JPH10107864A - Qadm処理のためのサブシステムおよびモデムのためのトランスミッタ - Google Patents
Qadm処理のためのサブシステムおよびモデムのためのトランスミッタInfo
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- JPH10107864A JPH10107864A JP9221559A JP22155997A JPH10107864A JP H10107864 A JPH10107864 A JP H10107864A JP 9221559 A JP9221559 A JP 9221559A JP 22155997 A JP22155997 A JP 22155997A JP H10107864 A JPH10107864 A JP H10107864A
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-
- 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)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Reduction Or Emphasis Of Bandwidth Of Signals (AREA)
- Telephonic Communication Services (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 サブシステムプロセッサであって、リモート
モデムとの通信のために、入力音声信号を複素数音声サ
ンプルに変換して、モデムによってQADM処理するた
めのものを提供する。 【解決手段】 音声処理は、入力音声を処理して残留信
号を発生するための相関性除去器と、残留信号を適応的
にスケーリングして、スケーリング残留信号を発生する
ための適応スケーラと、スケーリング残留信号を位相ラ
ンダム化してランダム化位相を備えた複素数信号を発生
するためのランダマイザと、ランダム化位相を備えた複
素数信号を制限し、それにより複素数信号がモデムによ
ってリモートモデムに伝送されるようにするためのリミ
ッタとを含む。
モデムとの通信のために、入力音声信号を複素数音声サ
ンプルに変換して、モデムによってQADM処理するた
めのものを提供する。 【解決手段】 音声処理は、入力音声を処理して残留信
号を発生するための相関性除去器と、残留信号を適応的
にスケーリングして、スケーリング残留信号を発生する
ための適応スケーラと、スケーリング残留信号を位相ラ
ンダム化してランダム化位相を備えた複素数信号を発生
するためのランダマイザと、ランダム化位相を備えた複
素数信号を制限し、それにより複素数信号がモデムによ
ってリモートモデムに伝送されるようにするためのリミ
ッタとを含む。
Description
【0001】
【発明の分野】この発明は、高速モデムを用いる、汎用
交換電話網(GSTN)によるマルチメディア通信に関
し、特に、QADM(直交音声/データ変調)を用いる
同時音声およびデータ伝送のためのモデムに関する。
交換電話網(GSTN)によるマルチメディア通信に関
し、特に、QADM(直交音声/データ変調)を用いる
同時音声およびデータ伝送のためのモデムに関する。
【0002】
【発明の背景】GSTNによる音声帯域音声信号および
データの同時伝送に関して、1994年から国際電気通
信連合(ITU)に、基本的なQADM技術が提案され
ている。その導入までは、同時音声およびデータの、実
行可能な唯一な方法は、別個の3つの技術、すなわちあ
る種の音声コーダ、データマルチプレクサおよびデータ
モデムを組合せることであった。提案され、その後実現
されたように、この技術はエコー除去直交振幅変調(Q
AM)技術の延長を用い、かつ既存のデータインタフェ
ース、スタートアップ手順、データ圧縮およびアプリケ
ーションソフトウェアと互換性がある。QADM技術の
導入に関しては、ITUの電気通信規格部門の後援で1
994年9月12日から16日にオーストリアのウィー
ン(Vienn)において開催されたSVD報告者会議(SVD
Rapporteur's Meeting)においてAT&Tパラダイン
(Paradyne)によって発表された、「フレームQADM
を用いる汎用交換電話網上の同時音声およびデータ(Si
multaneous Voice and Dataon the General Switched T
elephone Network using Framed QADM )」と題された
技術論文を参照されたい。さらに、「同時音声およびデ
ータ(SVD)技術ポケットガイドのドラフトV2.0
(Simultaneous Voice and Data (SVD) Technology Poc
ket Guide, draft V2.0 )」と題された、ftp://ftp.st
d.com/vendors/ATT においてワールドワイドウェブ(W
WW)上のファイル転送プロトコル(FTP)で公表さ
れている、V.34Qの論文およびV.61仕様書によ
って、この発明の基礎となる課題がさらに参照されるで
あろう。公表されたこれらの文献はいずれも本件におい
て引用によって援用される。
データの同時伝送に関して、1994年から国際電気通
信連合(ITU)に、基本的なQADM技術が提案され
ている。その導入までは、同時音声およびデータの、実
行可能な唯一な方法は、別個の3つの技術、すなわちあ
る種の音声コーダ、データマルチプレクサおよびデータ
モデムを組合せることであった。提案され、その後実現
されたように、この技術はエコー除去直交振幅変調(Q
AM)技術の延長を用い、かつ既存のデータインタフェ
ース、スタートアップ手順、データ圧縮およびアプリケ
ーションソフトウェアと互換性がある。QADM技術の
導入に関しては、ITUの電気通信規格部門の後援で1
994年9月12日から16日にオーストリアのウィー
ン(Vienn)において開催されたSVD報告者会議(SVD
Rapporteur's Meeting)においてAT&Tパラダイン
