KR100349987B1 - High speed communications system for analog subscriber connections - Google Patents

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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems

Abstract

본 발명은 현존 전화 회선을 통해 현존하는 방법을 사용하여 가능한 비율 보다 높은 비율로 데이터 전송을 가능하게 하는 새로운 데이터 통신 시스템을 개시한다. 두 개의 양측의 통신 지점에 대한 새로운 비대칭 구성을 사용하므로써, 데이터 비율에 대한 현재 수용된 최대 이론적 한계를 더 이상 수용하지 않는다. 통신 한쪽끈은 디지털 전화망에 직접적으로 접속되는 반면, 다른 한쪽은 일반적인 전화 접속을 사용한다. 이것은 단일 전화 인터페이스 및 단일 아날로그 가입자 회선을 위한 보상에 대한 전송문제를 감소시킨다. 이러한 보상 및 감소된 클록 동기화를 제공하는 수단이 또한 생성되어, 시스템의 실제적인 구현을 가능하게 한다. 상기 새로운 시스템은 64,000 비트/초까지의 비율을 달성할 수 있으며, 광대역 오디오 전송, 비디오 전송, 네트워킹, 팩시밀리 전송 및 원격 컴퓨터 액세스를 포함한 대부분의 활성 영역에서 넓은 유용성을 가진다.The present invention discloses a new data communication system that enables data transmission at a rate higher than is possible using existing methods over existing telephone lines. By using a new asymmetric configuration for the two communication points of the two sides, the current maximum accepted theoretical limit on the data rate is no longer acceptable. Communication One side of the cord is connected directly to the digital telephone network, while the other side uses a common dial-up connection. This reduces transmission problems for a single telephone interface and compensation for a single analog subscriber line. Means for providing such compensation and reduced clock synchronization are also generated, enabling a practical implementation of the system. The new system can achieve rates up to 64,000 bits per second and has wide availability in most active areas, including broadband audio transmission, video transmission, networking, facsimile transmission and remote computer access.

Description

고속 모뎀에 대한 트레이닝 방법{HIGH SPEED COMMUNICATIONS SYSTEM FOR ANALOG SUBSCRIBER CONNECTIONS}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a method for training a high-speed modem,

데이터 통신은 현대 사회의 여러 분야에서 중요한 역할을 수행한다. 뱅킹 트랜잭션, 팩시밀리, 컴퓨터 네트워크, 원격 데이터 베이스 액세스, 신용 카드 비준 및 많은 다른 응용은 모두 한 지점에서 다른 지점으로 디지털 정보를 빠르게 이동시킬 수 있는 능력에 달려있다. 이러한 전송 속도는 상기와 같은 서비스의 품질에 직접적으로 영향을 미치며, 많은 경우에 있어서, 응용은 소정의 중요한 근본적인 능력이 없이는 실현하기 불가능하다.Data communication plays an important role in many areas of modern society. Banking transactions, facsimiles, computer networks, remote database access, credit card validation, and many other applications all depend on the ability to move digital information quickly from one point to another. This transmission rate directly affects the quality of such services, and in many cases, the application is impossible to realize without some significant underlying capability.

최하위 레벨에 있어서, 대부분의 이러한 디지털 데이터 통화량(traffic)은 전화 시스템을 통해 수행된다. 컴퓨터, 팩시밀리 기계 및 다른 장치는 종종 일반적인 전화 접속 또는 많은 유사한 특성을 공유하는 전용 회선을 통해 서로와 통신한다. 어떤 경우이든, 먼저 데이터는 본래 음성 전송을 위해 설계된 전화 시스템과의 호환 가능한 형태로 변환되어야 한다. 수신 측에서는 전화 신호는 데이터 스트림으로 다시 변환되어야 한다. 이같은 두가지 작업은 모뎀에 의해 수행된다.At the lowest level, most of this digital data traffic is carried through the telephone system. Computers, facsimile machines, and other devices often communicate with each other via dedicated lines that share common dial-up or many similar characteristics. In any case, the data must first be converted into a form compatible with the telephone system originally designed for voice transmission. On the receiving side, the telephone signal must be converted back into a data stream. These two tasks are performed by the modem.

