JPH08181725A - モデムから来るｆｓｋ変調信号の系列の存在の検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モデムに到着し周波数シフトキ−イングによ
り変調された信号の系列の存在を検出する検出器を開示
する。 【解決手段】 該検出器にはそれぞれが変調信号を受け
る二つのノッチフィルタと、それぞれが各ノッチフィル
タに関連する二つのエネルギ−計算回路が含まれてお
り、各ノッチフィルタは周波数シフトキ−イングの周波
数の一つに対応した遮断周波数を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタル変調器／復
調器（モデム）の分野に関し、より詳細にはモデム内で
周波数シフトキーイングにより変調された信号の系列の
受信を検出することに関する。本発明はより詳細にはフ
ァックスの伝送に使用されるモデム内で周波数シフトキ
ーイングにより変調された信号の限定された系列を検出
することに適用される。

【０００２】

【従来の技術】この種のモデムは二方向交互モード（半
二重）で機能し、二つのタイプの変調器に対応した信号
を送信し受信する。搬送波の位相振幅変調（ＱＡＭ）は
データを送信するため使用される。送信されるデータは
多数のシンボルからデジタル的に符号化され、例えば位
相振幅変調された搬送波の一部を標本化して送信する。
ＦＳＫ変調は通信に関する情報を交換するため、特にフ
ァックスにより送信された各ページの受信を通知するた
め使用される。現在ＦＳＫ変調と呼ばれている周波数シ
フトキーイングは伝送路上に０の二値状態に対応した周
波数Ｆ０と１の二値状態に対応した周波数Ｆ１を送信す
ることから成る。従ってＱＡＭ変調からＦＳＫ変調への
切り替えはファックスにより送信される文書の各ページ
の終わりで必ず生ずる。この切り替えはモデムをＦＳＫ
変調にするデータの送信の終わりを検出することに基づ
きモデム受信機によりトリガされる。送信側では、この
切り替えはファックスにより送信された文書のモデム受
信機が送信するＦＳＫ変調信号の限定された系列の受信
を検出することにより行なわれる。

【０００３】信号の系列はチャンネル２標準Ｖ２１で送
信され、使用者により決められる。一般に、信号系列０
１１１１１１０を検出することが行なわれている。チャ
ンネル２標準Ｖ２１によれば、速度は３００ビット／ｓ
で周波数Ｆ０とＦ１はそれぞれ１８５０Ｈｚと１６５０
Ｈｚである。０１１１１１１０の系列を送信すること
は、３．３ｍｓ間Ｆ０の周波数の信号と、次に３．３ｍ
ｓを６回Ｆ１の周波数の信号と、再び３．３ｍｓ間周波
数Ｆ０の信号を送ることである。

【０００４】文書の送信側で信号のこの系列を受けるモ
デムは、この信号を解読しＦＳＫ変調に切り替える必要
がある。これを検出するため、既に種々の方法が提案さ
れている。

【０００５】一番目の方法は従来のＦＳＫ変調器を用い
復調された信号の系列を識別することから成る。この方
法にはモデムにより受信された信号のＦＳＫ復調を連続
的に行なう欠点があり、これはＱＡＭ変調信号の場合で
も発生する。この方法は計算時間が永久に続き、これに
よりＱＡＭ変調データの伝送速度が遅くなる。更に、特
別なＦＳＫ復調器を用意することが必要で、構造が複雑
となる。

【０００６】二番目の方法は変調信号を受け周波数Ｆ１
に中心がある帯域通過フィルタを使用することから成
る。フィルタの出力でのエネルギーレベルは所定の閾値
と比較され、状態を決定する回路はフィルタの出力レベ
ルが一定の期間一定のレベルにあるならば系列が受信さ
れることを決定する。この方法の欠点はこのようなエネ
ルギーレベルがＱＡＭ変調信号の系列の中に現われるの
で検出誤りが生ずることである。

【０００７】この二番目の方法の変形は周波数Ｆ０とＦ
１にそれぞれ中心がある二つの帯域通過フィルタを使
い、ＦＳＫ変調信号の存在を検出するためフィルタ出力
のエネルギーレベルを比較することから成る。二番目の
方法より検出が良好であるが、この方法はＦＳＫ変調の
存在の検出に対しまだ十分な信頼性が得られていない。
ＱＡＭ変調信号がある場合、または伝送路に雑音がある
場合誤りとなる。