(Paradyne)によって発表された、「フレームQADM
を用いる汎用交換電話網上の同時音声およびデータ(Si
multaneous Voice and Dataon the General Switched T
elephone Network using Framed QADM )」と題された
技術論文を参照されたい。さらに、「同時音声およびデ
ータ(SVD)技術ポケットガイドのドラフトV2.0
(Simultaneous Voice and Data (SVD) Technology Poc
ket Guide, draft V2.0 )」と題された、ftp://ftp.st
d.com/vendors/ATT においてワールドワイドウェブ(W
WW)上のファイル転送プロトコル(FTP)で公表さ
れている、V.34Qの論文およびV.61仕様書によ
って、この発明の基礎となる課題がさらに参照されるで
あろう。公表されたこれらの文献はいずれも本件におい
て引用によって援用される。
【0003】当業者によって認められるように、QAD
Mは同時音声およびデータの伝送のための簡単かつ有用
な技術である。しかし、変調手順の一部としてデータ信
号に音声コンポーネントを加えるため、その存在はリモ
ートレシーバの性能に影響を及ぼし得る。このため、悪
影響を及ぼさないよう注意を払う必要がある。しかし先
に、QADMを簡単に紹介しておくことが望まれる。
Mは同時音声およびデータの伝送のための簡単かつ有用
な技術である。しかし、変調手順の一部としてデータ信
号に音声コンポーネントを加えるため、その存在はリモ
ートレシーバの性能に影響を及ぼし得る。このため、悪
影響を及ぼさないよう注意を払う必要がある。しかし先
に、QADMを簡単に紹介しておくことが望まれる。
【0004】1.QADMの紹介 QADMにおいて、音声コンポーネントは「キャリヤ」
としてベースバンドデータ信号を用いて受取モデムに伝
送される。データレシーバには、音声コンポーネントが
付加的なノイズとして現われることとなり、これはデコ
ーディング手順において無視されるであろう。その後音
声デコーダはベースバンドレシーバ「ノイズ」または判
定エラーから音声信号を取出すこととなる。このように
簡単な態様で、サンプリングされたアナログ信号はデー
タ信号によってバンド内に伝送され、かつ受取られるこ
とができ、減衰および周波数歪みなどの、チャネルの欠
陥は取り除かれる。
としてベースバンドデータ信号を用いて受取モデムに伝
送される。データレシーバには、音声コンポーネントが
付加的なノイズとして現われることとなり、これはデコ
ーディング手順において無視されるであろう。その後音
声デコーダはベースバンドレシーバ「ノイズ」または判
定エラーから音声信号を取出すこととなる。このように
簡単な態様で、サンプリングされたアナログ信号はデー
タ信号によってバンド内に伝送され、かつ受取られるこ
とができ、減衰および周波数歪みなどの、チャネルの欠
陥は取り除かれる。
【0005】その最も簡単な形において、音声信号はデ
ータ伝送のシンボル速度の2倍の速度でサンプル化され
得る。したがって複素数ベースバンドにおける各データ
シンボルについては、音声の、独立した2つのサンプル
が加えられ得る。しかし、音声信号をフレームに分割
し、かつ音声信号を各フレームにおいて正規化して相関
性を取り除くことによってかなりの質の向上が得られる
であろう。したがって信号の相関性およびスケーリング
に関する情報はサイド情報としてディジタル形式で別個
に伝送され、残留信号はそのチャネルを、伝送されたエ
ネルギごとの最大の情報内容に近づくことにより、より
良く利用することができる。
ータ伝送のシンボル速度の2倍の速度でサンプル化され
得る。したがって複素数ベースバンドにおける各データ
シンボルについては、音声の、独立した2つのサンプル
が加えられ得る。しかし、音声信号をフレームに分割
し、かつ音声信号を各フレームにおいて正規化して相関
性を取り除くことによってかなりの質の向上が得られる
であろう。したがって信号の相関性およびスケーリング
に関する情報はサイド情報としてディジタル形式で別個
に伝送され、残留信号はそのチャネルを、伝送されたエ
ネルギごとの最大の情報内容に近づくことにより、より
良く利用することができる。
【0006】典型的なQADMシステムが図1に示され
る。トランスミッタ側100において、入力音声信号1
01は各々が10から30msのサイズであるフレーム
に分割される。音声の各フレームは分析され(たとえば
線形予測法によって)相関性を取り除くよう処理され、
その後最大振幅にスケーリングされる。相関性情報およ
びスケール値104は入力データビット102によって
多重化され、通常のデータとして伝送される。スケーリ
ングされ、かつ相関性を取り除かれた音声信号は、0H
zへの周波数変換を施して複素数ベースバンド信号にす
るようフィルタリングするか、または単に偶数サンプル
を実数部分とし、奇数サンプルを虚数部分とすることに
よるかのいずれかによって複素数信号105に変換され
る。場合によってはさらに処理された後、複素数音声信
号105はデータ信号マッパ107の複素数出力に加え
られる106。その後合成信号108は図2に示される
ものとなる。合成信号はその後、通常のデータ信号11
0として変調される109。
る。トランスミッタ側100において、入力音声信号1
01は各々が10から30msのサイズであるフレーム
に分割される。音声の各フレームは分析され(たとえば
線形予測法によって)相関性を取り除くよう処理され、
その後最大振幅にスケーリングされる。相関性情報およ
びスケール値104は入力データビット102によって
多重化され、通常のデータとして伝送される。スケーリ
ングされ、かつ相関性を取り除かれた音声信号は、0H
zへの周波数変換を施して複素数ベースバンド信号にす
るようフィルタリングするか、または単に偶数サンプル
を実数部分とし、奇数サンプルを虚数部分とすることに
よるかのいずれかによって複素数信号105に変換され
る。場合によってはさらに処理された後、複素数音声信
号105はデータ信号マッパ107の複素数出力に加え
られる106。その後合成信号108は図2に示される