모뎀은 상기 요구에 해당하는 두 가지의 작업; 전화 시스템에 의해 이송될 수 있는 음성 신호로 데이터 스트림을 변환하는 변조 및 음성 신호를 취하여 데이터 스트림을 재구성하는 복조를 수행한다. 한쌍의 모뎀, 즉 접속의 각 단에 위치한 모뎀은 두 지점 사이에서의 양방향 통신을 허용한다. 음성 신호에 대한 제약은 데이터가 모뎀을 사용하여 전송될 수 있는 전송 속도에 대한 제약을 야기시킨다. 이같은 제약은 제한된 대역폭 및 잡음과 혼선에 의한 데이터의 성능 저하(degradation)를 포함한다. 전화 시스템은 일반적으로 300Hz와 3,400Hz 사이의 주파수 범위에 속하는 신호만을 이송할 수 있다. 이러한 범위를 벗어난 신호는 급격히 감소한다. 이같은 범위는 인간의 음성 스펙트럼에 의해 상당한 부분을 차지하기 때문에, 전화 시스템의 설계에 사용된다. 그러나, 채널의 대역폭은 최대 달성 가능한 데이터율을 결정하는 한 인자가 된다. 모든 나머지 인자를 일정하게 하면, 데이터율은 대역폭에 직접적으로 비례한다.The modem may perform two tasks corresponding to the above requirements; And performs demodulation to reconstruct the data stream by taking the modulation and voice signals that transform the data stream into voice signals that can be carried by the telephone system. A pair of modems, a modem located at each end of the connection, allows bi-directional communication between two points. Restrictions on voice signals cause a restriction on the transmission rate at which data can be transmitted using the modem. Such constraints include limited bandwidth and degradation of data due to noise and cross talk. The telephone system is generally capable of carrying only signals belonging to the frequency range between 300 Hz and 3,400 Hz. Signals out of this range sharply decrease. This range is used in the design of telephone systems because it occupies a significant part of the human voice spectrum. However, the bandwidth of the channel is a factor in determining the maximum achievable data rate. If all the remaining factors are constant, the data rate is directly proportional to the bandwidth.

다른 인자는 음성 신호 또는 통신 종점이 제어할 수 없는 임의의 다른 신호의 왜곡이다. 이것은 전화 시스템에 의해 이송된 다른 신호(혼선), 전기적 잡음 및 한 형태에서 다른 형태로 신호를 변환함에 의해 유도되는 잡음에 대한 전기적 픽업을 포함한다. 최종 타입은 상세한 설명에서 설명될 것이다.Another factor is distortion of the speech signal or any other signal that the communication endpoint can not control. This includes electrical pick-ups for noise induced by other signals (crosstalk) carried by the telephone system, electrical noise, and the conversion of signals from one form to another. The final type will be described in the detailed description.

일반적인 사용을 위해, 모뎀은 대부분의 전화 접속을 통해 동작 가능하게 설계된다. 따라서, 모뎀은 최악의 상황에 대해 설계되어야 하며, 이것은 대역폭 제한 및 제거될 수 없는 상당한 잡음을 포함한다. 그렇다하더라도 모뎀 설계에 대한 실질적인 진보가 지난 수년간의 이루어졌다. 초당 28,800비트까지의 상승된 속도로 동작할 수 있는 장치가 현재 통상적으로 사용 가능하다. 본 명세서에서 참조문으로 인용한 (1994) International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector(ITU-T), Recommendation V.34,Geneva, Switzerland 을 참조하라. 그러나, 채널 대역폭 및 잡음 레벨에 기초한 이론적인 쟁점은 가능한 최대 속도가 거의 획득되었으며 추가의 중요한 증가가 주어진 제약하에서는 불가능하다는 것을 보여준다. 이것은 본 명세서에서 참조문으로 인용한 C.E. Shannon의 "A Mathematical theory of Communication," Bell System Technical Journal 27:379-423, 623-656(1948)에서 개시되었다.For general use, the modem is designed to be operable through most dial-up connections. Thus, the modem should be designed for the worst case, which includes bandwidth limitation and considerable noise that can not be eliminated. Even so, substantial progress has been made in modem design over the past several years. Devices capable of operating at elevated speeds up to 28,800 bits per second are currently routinely available. See International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector (ITU-T), Recommendation V.34, Geneva, Switzerland (1994), which is incorporated herein by reference. However, the theoretical issue based on channel bandwidth and noise level shows that the maximum possible rate is nearly achieved and that no significant further increase is possible under given constraints. This is illustrated in C.E. Shannon, " A Mathematical Theory of Communication, " Bell System Technical Journal 27: 379-423, 623-656 (1948).