【０００８】二番目の方法の変形の他の欠点はフィルタ
の応答時間であり、これがあまり長過ぎるので所定の系
列の発生を正しく検出できない。典型的には、デジタル
帯域通過フィルタは従来は、積分器、乗算器および遅延
素子（シフトレジスタ）により構成される少なくとも秒
オーダーの循環フィルタである。このタイプのフィルタ
の構造および動作はＰ．−Ｍ ＢＥＡＵＦＩＬＳおよび
Ｍ．ＲＡＭＩによる“Ｌｅ ｆｉｌｔｒａｇｅ ｍｕｍ
ｅｒｉｑｕｅ”、ページ２１６から２２４に記載されて
いる。このタイプのフィルタの欠点は、検出誤りを避け
るため必要な帯域の狭い帯域通過フィルタを得ることに
よりフィルタの速度が遅くなることである。

【０００９】同じ応答時間の問題は、フィルタ出力のエ
ネルギーレベルを計算するエネルギー計算器で再び生ず
る。実際には、この種の計算回路は一般には絶対値を決
定する回路と遮断周波数がゼロの低域通過循環一次デジ
タルフィルタにより構成されている。

【００１０】二つの時定数は、二つの素子（帯域通過フ
ィルタとエネルギー計算回路）が加えられた時非常に長
いため、標準により定まる遅延の制約に従うことができ
ない。逆に、この制約に従う場合、フィルタの伝送帯域
を広げることにより検出誤りが生ずる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、高速で
信頼性があり設計が簡単な周波数シフトキーイング変調
信号の系列を検出する検出器によりこれらの欠点を解決
することである。

【００１２】本発明の実施態様により、モデムに到着し
周波数シフトキーイングで変調される信号の系列を検出
する検出器が与えられ、該検出器にはそれぞれが変調信
号を受ける一番目のノッチフィルタと二番目のノッチフ
ィルタと、一番目のノッチフィルタに関連がある一番目
のエネルギー計算回路と、二番目のノッチフィルタに関
連がある二番目のエネルギー計算回路を含み、各ノッチ
フィルタは周波数シフトキーイング変調の周波数の一つ
に対応した遮断周波数を有している。

【００１３】本発明の他の実施態様によれば、検出器に
は更に比較器を含み、該比較器の各入力はエネルギー計
算回路の一つの出力を受け、入力信号の変調周波数の一
つの存在を示す二つの状態信号を出力として発生する。

【００１４】本発明の更に他の実施態様によれば、検出
器はモデムにより予め記憶された限定された信号系列を
認識するモデムおよび手段を内蔵している。

【００１５】本発明の実施態様によれば、各ノッチフィ
ルタは非循環デジタルフィルタである。

【００１６】本発明の実施態様によれば、各ノッチフィ
ルタはゼロを１つ有する二次のフィルタである。

【００１７】本発明の実施態様によれば、ノッチフィル
タの遮断周波数はそれぞれ１８５０Ｈｚと１６５０Ｈｚ
である。

【００１８】本発明の他の実施態様によれば、入力信号
の一番目の周波数と二番目の周波数の一つで少なくとも
１つの信号を検出する装置が与えられている。該装置
は、入力信号を受ける入力と、一番目の周波数に対応し
一番目の減衰を有する入力信号にほぼ等しい一番目のフ
ィルタ出力信号を与える出力を有する一番目のノッチフ
ィルタと、一番目のノッチフィルタの出力に結合された
入力と、一番目のフィルタ出力信号のエネルギーの値に
対応した一番目のエネルギー信号を与える出力を有した
一番目のエネルギー決定回路を備えている。該装置は、
更に入力信号を受ける入力と、二番目の周波数に対応し
二番目の減衰を有する入力信号にほぼ等しい二番目のフ
ィルタ出力信号を与える出力を有する二番目のノッチフ
ィルタと、二番目のノッチフィルタの出力に結合された
入力と、二番目のフィルタ出力信号のエネルギーの値に
対応した二番目のエネルギー信号を与える出力を有した
二番目のエネギー決定回路を備えている。更に該装置は
一番目のエネルギー決定回路の出力に結合された一番目
の入力と、二番目のエネルギー決定回路の出力に結合さ
れた二番目の入力と、一番目のエネルギー信号と二番目
のエネルギー信号を比較することに基づく出力信号を与
える出力を有する比較器を備えている。出力信号は一番
目のエネルギー信号が二番目のエネルギー信号より大き
い時は一番目の状態を取り、一番目のエネルギー信号が
二番目のエネルギー信号より小さい時は二番目の状態を
取る。

