JPH10200593A - シグナルポイントエンコーダおよびエンコード方法、リングインデックスを再順序づけする方法、およびリングインデックスを選択するための方法 - Google Patents

シグナルポイントエンコーダおよびエンコード方法、リングインデックスを再順序づけする方法、およびリングインデックスを選択するための方法

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JPH10200593A
JPH10200593A JP9334237A JP33423797A JPH10200593A JP H10200593 A JPH10200593 A JP H10200593A JP 9334237 A JP9334237 A JP 9334237A JP 33423797 A JP33423797 A JP 33423797A JP H10200593 A JPH10200593 A JP H10200593A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＰＣＭモデムの環境においてＶ．３４タイプ
のシェルマッピングアルゴリズムを実現するための方法
および装置を提供する。 【解決手段】 この装置はμ法シグナルマッピングポイ
ントを組入れる。この技術は既知の原理で発生されるリ
ングインデックスを用いる。リングインデックスは再順
序づけモジュールに与えられ、これは従来のシェルマッ
ピングアルゴリズムによって発生されたリングインデッ
クスを再配列する。好ましい再順序づけ図式は従来のシ
ェルマッピングアルゴリズムにより提供される非均一な
確率分布を利用する。比較的分離距離が小さいシグナル
ポイントセットが比較的低発生頻度のリングに、比較的
分離距離が大きいシグナルポイントセットが比較的高発
生頻度のリングに、割当てられるよう、リングは再配列
される。これによりシグナルポイントの割当てが最適化
され平均伝送電力の認容可能な制限を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】この発明は、一般に、ＰＣＭベースのモ
デムとともに使用するため規格Ｖ．３４シェルマッピン
グアルゴリズムを適合させるための技術に関し、より特
定的には、配列ポイント間の間隔値が低い配列リングの
使用頻度と送信電力との最適なバランスを得るため、シ
ェルマッピングアルゴリズムによって発生されるリング
インデックスを再順序づけするための技術に関する。
【０００２】
【発明の背景】この発明は、特に、パルス符号変調（Ｐ
ＣＭ）モデムの環境において、デジタルネットワークに
接続されたアナログ媒体を通じてデジタル情報を伝送す
るため使用されるシグナルポイントエンコーダに関す
る。
【０００３】インターネットを基盤とする世界は最近目
ざましい発展を遂げてきた。より多くのユーザがワール
ドワイドウエッブ（World Wide Web）をブラウジング
し、そこから情報をダウンロードし始めるに伴い、単純
にはデータ速度と呼ばれるデータ伝送速度を向上させる
ことが強く望まれてきた。ほとんどのユーザは「ネッ
ト」にパーソナルコンピュータとモデムとを通じてリン
クしているので、インターネットサービスプロバイダ
（ＩＳＰ）を通じてインターネットにアクセスしている
ユーザは取り分けこれを強く願っている。しかし、ほと
んどの公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）で通信用に信号がデ
ジタル化されているにもかかわらず、Ｖ．３４モデムな
どの従来のアナログモデムはＰＳＴＮをアナログチャネ
ルと見なしてしまう。したがって信号の量子化のさまざ
まな影響および信号の量子化による障害のためにチャネ
ルのデータ速度は約３５Ｋｂｐｓに制限されてしまう。
この限界は一般にシャノン限界として知られている（Ｃ
・Ｅ・シャノン（Shannon ）とＷ・ウィーバ（Weaver）
とによる、『通信数学理論（The Mathematical Theory
ofCommunication）』（イリノイ大学出版（University
of Illiois Press ）、１９４９年を参照）。
【０００４】ＰＣＭモデムベースの高速通信技術は近年
大きく発達し、少なくとも５６Ｋｂｐｓのデータ速度が
実際に達成可能であると言われている。ＰＣＭモデム技
術は、ＰＳＴＮはアナログネットワークではなくますま
すデジタルネットワークになっているという単純な認識
に基づいている。また、ますます多くの中央サイトモデ
ムが、ＣＯＤＥＣ（コーダ／デコーダ）を必要とせず
に、米国のＴ１および欧州のＥ１などのデジタルコネク
ションを通じてＰＳＴＮに接続するようになっている。
ＣＯＤＥＣとは、ネットワークのデジタル部分をアナロ
グの加入回線に接続し、アナログとデジタルとを変換す
る装置である。
【０００５】しかし、従来のモデムは依然としてこのデ
ジタルストリームをモデムのアナログ信号の表示である
と見なす。しかし、ＰＣＭモデムを使用すると、ユーザ
のサイトを再配線したり、電話網を修正したりする複雑
な作業なしに、はるかに高速のデータ速度を達成でき
る。「中央サイト」モデムとは、たとえば遠隔ローカル
エリアネットワーク（ＬＡＮ）アクセスのために多数の
同時コネクションを可能にする、ＩＳＰまたは企業にイ
ンストールされたモデムのことであるということが理解
されねばならない。
【０００６】近年の５６Ｋｂｐｓ技術は、ＰＳＴＮデジ
タルネットワークの通信パスの障害となる部分に対処し
ようとしてきた。こうした障害は、電話中央局と通常ア
ナログ加入回線と呼ばれるユーザの家との間のハイブリ
ッドインターフェイスおよび銅ワイヤインターフェイス
によるものである。
【０００７】このところ、ＰＣＭモデムについて、およ
び、ＰＣＭモデムが現在のパラダイムよりもはるかに高
速でのダウンストリームデータ通信をどのようにして促
進できるかそして促進すべきかということについて多く
の記述がなされてきた。たとえば、１９９６年１０月１
６日から１７日に行なわれた電気通信産業連盟技術委員
会ＴＲ−３０規格会議（Telecommunication Industry A
ssociation（TIA ）Technical Committee TR-30 Standa
rds meeting ）において、ＰＣＭモデムが議題となっ
た。このとき提出された技術論文には、グォヂュー・ロ
ン（Guozhu Long）の『５６ＫモデムのためのＤＣサプ
レッサ（DC Supressor for 56K Modems ）』、グォヂュ
ー・ロンの『５６Ｋモデムのための２段階マッピング
（Two-Step Mapping for 56K Modems 』、デービッド・
Ｃ・ライフ（David C. Rife ）の『５６Ｋｂｐｓチャネ
ル（56Kbps Channels ）』、ベダ・クリッシュナン（Ve
da Krishnan ）の『Ｖ．ｐｃｍモデム規格（V. pcm Mod
em Standard ）』、ベダ・エウボーグル（Vedat Eyubog
lu）の『ＰＣＭモデム；技術概論（PCM Modems: A Tech
nical Overview）』、リチャード・スチュアート（Rich
ard Stuart）の『高速ネットワークアクセスモデムの提
案（Proposal for a High Speed Network AccessMode
m）』、およびウラジミール・パリジスキー（Vladimir
Parizhsky）の『Ｕ．Ｓ．ロボティックスのｘ２技術；
技術的要約（U.S. Robotics' x2 Technology: Technica
l Brief ）』が含まれる。これらの論文はここに引用に
より援用される。
【０００８】また、ＰＣＭモデムベースのデータ通信シ
ステム全体についても近年刊行物が出されている。その
一番目は、１９９５年にユーロコム研究所（Institute
Eurecom ）で行なわれた『情報ドライブウェイ１９９５
（The Information Driveway, 1995）』と題されたピエ
ール・Ａ・ウンブレー（Pierre A. Humblet ）およびマ
ルコス・Ｇ・トローリス（Markos G. Troulis ）による
発表であって、これは高速モデムの基本概念を説明しよ
うとするものであった。第二番目は、「アナログ加入者
コネクションのための高速通信システム（High Speed C
ommunicationsSystems for Analog Subscriber Connect
ions ）」を開示するブレント・タウンゼント（Brent T
ownshend ）による１９９６年６月１３日付のＰＣＴ特
許公開、国際公開番号ＷＯ／９６１８２６１である。こ
の公開は、１７頁から１９頁に、ＰＣＭモデムベースの
全体的高速システムを開示している（また、トランスミ
ッタ側でのＤＣナル消去を実現している）。これらの論
文は、高速ＰＣＭモデムの基礎およびその環境について