불행히도, 초당 30,000 비트(또는 초당 3,600 바이트)에 근접한 속도가 많은 데이터 통신 응용을 실행 가능케 할지라도, 일반적인 모뎀 전송은 여전히 모든 사용에 대해 충분히 빠르지 않다. 이같은 속도에서, 문자(text)의 전송은 빠르고, 디지털화된 음성과 같은 저품질의 음성이 수용 가능하다. 그러나, 팩시밀리 또는 정지 이미지 전송은 느린 반면에, 고품질의 음성은 제한되고 풀모션 비디오(full-motion video)는 만족스럽게 달성되지 않는다. 요약하면, 증가된 데이터 전송 능력이 요구된다. 이것은 새로운 응용을 위해 필수 불가결한 것이며, 많은 현재의 응용의 수행을 최대화하기 위해 필수적인 것이다.Unfortunately, even though speeds approaching 30,000 bits per second (or 3,600 bytes per second) are feasible for many data communication applications, generic modem transmission is still not fast enough for all uses. At such a rate, the transmission of text is fast and acceptable for low-quality speech such as digitized speech. However, while facsimile or still image transmission is slow, high quality audio is limited and full-motion video is not satisfactorily achieved. In summary, increased data transmission capability is required. This is indispensable for new applications and is essential to maximize the performance of many current applications.

물론 전화 회사, 케이블 텔레비젼 제공업자 및 다른 회사가 이같은 증가된 데이터 전송 요구를 무시하지는 않는다. 부가적인 모뎀에 대한 요구를 제거하고, 회사 및 주택에 대한 증가된 속도의 데이터 접속을 제공하는 한 방법은 한쪽 끝과 다른 한쪽 끝을 잇는(end-to-end : 이하 엔드 투 엔드) 디지털 접속을 제공하는 것이다. 이같은 서비스를 제공하는 방법은 Integrated Services Digital Network(ISDN)이다. 각각 본 명세서에서 참조문으로 인용된,International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector(ITU-T), "Integrated Services Digital Networks (ISDNs)", "Recommendation I. 120, Geneva, Switzerland(1993) 및 John Landwehr의 "The Golden Splice : Beginning a Golbal Digital Phone Network", Northwestern University(1992)를 참조하라. ISDN은 현존하는 아날로그 가입자 회선을 160,000비트/초 디지털 접속으로 대체한다. 대부분의 장거리 및 상호 국간 통화량(inter-office traffic)이 이미 디지털적으로 수행되기 때문에, 이같은 디지털 가입자 회선은 한쪽 끝과 다른 한쪽 끝을 잇는 디지털 음성, 컴퓨터 데이터 또는 임의의 다른 타입의 정보 전송을 위해 사용될 수 있다. 그러나. 가입자 회선상에서 이같은 전송율을 달성하기 위해, 특정 장치가 회선의 양쪽 끝에 설치되어야 한다. 실제로, 전체 전화 네트워크는 현재 음성 전송 네트워크에서 일반적인 데이터 전송 서비스로의 변화가 수행하고 있으며, 음성은 특정한 하나의 데이터 형태일 뿐이다.Of course, telephone companies, cable TV providers and other companies do not ignore this increased data transmission demand. One method of eliminating the need for additional modems and providing increased speed of data access for businesses and homes is to use an end-to-end (or end-to-end) digital connection . The way to provide such services is the Integrated Services Digital Network (ISDN). (ISDNs), " Recommendation I 120, Geneva, Switzerland (1993) and John Landwehr ", all of which are incorporated herein by reference. The Golden Splice: Beginning a Golbal Digital Phone Network ", by Northwestern University (1992) ISDN replaces existing analogue subscriber lines with 160,000 bits per second digital connections Most inter-office and inter-office calls Such digital subscriber lines may be used for digital voice, computer data or any other type of information transmission between one end and the other end, since the traffic is already digitally performed. However, A particular device must be installed at both ends of the line. A change from a re-voice transmission network to a general data transmission service is performed, and voice is only a specific data form.