【００１９】本発明の更に他の実施態様によれば、入力
を有するモデムが与えられている。該モデムにはモデム
の入力に結合された入力を有し、モデムの入力に到着す
る入力信号の一番目の周波数と二番目の周波数の一つで
少なくとも一つの信号を検出する回路が含まれている。
該回路には入力信号を受ける入力と一番目の周波数に対
応し一番目の減衰を有する入力信号にほぼ等しい一番目
のフィルタ出力信号を与える出力を有する一番目のノッ
チフィルタと、一番目のノッチフィルタの出力に結合さ
れた入力と一番目のフィルタ出力信号のエネルギーの値
に対応した一番目のエネルギー信号を与える出力を有し
た一番目のエネルギー決定回路が含まれている。該回路
は、更に入力信号を受ける入力と、二番目の所定の周波
数に対応し二番目の減衰を有する入力信号にほぼ等しい
二番目のフィルタ出力信号を与える出力を有する二番目
のノッチフィルタと、二番目のノッチフィルタの出力に
結合された入力と、二番目のフィルタ出力信号のエネル
ギーの値に対応した二番目のエネルギー信号を与える出
力を有した二番目のエネルギー決定回路を含んでいる。
更に該回路は、二番目のエネルギー決定回路の出力に結
合された一番目の入力と、一番目のエネルギー信号と二
番目のエネルギー信号を比較することに基づく出力信号
を与える出力を有する比較器を含んでいる。出力信号は
一番目のエネルギー信号が二番目のエネルギー信号より
大きい時は一番目の状態を取り、一番目のエネルギー信
号が二番目のエネルギー信号より小さい時は二番目の状
態を取る。

【００２０】本発明の他の実施態様によれば、入力を有
したファクシミリ装置が与えられている。該ファクシミ
リ装置はファクシミリ装置の入力に結合された入力を有
し、ファクシミリ装置の入力に到着する入力信号の一番
目の周波数と二番目の周波数の一つで少なくとも一つの
信号を検出する回路が含まれている。該回路には入力信
号を受ける入力と、一番目の周波数に対応し一番目の減
衰を有する入力信号にほぼ等しい一番目のフィルタ出力
信号を与える出力を有する一番目のノッチフィルタと、
一番目のノッチフィルタの出力に結合された入力と、一
番目のフィルタ出力信号のエネルギーの値に対応した一
番目のエネルギー信号を与える出力を有した一番目のエ
ネルギー決定回路が含まれている。該回路は、更に入力
信号を受ける入力と、二番目の所定の周波数に対応し二
番目の減衰を有する入力信号にほぼ等しい二番目のフィ
ルタ出力信号を与える出力を有する二番目のノッチフィ
ルタと、二番目のノッチフィルタの出力に結合された入
力と、二番目のフィルタ出力信号のエネルギーの値に対
応した二番目のエネルギー信号を与える出力を有した二
番目のエネルギー決定回路を含んでいる。更に該回路
は、一番目のエネルギー決定回路の出力に結合された一
番目の入力と、一番目のエネルギー信号と二番目のエネ
ルギー信号を比較することに基づく出力信号を与える出
力を有する比較器を含んでいる。出力信号は一番目のエ
ネルギー信号が二番目のエネルギー信号より大きい時は
一番目の状態を取り、一番目のエネルギー信号が二番目
のエネルギー信号より小さい時は二番目の状態を取る。

