JPH0795256A - 音声とデータの同時送信方法 - Google Patents
音声とデータの同時送信方法Info
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- JPH0795256A JPH0795256A JP6154295A JP15429594A JPH0795256A JP H0795256 A JPH0795256 A JP H0795256A JP 6154295 A JP6154295 A JP 6154295A JP 15429594 A JP15429594 A JP 15429594A JP H0795256 A JPH0795256 A JP H0795256A
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G7/00—Volume compression or expansion in amplifiers
- H03G7/007—Volume compression or expansion in amplifiers of digital or coded signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J7/00—Multiplex systems in which the amplitudes or durations of the signals in individual channels are characteristic of those channels
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/32—Carrier systems characterised by combinations of two or more of the types covered by groups H04L27/02, H04L27/10, H04L27/18 or H04L27/26
- H04L27/34—Amplitude- and phase-modulated carrier systems, e.g. quadrature-amplitude modulated carrier systems
- H04L27/345—Modifications of the signal space to allow the transmission of additional information
- H04L27/3461—Modifications of the signal space to allow the transmission of additional information in order to transmit a subchannel
- H04L27/3483—Modifications of the signal space to allow the transmission of additional information in order to transmit a subchannel using a modulation of the constellation points
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
- Telephonic Communication Services (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 音声信号とデータ信号を同時に伝送するシス
テムを提供する。 【構成】 音声信号は、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）を
介して送信される前にデータ信号に付加される。特に、
各信号期間において、信号点を音声信号とデータ信号の
両方の関数として送信用に選択する。音声信号は、デー
タ信号に対し、有効にオフセットされているので、圧伸
器は送信された音声信号とデータ信号のＳＮ比を改善す
ることはない。それ故に、音声信号はＰＳＴＮを介して
送信される前に、送信器内でさらに圧伸され、この送信
器内で圧伸により音声信号とデータ信号の結合に対する
ＳＮ比を改善する。
テムを提供する。 【構成】 音声信号は、公衆電話交換網（ＰＳＴＮ）を
介して送信される前にデータ信号に付加される。特に、
各信号期間において、信号点を音声信号とデータ信号の
両方の関数として送信用に選択する。音声信号は、デー
タ信号に対し、有効にオフセットされているので、圧伸
器は送信された音声信号とデータ信号のＳＮ比を改善す
ることはない。それ故に、音声信号はＰＳＴＮを介して
送信される前に、送信器内でさらに圧伸され、この送信
器内で圧伸により音声信号とデータ信号の結合に対する
ＳＮ比を改善する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はデータ通信装置、例え
ば、モデムに関する。特に、本発明は音声信号とデータ
信号の両方を同一通信設備を介して、同時に送信する方
法と装置に関する。
ば、モデムに関する。特に、本発明は音声信号とデータ
信号の両方を同一通信設備を介して、同時に送信する方
法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】音声信号は、大きなダイナミックレンジ
を有し、ゼロ方向に大きく偏った振幅確率分布を有す
る。すなわち、大部分の振幅は極めて小さいが、時々大
きなバーストが発生する。通信ネットワーク、例えば、
公衆電話通信回線網（public switched telephone netw
ork：ＰＳＴＮ）は、その性能を向上するために、大き
な音声信号に対し弱い音声信号を増幅する圧伸器を有す
