モデムに新たなデータレート、改善されたエ
コー打ち消し及び信号受容を設定させるように再びトレ
ーニングすることが必要になることが時々ある。発信側
モデムはシーケンスＡＡをより低い平均信号レベルで送
信することによって再トレーニングを開始し、応答側モ
デムはより高い平均信号レベルでシーケンスＣＡを送信
することによって再トレーニングを開始する。その後、
図６に関連して既に規定されたシーケンスの残りの部分
がセグメント８２及び８４から開始される。

【００３６】前述されているように、高速チャネルの方
向を変更する必要が生ずる場合が時々ある。このこと
は、低速送信側が応答トーンを送信して高速送信側と仮
定されている応答モデムに実効的に移行することによっ
て開始される新たなスタートアッププロシージャを実行
することによって実現される。スタートアッププロシー
ジャに引き続き、図６に関連して議論されたシーケンス
の残りの部分が実行される。

【００３７】通信チャネルの状況の変化が高速受信側の
データ受信能力に影響を与えたために、高速送信レート
の再協議が必要になる場合が時々生ずる。高速受信側モ
デム（発信側モデム）は、より低い平均信号レベルを用
いて再協議要求を送信し、応答側モデムはより高い平均
信号レベルを用いることによって応答する。図８は、発
信側モデムによって開始されたレート再協議を示してい
る。ここに示されているシーケンス及び信号はＶ．３２
ｂｉｓ標準によって規定されている。レート信号は、信
号Ｒ２がそれ自体のレートを規定したのと同一の様式で
通信レートを表わしている。発信側モデムは、セグメン
ト１３０の間にシーケンスＡＡを５６シンボルインター
バル分送信することによって開始し、それに引き続いて
セグメント１３２の間にシーケンスＣＣを８シンボルイ
ンターバル分送信する。その後、セグメント１３４の間
に、レート信号Ｒ４を少なくとも６４シンボルインター
バル分送信する。この信号は利用可能な最高受信レート
を規定している。レート信号Ｒ４の受信に応答して、受
信側モデムはセグメント１３６の間にＡＣシーケンスを
５６シンボルインターバル分送信し、セグメント１３８
の間にＣＡシーケンスを８シンボルインターバル分送信
する。その後、応答側モデムはセグメント１４０の間に
レート信号Ｒ５を６４シンボルインターバル分送信す
る。レート信号Ｒ５は利用可能な最高送信レートを規定
している。レート信号Ｒ５に応答して、発信側モデムは
セグメント１４２の間にシーケンスＥを８シンボルイン
ターバル分送信し、セグメント１４４の間にシーケンス
Ｂ１を２４シンボルインターバル分送信する。セグメン
ト１４４の後、発信側モデムは新たなレートで受信する
準備が整った状態になる。応答側モデムは、セグメント
１４０においてレート信号Ｒ５を送信した後、セグメン
ト１４６の間にシーケンスＥを８シンボルインターバル
分送信し、セグメント１４８の間にＢ１シーケンスを２
４シンボルインターバル分送信する。セグメント１４８
の後、応答側モデムは新たなレートで送信する準備が整
った状態になる。この新たな高速転送レートは、レート
信号Ｒ４とＲ５との間の最高共通レートである。低速転
送レートは４８０ｂｐｓと仮定されている。モデムの同
意することを可能にするような別の低速通信レートの組
の利用も可能である。

【００３８】低速で受信している応答側モデムが、再協
議を開始することも可能である。応答側モデムは、再協
議要求をより高い平均信号レベルを用いて送信し、発信
側モデムはより低い平均信号レベルを用いて応答する。
図９は、応答側モデムによって開始されたレート再協議
を示している。この状況においては、応答側モデムはＡ
Ｃシーケンスをセグメント１６０の間に５６シンボルイ
ンターバル分送信することによってレート再協議を開始
する。このＡＣシーケンスに引き続いてセグメント１６
２の間にＣＡシーケンスが８シンボルインターバル分、
セグメント１６４の間にレート信号Ｒ５が少なくとも６
４シンボルインターバル分、それぞれ送信される。レー
ト信号Ｒ５は、利用可能な最高送信レートを規定してい
る。レート信号Ｒ５の受信に応答して、発信側モデムは
セグメント１６６の間にＡＡシーケンスを５６シンボル
インターバル分送信し、セグメント１６８の間にＣＣシ
ーケンスを８シンボルインターバル分送信する。ＣＣシ
ーケンスの送信の後、発信側モデムはセグメント１７０
の間にレート信号Ｒ４を６４シンボルインターバル分送
信する。レート信号Ｒ４は、利用可能な最高受信レート
を規定している。レート信号Ｒ４の受信に応答して、受
信側モデムはセグメント１７２の間にシーケンスＥを８
シンボルインターバル分送信し、セグメント１７４の間
にシーケンスＢ１を２４シンボルインターバル分送信す
る。Ｂ１シーケンスを送信した後、応答側モデムは新た
なレートでの送受信の準備が整った状態になる。発信側
モデムは、レート信号Ｒ４の送信を完了した後、セグメ
ント１７６の間にシーケンスＥを８シンボルインターバ
ル分送信し、セグメント１７８の間にシーケンスＢ１を
２４シンボルインターバル分送信する。Ｂ１シーケンス
の送信の後、発信側モデムは新たなレートでの送受信の
準備が整った状態になる。新たな高速送信は、レート信
号Ｒ４とＲ５との間の最高共通レートでなされる。低速
送信レートは４８０ｂｐｓと仮定されている。モデムが
同意できるようなその他の低速通信レートを含む別の信
号レートの組を用いることも可能である。