【００２１】本発明の更に他の実施態様によれば、入力
信号から信号の所定の系列を識別する方法が与えられて
いる。信号の所定の系列には一番目の周波数における少
なくとも一つの一番目の信号と、二番目の周波数におけ
る少なくとも一つの二番目の信号が含まれている。該方
法は四つの段階を備えている。一つの段階は、一番目の
所定の周波数に対応し一番目の減衰を有する入力信号に
ほぼ等しい一番目のフィルタ出力信号を形成するため入
力信号をフィルタに通すことから成る。他の段階は、二
番目の所定の周波数に対応し二番目の減衰を有する入力
信号にほぼ等しい二番目のフィルタ出力信号を形成する
ため入力信号をフィルタに通すことから成る。更に他の
段階は、一番目のエネルギーの値が二番目のエネルギー
の値より大きい時は一番目の状態を有し、一番目のエネ
ルギーの値が二番目のエネルギーの値より小さい時は二
番目の状態を有する出力信号を形成するため、一番目の
フィルタ出力信号の一番目のエネルギーの値を二番目の
フィルタ出力信号の二番目のエネルギーの値と比較する
ことから成る。他の段階は与えられた出力信号が一番目
と二番目の状態の所定の系列である時、信号の系列が信
号の所定の系列であることを示すことから成る。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１に関連し、本発明の実施態様
に基づく検出器は、受信信号Ｒｘがデジタル化された後
モデムにより送られる１および２の二つのノッチフィル
タを含んでいる。各ノッチフィルタ１および２の出力
は、比較器５の入力に接続される出力を有する３および
４のエネルギー計算回路にそれぞれ送られる。

【００２３】各エネルギー計算回路３または４は従来か
ら絶対値を計算する回路と、平均化回路として機能し遮
断周波数を１つ有する循環一次デジタル低域通過フィル
タにより構成されている。

【００２４】各ノッチフィルタ１または２は、ＦＳＫ変
調の周波数Ｆ０またはＦ１の一つに対応した遮断周波
数、すなわちＶ２１標準の場合、それぞれ１８５０Ｈｚ
または１６５０Ｈｚを有している。

【００２５】実施態様では、比較器５の出力はＦＳＫ変
調信号の存在を示すＤＥＴＥＣＴ信号を発生している。
比較器５の出力は一番目の入力のレベルが二番目の入力
のレベルより高い（ＨＩＧＨ）か、または逆の場合（Ｌ
ＯＷ）により二つの状態（ＨＩＧＨ，ＬＯＷ）の一つで
ある。

【００２６】従って、例えば０１１１１１１０の限定さ
れた系列が発生すると、比較器５の出力ＤＥＴＥＣＴ信
号は、ＨＩＧＨ状態が１に対応して取られＬＯＷ状態が
０に対応して取られるならば該系列を発生する。

【００２７】ＱＡＭ変調がある場合、または雑音のみが
ある場合、比較器５の入力レベルは基本的に同じであり
ＤＥＴＥＣＴ出力信号は時々ランダムにＨＩＧＨの状態
で、時々ＬＯＷの状態である。

【００２８】それ故この実施態様の利点は、比較器５の
二つの入力のエネルギーレベルは同じであるので、受信
信号Ｒｘに加えられる雑音は問題でないことである。更
に、データ伝送速度を遅くする計算が必要でないので、
本発明に基づく検出器による受信信号の連続的な検査は
やっかいでない。

【００２９】更にこの種のノッチフィルタ１および２を
使用する利点は、低い時定数を有するデジタル非循環フ
ィルタの形で容易に実現できることである。これは、非
循環フィルタがゼロ（減衰が無限の周波数）のみを含む
ので、帯域通過フィルタの場合ではない。帯域通過フィ
ルタのセルの数は、フィルタ内で信号の伝播遅延を非常
に大きくする限定された非遮断周波数を得たいので、中
心周波数を取り巻くため多数のゼロ（遮断周波数）と掛
算を行なう必要がある。逆に、ノッチフィルタの場合限
定された周波数は正確に遮断周波数であり、それ故ゼロ
である。