일단 인스톨되면, 각각의 기본 ISDN 링크는 64,000비트/초가 가능한 두개의 데이터 채널, 16,000비트/초의 능력을 가지는 제어 채널, 감소된 통화 접속 시간 및 다른 장점을 제공한다. 이러한 속도에서, 팩시밀리 및 정지 이미지 전송은 거의 순간적이며, 고품질의 음성은 실현 가능하고, 원격 컴퓨터 접속은 5배의 속도 증가의 이점을 가진다. 풀 모션 비디오를 향한 소정의 진보도 역시 달성될 수 있다.Once installed, each basic ISDN link provides two data channels capable of 64,000 bits per second, a control channel with 16,000 bits per second capability, reduced call connection time, and other advantages. At this rate, facsimile and still image transmission is almost instantaneous, high quality voice is feasible, and remote computer access has the benefit of a 5x speed increase. Any advance toward full motion video can also be achieved.

ISDN의 단점은 그것의 이용가능성 또는 그것의 결여가 된다. ISDN을 사용하기 위해, 사용자의 중앙국은 이러한 서비스를 제공하도록 업그레이드되어야 하며, 사용자는 기존 (전화와 같은) 장치를 디지털 장치로 교체하여야 하고, 중앙국에서의 각각의 개별적인 회선 인터페이스는 디지털 데이터 스트림을 이송하도록 수정되어야 한다. 이러한 마지막 단계, 각 전화 및 중앙국 사이의 수많은 아날로그 접속을 디지털 링크로 변환하는 것은 방대한 양이 된다. 이같은 작업의 크기는 ISDN의 개발이 느리고, 적용 범위는 유입되는 소정의 시간에 대해 산발적이라는 것을 규정한다. 시골 및 희박한 인구 밀도의 지역은 이러한 서비스를 누릴 수 없다.The disadvantage of ISDN is its availability or its lack. In order to use ISDN, the user's central station must be upgraded to provide such services, and the user must replace the existing (such as a telephone) device with a digital device, and each individual line interface at the central office has a digital data stream . This last step, the conversion of numerous analog connections between each phone and central station into a digital link, is vast. The size of such work stipulates that ISDN development is slow and coverage is sporadic for a given amount of time to flow. Rural areas and sparsely populated areas can not afford these services.

고속의 데이터 통신 서비스를 잠재적으로 제공할 수 있는 다른 현존 하부 구조는 케이블 텔레비젼 시스템이다. 낮은 대역폭을 통해 사용자에게 접속되는 전화 시스템과는 달리, 케이블 시스템은 접속을 상당한 부분의 주택에 대해 높은 대역폭을 제공한다. 이러한 배선 상의 사용되지 않은 용량은 초당 수십 또는 심지어 수백 또는 수백만 비트의 데이터 율을 제공할 수 있다. 이것은 풀 모션 디지털 비디오를 포함한 상기의 계획된 모든 서비스에 적합한 것 이상이다. 그러나, 케이블 시스템은 심각한 문제점, 즉 네트워크 구조의 문제점을 지닌다. 전화 시스템은 지점 대 지점간의 접속을 제공한다. 즉, 각각의 사용자는 사용자 접속의 전체 능력을 총체적으로 사용하며, 그것은 다른 사용자와 공유하지 않고 다른 사용자에 의한 사용에 기인하여 직접적으로 방해를 입지 않는다. 반면에 케이블 시스템은 광대역 접속을 제공한다. 동일한 신호가 각각의 사용자 접속에 나타나기 때문에 모든 사용자에 의해 전체 능력이 공유된다. 따라서, 전체 능력이 높더라도, 이것은 사용자 요구 서비스의 개수로 나누어진다. 이러한 구조는 모든 사용자가 케이블의 원래 설계 목적, 즉 텔레비젼 분배와 같은 동일한 데이터를 요구하는 경우에 효과적이지만 상이한 데이터 요구를 가지는 사용자의 통신에는 효과적이지 않다. 대도시 지역에 있어서, 각각의 사용자에게 사용 가능한 데이터 능력은 ISDN 또는 모뎀 접속을 통한 경우보다는 상당히 적게 된다.Another existing infrastructure that can potentially provide high-speed data communication services is cable television systems. Unlike telephone systems that are connected to users over low bandwidth, cable systems provide high bandwidth for a significant portion of the connection. The unused capacity on these interconnects can provide data rates of tens or even hundreds or millions of bits per second. This is more than adequate for all of the above planned services, including full motion digital video. However, cable systems have serious problems, that is, problems with network structure. The telephone system provides point-to-point connectivity. That is, each user totally uses the full capabilities of the user's access, it is not shared with other users and is not directly disturbed by usage by other users. Cable systems, on the other hand, provide broadband connectivity. Since the same signal appears on each user connection, the entire capability is shared by all users. Thus, even though the overall capability is high, this is divided by the number of user requested services. This structure is effective when all users require the same design data, such as television distribution, for the original design purpose of the cable, but it is not effective for communication of users with different data needs. In a metropolitan area, the data capabilities available to each user are significantly less than with ISDN or modem connections.