の公平な参照文献であって、ここに引用により援用す
る。
【０００９】さらに、ＡＴ＆Ｔのエンダ・アヤノーグル
（Ender Ayanoglu）に、１９９６年６月１８日に発行さ
れた、「等化配置を備えた高速量子化−レベル−サンプ
リングモデム（High Speed Quantization-Level-Sampli
ng Modem With EqualizationArrangement）」と題され
た米国特許第５，５２８，６２５号は、高速データ通信
のためのＱＬＳモデムを開示している。ＡＴ＆Ｔのエン
ダ・アヤノーグルに１９９５年２月２８日に発行された
「遠隔ＣＯＤＥＣに同期された高速モデム（High-Speed
Modem Synchronized To A Remote CODEC ）」と題され
たもう一つの米国特許、米国特許第５，３９４，４３７
号は、デジタルネットワークと並行してアナログ媒体上
でデータ送信するための高速モデムを開示している。こ
れらの参照文献はここに引用により援用される。
【００１０】図１は、ＰＣＭモデム技術を用いた典型的
な高速通信パスの概念図である。ＩＳＰまたは中央サイ
ト１００はデジタル方式でトランスミッタ１１０および
レシーバ１２０を通じ電話網１３０に接続される。ネッ
トワーク１３０は中央局ラインカード１４０を通じて加
入回線１５０に接続される。ラインカードの中には典型
的にはＰＣＭ ＣＯＤＥＣが実装される。加入回線１５
０は、ユーザのサイトでユーザのモデム１６０を通じユ
ーザのＰＣに接続される。当業者には理解されるよう
に、ＩＳＰモデムトランスミッタ１１０と電話網１３０
との間のコネクションは、典型的な約６４Ｋｂｐｓのデ
ータ速度のデジタルコネクションである。電話網１３０
およびラインカード１４０のパラメータは、電話会社の
仕様および操作（特定的には、μ法シグナルポイント配
列の使用）によって支配され設定されているので、中央
サイトトランスミッタ１１０は、そのネットワークに対
するデジタルコネクションを十分に活かすため特定の方
策でデジタルデータを伝送する必要がある。しかし、こ
の新しいパラダイムにおいてはμ法配列、シェルマッピ
ング、およびＰＣＭベースのモデムシステムの扱いがあ
る種の障害となる。
【００１１】たとえば、Ｖ．３４パラダイムにおいて
は、各リングの平均電力はそのリングインデックスにほ
ぼ比例するという仮定にとりわけ基づいて、そしてま
た、いかなる特定の配列も伝送電力レベル要件を満たす
ようにスケーリングできるというさらなる仮定に基づい
て、シェルマッピングアルゴリズムは基本的に平均伝送
電力を最小化するような態様でリングインデックスを選
択するよう設計されている。他方、ＰＣＭモデムの環境
においては、周知のμ法アルゴリズムによりＰＣＭコー
デックによって決定される固定された非均等間隔のレベ
ルのセットからシグナルポイントが選択される。したが
って、Ｖ．３４シェルマッピングアルゴリズムについて
の上述の仮定は、ＰＣＭモデムの環境においては成り立
たない。さらに、既知のシェルマッピング技術を使用し
て最適の性能を得るためには、Ｖ．３４において用いら
れていたコストファンクションとは違う全く新しいコス
トファンクションを定義せねばならず、そしてＰＣＭモ
デムの環境において使用するための新しいマッピングア
ルゴリズムを構築せねばならないだろう。このような新
しいコストファンクションおよびマッピングアルゴリズ
ムの実現は、現在使用されているかなりの数のモデムに
おいて現在利用されているＶ．３４アルゴリズムを十分
に活かすものではないだろう。典型的にはインターネッ
トサービスプロバイダ（ＩＳＰサーバ）における伝送モ
デムによって用いられているＶ．３４シグナルポイント
エンコーディングモデルにおいては、エンコーダの機能
はしばしばコード化部分とマッピング（またはシェーピ
ング）構成要素とを含む２つの領域に分割される。コー
ド化構成要素はしばしば誤り訂正コードに関し、他方マ
ッピング構成要素はコード化プロセスによって課される
制約に鑑みて伝送電力を最小限にするようする。たとえ
ば、伝統的なＶ．３４コード化機能は、渦巻トレリスコ
ードの使用を含み、他方、マッピングはシェルマッピン
グの形を取る。
【００１２】Ｖ．３４において用いられているシェルマ
ッピングアルゴリズムは、Ｖ．３４モデムの最も複雑な
機能の１つである。より完全なＶ．３４勧告（V.34 Rec
ommendation ）の記述については、国際電気通信連盟
（International Telecommunication Union ）が１９９
４年９月に発行したＩＴＵ−Ｔ勧告Ｖ．３４（ITU-T Re
commendation V.34 ）を参照。この全内容はここに引用
により援用される。基本的に、Ｖ．３４エンコーディン
グアルゴリズムは、８つのシンボルのマッピングフレー
ムに対応するビットのブロックを取り、このブロックの
部分を８つのリングインデックスのセットにマッピング
する。このリングインデックスは配列のサブセットを決
定するため使用され、この配列のサブセットから、伝送
されるシグナルポイントが選択される。この文脈におい
ては、このサブセットはその名前が示すように、原点を
取囲む同心円の形をしている。したがって、所定のリン
グ内のシグナルポイントのエネルギは一定の範囲内にあ
り、このエネルギ範囲は原点からの距離が増加するに伴
って増加する。したがって、リングのインデックスは、
そのリング内のポイントのシグナル電力に対する寄与の
かなり正確な近似である。Ｖ．３４シェルマッピングア
ルゴリズムは、この簡単な関係を使用して、インデック
スの総計が最も小さいリングインデックスのセットを選
択する。より総計が高いリングインデックスのセットは
省略されがちになり、したがって、送信電力が最適化さ
れる。結果的に、Ｖ．３４シェルマッピングアルゴリズ
ムにおいては、最も内側のリングが最も頻繁に選択さ
れ、最も外側のリングは最も稀にしか選択されない。
【００１３】しかし、ＰＣＭモデムにおいては、シグナ
ルポイントはμ法アルゴリズムによって決定される非均
一なレベルのセットから選択される。したがって、リン
グインデックスとそのリングの伝送電力に対する寄与と
の線形関係のような、Ｖ．３４配列の特徴の多くはＰＣ
Ｍモデムの環境においては失われてしまう。
【００１４】１９９５年６月２７日にロン（Long）に発
行された米国特許第５，４２８，６４１号および１９９
５年１１月７日にコール（Cole）に発行された米国特許
第５，４６５，２７３号は、モデムとともに、そしてよ
り特定的には、Ｖ．３４伝送プロトコルにおいて使用で
きるシェルマッピングおよびフレームマッピング技術を
一般に開示している。これらの両特許をここに引用によ
り援用する。ＴＲ−３０規格会議でのグォヂュー・ロン
の論文『５６Ｋモデムのための２段階マッピング』は、
規格Ｖ．３４マッピングアルゴリズムに置き換えること
を意図したシェルマッピングアルゴリズムを開示してい
る。ロンのマッピング技術は、５６Ｋモデムに関連する
エラー率を減ずることを意図している。しかし、Ｖ．３
４マッピングアルゴリズムが広く使用されていることを
考えると、このような新しいマッピングアルゴリズムの
使用を実現することは非現実的でありまた不所望であろ
う。
【００１５】したがって、先行技術の欠点を克服する技
術が必要とされている。特定的には、公衆交換電話網
（ＰＳＴＮ）が課す伝送電力制限に従い、伝送エラーの
最小化を促進し、Ｖ．３４シェルマッピングアルゴリズ
ムの多くの利点を活かしたＰＣＭベースのシグナルポイ
ントエンコーディング方法が長らく必要とされてきた。
【００１６】
【発明の概要】この発明は、ＰＣＭモデムの環境におい
て、Ｖ．３４タイプのシェルマッピングアルゴリズムを
実現するための方法および装置を提供する。この発明の
好ましい実施例により、Ｖ．３４シェルマッピングアル
ゴリズムの数多くの利点を効果的に利用しつつもＰＣＭ
ベースのモデムの環境においてシェルマッピング技術を
効率的に使用できるように他のＶ．３４タイプのシグナ
ルポイントエンコーディングの実行を修正する、シグナ
ルポイントエンコーディング技術が提案される。特に好
ましい実施例により、一般に既知の原則によりリングイ
ンデックスを発生するＶ．３４タイプのシェルマッピン
グ技術が用いられる。これらのリングインデックスは次
にたとえばルックアップテーブル、ダイナミックアルゴ
リズムなどの再順序づけモジュールに与えられ、シェル
マッピングアルゴリズムによって生成された「リング」
インデックスが再順序づけされる。この再順序づけによ
って、この発明によるシグナルポイントエンコーダはシ
ェルマッピングアルゴリズムが提供する非均一な確率分
布を利用することができる。同時に、リングは、最小距
離が最も小さい配列ポイントのセットを発生頻度が最も
低いリングに割当て、最小距離が最も高い（しかし電力
はより低い）ポイントのセットが発生頻度のより高いリ