【００３０】このような装置により、ＦＳＫ変調信号が
あることは素早くしかも確実に検出される。これにより
文書のモデム送信機はＦＳＫ変調に切り替わる。

【００３１】所定の系列の識別は、ＱＡＭ変調を伝送す
る間計算時間が必要でないＦＳＫ変調にモデムが切り替
わると、従来の方法で行なわれる。

【００３２】反対に、モデムがＦＳＫ変調に切り替わる
前に例えば０１１１１１１０であるＦＳＫ変調信号の限
定された系列を識別したいならば、比較器５の出力ＤＥ
ＴＥＣＴ信号をモデムに記憶された系列と比較する必要
がある。

【００３３】本発明による検出器の時定数はエネルギー
計算回路３と４の時定数に加えられたノッチフィルタ１
と２の時定数に対応している。（平均回路の）エネルギ
ー計算回路３および４の時定数のみが検出遅延の標準が
取る制約に従うため重要であると仮定でき、ノッチフィ
ルタ１および２の時定数は検出遅延の標準に比べて無視
できる。例えば、非循環二次ノッチフィルタにより正確
さが良くなり、Ｖ２１標準の制約に従う。

【００３４】本発明は当業者には容易に考えられる種々
の変更および修正が可能である。例えば、記載した各部
品は同じ機能を果たす一つまたは幾つかの部品に置き換
えることができる。更に、前述の記載は本発明のアナロ
グの実施態様であるが、当業者には本発明の各部品は相
当のデジタル部品またはソフトウェアによる実行と置き
換えることができることが明らかである。更に、前述の
記載はファックスのモデムを含んでいたが、本発明は同
じ役割をするあらゆるタイプのモデムや、周波数シフト
キーイング変調信号の系列を検出したいあらゆる装置を
含んでいる。

【００３５】本発明の少なくとも一つの実例的な実施態
様について記載したが、種々の変更、修正または改善が
当業者には容易に考えられる。この種の変更、修正また
は改善は本発明の内容および範囲である。従って、前述
の記載は一例であり、これには限定されない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくＦＳＫ変調信号の系列を検出す
る検出器のブロック図

【符号の説明】

１、２ ノッチフィルタ ３、４ エネルギー計算回路 ５ 比較器 ６、７ 絶対値回路 ８、９ 平均回路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれが変調信号（Ｒｘ）を受ける二
   つのノッチフィルタ（１、２）と、各ノッチフィルタ
   （１、２）にそれぞれ関係のある二つのエネルギー計算
   回路（３、４）を備え、各ノッチフィルタ（１、２）が
   周波数シフトキーイング変調の周波数の一つに対応した
   遮断周波数（Ｋ０，Ｆ１）を有していることを特徴と
   し、モデムに到着し周波数シフトキーイングにより変調
   された信号の系列の存在を検出する検出器。
2. 【請求項２】 比較器（５）を更に含み、該比較器の各
   入力がエネルギー計算回路（３、４）の一つの出力を受
   信し、変調周波数の一つの存在を示す二つの状態（ＨＩ
   ＧＨ，ＬＯＷ）の信号（ＤＥＴＥＣＴ）を出力として発
   生することを特徴とする請求項１に記載の周波数シフト
   キーイングにより変調された信号の系列の存在を検出す
   る検出器。
3. 【請求項３】 モデム内に予め記憶された信号の限定さ
   れた系列を認識する適当な手段を内蔵することを特徴と
   する請求項１または２に記載の周波数シフトキーイング
   により変調された信号の系列の存在を検出する検出器。
4. 【請求項４】 各ノッチフィルタ（１、２）がデジタル
   非循環フィルタであることを特徴とする請求項１から３
   のいずれかに記載の周波数シフトキーイングにより変調
   された信号の系列の存在を検出する検出器。
5. 【請求項５】 各ノッチフィルタ（１、２）がゼロを１
   つ有する二次のフィルタであることを特徴とする請求項
   ４に記載の周波数シフトキーイングにより変調された信
   号の系列の存在を検出する検出器。
6. 【請求項６】 ノッチフィルタ（１、２）の遮断周波数
   （Ｆ０，Ｆ１）がそれぞれ１８５０Ｈｚと１６５０Ｈｚ
   であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記
   載の周波数シフトキーイングにより変調された信号の系
   列の存在を検出する検出器。