많은 수의 사용자에게 고속 데이터 접속을 제공하기 위하여, 케이블 시스템은 작은 인구로 케이블 대역폭을 효율적으로 공유하는 사용자 인구에 대한 상이한 세그먼트를 분리하도록 수정될 수 있다. 그러나, ISDN과 유사하게, 이것은 도래할 수년간 부분적인 서비스만을 제공하는 느리고 값비싼 처리가 될 것이다.In order to provide high-speed data access to a large number of users, cable systems can be modified to separate different segments for a user population that efficiently share cable bandwidth with a small population. However, similar to ISDN, this will be a slow and costly process that only provides partial services for years to come.

모뎀을 설계하기 위해 사용된 방법은 수십년 동안 변화하지 않은 채 유지된 전화 시스템의 모델에 상당히 기초한다. 즉, 모뎀은 한정된 대역폭(400-3400Hz) 및 신호 레벨 보다 30db 정도 낮은 부가적인 잡음 성분을 가지는 아날로그 채널로서 모델링된다. 그러나, 전화 시스템의 대부분은 현재 상호-국간의 통신(inter-office communication)을 위해서 아날로그 파형에 대한 샘플링된 표현의 디지털 전송을 사용한다. 각각의 중앙국에서, 아날로그 신호는 64,000비트/초의 PCM(펄스 폭 변조) 신호로 변환된다. 이어 수신국(receiving office)은 가입자 회선 상에 상기 신호를 위치시키기 전에 아날로그 신호를 재형성한다. 제 1 근사화에 대해, 이러한 생성에 의해 유도된 잡음은 아날로그 시스템 상에서 관찰된 것과 유사하며, 잡음 소오스는 꽤 다르다. 본 명세서에서 참조문으로 인용한, K.Pahlavan 및 J.L. Holsinger등의 "A Model for the Effect of PCM Compandor on the Performance ofHigh Speed Modems", Golbecom'85, 758 내지 762쪽(1985)을 참조하라. 디지털 교환 방식을 사용하는 전화 접속에서 발견된 대부분의 잡음은 아날로그 파형을 디지털 파형으로 변환하기 위해 요구된 아날로그-디지털 변환기에 의한 양자화에 의거한다.The methods used to design the modem are based heavily on models of telephone systems that have remained unchanged for decades. That is, the modem is modeled as an analog channel with a limited bandwidth (400-3400 Hz) and an additional noise component as low as 30 db below the signal level. However, most of the telephone systems currently use digital transmission of sampled representations of analog waveforms for inter-office communication. In each central station, the analog signal is converted to a PCM (pulse width modulation) signal of 64,000 bits per second. The receiving office then reshapes the analog signal before placing the signal on the subscriber line. For the first approximation, the noise induced by this generation is similar to that observed on an analog system, and the noise source is quite different. K.Pahlavan and J.L., et al. Holsinger et al., &Quot; A Model for the Effect of PCM Compandor on the Performance of High Speed Modems ", Golbecom'85, pp. 758-76 (1985). Most of the noise found in dial-up using the digital switching scheme is based on the quantization by the analog-to-digital converter required to convert the analog waveform to a digital waveform.