る。これは通信ネットワークのノイズレベル以上に平均
音声信号レベルを上昇させることにより、信号対雑音比
（ＳＮ比）を改良している。
を有し、ゼロ方向に大きく偏った振幅確率分布を有す
る。すなわち、大部分の振幅は極めて小さいが、時々大
きなバーストが発生する。通信ネットワーク、例えば、
公衆電話通信回線網（public switched telephone netw
ork：ＰＳＴＮ）は、その性能を向上するために、大き
な音声信号に対し弱い音声信号を増幅する圧伸器を有す
る。これは通信ネットワークのノイズレベル以上に平均
音声信号レベルを上昇させることにより、信号対雑音比
（ＳＮ比）を改良している。
【０００３】米国特許出願第０８／０７６５０５号明細
書（出願日１９９３年６月１４日，発明の名称「アナロ
グ及びデジタルの同時通信」）によれば、音声信号を直
交振幅変調（Quadrature Amplitude Modulated：ＱＡ
Ｍ）データ記号に追加して、通信チャネル（例えば、Ｐ
ＳＴＮ）を介して、受信モデムに送信される。特に、各
データ記号は、基準信号点値で、これに音声信号を表す
音声信号ベクトルが付加される。音声信号ベクトルをデ
ータ記号に付加することにより、選定されたデータ記号
と音声信号ベクトルのサイズの両方の関数である被選定
信号点となる。都合の悪いことに、音声信号はデータ信
号に付加されるが、音声信号は各選定されたデータ記号
に対し、異なるオフセットでもって、バイアスされてい
る。ＰＳＴＮは、音声信号が有効なＤＣオフセットを有
することを予定していない。従って、この結果、ＰＳＴ
Ｎ圧伸器からゲインを得ないような低レベル音声信号と
なる。これにより、ＰＳＴＮを介した音声信号の品質は
劣化する。
書（出願日１９９３年６月１４日，発明の名称「アナロ
グ及びデジタルの同時通信」）によれば、音声信号を直
交振幅変調（Quadrature Amplitude Modulated：ＱＡ
Ｍ）データ記号に追加して、通信チャネル（例えば、Ｐ
ＳＴＮ）を介して、受信モデムに送信される。特に、各
データ記号は、基準信号点値で、これに音声信号を表す
音声信号ベクトルが付加される。音声信号ベクトルをデ
ータ記号に付加することにより、選定されたデータ記号
と音声信号ベクトルのサイズの両方の関数である被選定
信号点となる。都合の悪いことに、音声信号はデータ信
号に付加されるが、音声信号は各選定されたデータ記号
に対し、異なるオフセットでもって、バイアスされてい
る。ＰＳＴＮは、音声信号が有効なＤＣオフセットを有
することを予定していない。従って、この結果、ＰＳＴ
Ｎ圧伸器からゲインを得ないような低レベル音声信号と
なる。これにより、ＰＳＴＮを介した音声信号の品質は
劣化する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、音声信号の品質を劣化させることなく、音声信号と
データ信号を同一チャネルを介して同時に伝送できる方
法と装置を提供することである。
は、音声信号の品質を劣化させることなく、音声信号と
データ信号を同一チャネルを介して同時に伝送できる方
法と装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、音声信
号（すなわちアナログ信号）は、ＰＳＴＮに入力される
前に圧伸される。その結果、低レベルの音声信号は増幅
され、音声送信の品質は劣化することはない。
号（すなわちアナログ信号）は、ＰＳＴＮに入力される
前に圧伸される。その結果、低レベルの音声信号は増幅
され、音声送信の品質は劣化することはない。
【０００６】本発明の一実施例によれば、音声信号の表
示は、信号点のシーケンスに符号化される前に、まず伸
長される。この各信号点は、二次元の信号空間から選択
され、音声信号ベクトルを表す。
示は、信号点のシーケンスに符号化される前に、まず伸
長される。この各信号点は、二次元の信号空間から選択
され、音声信号ベクトルを表す。
【０００７】本発明の一実施例は、伸長が行われるの
は、音声信号が二次元の信号点のシーケンスに符号化さ
れた後である。この各信号点は、二次元の信号空間から
選択され、音声信号ベクトルを表す。言い替えると、各
音声信号ベクトルは、データ記号に付加される前に伸長
される。
は、音声信号が二次元の信号点のシーケンスに符号化さ
れた後である。この各信号点は、二次元の信号空間から
選択され、音声信号ベクトルを表す。言い替えると、各
音声信号ベクトルは、データ記号に付加される前に伸長
される。
【０００８】本発明の他の実施例によれば、送信用に選
定された信号点は伸長される。特に、音声信号は、二次
元の信号点のシーケンスに符号化され、各信号点は、二
次元の信号空間から選定され、音声信号ベクトルを表
す。同時に、データ記号は、二次元の記号のシーケンス
に符号化され、この各記号は二次元の信号空間から選定
された信号点により表示される。その後、各音声信号ベ
クトルは、データ信号を表す二次元の記号のシーケンス
の１つに追加されて、信号点を選定する。この得られた
信号点は、ＰＳＴＮを介して送信するために、変調され
る前に伸長アルゴリズムに従って変更される。上記の実
施例では、受信器は、受信信号のそれに対応する反対の
圧縮を実行する。
定された信号点は伸長される。特に、音声信号は、二次
元の信号点のシーケンスに符号化され、各信号点は、二
次元の信号空間から選定され、音声信号ベクトルを表
す。同時に、データ記号は、二次元の記号のシーケンス
に符号化され、この各記号は二次元の信号空間から選定
された信号点により表示される。その後、各音声信号ベ
クトルは、データ信号を表す二次元の記号のシーケンス
の１つに追加されて、信号点を選定する。この得られた
信号点は、ＰＳＴＮを介して送信するために、変調され
る前に伸長アルゴリズムに従って変更される。上記の実