ングに割当てられるように、再順序づけされる。
【００１７】この発明のさらなる局面により、現在モデ
ムによって用いられているほとんどのデータ速度のおい
て実質的に平均伝送電力が等しくなるようなシグナルポ
イントエンコーディング図式が提案される。
【００１８】この発明のさらなる局面により、既知のシ
ェルマッピングモデルを活用することで、この主題であ
るシグナルポイントエンコーディング図式はシンボルご
との端数ビットにうまく対処する。
【００１９】以下に、この発明のさらなる特徴および利
点を、付した図面に関連して説明する。図面中、同様の
番号は同様の要素を示す。
【００２０】
【好ましい実施例の詳細な説明】ここに記載する好まし
い実施例に従って、Ｖ．３４型シェルマッパから出力さ
れるリングインデックスを、ここに記載するさまざまな
アルゴリズム、目標、およびコストファンクションの考
慮事項に従って再順序づけするための方法および装置が
提供される。この発明の好ましい一実施例に従って、シ
ェルマッピングインデックスを再順序づけするために使
用されるルックアップテーブルは、所望の限度内の平均
伝送パワー（たとえば、ＦＣＣによって課せられる、−
１２ｄＢｍ限度）を維持しながら、ｄmin だけ間隔をあ
けられたシグナルポイントを有するリングインデックス
を最適に使用できるよう計算された態様で、構築され
る。一実施例に従って、最適なリング再順序づけテーブ
ルが、受入可能な平均パワー範囲が充足されるまで、ｄ
min だけ間隔をおかれたシグナルポイントを含むリング
を（発生頻度に関して）段々により低い割当てへと増分
だけシフトさせていく、反復プロセスを通じて得られ
る。各データ伝送速度に対して最適な再順序づけテーブ
ルを導出するのに使用されるアルゴリズムの副産物とし
て、すべてのデータ伝送速度に対してほぼ等しい平均パ
ワーレベルが得られるが、これは、レシーバの設計の簡
略化を容易にする。
【００２１】ここで図１および図２を参照して、例示の
ＰＣＭベースのモデムトランスミッタ１１０は、シグナ
ルポイントエンコーダ２０２を好適に含む。図示された
実施例においては、シグナルポイントエンコーダ２０２
は、シェルマッパ２０４、再順序づけルックアップテー
ブル２０６、マッピングブロック２０８、スペクトル制
御回路２１０、および極性ブロック２１２を含む。当業
者には、シェルマッパ２０４、再順序づけルックアップ
テーブル２０６、シグナル配列マッピングルックアップ
テーブル２０８、極性ブロック２１２、およびスペクト
ル制御２１０等の、エンコーダ２０２のさまざまな機能
的構成要素が、離散的な電子コンポーネント、集積回
路、ソフトウェアモジュール、または他の便利な手段の
うちの１つまたはそれらの組合せとして好適に実現が可
能であることが理解されるであろう。
【００２２】ここに記載する好ましい実施例において
は、マッピングフレームの一例は、以下の表２のように
図示され得る。
【００２３】
【表２】
【００２４】当業者には、モデムによってＰＳＴＮを介
して受信モデムに伝送されるべき実際のデータが、便利
な方法を介してフォーマット化されかつ伝送され得るこ
とが理解されるであろう。便利な方法として、たとえ
ば、ＩＴＵ規格Ｖ．４２内に記載されたものがあるが、
これがここに引用により援用される。
【００２５】続いて上のマッピングフレームを参照し
て、この発明に関連して有益である例示としてのマッピ
ングフレームは、ｂ個の全ビット数に対応してマッピン
グフレームごとに８個のＰＣＭサンプルを含む。これら
ｂ個のビットのうち、１マッピングフレームの最初のＫ
個のビットが、（低いマッピングフレームに対して０が
挿入されて）シェルマッパのために便利に使用され得
る。続くｂ−Ｋ個のビットは、データ速度、冗長レベル
等のファクタに応じて、各部分がｕ個のビットを有する
８個の等しい部分に好適に分割される。この発明の環境
においては、冗長値１６とは、１６個のサンプル毎に１
サンプル中で、１ビットが冗長の目的で使用されること
を意味する。
【００２６】この発明に従ってインデックス再順序づけ
ルックアップテーブルおよびシグナルポイント配列を導
出する方法を以下に記載する。
【００２７】ここで図２および図３を参照して、予測さ
れる各データ速度Ｒに対して、別個の再順序づけルック
アップテーブルおよび別個のシグナルポイント配列が導
出されることが理解されよう。例示の目的で、リング再
順序づけルックアップテーブルおよびシグナルポイント
配列テーブルが、５６Ｋｂｐｓ、５２Ｋｂｐｓ、４８Ｋ
ｂｐｓ、４４Ｋｂｐｓ、４０Ｋｂｐｓ、３６Ｋｂｐｓ、
および３２Ｋｂｐｓのデータ速度に対して示されるが、
ここに記載する方法および技術は、実質的にいかなる所
望のデータ伝送速度にも好適に適用され得るものと理解
されたい。たとえばＲ＝５６Ｋｂｐｓのような所与のデ
ータ伝送速度に対して、値Ｋが、値ｂを最初に決定する
ことによって決定され得る（ステップ３０２）。この説
明の環境において、ｂ＝Ｒ／１０００＋ｒ／８であり、
ここでｒは冗長係数である。たとえば、Ｒ＝５６（単位
はＫｂｐｓ）である図示された実施例においては、ｂ＝
５７である。値Ｋがその後、ｂから決定され得る。これ
は、Ｋが２４から３１の間の整数値（すなわち、２４≦
Ｋ≦３１）を有するまで、ｂから８を整数（ｕ）倍減ず
ることによって、行なわれる（ステップ３０４）。
【００２８】所与のデータ速度に対して適切な値Ｋが決
定された後、システムは、リングの最小数（Ｍmin ）
を、Ｍ8 min が２K 以上になるように決定する（ステッ
プ３０６）。実際には、一旦Ｋが決定されると、値Ｍ
min は必ず、明白な整数である。その後システムは、適
切な配列拡張係数を選んで、リングの実際の数Ｍを産出
する。これは、Ｍmin 以上であり得る（ステップ３０
８）。この点については、もしＭ8 min が２K にほぼ等
しければ（すなわち、リングがほぼ等しい出力確率を有
する場合）、Ｍを１または２だけ増加させて、それによ
ってさまざまなリングインデックスに関連する確率を変
化させることが望ましいと考えられ得る。Ｍは１もしく
は２、またはそれ以上増加することが可能ではあるが、
全体のパワーを合理的な限度内に留めるためには、Ｍは
１だけ増加させることが一般には望ましいと理解された
い。さらに、Ｍを増加させることは、シグナルのピーク
対平均比を増加させ、それにより、非直線歪の効果が増
すことになる。
【００２９】特定のデータ速度Ｒに関連する「リング」
（すなわち、レベル）の数に対応する適切な値Ｍを得た
後に、システムは次に、そのデータ速度のために仮の最
小距離ｄmin を選択する（ステップ３１０）。具体的に
は、仮の最小距離ｄmin はμ法レベルのセットからｂ
1/8 ポイントが選択され得るように、好適に選択され
る。すなわち、ｂ1/8 を計算する際には、その値は次の
整数値に切上げて丸められねばならず、ビットの数ｂを
伝達するのに最小限必要とされるのが、この整数の値の
数のポイントである。もしその数のポイントのセットの
平均エネルギが対応する伝送パワー限度に近ければ、そ
のｄmin は好適であると考えられ得る。
【００３０】その後システムは、μ法セットから、最小
の距離ｄmin および最小のエネルギを有するＭ* ２u の
配列ポイントのセットＡを決定する（ステップ３１
２）。このときに、特定のデータ速度に対してシグナル
配列内に合計何個のポイントが存在するかはわかってい
る。また、各リングが同じ数のシグナルポイントを含む
こともわかっている。さらに、２u 個のシグナルポイン
トが各リングに関連することもわかっている。したがっ
て、選択される第１のポイントは、μ法のセット内の、
ｄmin ／２以上である、最小のシグナルレベルである。
第２のポイントは、μ法のセット内の、第１のポイント
とｄmin との和以上である、最小のシグナルレベルであ
る。その後も同様に続いて、ｎ番目のポイントは、μ法
のセット内の、ポイントｎ−１とｄmin との和以上であ
る、最小のシグナルレベルとして選択される。
【００３１】その後、リングのサブセット（Ｂ）がポイ
ントのセットＡから選択される（ステップ３１４）。よ
り具体的には、Ｂが１とＭとの間の値（すなわち、１≦
Ｂ≦Ｍ）を有するように、隣接するポイントに対して距
離ｄmin を有するポイントを含むリングのセットＢが選
択される。ステップ３１４においては、Ｂを含むリング
の各々内に存在する「距離」の数を決定することもまた
望ましい。
【００３２】より特定的には、以下の例示としての５６
Ｋｂｐｓに関するシグナル配列を参照されたい（最小距
離１２、合計１４４ポイント、正の値のみを示す）。
【００３３】
【表３】
【００３４】ここで、上のシグナル配列がセットＡに対
応すること、５６Ｋｂｐｓシグナル配列内の各ポイント
もまたμ法の値のセットから選択されること、配列内の
各水平線がリングインデックス（ｍ）に対応すること、
が理解されるであろう。シグナル配列ポイントの図示さ
れたセットＡからリングのセットＢを決定するには、各