【００３９】通信開始、再トレーニング、高速通信の方
向の変換、及びレート再協議に係る前述されている技法
は、他の標準あるいは他の標準を修正したものの利用、
もしくは別に規定された信号及びステップのシーケンス
を用いることによって実行され得る。どのような技法が
用いられても良いが、双方のモデムが同一あるいはコン
パチブルな技法を用いなければならない。

【００４０】本発明の別の実施例においては、周波数分
割多重化モデムの平均信号レベルが変化させられる。図
１０は、周波数分割多重化モデム１９０と１９２との間
の通信がなされる際に用いられる帯域及び平均信号レベ
ルを示した図である。この実施例においては、モデム１
９０がより高いレートでデータを受信してより低いレー
トでデータを送信し、モデム１９２がより高いレートで
データを送信してより低いレートでデータを受信する。
座標軸１９４は平均信号レベルを示しており、座標軸１
９６は帯域をヘルツで示している。曲線１９８は情報を
モデム１９２からモデム１９０へ送信するために用いら
れるバンド２００の帯域及び信号レベルを示しており、
曲線２０２は情報をモデム１９０からモデム１９２へ送
信するために用いられるバンド２０４の帯域及び信号レ
ベルを示している。これらの曲線は、モデム１９０がモ
デム１９２より低い平均信号レベルで送信することを表
わしている。より多くのデータを受信するモデム１９０
は、バンド２０４内の信号エネルギーを最小にするため
により低い平均信号レベルで送信する。その結果、モデ
ム１９０のフィルタの阻止帯域内のバンド２０４内には
より少ないエネルギーしか存在しないことになる。この
ことにより、フィルタを通過してしまう残留信号エネル
ギーの量が減少し、モデム１９０にとっての信号対雑音
比が向上する。この向上した信号対雑音比により、モデ
ム１９０がより高いレートで情報を受信することが可能
になる。スタートアップ、再トレーニング、高速チャネ
ル方向変更及びレート再協議に関するプロシージャは、
前述されているプロシージャと同一である。

【００４１】さらに、本発明に係る技法により、周波数
分割多重化モデムの費用が低下させられうる。バンド２
０４の信号レベルを低下させることにより、モデムのフ
ィルタによって濾波されなければならないエネルギーが
低減される。このことによってフィルタ側からのフィル
タに関する性能要求が低減され、より安価でより複雑で
はないフィルタの利用が可能になる。

【００４２】モデム１９０とモデム１９２との間の通信
チャネルは、２線あるいは４線の電話通信回線を有して
いる。あるいは、通信チャネルは、電話ネットワーク、
ワイヤー、ケーブル、光ファイバあるいは空間を介して
送信された電磁波などからなるものでも良い。

【００４３】前記モデムのうちの一方あるいは双方は、
電気的もしくは光学的形態を有するアナログ信号、ある
いは電気的もしくは光学的形態を有するデジタル信号を
送受信する他の通信デバイスによって置換されうる。前
記アナログ信号は、例えばＱＡＭ信号、ＰＳＫ信号ある
いはＦＳＫ信号を含んでいる。前記デジタル信号は、例
えばＰＣＭ信号を含んでいる。

【００４４】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので，この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。

【００４５】

【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、モ
デムを用いた通信における通信レートを向上させる方法
が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術に係る、非対称レートを有する周波
数分割多重化モデムによって用いられる通信チャネル帯
域及び信号レベルを示した図。