ものとなる。合成信号はその後、通常のデータ信号11
0として変調される109。
【0007】レシーバ120において、受取られた信号
121はまず復調され、等化され122、かつ信号点量
子化(スライシング)が行なわれる。量子化信号はデー
タビットにデコーディングされ、その後これらのビット
は非多重化され124、サイド情報ビット126からデ
ータビット125を分離する。量子化の前後における信
号の差が計算される。これは通常は、データのみの伝送
において量子化エラー127である。QADMにおい
て、これはチャネルノイズに加えて、受取られた音声コ
ンポーネントである。サイド情報126を用いて、受取
られた音声コンポーネントは再度スケーリングされて再
度相関性を有し、出力音声信号129をもたらす。
121はまず復調され、等化され122、かつ信号点量
子化(スライシング)が行なわれる。量子化信号はデー
タビットにデコーディングされ、その後これらのビット
は非多重化され124、サイド情報ビット126からデ
ータビット125を分離する。量子化の前後における信
号の差が計算される。これは通常は、データのみの伝送
において量子化エラー127である。QADMにおい
て、これはチャネルノイズに加えて、受取られた音声コ
ンポーネントである。サイド情報126を用いて、受取
られた音声コンポーネントは再度スケーリングされて再
度相関性を有し、出力音声信号129をもたらす。
【0008】2.モデムレシーバへのQADMの影響 当業者に認められるように、QADM信号の音声コンポ
ーネントはデータレシーバにおいてノイズとして現われ
ることとなる。信号(データ信号)電力が「ノイズ」
(QADM信号)電力に対して十分に大きければ、デー
タエラーは起こらず、音声は正しくデコーディングされ
ることとなる。しかしながら、信号コーディングは通
常、ノイズはガウス分布した独立ノイズサンプルを含む
ものと仮定する。さらに、ノイズ信号はレシーバ復調機
能、たとえばゲインコントロール、タイミングおよびキ
ャリヤリカバリーループならびに等化に影響を及ぼさな
いものと仮定する。しかしながら、音声信号の中には、
これらの仮定に反し、したがって「ランダム」ノイズの
場合よりも大きな劣化をもたらし得るタイプのものもあ
る。
ーネントはデータレシーバにおいてノイズとして現われ
ることとなる。信号(データ信号)電力が「ノイズ」
(QADM信号)電力に対して十分に大きければ、デー
タエラーは起こらず、音声は正しくデコーディングされ
ることとなる。しかしながら、信号コーディングは通
常、ノイズはガウス分布した独立ノイズサンプルを含む
ものと仮定する。さらに、ノイズ信号はレシーバ復調機
能、たとえばゲインコントロール、タイミングおよびキ
ャリヤリカバリーループならびに等化に影響を及ぼさな
いものと仮定する。しかしながら、音声信号の中には、
これらの仮定に反し、したがって「ランダム」ノイズの
場合よりも大きな劣化をもたらし得るタイプのものもあ
る。
【0009】一般に、トランスミッタ側の音声エンコー
ディング機能は音声信号の相関性をかなり取り除き得
る。しかし、エンコーディング機能が捕獲することがで
きないタイプの相関性も常に存在し得、(たとえばLP
C係数である)エンコーディングパラメータの量子化は
常に相関性を幾分残し得る。これは、レシーバが、正し
い状態よりも少ないエラーをもたらす誤った復調状態を
知得することができるのに十分な、信号の規則性をもた
らす。V.61型QADM変調における一例が示され、
ここでは音声復調周波数のトーンが2点にマッピングさ
れ、本質的に、データのみの配列の2倍の数の点を有す
る固定配列を作成する。この場合、異なったデータ点に
対応する2つの点は、図11に示されるように、単一の
データ点に対応する2つの点よりも互いに密接し得る。
ディング機能は音声信号の相関性をかなり取り除き得
る。しかし、エンコーディング機能が捕獲することがで
きないタイプの相関性も常に存在し得、(たとえばLP
C係数である)エンコーディングパラメータの量子化は
常に相関性を幾分残し得る。これは、レシーバが、正し
い状態よりも少ないエラーをもたらす誤った復調状態を
知得することができるのに十分な、信号の規則性をもた
らす。V.61型QADM変調における一例が示され、
ここでは音声復調周波数のトーンが2点にマッピングさ
れ、本質的に、データのみの配列の2倍の数の点を有す
る固定配列を作成する。この場合、異なったデータ点に
対応する2つの点は、図11に示されるように、単一の
データ点に対応する2つの点よりも互いに密接し得る。
【0010】この影響により、レシーバが破壊される恐
れがある。この影響は別としても、相関信号によりさま
ざまな適応レシーバ機能にバイアスがもたらされる恐れ
がある。
れがある。この影響は別としても、相関信号によりさま
ざまな適応レシーバ機能にバイアスがもたらされる恐れ
がある。
【0011】
【発明の概要】音声プロセッサであって、リモートモデ
ムとの通信のために、入力音声信号を複素数音声サンプ
ルに変換して、モデムによってQADM処理するための
ものが開示される。音声処理は、入力音声を処理して残
留信号を発生するための相関性除去器と、長期の残留信
号を適応的にスケーリングして、スケーリングされた残
留信号を発生するための適応スケーラと、スケーリング
残留信号を位相ランダム化してランダム化位相を有する
複素数信号を発生するためのランダマイザと、ランダム
化位相を有する複素数信号を制限して、複素数信号がモ
デムによってリモートモデムに伝送されるようにするた
めのリミッタとを含む。
ムとの通信のために、入力音声信号を複素数音声サンプ
ルに変換して、モデムによってQADM処理するための
ものが開示される。音声処理は、入力音声を処理して残
留信号を発生するための相関性除去器と、長期の残留信
号を適応的にスケーリングして、スケーリングされた残
留信号を発生するための適応スケーラと、スケーリング
残留信号を位相ランダム化してランダム化位相を有する
複素数信号を発生するためのランダマイザと、ランダム
化位相を有する複素数信号を制限して、複素数信号がモ
デムによってリモートモデムに伝送されるようにするた
めのリミッタとを含む。