「Ｂ」リングは、以下の方法で識別され得る：第１のリ
ング、すなわちｍ＝０から始まって、ｄmin 「距離」の
数は、第１のリング内の各ポイントを検査することによ
って確定される。リング内の第１のポイント（６）は、
それからｄmin だけ間隔をおかれた２つの隣接ポイント
（１８および−６）を有する。示されるこの例示の配列
においては、ｄmin ＝１２である。第１のリング内の第
２のポイント（１８）は、それからｄmin だけ間隔をお
かれた２つの隣接ポイント（６および３０）を有する。
第１のリング内の第３のポイント（３０）は、それから
ｄmi n だけ間隔をおかれた隣接ポイントを１つのみ（１
８）有する、等である。したがって、第１のリングは、
隣接ポイントからｄmin だけ間隔をおかれたポイントを
少なくとも１つ有し、したがって、リングのセットＢに
含まれることがわかる。さらに、第１のリングが合計１
３の「カウント」を有することもわかり、これは、第１
のリングが１３個のそのような「距離」を含むことを示
す。同様に、リングｍ＝１およびリングｍ＝２の各々
で、リング内のあるポイントが隣接するポイントからｄ
min だけ離れるという事象が１度ずつ発生することがわ
かる。検査により、リングｍ＝３からリングｍ＝８まで
は、隣接するポイントからｄmin だけ間隔をあけられた
ポイントを有さないこともまたわかる。したがって、５
６Ｋｂｐｓ配列テーブルに関するリングのセットＢは、
３つのリング、すなわち、リングｍ＝０、ｍ＝１、およ
びｍ＝２を含むことがわかる。さらに、リングｍ＝０は
そのような「距離」を１３個有し、リングｍ＝１および
ｍ＝２はそれぞれ１つの「距離」を有する。
【００３５】システムは次に、配列内の各リングの平均
エネルギを決定する（ステップ３１６）。各リングのた
めの平均エネルギは、リング内のすべてのシグナルポイ
ント値の２乗を合計し、その合計をリング内のポイント
の数で割ることによって、各々のリングについて便利に
計算され得る。
【００３６】Ｂ内にあるリング（およびしたがってＢ内
にないリング）を決定し、さらに、各リングに関連する
平均エネルギを決定した後に、システムは、リング値の
初期の再順序づけを決定する。
【００３７】より特定的には、図４を参照して、システ
ムは、Ｂ内には存在せず、最小の平均エネルギを有する
リングをｍ＝０に割当て、Ｂ内に存在せず２番目に小さ
いエネルギを有するリングをｍ＝１に、以下同様に、Ｂ
内に存在しないすべてのリングを割当てる（ステップ４
０２）。システムはその後、（ステップ３１４に関連し
て上に記載した）ｄmin 距離の最大数を有するＢ内のリ
ングをシェルマッパリングインデックスｍ＝Ｍ−１に割
当て、Ｂ内にあって２番目に大きい数のｄmin距離を有
するリングをｍ＝Ｍ−２に、以下同様に、Ｂ内のすべて
のリングを割当てる（ステップ４０４）。ステップ４０
２および４０４を完了した後にシステムは、以下の表４
の初期割当て順序づけを生成したことになる。
【００３８】
【表４】
【００３９】システムはその後、最新の割当てが与えら
れた場合の平均伝送パワーを決定する（ステップ４０
６）。より具体的には、システムは、無作為の入力に対
して（Ｖ．３４シェルマッパアルゴリズム等の）好適な
シェルマッパアルゴリズムを好適に実行して、各リング
レベルに関連して平均確率（または出力周波数）を得
る。各リングレベルに対して、平均確率に（ステップ３
１６で先に計算された）平均リングエネルギを乗ずるこ
とによって、各リングレベルに対する伝送パワーへの、
かなり正確な平均寄与分の表示が得られる。
【００４０】各リング割当てに対する平均伝送パワーを
決定（ステップ４０６）した後に、システムは、その時
点で最新のリング割当てが受入可能なパワーレベルをも
たらすリングインデックスの再順序づけを提供するかど
うかを判定することができる。すなわち、システムは、
最新の再順序づけされたリング割当てが、シグナルポイ
ントエンコーダが受入可能なパワー伝送範囲内で動作す
るようにできるかどうかを判定する。もしパワー伝送レ
ベルが受入可能であれば（ステップ４０８から延びる
「はい」のブランチ）、その再順序づけアルゴリズムは
完了したものと考えられ得る。そこで、その最新の再順
序づけ構成は、再順序づけルックアップテーブル２０６
（図２参照）に関連する読出専用メモリまたは他の適切
な媒体内に、好適に符号化される。代替例として、ステ
ップ４０８において受入可能な伝送パワーが判定された
場合、システムは、最適な性能のために小さすぎる値ｄ
minが選択されていないかどうかをチェックするため
に、ｄmin を好適に再評価することもまた可能である。
【００４１】最新のリング割当てに関して伝送パワーが
未だ受入難いほど高いようであれば（ステップ４０８か
ら延びる「いいえ」のブランチ）、システムは続く交換
アルゴリズムを実行して、受入可能な伝送パワーレベル
が得られるように再順序づけされたリング割当てを操作
するよう指示される（ステップ４１０）。これに関して
は、その時点で最新の割当てに関連する伝送パワーは、
各交換の後に再評価することが望ましい。これは、１回
の交換の後に全体的な伝送パワーが受入可能となれば、
システムは、適切なリングインデックス再順序づけ構成
が構築されたものと好適に結論づけて、その時点での最
新の再順序づけテーブルをインデックス再順序づけルッ
クアップテーブル２０６内に書込むことができるためで
ある。
【００４２】また、この説明の環境において全体的なパ
ワーレベルが受入可能であるかどうかを判定する際に
は、ＦＣＣまたはＰＳＴＮによって示されたパワーレベ
ル（現在、−１２ｄＢｍ）以外のパワーレベルを、しき
い値として使用することが望ましい場合があることにも
留意されたい。たとえば、−１５ｄＢｍの範囲のよう
な、より控えめな（すなわち、より低い）伝送パワーし
きい値を使用することが望ましい場合もある。
【００４３】引続き前述の初期再順序づけテーブル（表
４）を参照し、また図５を参照して、リング再順序づけ
割当てを最適化するためにこの発明の環境において有益
である好適な交換アルゴリズムについて、ここで説明す
る。
【００４４】まず、Ｂ内に含まれず最高のエネルギを有
するリングが、Ｂ内に存在し最低数のｄmin 距離を有す
るリングのすぐ上方のインデックスに「シフト」され、
それらリングは好適にインデックスが付換えられる（ス
テップ５０２）。このシフティングは、たとえば表４内
の、リングの下方向への移動として視覚化可能である。
上述のように、各交換の後には、再順序づけテーブルの
全体的な伝送パワーを、それが受入可能であるかどうか
を判定するために再評価しなければならない。ここでも
し伝送パワーが受入可能であれば、満足な再順序づけル
ックアップテーブルが構築されたこととなる。もし伝送
パワーが未だ受入難いものであれば、続けてシフティン
グを行なわなければならない。
【００４５】（ステップ５０２内で最も最近交換され
た）Ｂ内に存在せず最高のエネルギを有するリングが、
今度は、２番目に低い数のｄmin 距離を有するリングの
すぐ上方のインデックスにシフトされ（ステップ５０
４）、以下同様にシフトされる。より特定的には、ステ
ップ５０５および上の初期再順序づけテーブル（表４）
を参照して、交換プロセスはテーブルをたどって反復的
に繰返され、最終的には、Ｂ内に存在せず最高のエネル
ギを有するポイントに対応するオリジナルリングは、そ
れが最も高い再順序づけインデックスに割当てられるま
で、テーブルを下るように順次動かされる（すなわち、
それは最終的には、Ｂ内に存在し最高数のｄ min を有す
るリングのすぐ上方のインデックスにまでシフトされ得
る）。しかしながら、上述のように、各個別の交換の後
に、全体的な伝送パワーを再評価して、Ｂ内に存在せず
最も高いエネルギを有するリングが、受入可能な全体的
な伝送パワーを得るのに必要なだけしか「使用頻度」ス
ペクトルを下ることのないようにすることが重要であ
る。別の観点から見れば、Ｂ内に存在せず最も高いエネ
ルギを有するリングが受入可能な伝送パワーを得るにの
必要な程度以上に「使用頻度」のチェーンを下るように
動かされた場合、最適な伝送エラー制御が損なわれるお
それがある。なぜなら、一般的に、受入可能な全体的な
伝送パワーをもたらすＢ内のリングは、できるだけ利用
しないことが望ましいためである。
【００４６】引続き図５を参照して、ステップ５０５の
後に伝送パワーが未だ受入可能でない場合には、最新の
再順序づけテーブルは以下の表５のようになろう。
【００４７】
【表５】
【００４８】この第１の改訂された再順序づけテーブル
（表５）を使用して、Ｂ内に存在せず２番目に高いエネ
ルギを有するポイントのセットに対応するリングは、Ｂ
内にあって最低数のｄmin 距離を有するリングのすぐ上
方のインデックスに好適にシフトされる（ステップ５０
６）。もし必要であれば、（ステップ５０６でたった今
交換された）Ｂ内に存在せず２番目に高いエネルギを有