施例では、受信器は、受信信号のそれに対応する反対の
圧縮を実行する。
【０００９】
【実施例】上記の米国特許出願によれば、送信信号は、
Ｎ次元の信号点のシーケンスを表し、各信号点は、少な
くとも二個の別個の信号の関数であるような送信器を開
示している。例えば、これらの信号の１つは音声信号
で、他の信号は、データ信号である。前述したように、
音声信号は大きな振幅範囲を有し、ゼロ方向に大きく偏
った振幅確率分布を有する。すなわち、音声の大部分
は、振幅は小さいが、時たまバースト的に大きくなる。
Ｎ次元の信号点のシーケンスを表し、各信号点は、少な
くとも二個の別個の信号の関数であるような送信器を開
示している。例えば、これらの信号の１つは音声信号
で、他の信号は、データ信号である。前述したように、
音声信号は大きな振幅範囲を有し、ゼロ方向に大きく偏
った振幅確率分布を有する。すなわち、音声の大部分
は、振幅は小さいが、時たまバースト的に大きくなる。
【００１０】上記の特許出願に開示された音声とデータ
の同時送信用に用いられる４−ＱＡＭ記号配置を図１に
示す。データ信号は、各信号期間Ｔでまず符号化され、
４個の領域の１つを選択する。この各領域は、基準記号
「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」の１つによって表され
ている。例えば、記号「Ａ」は領域１を表し、特に、従
来公知の「同位相要素」と「直交位相要素」を表す信号
空間座標点（−１、＋１）により表示される信号点に関
係している。従来データのみの通信システムにおいて
は、送信器はこの記号配置から選択された４個の記号の
内の１つのみを送信する。言い替えると、送信すること
のできるものは、４個の有効信号点座標点のみである。
しかし、アナログ信号（例えば、音声信号）は、この選
定されたデータ記号に付加され、その結果、選定された
領域内のどのような信号点も送信用に選択できる。各有
効領域は、異なるデータ記号に関連している。例えば、
各信号期間Ｔにおいては、音声信号は、音声信号の２つ
のサンプルを提供するよう処理される。これらの２個の
サンプルを用いて、信号点配置の信号空間内の「音声信
号ベクトル」を生成する。例えば、この音声信号ベクト
ルは図１において、νで示されている。言い替えると、
各信号期間における音声信号の２個のサンプルは、信号
点配置の原点の周囲の信号点を選択することになる。こ
の信号点の座標点は、信号点配置の原点からの音声信号
ベクトルνの振幅と角度を決定する。この音声信号ベク
トルは、ベクトル加算によりデータベクトルｄに加算さ
れる。このデータベクトルｄは、各信号期間Ｔ内の選定
されたデータ記号を表す。この得られたベクトルｒは、
選択された領域から伝送用に特定の信号点Ｒを選択す
る。不都合なことに、図１に示されるように、音声信号
ベクトルνをデータベクトルｄにベクトル加算すること
は、どのような音声信号にもオフセットを加えることに
なる。ＰＳＴＮネットワーク内の圧伸器は、音声信号が
ＤＣオフセットに相当するものを有しているとは予測し
ていない。従って、この結果、ＰＳＴＮ圧伸器からは、
ゲインを得ない低レベルの音声信号がでてくる。そし
て、全体としてＰＳＴＮを介した音声伝送の品質を劣化
させることになる。
の同時送信用に用いられる４−ＱＡＭ記号配置を図１に
示す。データ信号は、各信号期間Ｔでまず符号化され、
４個の領域の１つを選択する。この各領域は、基準記号
「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」の１つによって表され
ている。例えば、記号「Ａ」は領域１を表し、特に、従
来公知の「同位相要素」と「直交位相要素」を表す信号
空間座標点（−１、＋１）により表示される信号点に関
係している。従来データのみの通信システムにおいて
は、送信器はこの記号配置から選択された４個の記号の
内の１つのみを送信する。言い替えると、送信すること
のできるものは、４個の有効信号点座標点のみである。
しかし、アナログ信号（例えば、音声信号）は、この選
定されたデータ記号に付加され、その結果、選定された
領域内のどのような信号点も送信用に選択できる。各有
効領域は、異なるデータ記号に関連している。例えば、
各信号期間Ｔにおいては、音声信号は、音声信号の２つ
のサンプルを提供するよう処理される。これらの２個の
サンプルを用いて、信号点配置の信号空間内の「音声信
号ベクトル」を生成する。例えば、この音声信号ベクト
ルは図１において、νで示されている。言い替えると、
各信号期間における音声信号の２個のサンプルは、信号
点配置の原点の周囲の信号点を選択することになる。こ
の信号点の座標点は、信号点配置の原点からの音声信号
ベクトルνの振幅と角度を決定する。この音声信号ベク
トルは、ベクトル加算によりデータベクトルｄに加算さ
れる。このデータベクトルｄは、各信号期間Ｔ内の選定
されたデータ記号を表す。この得られたベクトルｒは、
選択された領域から伝送用に特定の信号点Ｒを選択す
る。不都合なことに、図１に示されるように、音声信号
ベクトルνをデータベクトルｄにベクトル加算すること
は、どのような音声信号にもオフセットを加えることに
なる。ＰＳＴＮネットワーク内の圧伸器は、音声信号が
ＤＣオフセットに相当するものを有しているとは予測し
ていない。従って、この結果、ＰＳＴＮ圧伸器からは、
ゲインを得ない低レベルの音声信号がでてくる。そし
て、全体としてＰＳＴＮを介した音声伝送の品質を劣化
させることになる。
【００１１】それ故に、本発明によれば、音声信号は、
ＰＳＴＮを介して送信される前に伸長されて、通信シス
テムのＳＮ比を改善する。この伸長は、最大振幅レベル
に対して低振幅レベルの音声信号を増幅させる。従来の
μ−法則伸長関数を図２に示す。図２に示すように、伸
長プロセスの逆を行うために、受信器内では圧縮が行わ