【0012】この発明の付加的な目的、特徴および利点
は添付の図面から当業者には明らかとなるであろう。
は添付の図面から当業者には明らかとなるであろう。
【0013】
【好ましい実施例の詳細な説明】位相のランダム化によ
り、QADMを用いて、同時音声およびデータ伝送を最
適化するための装置および方法を開示する。以下には、
この発明を十分に理解できるようにするよう多くの特定
的な詳細が記載されている。しかしながら、当業者には
これらの詳細はこの発明の実務に必要ではないことを理
解されたい。他の場合においては、この発明を明確にす
るために、周知の回路および方法などは詳細に述べられ
ない。
り、QADMを用いて、同時音声およびデータ伝送を最
適化するための装置および方法を開示する。以下には、
この発明を十分に理解できるようにするよう多くの特定
的な詳細が記載されている。しかしながら、当業者には
これらの詳細はこの発明の実務に必要ではないことを理
解されたい。他の場合においては、この発明を明確にす
るために、周知の回路および方法などは詳細に述べられ
ない。
【0014】この発明による前述の問題の解決策は、ベ
ースバンドに音声コンポーネントの「ランダム」位相回
転を加えることである。この結果、ほぼすべての場合に
おいて、コストをかけずに、音声信号とは独立した元の
データ点の周りの分布がより均一になる。
ースバンドに音声コンポーネントの「ランダム」位相回
転を加えることである。この結果、ほぼすべての場合に
おいて、コストをかけずに、音声信号とは独立した元の
データ点の周りの分布がより均一になる。
【0015】「ランダム」という用語は、位相回転が、
均一分布の独立サンプルとして位相回転が実際にランダ
ムに選択される場合にもたらされ得るある特徴を有する
ことを示すことに留意されたい。実際の実現例では、位
相の有限シーケンスを選択し、それを連続して繰返すだ
けで十分であろう。したがって、シーケンスは実際には
予め定められ、かつ固定されているが、実際のランダム
シーケンスから選択されていると合理的に仮定すること
もでき、このように選択された典型的なサンプルと見な
され得る。重要な特徴としては、真にランダムなシーケ
ンスによって認識され得るゲインはこの擬似ランダムシ
ーケンスで保たれることが挙げられる。
均一分布の独立サンプルとして位相回転が実際にランダ
ムに選択される場合にもたらされ得るある特徴を有する
ことを示すことに留意されたい。実際の実現例では、位
相の有限シーケンスを選択し、それを連続して繰返すだ
けで十分であろう。したがって、シーケンスは実際には
予め定められ、かつ固定されているが、実際のランダム
シーケンスから選択されていると合理的に仮定すること
もでき、このように選択された典型的なサンプルと見な
され得る。重要な特徴としては、真にランダムなシーケ
ンスによって認識され得るゲインはこの擬似ランダムシ
ーケンスで保たれることが挙げられる。
【0016】トランスミッタ側35上の音声信号300
の音声処理112に関しては、この発明による解決策は
QADM音声処理を下記のように変形することに関わ
る。すなわち、図3に示される線形予測コーディング装
置305(短期の相関性除去)、ピッチ予測装置310
(長期の相関性除去)、適応スケーリング装置315、
実数−複素数変換器316、位相ランダマイザ装置32
0およびリミッタ325である。実数−複素数変換器3
16は、V.34Q仕様書のドラフト仕様書においては
「1D−2D」ルータとも呼ばれることに留意された
い。当業者には、短期の相関性除去装置および長期の相
関性除去装置は単に1つの「相関性除去」装置と呼ばれ
ることもあることが認められるであろう。
の音声処理112に関しては、この発明による解決策は
QADM音声処理を下記のように変形することに関わ
る。すなわち、図3に示される線形予測コーディング装
置305(短期の相関性除去)、ピッチ予測装置310
(長期の相関性除去)、適応スケーリング装置315、
実数−複素数変換器316、位相ランダマイザ装置32
0およびリミッタ325である。実数−複素数変換器3
16は、V.34Q仕様書のドラフト仕様書においては
「1D−2D」ルータとも呼ばれることに留意された
い。当業者には、短期の相関性除去装置および長期の相
関性除去装置は単に1つの「相関性除去」装置と呼ばれ
ることもあることが認められるであろう。
【0017】レシーバ側30での音声処理128に関し
ては、ランダム化することにより伝送されている受取ら
れた信号を収容するために、音声処理は、図4に示され
るように、再度構成された出力音声信号が発生370さ
れる前に、デランダマイザ装置と、「複素数−実数」変
換器352と、適応アンスケーリング装置355と、ピ
ッチ予測装置360(長期の再相関性付与)と、線形予
測コーディング装置365(短期の再相関性付与)とを
含まなければならない。
ては、ランダム化することにより伝送されている受取ら
れた信号を収容するために、音声処理は、図4に示され
るように、再度構成された出力音声信号が発生370さ
れる前に、デランダマイザ装置と、「複素数−実数」変
換器352と、適応アンスケーリング装置355と、ピ
ッチ予測装置360(長期の再相関性付与)と、線形予
測コーディング装置365(短期の再相関性付与)とを
含まなければならない。
【0018】V.61の代替的な形態が図5および図6
に示される。この場合、実数−複素数変換はパスバンド
からベースバンドへの周波数シフトによって必然的に行
なわれる。出力信号は2/T以上であり典型的には3/
Tであるサンプル速度であり、1/Tはモデムデータ信
号のシンボル速度である。「fc 」が、適切に選択され
た中心周波数である、(fc −1/2T)から(fc +
1/2T)までの範囲の信号スペクトルは−1/2Tか
ら1/2Tまでの範囲にシフトされ、その後ローパスフ
ィルタリングされて、図9に示されるように、サンプル
速度1/Dを有する複素数ベースバンド信号を発生す
る。図10は対応するレシーバ動作を示し、ここでベー
スバンド信号は2/T以上であって、典型的には3/T
であるサンプル速度に補間され、その後(fc −1/2
T)から(fc +1/2T)までの範囲の周波数にシフ