するリングは、その後、Ｂ内にあって２番目に低い数の
ｄmin 距離を有するリングのすぐ上方のインデックスに
シフトされ、以下同様にシフトされて（ステップ５０
８）、Ｂ内に存在せず２番目に高いエネルギを有するリ
ングが、Ｂ内の最も高いｄmin カウントを有するリング
のすぐ上方のインデックスにまで順次シフトされる。
（もちろん、上述のように、全体的な伝送パワーは各交
換の後に評価されるべきである。）上の交換が次に、Ｂ
内に存在せず３番目に高いエネルギを有するリング、４
番目に高いエネルギを有するリング、等のために、順次
繰返される（ステップ５０９）。ステップ５０９の後に
受入可能な伝送パワーに未だ達していなければ、順序づ
けは以下の表６に示されるようになろう。
【００４９】
【表６】
【００５０】もし必要であれば、システムはここで、Ｂ
内のリング間の交換を行なう。Ｂ内の最も高いエネルギ
を有するリングから開始して、これを、Ｂ内の次に高い
リング割当てを有するリングのすぐ上方のインデックス
にシフトする（ステップ５１０）。必要であれば、この
リングは、次に高いリング割当てを通じて繰返しシフト
され、Ｂ内の最も高いエネルギを有するリングがＢ内の
リングのセットのうち最も高いリングインデックスを有
するまでシフトされる（ステップ５１１）。これに関し
て、Ｂ内に含まれる最も高いエネルギを有するリングは
通常、より少ない数の最小距離を有するリングに対応す
るが、これは必ずしもすべての場合について当てはまる
とは限らない。
【００５１】もし受入可能なパワーレベルが未だ達成さ
れない場合には、システムはＢ内の２番目に高いエネル
ギを有するリングを、Ｂ内に存在する次に高いリング割
当てを有するリングのすぐ上方のインデックスにシフト
し、その後、Ｂ内の次に高いリング割当てを有するリン
グに、以下同様にシフトし、Ｂ内の２番目に高いエネル
ギを有するリングがＢ内のリングの２番目に高いリング
インデックスを有するまでシフトを繰返す（ステップ５
１２）。もし再順序づけ構成が未だ受入可能な伝送パワ
ーをもたらさない場合には、Ｂ内に含まれる３番目に高
いエネルギを有するリングが、Ｂ内の次に高いリングイ
ンデックスを有するリングのすぐ上方のインデックスに
シフトされ、その後、Ｂ内の３番目に高いエネルギを有
するリングが、Ｂ内の次に高いリング割当てを有するリ
ングのすぐ上方のインデックスにシフトされる等、以下
同様に、Ｂ内のポイント（リング）のすべてのセット
が、増加していく平均エネルギによって順序づけられる
まで、シフトが繰返される（ステップ５１４）。
【００５２】ステップ５１４の後に、ＰＣＭ配列リング
は、伝送パワーの増加に応じて好適に順序づけられ、し
たがって、最も低い全体的伝送パワーをもたらすリング
インデックス再順序づけテーブルが提供される。これ
は、リングインデックスが発生率の減少に従って順序づ
けられるためである。モデル内の他のいかなる割当て
も、より低い伝送パワーをもたらすことはないであろ
う。したがって、受入不能なパワー伝送レベルがまだ達
成されていなければ、Ｍまたはｄmin のいずれかを修正
することが望ましい場合がある（ステップ５１６）。
【００５３】より特定的には、もしＭの増加が受入可能
であれば、Ｍの増加によって受入可能なパワー伝送値を
もたらすインデックス再順序づけテーブルが得られる限
り、Ｍを１だけ（または２だけ）増加させることが所望
され得る。さらに、より低いｄmin を選択してステップ
３１２〜５１４を繰返すこともまた所望され得る。しか
し、もしＭの増加（ステップ５１６）が受入可能な伝送
パワーをもたらすことがないようであれば、より低いｄ
min を選択する前に、Ｍを減少してそのオリジナルの値
に戻すこと（またはＭを１または２だけ減少すること）
が望ましい場合もあることに留意されたい。
【００５４】上述のアルゴリズムは、実質上確実に受入
可能な結果につながる。なぜなら、交換が最終的に、伝
送パワーに関して最適な構成につながるためである。ス
テップ５１６に示された手順は、所望のパワーレベルに
達するまで、交換の次のシーケンス内でより低い伝送パ
ワーを提供するものである。
【００５５】別の実施例に従って、図３から図５に概括
されたステップの代わりに、可能なすべての割当てを通
じて徹底的な探索を行なうことによって、最適な割当て
を得ることもまたできよう。しかしながらこのような徹
底的な探索によって、上のアルゴリズムよりも格段に良
い結果がもたらされるとは考えられない。
【００５６】各動作速度について最適なリングインデッ
クス再順序づけテーブルが構築された後に、これらリン
グインデックス再順序づけテーブルは便利な方法で再順
序づけテーブル２０６内に書込まれ得る。下の表７は、
５６Ｋｂｐｓから３２Ｋｂｐｓの範囲のさまざまなデー
タ速度に関する、ｂ、ｒ、Ｋ、Ｍ、ポイント／リング、
およびＬの値を示す。
【００５７】
【表７】
【００５８】ここで、値Ｌが、各データ速度のためのシ
グナル配列内に示された正の値の数のみを表わすことも
また理解されたい。各データ速度のための配列内には、
等しい数のミラーイメージの負の値もまた含まれる。各
配列内の正のシグナルポイントおよび負のシグナルポイ
ントは、ゼロ軸に対して対称である。
【００５９】ここで再び図２を参照して、最初のＫ個の
ビット（図示された例においては、５６Ｋｂｐｓについ
てはＫ＝２５である）がシェルマッパ２０４に与えられ
ると、シェルマッパ２０４は図２に示されるように
ｍ0 、ｍ1 …ｍ7 の符号が付された８個のリングインデ
ックス値を出力する。これら初期の８個のリングインデ
ックスは、再順序づけルックアップテーブル２０６に好
適に与えられる。再順序づけルックアップテーブル２０
６は、図３から図５に関連して上に説明したアルゴリズ
ムに従って決定された、最適な再順序づけ構成を含む。
より特定的には、さまざまなデータ速度に対して最適な
リング順序づけ構成を達成するための、再順序づけテー
ブル２０６内で好適に考えられる１つの可能なセット
は、以下のとおりである。
【００６０】
【表８】
【００６１】再順序づけテーブル２０６の出力は、再順
序づけされたリングインデックスを好適に具現化する。
これは、上述の再順序づけ構成に従って再順序づけされ
る。モジュール２０６から出力された再順序づけされた
リングインデックスは、乗算器２１６に好適に与えられ
る。乗算器２１６は、当該技術分野で公知のように、リ
ングインデックスを所望のビット数だけ左に有利にシフ
トする。これら左にシフトされた、再順序づけされたリ
ングインデックスはその後、加算器２１４においてマッ
ピング値（Ｑj,1 、Ｑj,2 、…Ｑj,u-1 ）と加算され
る。加算器２１４の出力、すなわちシグナルポイントイ
ンデックスは、マッピングモジュール２０８に好適に与
えられ、ここで、適切なシグナル値が選択される。表３
のようなシグナルポイントの表が与えられた場合、シグ
ナルポイントインデックスは、この表からどのシグナル
ポイントを選択するかを直接決定するインデックスであ
る。
【００６２】より特定的には、マッピングモジュール２
０８は、予測される各データ速度に対して、独特の、予
め定められたシグナル配列を好適に含む。完璧を期する
ために、さまざまなデータ速度に対する、マッピングモ
ジュール２０８内で好適に符号化される例示のためのシ
グナル配列を以下に示す。
【００６３】
【表９】
【００６４】
【表１０】
【００６５】
【表１１】
【００６６】
【表１２】
【００６７】
【表１３】
【００６８】
【表１４】
【００６９】
【表１５】
【００７０】ここで、上述のこれらシグナル配列もま
た、図３から図５に関連して上に述べたアルゴリズムに
従って、最も特定的には、（上により詳細に記載した）
ステップ３１２において、導出されるものと理解された
い。
【００７１】これらシグナルポイントインデックス値が
マッピングモジュール２０８内のシグナル配列ポイント
にマッピングされた後、モジュール２０８からの出力
は、乗算器２１８に好適に与えられる。乗算器２１８に
おいては、極性モジュール２１２からの極性ビットが、
マッピングモジュール２０８の出力と組合せられて、乗
算器２１８から出力される符号化されたシグナルが、適
切な極性を確実に含むようにされる。
【００７２】スペクトル制御ユニット２１０は、目的関
数Ｃn に基づいてｒ番目毎のサンプルの符号を修正する
ことによって、伝送されるＰＣＭシグナルのスペクトル
を好適に制御する。ここで、Ｃn は次の式で表わされ
る。
【００７３】
【数１】
【００７４】したがって、距離（metric）Ｃn は、各出
力サンプルｘn について計算され、Ｃ n を考慮すること
によって、ｒ番目毎のサンプルの符号が決定される。も
しＣnが負であれば、ビットＱj,0 は０に設定され、出
力されるサンプルは、したがって正である。もしＣn が
正または０であれば、Ｑj,0 は１に設定されて、出力す
るサンプルは負となる。好ましい実施例においては、ス
ペクトル制御のために冗長符号アルゴリズムが使用され