れる。この伸長の式は下記の通りである。
ＰＳＴＮを介して送信される前に伸長されて、通信シス
テムのＳＮ比を改善する。この伸長は、最大振幅レベル
に対して低振幅レベルの音声信号を増幅させる。従来の
μ−法則伸長関数を図２に示す。図２に示すように、伸
長プロセスの逆を行うために、受信器内では圧縮が行わ
れる。この伸長の式は下記の通りである。
【数１】 ここで、ｘは伸長された信号を表す。逆に圧縮は次式で
行われる。
行われる。
【数２】 ここで、ｘは圧縮された信号を表し、両方の場合におい
て、μは正の一定値である。一般的なネットワークの圧
伸器においては、μ＝２２５であるが、本発明において
は、μの値は如何なるものでもよい。
て、μは正の一定値である。一般的なネットワークの圧
伸器においては、μ＝２２５であるが、本発明において
は、μの値は如何なるものでもよい。
【００１２】本発明の一実施例を図３に示す。同図には
ライン２１を介して入力される音声信号を伸長する伸長
器２０を有する。この伸長器２０は、式（１）により図
２に示すような関数で動作し、アナログ出力信号を１to
２マッパ次元５０に入力させる。この１to２次元マッパ
５０は、ライン５２、５３上に２個のアナログ信号を生
成し、このアナログ信号は、それぞれ加算器７０、８０
に入力される。ライン５２、５３上の２個のアナログ信
号は、音声信号のサンプルを表し、各信号期間Ｔにおい
て、音声信号ベクトル用の信号点座標点を与える。１to
２次元マッパ５０は、音声信号ベクトルの振幅を換算
（scale）し、その結果、音声信号ベクトルをデータ記
号に付加して、図１に示す信号点の４個の領域の１つ内
の信号点ｒを与える。
ライン２１を介して入力される音声信号を伸長する伸長
器２０を有する。この伸長器２０は、式（１）により図
２に示すような関数で動作し、アナログ出力信号を１to
２マッパ次元５０に入力させる。この１to２次元マッパ
５０は、ライン５２、５３上に２個のアナログ信号を生
成し、このアナログ信号は、それぞれ加算器７０、８０
に入力される。ライン５２、５３上の２個のアナログ信
号は、音声信号のサンプルを表し、各信号期間Ｔにおい
て、音声信号ベクトル用の信号点座標点を与える。１to
２次元マッパ５０は、音声信号ベクトルの振幅を換算
（scale）し、その結果、音声信号ベクトルをデータ記
号に付加して、図１に示す信号点の４個の領域の１つ内
の信号点ｒを与える。
【００１３】各信号期間Ｔにおいて、符号化されたデジ
タル信号は、１to２次元マッパ６０に入力される。そし
て、この１to２次元マッパ６０は、ライン６２、６３上
に２個の出力パルスを生成する。この各出力パルスは、
ライン６１上に到着する符号化デジタル信号に関連する
振幅を有する。ライン５２、６２上の出力は、加算器７
０で組み合わされ、ライン５３、６３の出力は、加算器
８０で組み合わされる。加算器７０と８０の出力は、図
１の信号空間により表される信号の要素、すなわち信号
点ベクトルｒを形成する。加算器７０と８０からの出力
は、モジュレータ（変調器）１２０と１３０にそれぞれ
入力されて、加算器１４０で加算されて、従来公知の変
調信号を形成する。同図には図示していないが、加算器
７０と８０の出力は、ω以下のバンド幅に制限するフィ
ルタにより、さらに処理されて、アライアシングを回避
し、１to２次元マッパ６０の出力サンプルレートの逆数
を少なくとも半分にする。
タル信号は、１to２次元マッパ６０に入力される。そし
て、この１to２次元マッパ６０は、ライン６２、６３上
に２個の出力パルスを生成する。この各出力パルスは、
ライン６１上に到着する符号化デジタル信号に関連する
振幅を有する。ライン５２、６２上の出力は、加算器７
０で組み合わされ、ライン５３、６３の出力は、加算器
８０で組み合わされる。加算器７０と８０の出力は、図
１の信号空間により表される信号の要素、すなわち信号
点ベクトルｒを形成する。加算器７０と８０からの出力
は、モジュレータ（変調器）１２０と１３０にそれぞれ
入力されて、加算器１４０で加算されて、従来公知の変
調信号を形成する。同図には図示していないが、加算器
７０と８０の出力は、ω以下のバンド幅に制限するフィ
ルタにより、さらに処理されて、アライアシングを回避
し、１to２次元マッパ６０の出力サンプルレートの逆数
を少なくとも半分にする。
【００１４】図３において、１to２次元マッパ６０は、
Ｍ-to-Ｎマッパでもよいことは明きらかである。すなわ
ち、この１to２次元マッパ６０は、符号化デジタル信号
の複数（Ｍ）個の符号化デジタル信号を異なる複数
（Ｎ）個の出力信号を生成することができる。同様に、
１to２次元マッパ５０も、Ｍ-to-Ｋ符号化キーでもよ
く、複数のアナログ信号に応答できるものである。同様
に、１to２次元マッパ５０、６０以後の要素の集合（例
えば、加算器７０、８０、モジュレータ（変調器）１２
０、１３０、加算器１４０）は、直交モジュレータ（変
調器）９０を形成するが、１to２次元マッパ５０と６０
の複数の出力に応答するよう構成することもできる。こ
れらの要素は入力信号のすべてに応答できるもので、Ｋ
個の信号、またはＮ個の信号の何れか大きいものを処理
できることを意味する。しかし、このような状況下にお
いて、ユーザは２以上の大きい数（ＫまたはＮ）がシス
テムの次元であり、この次元のあるものはデジタルデー
タでもなく、アナログデータでもないようなものと仮定
する。デジタルデータでない、すなわちアナログデータ
が存在するような「次元」がある場合には、透過「サイ
ド」情報のような情報をこの次元を使って送信しうる。
Ｍ-to-Ｎマッパでもよいことは明きらかである。すなわ
ち、この１to２次元マッパ６０は、符号化デジタル信号
の複数（Ｍ）個の符号化デジタル信号を異なる複数
（Ｎ）個の出力信号を生成することができる。同様に、