トされる。V.61形態に関しては、ランダム化された
位相回転が、(図5に示されるように)この実数−複素
数変換とスケーリング動作との間の信号に与えられるこ
ととなる。これに対応して、レシーバ非回転が逆スケー
リングと複素数−実数変換との間の信号に与えられるこ
ととなる。
に示される。この場合、実数−複素数変換はパスバンド
からベースバンドへの周波数シフトによって必然的に行
なわれる。出力信号は2/T以上であり典型的には3/
Tであるサンプル速度であり、1/Tはモデムデータ信
号のシンボル速度である。「fc 」が、適切に選択され
た中心周波数である、(fc −1/2T)から(fc +
1/2T)までの範囲の信号スペクトルは−1/2Tか
ら1/2Tまでの範囲にシフトされ、その後ローパスフ
ィルタリングされて、図9に示されるように、サンプル
速度1/Dを有する複素数ベースバンド信号を発生す
る。図10は対応するレシーバ動作を示し、ここでベー
スバンド信号は2/T以上であって、典型的には3/T
であるサンプル速度に補間され、その後(fc −1/2
T)から(fc +1/2T)までの範囲の周波数にシフ
トされる。V.61形態に関しては、ランダム化された
位相回転が、(図5に示されるように)この実数−複素
数変換とスケーリング動作との間の信号に与えられるこ
ととなる。これに対応して、レシーバ非回転が逆スケー
リングと複素数−実数変換との間の信号に与えられるこ
ととなる。
【0019】図7は、位相ランダム化方法についての簡
単なブロック図を示す。V.61におけるように複素数
信号であるか、またはV.34Qにおけるように「実数
−複素数」変換器316後の複素数信号である複素数サ
ンプル421は
単なブロック図を示す。V.61におけるように複素数
信号であるか、またはV.34Qにおけるように「実数
−複素数」変換器316後の複素数信号である複素数サ
ンプル421は
【0020】
【数3】
【0021】によって特徴づけられる信号440によっ
て乗算され、ここでφ(k)は擬似ランダム位相シーケ
ンスである。擬似ランダム位相シーケンス450はある
種の予め定められたシーケンスであるか、または擬似ラ
ンダムビット発生器を用いて発生されてもよい。
て乗算され、ここでφ(k)は擬似ランダム位相シーケ
ンスである。擬似ランダム位相シーケンス450はある
種の予め定められたシーケンスであるか、または擬似ラ
ンダムビット発生器を用いて発生されてもよい。
【0022】図8に示されるように、実数音声信号サン
プル440に関しては、遅延装置410を通して、その
連続するサンプルとまず対にされ、実数−複素数装置4
20によって1つの複素数サンプル421を形成する。
ここでもまた、これはV.61仕様書に従う形態の場合
に関するものではない。このようにして発生した複素数
信号422はその後、図7に示されるように回転され得
る。
プル440に関しては、遅延装置410を通して、その
連続するサンプルとまず対にされ、実数−複素数装置4
20によって1つの複素数サンプル421を形成する。
ここでもまた、これはV.61仕様書に従う形態の場合
に関するものではない。このようにして発生した複素数
信号422はその後、図7に示されるように回転され得
る。
【0023】当業者には認められるであろうが、極めて
よくランダム化された場合でも、単なる90°の回転は
ほとんどの場合においては有用ではないであろう。デー
タ配列は一般に、90°の回転下では対称度が非常に高
くなる。ランダムな90°の回転はエラー事象を防ぐの
ではなくそれ自体を単に変更するだけである場合が多
い。当業者には認められるであろうが、回転の増分が細
かいほどよりよい結果が得られる。しかしながら、デー
タ信号点周りに点を均一に分布するためには、位相の増
分も大きくなければならない。
よくランダム化された場合でも、単なる90°の回転は
ほとんどの場合においては有用ではないであろう。デー
タ配列は一般に、90°の回転下では対称度が非常に高
くなる。ランダムな90°の回転はエラー事象を防ぐの
ではなくそれ自体を単に変更するだけである場合が多
い。当業者には認められるであろうが、回転の増分が細
かいほどよりよい結果が得られる。しかしながら、デー
タ信号点周りに点を均一に分布するためには、位相の増
分も大きくなければならない。
【0024】この発明によると、位相ランダム化の目標
を達成するための簡単な方法はランダム化を擬似ランダ
ム2進シーケンスに基づいて行なうことであり、ここで
「0」は回転をもたらさず、「1」は(90+x)°の
回転をもたらし、「x」は5°と40°との間の数であ
るとする。90°のコンポーネントは円周周りに点を分
布し、「x」は「ギャップを埋める」こととなる。2ビ
ットシーケンスを用いることもできるが、この場合2π
/2n の位相を乗算する擬似ランダム2進シーケンスを
発生するnビットレジスタの内容すべてを用いることと
丁度同じである。図12に示されるように、以下に一例
が挙げられ、ここで多項式P(Z)=1+Z-1+Z-7は
下記のようにシーケンスを発生するために用いられる。
を達成するための簡単な方法はランダム化を擬似ランダ
ム2進シーケンスに基づいて行なうことであり、ここで
「0」は回転をもたらさず、「1」は(90+x)°の
回転をもたらし、「x」は5°と40°との間の数であ
るとする。90°のコンポーネントは円周周りに点を分
布し、「x」は「ギャップを埋める」こととなる。2ビ
ットシーケンスを用いることもできるが、この場合2π
/2n の位相を乗算する擬似ランダム2進シーケンスを
発生するnビットレジスタの内容すべてを用いることと
丁度同じである。図12に示されるように、以下に一例
が挙げられ、ここで多項式P(Z)=1+Z-1+Z-7は
下記のようにシーケンスを発生するために用いられる。
【0025】
【数4】
【0026】図12に示されるように、長さ127の2
進擬似ランダムシーケンスを発生するために通常用いら
れるシフトレジスタを、64までの異なったランダム位
相のシーケンスを発生するために用いることができる。
シフトレジスタが、すべて1の状態まで戻す場合には、
「ランダム性」がいくぶん失われるため、シーケンスの