る。このようなアルゴリズムのより詳細な説明は、１９
９６年１１月２７日またはその前後に出願された、スベ
リーア・オゥラーフソン（Sverrir Olafsson），ヂェン
ユィ・ヂョウ（Zhenyu Zhou ），およびシゥミン・ヂャ
ン（Xuming Zhang）による「シグナルポイントの限られ
た伝送のスペクトルおよび冗長度を制御および整形する
ためのシステム（“System for Controlling and Shapi
ng the Spectrum and Redundancy of Signal-Point Lim
itedTransmission ”）」と題された、米国特許出願連
続番号第０８／７５６，３８３号に示される。上述の特
許出願は、ここに引用により援用される。スペクトル制
御ユニット２１０において他の好適なアルゴリズムもま
た実現が可能であることは、当業者には明らかであろ
う。
【００７５】さらなる実施例に従って、全体を再順序づ
けすることは避けて、ｄmin の最高の発生率を有するセ
ット内の最小距離を増すことに焦点を定めることが所望
され得る。
【００７６】ここで図６を参照して、Ｍ、ｄmin 、Ａ、
およびｂ等の初期パラメータは、ステップ３０２からス
テップ３１６に示されるように決定される（ステップ６
０２）。システムはその後、リングインデックスを、増
加する平均エネルギの関数としてリングのセットに割当
てる（ステップ６０４）。すなわち、シェルマッパ２０
４によって生成されたリングインデックスが、再順序づ
けされることなく、本質的にシェルマッパ２０４から出
力されたままで使用される。システムはその後、最新の
割当てが与えられた場合の平均の伝送パワーを決定する
（ステップ６０６）。
【００７７】もしその伝送パワーが受入可能であれば、
すなわち、パワーの限度を下回れば、システムはどのリ
ングＲ′が最高数のｄmin 距離を有するかを判定する
（ステップ６１０）。その後、Ｒ′内のシグナルポイン
トは、そのリング内のポイントの最小距離が１．４* ｄ
min とほぼ等しいｄ′にまで増加するように、再割当て
される。これは、まずμ法のセットから、次に低いリン
グＲ′−１の最も高いポイントの上方の距離ｄ′におけ
る最小のポイントを選択することによってなされ得る。
（もしＲ′＝０であれば、ｄ′／２以上である最小ポイ
ントが選択される。）その後、μ法のセットから、先の
ポイントからの距離がｄ′以上となるような最小のポイ
ントが選択される。Ｒ′内のポイントのセットが再割当
てされた後に、システムはｄmin の距離を使用して、
Ｒ′より上方のリング内のポイントを再割当てする。
（ただし、Ｒ′の上方の最初のポイントは除く。これ
は、Ｒ′内の最も高いポイントから距離ｄ′にあるため
である。）このように、Ｒ′は、セットＢから有効に除
去される。
【００７８】その後システムはステップ６０６に戻っ
て、新しいシグナルポイント割当てを使用する。もし結
果として得られる伝送パワーが未だ伝送パワー限度より
も下回っていれば、ステップ６１０が異なるリングで繰
返される。結果として得られる伝送パワーが高すぎるも
のとなるまで、ステップ６０６および６１０が繰返され
る。その後、受入可能な伝送パワーレベルをもたらした
最後のシグナルポイント割当てが選択される（ステップ
６１２）。
【００７９】要約すれば、この発明は、ＰＣＭモデムの
環境において、Ｖ．３４型シェルマッピングアルゴリズ
ムを実現するための方法および装置を提供する。提案さ
れるシグナルポイント符号化方式は、現代のモデムにお
いて用いられるほとんどのデータ速度について実質的に
等しい平均的な伝送パワーをもたらす。さらに、公知の
シェルマッピングモデルを活用することによって、本シ
グナルポイント符号化方式は、シンボルごとに端数ビッ
トにうまく対処するものである。
【００８０】以上のように、この発明を好ましい実施例
を参照して説明したが、この発明の範囲から離れること
なく、記載された実施例に変更および修正が加えられ得
ることは、当業者には理解されるであろう。これらおよ
び他の変更または修正は、前掲の請求の範囲に表わされ
るように、本発明の範囲内に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＰＣＭモデム技術を使用した、高速通信パスの
概念図である。
【図２】この発明に従った例示のシグナルポイントエン
コーダの、シェルマッピング、再順序づけ、およびシグ
ナルポイント配列ルックアップテーブルのコンポーネン
トのブロック図である。
【図３】この発明の好ましい実施例に従って、さまざま
なデータ速度のためにシグナルポイント配列を生成し、
かつ、リングインデックスの再順序づけのためにアーキ
テクチャを再順序づけするための、この発明の環境にお
いて有益であるアルゴリズムを示すフロー図である。
【図４】この発明の好ましい実施例に従って、さまざま
なデータ速度のためにシグナルポイント配列を生成し、
かつ、リングインデックスの再順序づけのためにアーキ
テクチャを再順序づけするための、この発明の環境にお
いて有益であるアルゴリズムを示すフロー図である。
【図５】この発明の好ましい実施例に従って、さまざま
なデータ速度のためにシグナルポイント配列を生成し、
かつ、リングインデックスの再順序づけのためにアーキ
テクチャを再順序づけするための、この発明の環境にお
いて有益であるアルゴリズムを示すフロー図である。
【図６】本発明のシグナルポイントエンコーダの環境に
おいて伝送パワーを最適化するための再順序づけ方法の
代替例を示すフロー図である。
【符号の説明】
２０２ シグナルポイントエンコーダ ２０４ シェルマッパ ２０６ 再順序づけルックアップテーブル ２０８ マッピングブロック ２１０ スペクトル制御回路 ２１２ 極性ブロック ２１４ 加算器 ２１６ 乗算器 ２１８ 乗算器

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シグナルポイントエンコーダであって、 第１のデジタル入力データをいくつかのリングインデッ
    クスを含む出力にマッピングするための第１の手段と、 いくつかの再順序づけされたリングインデックスを生成
    するため、再順序づけアルゴリズムにより前記リングイ
    ンデックスを再順序づけするための手段と、 第２のデジタル入力データをいくつかのシグナルポイン
    トにマッピングするための第２の手段とを含み、前記マ
    ッピングのための第２の手段は前記再順序づけされたリ
    ングインデックスに応答する、シグナルポイントエンコ
    ーダ。
  2. 【請求項２】 デジタルデータをシグナルポイントにエ
    ンコードするための方法であって、 第１のデジタルデータをシェルマッパで受信するステッ
    プと、 関連する第１の順序を有するいくつかのリングインデッ
    クスを発生するステップとを含み、前記発生ステップ
    は、前記第１のデジタルデータに応答して実行され、前
    記方法はさらに、 前記第１の順序とは異なる第２の順序を有するいくつか
    の再順序づけされたリングインデックスを生成するた
    め、前記リングインデックスを再順序づけするステップ
    と、 第２のデジタル入力データをいくつかのシグナルポイン
    トにマッピングするステップとを含み、前記マッピング
    ステップは前記再順序づけされたリングインデックスに
    応答する、デジタルデータをシグナルポイントにエンコ
    ードするための方法。
  3. 【請求項３】 前記マッピングのための第１の手段は、
    Ｖ．３４リングインデックス技術により複数のリングイ
    ンデックスを生成するよう構成されたシェルマッパを含
    む、請求項１に記載のシグナルポイントエンコーダ。
  4. 【請求項４】 前記リングインデックスは各々、μ法シ
    グナルポイントの別個のサブセットに関連する、請求項
    ３に記載のシグナルポイントエンコーダ。
  5. 【請求項５】 前記再順序づけのための手段は、前記リ
    ングインデックスを前記いくつかの再順序づけされたリ
    ングインデックスに関連付けるルックアップテーブルを
    含む、請求項１に記載のシグナルポイントエンコーダ。
  6. 【請求項６】 前記再順序づけのための手段は、関数ｆ
    （ｘ）＝ｙにより前記リングインデックスを再順序づけ
    し、ただし、ｘは再順序づけされたリングインデックス
    であり、ｙは初期リングインデックスであり、 約５６キロビット／秒のデータ速度に対しては、ｆ
    （０）＝３，ｆ（１）＝４，ｆ（２）＝２，ｆ（３）＝
    ５，ｆ（４）＝１，ｆ（５）＝０，ｆ（６）＝６，ｆ
    （７）＝７およびｆ（８）＝８である、請求項１に記載
    のシグナルポイントエンコーダ。
  7. 【請求項７】 前記再順序づけのための手段は、関数ｆ
    （ｘ）＝ｙにより前記リングインデックスを再順序づけ