１to２次元マッパ５０も、Ｍ-to-Ｋ符号化キーでもよ
く、複数のアナログ信号に応答できるものである。同様
に、１to２次元マッパ５０、６０以後の要素の集合（例
えば、加算器７０、８０、モジュレータ（変調器）１２
０、１３０、加算器１４０）は、直交モジュレータ（変
調器）９０を形成するが、１to２次元マッパ５０と６０
の複数の出力に応答するよう構成することもできる。こ
れらの要素は入力信号のすべてに応答できるもので、Ｋ
個の信号、またはＮ個の信号の何れか大きいものを処理
できることを意味する。しかし、このような状況下にお
いて、ユーザは２以上の大きい数（ＫまたはＮ）がシス
テムの次元であり、この次元のあるものはデジタルデー
タでもなく、アナログデータでもないようなものと仮定
する。デジタルデータでない、すなわちアナログデータ
が存在するような「次元」がある場合には、透過「サイ
ド」情報のような情報をこの次元を使って送信しうる。
【００１５】信号空間において、１to２次元マッパ５０
と１to２次元マッパ６０のＮ個の出力信号（ＮはＫ以
上）は、多次元空間（例えば、Ｎ次元空間）のベクトル
の要素の集合に相当する。この多次元空間の座標点は、
直交モジュレータ（変調器）９０内の直交変調信号に対
応する。図３において、２個の直交変調信号は、cosω
ｔとsinωｔであるが、他の変調信号も使用できる。例
えば、符号分割多重化（code division multiplexing：
ＣＤＭＡ）である。本発明においては、直交変調信号は
同等の要素信号を含む送信された信号を生成する変調信
号で、これにより、受信器が受信信号をその変調信号に
応答して、生成される成分要素信号に分割できるように
する。図１に対し、直交モジュレータ（変調器）９０
は、１to２次元マッパ６０により生成された要素により
表示される記号ベクトルと、１to２次元マッパ５０によ
り生成された要素により表示されるアナログ情報ベクト
ルとのベクトル加算を実行する。
と１to２次元マッパ６０のＮ個の出力信号（ＮはＫ以
上）は、多次元空間（例えば、Ｎ次元空間）のベクトル
の要素の集合に相当する。この多次元空間の座標点は、
直交モジュレータ（変調器）９０内の直交変調信号に対
応する。図３において、２個の直交変調信号は、cosω
ｔとsinωｔであるが、他の変調信号も使用できる。例
えば、符号分割多重化（code division multiplexing：
ＣＤＭＡ）である。本発明においては、直交変調信号は
同等の要素信号を含む送信された信号を生成する変調信
号で、これにより、受信器が受信信号をその変調信号に
応答して、生成される成分要素信号に分割できるように
する。図１に対し、直交モジュレータ（変調器）９０
は、１to２次元マッパ６０により生成された要素により
表示される記号ベクトルと、１to２次元マッパ５０によ
り生成された要素により表示されるアナログ情報ベクト
ルとのベクトル加算を実行する。
【００１６】図４において、チャネルから受信した変調
入力信号はディモジュレータ（復調器）２１０に加えら
れ、このディモジュレータ（復調器）２１０は、同位相
成分と直交位相成分とを生成する。これらは、チャネル
・スライサ２２０に入力され、このチャネル・スライサ
２２０は、記号を識別し、すなわち、受信信号点を図１
の信号点配置から最近接のデータ記号にマッピングす
る。チャネル・スライサ２２０は、この識別された記号
を２to１ディマッパ２３０に供給し、この２to１ディマ
ッパ２３０は、１to２次元マッパ６０と逆の作用を実行
する。さらに、図４は、１to２次元マッパ２４０を有
し、この１to２次元マッパ２４０は、チャネル・スライ
サ２２０により生成された記号に応答する。１to２次元
マッパ２４０の出力は、同位相と直交位相の成分の組
（図３では加算器７０、８０に入力される）である。１
to２次元マッパ２４０の出力は、減算器２５０、２６０
で、ディモジュレータ（復調器）２１０の出力から減算
される。減算器２５０と２６０の出力は、２to１ディマ
ッパ２７０に供給され、この２to１ディマッパ２７０
は、アナログサンプルを再結合して、伸長アナログ信号
を生成する。２to１ディマッパ２７０は、１to２次元マ
ッパ５０と逆の作用をする。この伸長したアナログ信号
は圧縮器２９５に入力され、この圧縮器２９５は、伸長
器２０と逆の作用をする。すなわち、式（２）を実行す
る。圧縮器２９５は再生された音声信号をライン２９６
に送信する。
入力信号はディモジュレータ（復調器）２１０に加えら
れ、このディモジュレータ（復調器）２１０は、同位相
成分と直交位相成分とを生成する。これらは、チャネル
・スライサ２２０に入力され、このチャネル・スライサ
２２０は、記号を識別し、すなわち、受信信号点を図１
の信号点配置から最近接のデータ記号にマッピングす
る。チャネル・スライサ２２０は、この識別された記号
を２to１ディマッパ２３０に供給し、この２to１ディマ
ッパ２３０は、１to２次元マッパ６０と逆の作用を実行
する。さらに、図４は、１to２次元マッパ２４０を有
し、この１to２次元マッパ２４０は、チャネル・スライ
サ２２０により生成された記号に応答する。１to２次元
マッパ２４０の出力は、同位相と直交位相の成分の組
（図３では加算器７０、８０に入力される）である。１
to２次元マッパ２４０の出力は、減算器２５０、２６０
で、ディモジュレータ（復調器）２１０の出力から減算
される。減算器２５０と２６０の出力は、２to１ディマ
ッパ２７０に供給され、この２to１ディマッパ２７０
は、アナログサンプルを再結合して、伸長アナログ信号
を生成する。２to１ディマッパ２７０は、１to２次元マ
ッパ５０と逆の作用をする。この伸長したアナログ信号
は圧縮器２９５に入力され、この圧縮器２９５は、伸長
器２０と逆の作用をする。すなわち、式（２）を実行す
る。圧縮器２９５は再生された音声信号をライン２９６