はじめの半分のみが用いられるべきである。したがって
2次元の音声コンポーネントはψ(k)だけ回転する。
レシーバにおいて、同じシーケンスに基づいて反対の回
転が行なわれる。
進擬似ランダムシーケンスを発生するために通常用いら
れるシフトレジスタを、64までの異なったランダム位
相のシーケンスを発生するために用いることができる。
シフトレジスタが、すべて1の状態まで戻す場合には、
「ランダム性」がいくぶん失われるため、シーケンスの
はじめの半分のみが用いられるべきである。したがって
2次元の音声コンポーネントはψ(k)だけ回転する。
レシーバにおいて、同じシーケンスに基づいて反対の回
転が行なわれる。
【0027】位相シーケンスψ(k)は音声信号上に暗
号化マッピングを行なうよう選択されてもよい。技術分
野において周知の方法によって、トランスミッタとレシ
ーバとは先行情報または暗号化「キー」の交換に基づい
たビットシーケンスが互いに一致し得る。最も簡単な形
において、暗号化方法は1のシーケンスと、通常の擬似
ランダムシーケンスを変形するために用いられる出力と
をエンコードするために用いることができる。図12に
おける上述の例の場合には、暗号化シーケンスから7ビ
ットが取出され、各位相値によって排他的ORにされて
擬似ランダム暗号化位相シーケンスを発生する。
号化マッピングを行なうよう選択されてもよい。技術分
野において周知の方法によって、トランスミッタとレシ
ーバとは先行情報または暗号化「キー」の交換に基づい
たビットシーケンスが互いに一致し得る。最も簡単な形
において、暗号化方法は1のシーケンスと、通常の擬似
ランダムシーケンスを変形するために用いられる出力と
をエンコードするために用いることができる。図12に
おける上述の例の場合には、暗号化シーケンスから7ビ
ットが取出され、各位相値によって排他的ORにされて
擬似ランダム暗号化位相シーケンスを発生する。
【0028】以上にこの発明のごくわずかな実施例が述
べられたが、この発明の新しい教示および利点から実質
的に離れることなくこれらの例示の実施例には多くの修
正が可能であることが当業者には容易に認められるであ
ろう。したがって、このようなすべての修正は前掲の特
許請求の範囲に規定されるこの発明の範囲内に含まれる
ことが意図される。特許請求の範囲において、手段およ
び機能節は前述の機能を果たし、構造上の等価物のみな
らず均等な構造としてここに記載された構造を包含する
よう意図される。したがって、釘およびねじは、釘は木
製部品を互いに固定するためにシリンダ表面を採用し、
ねじはヘリカル表面を採用するという点では構造上の等
価物ではないであろうが、木製部品を固定するという環
境においては、釘およびねじは均等な構造物であろう。
べられたが、この発明の新しい教示および利点から実質
的に離れることなくこれらの例示の実施例には多くの修
正が可能であることが当業者には容易に認められるであ
ろう。したがって、このようなすべての修正は前掲の特
許請求の範囲に規定されるこの発明の範囲内に含まれる
ことが意図される。特許請求の範囲において、手段およ
び機能節は前述の機能を果たし、構造上の等価物のみな
らず均等な構造としてここに記載された構造を包含する
よう意図される。したがって、釘およびねじは、釘は木
製部品を互いに固定するためにシリンダ表面を採用し、
ねじはヘリカル表面を採用するという点では構造上の等
価物ではないであろうが、木製部品を固定するという環
境においては、釘およびねじは均等な構造物であろう。
【図1】QADMを用いる典型的なモデムシステムを示
す概略図である。
す概略図である。
【図2】QADMシステムにおける音声およびデータ両
方の合成信号を示す図である。
方の合成信号を示す図である。
【図3】ランダマイザを備えた音声処理装置の図であ
る。
る。
【図4】デランダマイザを備えた音声処理装置の図であ
る。
る。
【図5】V.61形態に関するトランスミッタQADM
処理を示す図である。
処理を示す図である。
【図6】V.61形態に関するレシーバQADM処理を
示す図である。
示す図である。
【図7】位相ランダム化方法を簡単に示す図である。
【図8】V.34Q仕様書に関する実数入力信号のため
の実数−複素数変換を示す図である。
の実数−複素数変換を示す図である。
【図9】V.61形態に関する実数−複素数変換を示す
図である。
図である。
【図10】V.61形態に関する複素数−実数変換を示
す図である。
す図である。
【図11】相関音声信号の、起こり得る影響を示す図で
ある。
ある。
【図12】シフトレジスタを用いる64位相シーケンス
発生器を示す図である。
発生器を示す図である。
316 実数−複素数変換器 320 位相ランダマイザ
Claims (24)
- 【請求項1】 音声信号のQADM伝送のQADM処理
のためのサブシステムであって、リモートモデムとの通
信のために、モデムによってデータ信号を合成するため
のものであり、 前記音声信号を複素数信号に変換するための実数−複素
数変換手段と、 前記実数−複素数変換手段に結合され、前記複素数信号
を位相ランダム化してランダム化複素数信号を発生し、
前記データ信号と合成するためのランダム化手段とを含
む、サブシステム。 - 【請求項2】 前記実数−複素数変換手段に結合され、
前記音声信号を処理して残留信号を発生し、前記残留信
号がその後前記実数−複素数変換手段に入力されるよう
にするための相関性除去手段をさらに含む、請求項1に
記載のサブシステム。 - 【請求項3】 前記相関性除去手段に結合され、前記実
数−複素数変換手段の前か後かのいずれかに前記残留信
号をスケーリングするためのスケーリング手段をさらに
含む、請求項2に記載のサブシステム。 - 【請求項4】 前記スケーリング手段に結合され、前記
スケーリングされた残留信号を制限するための制限手段
をさらに含む、請求項3に記載のサブシステム。 - 【請求項5】 前記ランダム化手段に結合され、前記ラ
ンダム化複素数信号をスケーリングするためのスケーリ
ング手段をさらに含む、請求項2に記載のサブシステ
ム。 - 【請求項6】 前記実数−複素数変換手段が、 前記実数−複素数変換手段の前に前記音声信号を受取っ