    し、ただし、ｘは再順序づけされたリングインデックス
    であり、ｙは初期リングインデックスであり、 約５２キロビット／秒のデータ速度に対しては、ｆ
    （０）＝３，ｆ（１）＝５，ｆ（２）＝６，ｆ（３）＝
    ７，ｆ（４）＝８，ｆ（５）＝４，ｆ（６）＝２，ｆ
    （７）＝９，ｆ（８）＝１，ｆ（９）＝０，ｆ（１０）
    ＝１０，ｆ（１１）＝１１，ｆ（１２）＝１２およびｆ
    （１３）＝１３である、請求項１に記載のシグナルポイ
    ントエンコーダ。
  8. 【請求項８】 前記再順序づけのための手段は、関数ｆ
    （ｘ）＝ｙにより前記リングインデックスを再順序づけ
    し、ただし、ｘは再順序づけされたリングインデックス
    であり、ｙは初期リングインデックスであり、 約４８キロビット／秒のデータ速度に対しては、ｆ
    （０）＝８，ｆ（１）＝９，ｆ（２）＝７，ｆ（３）＝
    ６，ｆ（４）＝５，ｆ（５）＝４，ｆ（６）＝３，ｆ
    （７）＝２，ｆ（８）＝１，ｆ（９）＝１０およびｆ
    （１０）＝０である、請求項１に記載のシグナルポイン
    トエンコーダ。
  9. 【請求項９】 前記再順序づけのための手段は、関数ｆ
    （ｘ）＝ｙにより前記リングインデックスを再順序づけ
    し、ただし、ｘは再順序づけされたリングインデックス
    であり、ｙは初期リングインデックスであり、 約４４キロビット／秒のデータ速度に対しては、ｆ
    （０）＝７，ｆ（１）＝８，ｆ（２）＝２，ｆ（３）＝
    ３，ｆ（４）＝４，ｆ（５）＝５，ｆ（６）＝６，ｆ
    （７）＝０，ｆ（８）＝１，ｆ（９）＝９，ｆ（１０）
    ＝１０，ｆ（１１）＝１１，ｆ（１２）＝１２，ｆ（１
    ３）＝１３，ｆ（１４）＝１４およびｆ（１５）＝１５
    である、請求項１に記載のシグナルポイントエンコー
    ダ。
  10. 【請求項１０】 前記再順序づけのための手段は、関数
    ｆ（ｘ）＝ｙにより前記リングインデックスを再順序づ
    けし、ただし、ｘは再順序づけされたリングインデック
    スであり、ｙは初期リングインデックスであり、 約４０キロビット／秒のデータ速度に対しては、ｆ
    （０）＝４，ｆ（１）＝５，ｆ（２）＝２，ｆ（３）＝
    ３，ｆ（４）＝０，ｆ（５）＝１，ｆ（６）＝６，ｆ
    （７）＝７，ｆ（８）＝８，ｆ（９）＝９，ｆ（１０）
    ＝１０およびｆ（１１）＝１１である、請求項１に記載
    のシグナルポイントエンコーダ。
  11. 【請求項１１】 前記再順序づけのための手段は、関数
    ｆ（ｘ）＝ｙにより前記リングインデックスを再順序づ
    けし、ただし、ｘは再順序づけされたリングインデック
    スであり、ｙは初期リングインデックスであり、 約３６キロビット／秒のデータ速度に対しては、ｆ
    （０）＝０，ｆ（１）＝１，ｆ（２）＝２，ｆ（３）＝
    ７，ｆ（４）＝５，ｆ（５）＝４，ｆ（６）＝６，ｆ
    （７）＝３およびｆ（８）＝８である、請求項１に記載
    のシグナルポイントエンコーダ。
  12. 【請求項１２】 前記マッピングのための第２の手段
    は、前記再順序づけされたリングインデックスを、シグ
    ナルポイント配列と関連する伝送シグナルポイントと関
    連付けるマッピングモジュールを含む、請求項１に記載
    のシグナルポイントエンコーダ。
  13. 【請求項１３】 前記マッピングのための第２の手段
    は、複数のデータ速度の各々に対して一意のシグナルポ
    イント配列を割当てる、請求項１に記載のシグナルポイ
    ントエンコーダ。
  14. 【請求項１４】 約５６キロビット／秒のデータ速度に
    対しては、前記マッピングのための第２の手段は、ｍ
    （０）からｍ（８）のリングインデックスに関連するμ
    法シグナルポイント 【表１】 からなるシグナルポイント配列を含む、請求項１３に記
    載のシグナルポイントエンコーダ。
  15. 【請求項１５】 約５２キロビット／秒のデータ速度に
    対しては、前記マッピングのための第２の手段は、ｍ
    （０）からｍ（１３）のリングインデックスに関連する
    μ法シグナルポイント ０ １２，３７，６１，８５ １ １１５，１３９，１６３，１８７ ２ ２１１，２４７，２７９，３１１ ３ ３４３，３７５，４０７，４３９ ４ ４７１，４９５，５２７，５５９ ５ ５９１，６２３，６５５，６８７ ６ ７１９，７５１，７８３，８１５ ７ ８４７，８７９，９１１，９４３ ８ ９７５，１０２３，１０８７，１１５１ ９ １２１５，１２７９，１３４３，１４０７ １０ １４７１，１５３５，１５９９，１６６３ １１ １７２７，１７９１，１８５５，１９１９ １２ １９８３，２０７９，２２０７，２３３５ １３ ２４６３，２５９１，２７１９，２８４７ からなるシグナルポイント配列を含む、請求項１３に記
    載のシグナルポイントエンコーダ。
  16. 【請求項１６】 約４８キロビット／秒のデータ速度に
    対しては、前記マッピングのための第２の手段は、ｍ
    （０）からｍ（１０）のリングインデックスに関連する
    μ法シグナルポイント ０ １６，４９，８１，１１５ １ １４７，１７９，２１１，２４７ ２ ２７９，３１１，３４３，３７５ ３ ４０７，４３９，４７１，５２７ ４ ５５９，５９１，６２３，６５５ ５ ６８７，７１９，７５１，７８３ ６ ８１５，８４７，８７９，９１１ ７ ９４３，９７５，１０２３，１０８７ ８ １１５１，１２１５，１２７９，１３４３ ９ １４０７，１４７１，１５３５，１５９９ １０ １６６３，１７２７，１７９１，１８５５ からなるシグナルポイント配列を含む、請求項１３に記
    載のシグナルポイントエンコーダ。
  17. 【請求項１７】 約４４キロビット／秒のデータ速度に
    対しては、前記マッピングのための第２の手段は、ｍ
    （０）からｍ（１５）のリングインデックスに関連する
    μ法シグナルポイント ０ ３３，９９ １ １６３，２３１ ２ ２９５，３５９ ３ ４２３，４９５ ４ ５５９，６２３ ５ ６８７，７５１ ６ ８１５，８７９ ７ ９４３，１０２３ ８ １０８７，１１５１ ９ １２１５，１２７９ １０ １３４３，１４０７ １１ １４７１，１５３５ １２ １５９９，１６６３ １３ １７２７，１７９１ １４ １８５５，１９１９ １５ １９８３，２０７９ からなるシグナルポイント配列を含む、請求項１３に記
    載のシグナルポイントエンコーダ。
  18. 【請求項１８】 約４０キロビット／秒のデータ速度に
    対しては、前記マッピングのための第２の手段は、ｍ
    （０）からｍ（１１）のリングインデックスに関連する
    μ法シグナルポイント ０ ３７，１１５ １ １８７，２６３ ２ ３４３，４２３ ３ ４９５，５９１ ４ ６８７，７８３ ５ ８７９，９７５ ６ １０８７，１１５１ ７ １２１５，１２７９ ８ １３４３，１４０７ ９ １４７１，１５３５ １０ １５９９，１６６３ １１ １７２７，１７９１ からなるシグナルポイント配列を含む、請求項１３に記
    載のシグナルポイントエンコーダ。
  19. 【請求項１９】 約３６キロビット／秒のデータ速度に
    対しては、前記マッピングのための第２の手段は、ｍ
    （０）からｍ（８）のリングインデックスに関連するμ
    法シグナルポイント ０ ４９，１４７ １ ２４７，３４３ ２ ４３９，５５９ ３ ６５５，７５１ ４ ８４７，９４３ ５ １０８７，１２１５ ６ １３４３，１４７１ ７ １５９９，１７２７ ８ １８５５，１９８３ からなるシグナルポイント配列を含む、請求項１３に記
    載のシグナルポイントエンコーダ。
  20. 【請求項２０】 前記再順序づけアルゴリズムは、前記
    リングインデックスに関連する平均伝送エネルギによ
    り、前記リングインデックスを再順序づけする、請求項
    １に記載のシグナルポイントエンコーダ。
  21. 【請求項２１】 前記再順序づけアルゴリズムは、比較
    的高いエネルギを有するリングが比較的発生頻度の低い
    リングインデックスに割当てられるように、前記リング
    インデックスを再順序づけする、請求項２０に記載のシ
    グナルポイントエンコーダ。
  22. 【請求項２２】 前記シェルマッパはＶ．３４リングイ
    ンデックス技術と互換性があり、前記マッピングステッ
    プは、前記第２のデジタル入力データをいくつかのμ法
    伝送シグナルポイントにマッピングする、請求項２に記
    載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記再順序づけステップは、 前記リングインデックスを再順序づけモジュールで受信
    するステップと、 前記リングインデックスの各々を前記再順序づけモジュ