に送信する。
【００１７】本発明の他の実施例を図５に示す。図５と
前記の第１の実施例との違いは、伸長が、音声信号が信
号点配置の信号空間に入力された後行われる点である。
この音声信号は、１to２次元マッパ５０に入力される。
この１to２次元マッパ５０はライン５２、５３上に２個
のアナログ信号を生成し、それらは伸張器１５に入力さ
れる。この伸張器１５は、図２に示したように、高レベ
ルのアナログ信号よりも低レベルのアナログ信号を伸長
する。伸張器１５は、ライン５８、５９上に出力信号を
生成し、直交モジュレータ（変調器）９０に送信する。
この直交モジュレータ（変調器）９０は、図３の実施例
と同一の機能を有する。同様に、図６は本発明の受信器
のブロック図である。図６の受信器は図４の受信器と同
様に機能するが、但し、相違点は、圧縮器３９５は、減
算器２５０、２６０から出力信号を受信し、ライン２９
６、２９７上の出力信号を２to１ディマッパ２７０に供
給し、この２to１ディマッパ２７０がアナログサンプル
を再結合して、アナログ信号を生成する。２to１ディマ
ッパ２７０は、１to２次元マッパ５０の逆の作用をす
る。
前記の第１の実施例との違いは、伸長が、音声信号が信
号点配置の信号空間に入力された後行われる点である。
この音声信号は、１to２次元マッパ５０に入力される。
この１to２次元マッパ５０はライン５２、５３上に２個
のアナログ信号を生成し、それらは伸張器１５に入力さ
れる。この伸張器１５は、図２に示したように、高レベ
ルのアナログ信号よりも低レベルのアナログ信号を伸長
する。伸張器１５は、ライン５８、５９上に出力信号を
生成し、直交モジュレータ（変調器）９０に送信する。
この直交モジュレータ（変調器）９０は、図３の実施例
と同一の機能を有する。同様に、図６は本発明の受信器
のブロック図である。図６の受信器は図４の受信器と同
様に機能するが、但し、相違点は、圧縮器３９５は、減
算器２５０、２６０から出力信号を受信し、ライン２９
６、２９７上の出力信号を２to１ディマッパ２７０に供
給し、この２to１ディマッパ２７０がアナログサンプル
を再結合して、アナログ信号を生成する。２to１ディマ
ッパ２７０は、１to２次元マッパ５０の逆の作用をす
る。
【００１８】本発明の他の実施例を図７に示す。ここで
は、伸長は、変調用の信号点を選択した後に行われる。
アナログ信号は、１to２次元マッパ５０に入力される。
この１to２次元マッパ５０は、ライン５２、５３上に２
個のアナログ信号を形成し、それらを加算器７０、８０
にそれぞれ入力させる。ライン５２、５３上のこの２個
のアナログ信号は、各信号期間Ｔにおけるアナログ信号
ベクトルの信号点座標点を表す。１to２次元マッパ５０
は、音声信号ベクトルの振幅を制限し、その結果、アナ
ログ信号ベクトルをデータ記号に加算し、図１に示す信
号点の４個の領域の１つ内の信号点ベクトルｒを提供す
る。
は、伸長は、変調用の信号点を選択した後に行われる。
アナログ信号は、１to２次元マッパ５０に入力される。
この１to２次元マッパ５０は、ライン５２、５３上に２
個のアナログ信号を形成し、それらを加算器７０、８０
にそれぞれ入力させる。ライン５２、５３上のこの２個
のアナログ信号は、各信号期間Ｔにおけるアナログ信号
ベクトルの信号点座標点を表す。１to２次元マッパ５０
は、音声信号ベクトルの振幅を制限し、その結果、アナ
ログ信号ベクトルをデータ記号に加算し、図１に示す信
号点の４個の領域の１つ内の信号点ベクトルｒを提供す
る。
【００１９】各信号期間Ｔにおいて、符号化デジタル信
号は、１to２次元マッパ６０に入力され、この１to２次
元マッパ６０は、ライン６２、６３上に２個の出力パル
スを生成し、この出力パルスは、ライン６１上に到達す
る符号化デジタル信号に関連する振幅を所有する。ライ
ン５９、６２上の出力は、加算器７０内で結合され、ラ
イン５８、６３上の出力は加算器８０内で結合される。
加算器７０と８０の出力は、図１の信号空間によって表
される信号の要素を形成する。加算器７０と８０の出力
は伸長器１０に入力される。この伸長器１０は、図２に
示したように、高レベルのアナログ信号よりも低レベル
のアナログ信号を伸長する。伸長器１０は、ライン５
８、５９上の出力信号をモジュレータ（変調器）１２
０、１３０に入力し、このモジュレータ（変調器）１２
０、１３０の出力信号は、加算器１４０内で加算され
て、従来公知の変調信号を形成する。この実施例におい
ては、信号点の伸長は、選択された領域の基準点に関連
して行われている。その結果、ライン６２、６３上の出
力信号は、伸長器１０に入力される。例えば、図１の領
域Ａが選定されたとすると、データ記号Ａの座標点は得
られた出力点の伸長用の基準座標点となる。
号は、１to２次元マッパ６０に入力され、この１to２次
元マッパ６０は、ライン６２、６３上に２個の出力パル
スを生成し、この出力パルスは、ライン６１上に到達す
る符号化デジタル信号に関連する振幅を所有する。ライ
ン５９、６２上の出力は、加算器７０内で結合され、ラ
イン５８、６３上の出力は加算器８０内で結合される。
加算器７０と８０の出力は、図１の信号空間によって表
される信号の要素を形成する。加算器７０と８０の出力
は伸長器１０に入力される。この伸長器１０は、図２に
示したように、高レベルのアナログ信号よりも低レベル
のアナログ信号を伸長する。伸長器１０は、ライン５
８、５９上の出力信号をモジュレータ（変調器）１２
０、１３０に入力し、このモジュレータ（変調器）１２
０、１３０の出力信号は、加算器１４０内で加算され
て、従来公知の変調信号を形成する。この実施例におい
ては、信号点の伸長は、選択された領域の基準点に関連
して行われている。その結果、ライン６２、６３上の出
力信号は、伸長器１０に入力される。例えば、図１の領