て、遅延音声信号を発生するようにされた遅延手段と、 前記遅延手段に結合され、前記音声信号と前記遅延音声
信号との対を前記ランダム化手段への複素数信号に変換
して位相ランダム化するための変換手段とを含む、請求
項1に記載のサブシステム。 - 【請求項7】 前記ランダム化手段が、 擬似ランダム位相シーケンスを発生するためのシーケン
ス発生手段と、 前記シーケンス発生手段および前記実数−複素数手段に
結合され、前記第1の複素数信号を回転して前記複素数
音声サンプルを発生するための回転手段とを含む、請求
項1に記載のサブシステム。 - 【請求項8】 前記回転手段が、予め定められた 【数1】 の信号によって前記第1の複素数信号を乗算することに
より回転し、φ(k)は前記擬似ランダム位相シーケン
スである、請求項7に記載のサブシステム。 - 【請求項9】 前記擬似ランダム位相シーケンスが、P
(Z)=1+Z-6+Z-7で表わされる多項式によって規
定される、請求項8に記載のサブシステム。 - 【請求項10】 前記擬似ランダム位相シーケンスが、
P(Z)=1+Z-1+Z-7として表わされる多項式によ
って規定される、請求項8に記載のサブシステム。 - 【請求項11】 前記擬似ランダム位相シーケンスがシ
フトレジスタを含み、前記シフトレジスタの内容が前記
回転手段を制御する、請求項8に記載のサブシステム。 - 【請求項12】 前記擬似ランダム位相シーケンスが、
ランダムに選択された位相の、予め定められたシーケン
スを含む、請求項8に記載のサブシステム。 - 【請求項13】 前記擬似ランダム位相シーケンスが、
ランダムに選択された位相の、予め定められた繰返しシ
ーケンスを含む、請求項8に記載のサブシステム。 - 【請求項14】 前記予め定められた繰返しシーケンス
が、ランダムに選択された位相を含む、請求項13に記
載のサブシステム。 - 【請求項15】 前記擬似ランダム位相シーケンスが、
暗号化方法によってさらに変形される、請求項8に記載
のサブシステム。 - 【請求項16】 入力音声信号と入力データ信号との同
時通信のために、QADMを用いる、モデムのためのト
ランスミッタであって、 前記入力音声信号を処理して複素数音声信号および音声
サイド情報を発生するための音声処理手段を含み、前記
音声処理手段は、 前記入力音声を処理して残留信号を発生するための相関
性除去手段と、 前記残留信号を複素数残留信号に変換するための実数−
複素数変換手段と、 前記複素数残留信号を適応的にスケーリングして、スケ
ーリングされた残留信号を発生するための適応スケーリ
ング手段と、 前記スケーリングされた残留信号を位相ランダム化し
て、ランダム化された位相を有する複素数信号を発生す
るためのランダム化手段と、 前記ランダム化位相を有する前記複素数信号を制限して
複素数音声信号を発生するための制限手段とを含み、前
記トランスミッタはさらに、 前記音声サイド情報および前記入力信号を受取って多重
化信号を発生するための多重化手段と、 前記多重化手段に結合され、前記多重化信号を受取っ
て、マッピングされた信号を発生するための信号マッピ
ング手段と、 前記信号マッピング手段および前記音声処理手段に結合
され、前記複素数音声信号と前記マッピング信号とを合
成して合成信号を発生するための合成手段と、 前記合成信号を受取り、前記合成信号を変調して前記モ
デムによってリモートモデムに伝送するための信号変調
手段とを備えた、トランスミッタ。 - 【請求項17】 前記ランダム化手段が、 擬似ランダム位相シーケンスを発生するためのシーケン
ス発生手段と、 前記シーケンス発生手段および前記実数−複素数手段に
結合され、前記第1の複素数信号を回転して前記複素数
音声サンプルを発生するための回転手段とを含む、請求
項16に記載のトランスミッタ。 - 【請求項18】 前記回転手段が、予め定められた 【数2】 の信号によって前記第1の複素数信号を乗算することに
より回転し、φ(k)は前記ランダム化された位相シー
ケンスである、請求項17に記載のトランスミッタ。 - 【請求項19】 前記擬似ランダム位相シーケンスが、
ランダムに選択された位相の、予め定められたシーケン
スを含む、請求項18に記載のトランスミッタ。 - 【請求項20】 前記擬似ランダム位相シーケンスが、
P(Z)=1+Z-6+Z-7として表わされる多項式によ
って規定される、請求項18に記載のトランスミッタ。 - 【請求項21】 前記擬似ランダム位相シーケンスが、
P(Z)=1+Z-1+Z-7として表わされる多項式によ
って規定される、請求項18に記載のトランスミッタ。 - 【請求項22】 前記擬似ランダム位相シーケンスがシ
フトレジスタを含み、前記シフトレジスタの内容が前記
回転手段を制御する、請求項18に記載のトランスミッ
タ。 - 【請求項23】 前記擬似ランダム位相シーケンスが暗
号化方法によってさらに変形される、請求項18に記載
のトランスミッタ。 - 【請求項24】 前記擬似ランダム位相シーケンスが、
ランダムに選択された位相の、予め定められた繰返しシ
ーケンスを含む、請求項18に記載のトランスミッタ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/699,269 US5742679A (en) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | Optimized simultaneous audio and data transmission using QADM with phase randomization |
US08/699269 | 1996-08-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10107864A true JPH10107864A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=24808592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9221559A Withdrawn JPH10107864A (ja) | 1996-08-19 | 1997-08-18 | Qadm処理のためのサブシステムおよびモデムのためのトランスミッタ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5742679A (ja) |