    ール内に記憶された対応する再順序づけされたリングイ
    ンデックスと関連付けるステップと、 前記再順序づけされたリングインデックスの前記第２の
    順序を生成するために前記リングインデックスを再び割
    当てるステップとを含む、請求項２に記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記再順序づけステップは、前記デジ
    タルデータの検出されたデータ速度に応答する、請求項
    ２に記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記再順序づけステップは、前記リン
    グインデックスに関連する平均伝送エネルギにより、前
    記リングインデックスを再順序づけする、請求項２に記
    載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記再順序づけステップは、比較的高
    いエネルギを有するリングが比較的発生頻度が低いリン
    グインデックスに割当てられるように、前記リングイン
    デックスを再順序づけする、請求項２５に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 ＰＣＭモデムシステムに関連するリン
    グインデックスを再順序づけするための方法であって、 関連するいくつかのリングを有するシグナルポイント配
    列を設けるステップを含み、前記シグナルポイント配列
    は前記ＰＣＭモデムシステムによるデジタルデータ伝送
    のために利用され、前記方法はさらに、 前記シグナルポイント配列内の隣接するシグナルポイン
    ト間で最小の距離を選択するステップと、 間が前記最小の距離である少なくとも１対の隣接するシ
    グナルポイントを有する前記リングのサブセットを識別
    するステップと、 （ａ）前記サブセット内にないリングは平均エネルギの
    増加の順序でインデックスを付され、（ｂ）前記サブセ
    ット内のリングはその間が前記最小距離である隣接する
    シグナルポイントの対の発生の増加の順序でインデック
    スを付され、（ｃ）前記サブセット内のリングは前記サ
    ブセット内にないリングよりも高いインデックスを付さ
    れるように、前記リングにインデックスを付すステップ
    とを含む、ＰＣＭモデムシステムに関連するリングイン
    デックスを再順序づけするための方法。
  28. 【請求項２８】 前記シグナルポイント配列は、μ法シ
    グナルポイントからなる、請求項２７に記載の方法。
  29. 【請求項２９】 比較的小さい分離距離を有する隣接す
    るシグナルポイントの対が比較的発生頻度の低いリング
    に割当てられ、比較的大きい分離距離を有する隣接する
    シグナルポイントの対が比較的発生頻度の高いリングに
    割当てられるように、前記シグナルポイント配列を配置
    するステップをさらに含む、請求項２８に記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記シグナルポイント配列は、前記Ｐ
    ＣＭモデムシステムによりサポートされる伝送データ速
    度と一意で関連付けられる、請求項２７に記載の方法。
  31. 【請求項３１】 類似した数の初期リングインデックス
    に関連付けられる入力に応答していくつかの再順序づけ
    されたリングインデックスを生成するため、再順序づけ
    モジュールをプログラミングするステップをさらに含
    み、前記プログラミングステップは前記インデックスを
    付すステップに応答する、請求項２７に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記リングの１つのインデックスを、
    前記リングとは別の少なくとも１つのリングに対してそ
    の発生確率を変えるように、シフトするステップをさら
    に含む、請求項２７に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記シグナルポイント配列に関連する
    平均伝送電力を決定するステップをさらに含み、前記決
    定ステップは前記シフトステップの後に実行され、さら
    に、 前記平均伝送電力が予め定められたしきい値を超えると
    きは前記シフトステップを前記リングの別のものに対し
    ても繰返すステップを含む、請求項３２に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記シフトステップは関連する比較的
    高いエネルギを有する第１のリングに対して実行され、 前記繰返しステップは、前記第１のリングよりも低い関
    連するエネルギを有する第２のリングに対して実行され
    る、請求項３３に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記シグナルポイント配列に関連する
    平均伝送電力を決定するステップをさらに含み、前記決
    定ステップは前記シフトステップの後に実行され、さら
    に、 関連するリングの数を変えるために前記シグナルポイン
    ト配列を修正するステップを含み、前記修正ステップは
    前記平均伝送電力が予め定められたしきい値を超えると
    き実行される、請求項３２に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記シグナルポイント配列に関連する
    平均伝送電力を決定するステップをさらに含み、前記決
    定ステップは前記シフトステップの後に実行され、さら
    に、 前記平均伝送電力が予め定められたしきい値を超えると
    き前記最小距離を修正するステップを含む、請求項３２
    に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 前記シフトステップは、前記サブセッ
    ト内にないリングを前記サブセット内のリングにシフト
    するステップを含む、請求項３２に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記シフトステップは、前記サブセッ
    ト内の第１のリングを前記サブセット内の第２のリング
    よりも下にシフトするステップを含み、前記第１のリン
    グは初め前記第２のリングよりも低いインデックスを有
    する、請求項３２に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 ＰＣＭモデムシステムで伝送するため
    シグナルポイントに関連するリングインデックスを選択
    するための方法であって、 前記ＰＣＭモデムシステムによるデータ伝送のためおお
    よそのデータ速度を決定するステップと、 前記データ速度に応答して、前記ＰＣＭモデムシステム
    の再順序づけモジュール内にある複数のリングインデッ
    クス再順序づけテーブルからあるリングインデックス再
    順序づけテーブルを選択するステップと、 前記ＰＣＭモデムシステムによる伝送のため構成された
    デジタル入力データに関連する複数のリングインデック
    スを得るステップと、 複数の再順序づけされたリングインデックスを生成する
    ため、前記リングインデックス再順序づけテーブルによ
    り前記リングインデックスを再順序づけするステップと
    を含む、ＰＣＭモデムシステムで伝送するためのシグナ
    ルポイントに関連するリングインデックスを選択するた
    めの方法。
  40. 【請求項４０】 前記ＰＣＭモデムシステムは、複数の
    データ速度でデータを伝送することができ、 前記リングインデックス再順序づけテーブルの各々は予
    め定められたおおよそのデータ速度と関連付けられる、
    請求項３９に記載の方法。
  41. 【請求項４１】 前記再順序づけされたリングインデッ
    クスの各々は少なくとも１つのμ法シグナルポイントを
    有するリングと関連付けられる、請求項３９に記載の方
    法。
  42. 【請求項４２】 前記少なくとも１つのμ法シグナルポ
    イントを前記複数の再順序づけされたリングインデック
    スに割当てるステップをさらに含む、請求項４１に記載
    の方法。
JP9334237A 1996-12-04 1997-12-04 シグナルポイントエンコーダおよびエンコード方法、リングインデックスを再順序づけする方法、およびリングインデックスを選択するための方法 Withdrawn JPH10200593A (ja)

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