域Ａが選定されたとすると、データ記号Ａの座標点は得
られた出力点の伸長用の基準座標点となる。
【００２０】図８は、本発明による受信器のブロック図
である。チャネルから入力された変調入力信号は、ディ
モジュレータ（復調器）２１０に加えられ、このディモ
ジュレータ（復調器）２１０は、同位相および直交位相
の成分を有し、それらは圧縮器４９５とチャネル・スラ
イサ２２０に入力される。このチャネル・スライサ２２
０は記号を識別し、すなわち、受信信号点の各々を図１
の信号点配置から最近接のデータ記号にマッピングす
る。チャネル・スライサ２２０はこの識別された記号を
２to１ディマッパ２３０に供給し、この２to１ディマッ
パ２３０は、１to２次元マッパ６０と逆の動作をする。
さらに、チャネル・スライサ２２０は、識別された記号
を１to２次元マッパ２４０と圧縮器４９５の両方に入力
する。この圧縮器４９５は伸長器１０と逆の機能をし、
各信号期間Ｔにおいて、選択された圧縮アルゴリズムと
識別された記号の各々の両方の機能を行う。圧縮器４９
５はライン４９６と４９７上に出力信号を生成する。１
to２次元マッパ２４０の出力信号は、同位相成分と直交
位相成分の組（図７の構成においては加算器７０と８０
に入力される）である。１to２次元マッパ２４０の出力
は、減算器２５０と２６０でライン４９６の出力から減
算される。減算器２５０と２６０の出力は２to１ディマ
ッパ２７０に入力され、この２to１ディマッパ２７０は
アナログサンプルが再結合して、アナログ信号を形成す
る。２to１ディマッパ２７０は１to２次元マッパ５０と
逆の動作をする。
である。チャネルから入力された変調入力信号は、ディ
モジュレータ（復調器）２１０に加えられ、このディモ
ジュレータ（復調器）２１０は、同位相および直交位相
の成分を有し、それらは圧縮器４９５とチャネル・スラ
イサ２２０に入力される。このチャネル・スライサ２２
０は記号を識別し、すなわち、受信信号点の各々を図１
の信号点配置から最近接のデータ記号にマッピングす
る。チャネル・スライサ２２０はこの識別された記号を
２to１ディマッパ２３０に供給し、この２to１ディマッ
パ２３０は、１to２次元マッパ６０と逆の動作をする。
さらに、チャネル・スライサ２２０は、識別された記号
を１to２次元マッパ２４０と圧縮器４９５の両方に入力
する。この圧縮器４９５は伸長器１０と逆の機能をし、
各信号期間Ｔにおいて、選択された圧縮アルゴリズムと
識別された記号の各々の両方の機能を行う。圧縮器４９
５はライン４９６と４９７上に出力信号を生成する。１
to２次元マッパ２４０の出力信号は、同位相成分と直交
位相成分の組（図７の構成においては加算器７０と８０
に入力される）である。１to２次元マッパ２４０の出力
は、減算器２５０と２６０でライン４９６の出力から減
算される。減算器２５０と２６０の出力は２to１ディマ
ッパ２７０に入力され、この２to１ディマッパ２７０は
アナログサンプルが再結合して、アナログ信号を形成す
る。２to１ディマッパ２７０は１to２次元マッパ５０と
逆の動作をする。
【００２１】上記の実施例の変形例として、図３の送信
器を変更して、トレリス符号化のようなエラー修正技術
を実行可能に、あるいはＱＡＭ以外の変調形態を実行可
能にすることもできる。
器を変更して、トレリス符号化のようなエラー修正技術
を実行可能に、あるいはＱＡＭ以外の変調形態を実行可
能にすることもできる。
【００２２】上記の実施例においては、個別の機能ブロ
ック、例えば、３０を実現して、本発明を説明したが、
その変わりに、適当なプログラムされたプロセッサを用
いて、これらのブロックに示されたのと同様な機能を実
現してもよい。
ック、例えば、３０を実現して、本発明を説明したが、
その変わりに、適当なプログラムされたプロセッサを用
いて、これらのブロックに示されたのと同様な機能を実
現してもよい。
【００２３】上記の説明においては、μ−法則の圧伸ア
ルゴリズムを用いて説明したが、他のアルゴリズム、例
えば、Ａ−法則、あるいは線形、あるいはsin法則を用
いてもよい。
ルゴリズムを用いて説明したが、他のアルゴリズム、例
えば、Ａ−法則、あるいは線形、あるいはsin法則を用
いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、音
声信号とデータ信号を同一チャネルを介して、音声信号
のひずみをできるだけ少なくしながら送信することがで
きる。
声信号とデータ信号を同一チャネルを介して、音声信号
のひずみをできるだけ少なくしながら送信することがで
きる。
【図１】音声とデータとを同時に通信するシステムに用
いられる信号点配置を表す図。
いられる信号点配置を表す図。
【図２】μ−法則による拡張と圧縮を表す図。
【図３】本発明の一実施例による送信器のブロック図。
【図４】図３の送信器からの信号を受信する本発明の受
信器のブロック図。
信器のブロック図。
【図５】本発明の送信器の他の実施例を示すブロック
図。
図。
【図６】図５の送信器から信号を受信する本発明の受信
器の他の実施例を表すブロック図。
器の他の実施例を表すブロック図。
【図７】本発明の送信器の他の実施例を表すブロック
図。
図。
【図８】図７の送信器から信号を受信する本発明の受信
器を表すブロック図。
器を表すブロック図。
１０，２０ 伸長器 ２１ ライン ４０ チャネル・エンコーダ ４１ ライン ５０，６０ １to２次元マッパ ５１，５２，５３ ライン ５８，５９ ライン ６１，６２，６３ ライン ７０，８０，１４０ 加算器 ９０ 直交モジュレータ（変調器） １２０，１３０ モジュレータ（変調器） ２１０ ディモジュレータ（復調器） ２２０ チャネル・スライサ ２３０，２７０ ２to１ディマッパ ２４０ １to２次元マッパ ２５０，２６０ 減算器 ２５１，２６１ ライン ２７１ ライン ２９５，３９５，４９５ 圧縮器 ２９６，２９７ ライン ４９６，４９７ ライン