EP (1) | EP0825744A3 (ja) |
JP (1) | JPH10107864A (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6233275B1 (en) | 1994-12-09 | 2001-05-15 | Brent Townshend | High speed communications system for analog subscriber connections |
DE69532919T2 (de) | 1994-12-09 | 2005-04-14 | Townshend, Brent, Menlo Park | Schnelles vermittlungssystem für analoge teilnehmeranschlüsse |
US5970103A (en) | 1996-09-06 | 1999-10-19 | Townshend; Brent | High speed communications system for analog subscriber connections |
US6005640A (en) * | 1996-09-27 | 1999-12-21 | Sarnoff Corporation | Multiple modulation format television signal receiver system |
US6097753A (en) * | 1997-09-23 | 2000-08-01 | Paradyne Corporation | System and method for simultaneous voice and data with adaptive gain based on short term audio energy |
US6961369B1 (en) | 1999-11-09 | 2005-11-01 | Aware, Inc. | System and method for scrambling the phase of the carriers in a multicarrier communications system |
US6961431B2 (en) * | 2001-02-28 | 2005-11-01 | Lockheed Martin Corp. | Analog privacy scrambler and scrambling method |
US7143028B2 (en) * | 2002-07-24 | 2006-11-28 | Applied Minds, Inc. | Method and system for masking speech |
ATE448638T1 (de) * | 2006-04-13 | 2009-11-15 | Fraunhofer Ges Forschung | Audiosignaldekorrelator |
US20080207253A1 (en) * | 2007-02-27 | 2008-08-28 | Nokia Corporation | Multiradio management through quality level control |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3936828A (en) * | 1972-12-22 | 1976-02-03 | Communications Components Corporation | VLF navigation system |
US5172118A (en) * | 1980-12-29 | 1992-12-15 | Raytheon Company | All weather tactical strike system (AWISS) and method of operation |
US4456862A (en) * | 1982-09-22 | 1984-06-26 | General Dynamics, Pomona Division | Augmented proportional navigation in second order predictive scheme |
US4754481A (en) * | 1985-06-24 | 1988-06-28 | Atlantic Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Expanded partial response processing for analog signal enciphering and the like |
US5448555A (en) * | 1993-06-14 | 1995-09-05 | At&T Corp. | Simultaneous analog and digital communication |
-
1996
- 1996-08-19 US US08/699,269 patent/US5742679A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-08-18 JP JP9221559A patent/JPH10107864A/ja not_active Withdrawn
- 1997-08-19 EP EP97114296A patent/EP0825744A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0825744A2 (en) | 1998-02-25 |
EP0825744A3 (en) | 2001-04-04 |
US5742679A (en) | 1998-04-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041102 |