【図２】 従来技術に係る、エコー打ち消しモデムによ
って用いられる通信チャネル帯域及び信号レベルを示し
た図。

【図３】 本発明の一実施例において用いられる、通信
チャネル帯域及び信号レベルを示した図。

【図４】 より高い平均信号レベルに係るシンボル配置
を示した図。

【図５】 より低い平均信号レベルに係るシンボル配置
を示した図。

【図６】 代表的なエコー打ち消しモデムのブロック
図。

【図７】 スタートアップ手続きを示した図。

【図８】 発信側モデムによって開始されたレート再協
議を示す図。

【図９】 着信側モデムによって開始されたレート再協
議を示す図。

【図１０】 本発明の別の実施例において用いられる通
信チャネル帯域及び信号レベルを示す図。

【符号の説明】

２、４ 座標軸 ６、１２ 曲線 ８、１０ モデム １８、２０ 座標軸 ２２、２４ モデム ３０、３２ 座標軸 ３４、３６ 曲線 ３８、４０ モデム ４４ 平均信号レベル ４５、４６ シンボル ４７ 平均信号レベル ４８、４９ シンボル ５０ 制御プロセッサ ５２、５３、５８、６０ メモリ ５４ 制御パネル ５６ データポンプ ６２ Ｄ／Ａコンバータ ６４ コーデック ６６ ハイブリッド ７０ Ａ／Ｄコンバータ １９０、１９２ モデム １９４、１９６ 座標軸 １９８、２０２ 曲線 ２００、２０４ バンド

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信デバイスを用いて、近端及び遠端を
   有する通信チャネルを介して情報を伝達する方法におい
   て、 （ａ） 前記通信チャネルの前記近端において、第１平
   均信号レベルで第１シンボル群を送信するステップと、 （ｂ） 前記通信チャネルの前記遠端において、前記第
   １平均信号レベルよりも高い第２平均信号レベルで送信
   された第２シンボル群を受信するステップと を含むことを特徴とする通信方法。
2. 【請求項２】 情報を第１レートで送信するステップ
   と、 前記第１レートよりも高い第２レートで情報を受信する
   ステップとを更に含むことを特徴とする請求項第１項に
   記載の方法。
3. 【請求項３】 前記（ａ）ステップが、第１シンボル配
   置（コンステレーション）に属するシンボルを送信する
   ステップを有しており、 前記（ｂ）ステップが、前記第１シンボル配置以上のシ
   ンボルを有する第２シンボル配置に属するシンボルを受
   信するステップを有することを特徴とする請求項第２項
   に記載の方法。
4. 【請求項４】 送信さるべき情報の残存量をモニタし
   て、前記残存量がしきい値を超過した場合には、前記第
   １平均信号レベル及び前記第２平均信号レベルを変更す
   るステップを更に有することを特徴とする請求項第１項
   に記載の方法。
5. 【請求項５】 モデムを用いて、近端及び遠端を有する
   通信チャネルを介して情報を伝達する方法において、 （ａ） 前記通信チャネルの前記近端において、第１平
   均信号レベルで第１シンボル群を送信するステップと、 （ｂ） 前記通信チャネルの前記遠端において、前記第
   １平均信号レベルよりも高い第２平均信号レベルで送信
   された第２シンボル群を受信するステップと、 （ｃ） 通信チャネルの帯域のうちの実質的に同一の部
   分をシンボルの送受信に用いるステップとを含むことを
   特徴とする通信方法。
6. 【請求項６】 情報を第１レートで送信するステップ
   と、 前記第１レートよりも実質的に高い第２レートで情報を
   受信するステップと、 をさらに含むことを特徴とする請求項第５項に記載の方
   法。
7. 【請求項７】 前記（ａ）ステップが、第１シンボル配
   置に属するシンボルを送信するステップを有し、 前記（ｂ）ステップが、前記第１シンボル配置以上のシ
   ンボルを有する第２シンボル配置に属するシンボルを受
   信するステップを有することを特徴とする請求項第６項
   に記載の方法。
8. 【請求項８】 モデムを用いて、近端及び遠端を有する
   通信チャネルを介して情報を伝達する方法において、 （ａ） 前記通信チャネルの前記近端において第１平均
   信号レベルで第１シンボル群を送信するステップと、 （ｂ） 前記通信チャネルの前記遠端にて前記第１平均
   信号レベルよりも実質的に高い第２平均信号レベルで送
   信された第２シンボル群を受信するステップと、 （ｄ） 通信チャネルの帯域のうちの実質的に相異なっ
   た部分をシンボルの送受信に用いるステップと、 を含むことを特徴とする通信方法。
9. 【請求項９】 情報を第１レートで送信するステップ
   と、 前記第１レートよりも実質的に高い第２レートで情報を
   受信するステップとを更に含むことを特徴とする請求項
   第８項に記載の通信方法。
10. 【請求項１０】 前記（ａ）ステップが、第１シンボル
    配置に属するシンボルを送信するステップを有し、 前記（ｂ）ステップが、前記第１シンボル配置以上のシ
    ンボルを有する第２シンボル配置に属するシンボルを受
    信するステップを有することを特徴とする請求項第９項
    に記載の通信方法。