フロントページの続き (72)発明者 ケネス デビッド コー アメリカ合衆国、34619 フロリダ、クリ アウォター、セイバー ドライブ、2956 (72)発明者 ルーク ジェイ． スミスウィック アメリカ合衆国、34655 フロリダ、ニュ ー ポート リチェイ、グリンスビー ド ライブ、7907
Claims (7)
- 【請求項１】 （Ａ）拡張第１信号を生成するために、
第１入力信号を拡張するステップと、 前記拡張するステップは、第１入力信号の大振幅レベル
に比較して小振幅レベルのサイズを増加させ、 （Ｂ）伝送用信号を得るために、前記拡張第１信号とデ
ータ信号とを処理するステップと、 前記送信用信号は、前記拡張第１信号とデータ信号の関
数として選択されるＮ次元信号点の第１シーケンスを表
す からなることを特徴とする音声とデータの同時送信方
法。 - 【請求項２】 前記（Ｂ）のステップは、 （Ｃ）信号空間の原点から信号ベクトルを規定するＮ次
元信号点の第２シーケンスを生成するために、前記拡張
第１信号を符号化するステップと、 （Ｄ）異なるＮ次元信号点により表されるデータ記号の
シーケンスを生成するために、前記データ信号を符号化
するステップと、 （Ｅ）Ｎ次元信号点の第１シーケンスの１つを生成する
ために、前記データ記号シーケンスの１つに各信号ベク
トルを付加するステップと、 からなることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記入力第１信号は、音声信号であるこ
とを特徴とする請求項２の方法。 - 【請求項４】 各信号点は、前記データ信号により規定
される信号空間の領域内にあり、拡張第１信号により規
定される領域内の点に存在することを特徴とする請求項
１の方法。 - 【請求項５】 複数の第１信号ベクトルを生成するため
に、入力された第１信号を符号化する手段と、 前記拡張第１信号ベクトルは、信号空間から得られたＮ
次元の信号点の座標点によって規定され、 複数のデータ記号を生成するために、データ信号を符号
化する手段と、前記データ記号は信号点配置からのＮ次
元信号点により表示され、 Ｎ次元信号点のシーケンスを生成するために、複数の第
１信号ベクトルの各１つをそれぞれの複数のデータ記号
に付加する手段と、 拡張法則により前記シーケンスの信号点の各１つと、複
数のデータ記号のそれぞれの１つとを変更する手段と、 前記変更された信号点のシーケンスを表す信号を送信す
る手段と、 からなることを特徴とする音声とデータの送信装置。 - 【請求項６】 前記入力された第１信号は、音声信号で
あることを特徴とする請求項５の装置。 - 【請求項７】 各得られた信号点は、データ信号により
規定される信号空間の領域内にあり、第１信号ベクトル
により規定される領域内の点に存在することを特徴とす
る請求項５の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US076506 | 1979-09-17 | ||
| US08/076,506 US5559791A (en) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Companding of voice signal for simultaneous voice and data transmission |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0795256A true JPH0795256A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=22132451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6154295A Pending JPH0795256A (ja) | 1993-06-14 | 1994-06-14 | 音声とデータの同時送信方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5559791A (ja) |
| EP (1) | EP0630131A1 (ja) |
| JP (1) | JPH0795256A (ja) |
| KR (1) | KR950002307A (ja) |
| CN (1) | CN1113057A (ja) |
| CA (1) | CA2125509A1 (ja) |
| IL (1) | IL110002A (ja) |
| TW (1) | TW254024B (ja) |
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| US5878077A (en) * | 1995-10-10 | 1999-03-02 | Paradyne Corporation | Apparatus for high-speed simultaneous voice/data communications |
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| US9432172B2 (en) | 1997-12-05 | 2016-08-30 | Rembrandt Wireless Technologies, Lp | System and method of communication using at least two modulation methods |
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1994
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