상술한 바와 같이, 대부분의 전화 접속은 현재 약 64,000비트/초의 속도로 중앙국 간에 디지털적으로 이루어진다. 더욱이, ISDN 서비스는 가입자 회선을 통해 이러한 속도보다 상당히 높게 전송 가능하다는 것을 증명한다. 이러한 인자를 이용한 전송 체제를 설계하는 것도 가능하다는 것이 제안되었다. Kalet 등은 도 2에 도시된 시스템을 가정하였으며, 상기 시스템에서는 전송기의 중앙국에서 발생하는 아날로그-디지털 변환이 양자화 에러 없이 달성될 수 있도록 전송측이 정확한 아날로그 레벨 및 타이밍을 선택한다. 본 명세서에서 참조문으로 인용한, I.Kalet, J.E.Mazo 및 B.R. Saltzberg 의 "The Capacity of PCM Voiceband Channels", IEEE International Conference on Communications'93, 507 내지 511 쪽, Geneva, Switzerland(1993) 참조. J.E. Mazo의 수학적인 결과를 사용하여, 통신 경로의 제 2 가입자 회선의 수신측에서 사용 가능한 아날로그 레벨만을 사용하여 디지털 샘플을 재구성하는 것이 이론적으로 가능하다는 것이 추측된다. 본 명세서에서 참조문으로 인용한, J.E. Mazo의 "Fast-Than-Nyquist Signaling", Bell System Technical Journal, 54;1451-1462(1975)를 참조하라. 이에 따른 시스템은 56,000 내지 64,000 비트/초의 데이터 율을 얻을 수 있다. 이러한 시스템의 단점은 실현가능하거나 또는 실현불가능할 수도 있는 이론적 가능성에 지나지 않는다.Kalet 등은 "이것은 곤란한 실행상의 문제이며 우리는 적당한 해결책이 가능하다는 여부만을 추측할 뿐이다"라고 Id. 510쪽에 진술하였다.As noted above, most dial-up connections are now digitally performed between central offices at a rate of about 64,000 bits per second. Moreover, the ISDN service proves to be able to transmit significantly above this rate over the subscriber line. It has been proposed that it is also possible to design a transmission system using these factors. Kalet et al. Assume a system as shown in Fig. 2 where the transmitting side chooses the correct analog level and timing so that the analog-to-digital conversion occurring at the central station of the transmitter can be achieved without quantization errors. I.Kalet, J.E. Mazo, and B.R. Saltzberg, " The Capacity of PCM Voiceband Channels ", IEEE International Conference on Communications'93, pp. 507-511, Geneva, Switzerland (1993). J.E. Using mathematical results of Mazo, it is inferred that it is theoretically possible to reconstruct digital samples using only the available analog levels at the receiving end of the second subscriber line of the communication path. As cited in the present specification, J.E. Mazo's " Fast-Than-Nyquist Signaling ", Bell System Technical Journal, 54: 1451-1462 (1975). The resulting system can achieve a data rate of 56,000 to 64,000 bits / sec. The disadvantage of this system is that it is a theoretical possibility that may or may not be feasible. Kalet et al. "It is a difficult implementation problem and we only guess whether a reasonable solution is possible." Id. On page 510.

앞의 문제점을 해결하기 위한 종래의 시도에 대한 예는, 본 명세서에서 참조문으로 인용한 미국 특허 번호 제 5,265,125 및 5,166,955호에 개시된 Ohta에 의한 발명에서 발견된다. Ohta는 통신 채널을 통해 전송되거나, 기록 매체로부터 재생된 PCM 신호를 재구성하기 위한 장치를 개시하였다. 이러한 특허는 "왜곡 채널을 통해 전송된 멀티 값의 신호를 재구성하는 일반적인 문제를 처리하기 위한 문헌에서 많은 종래 기술을 예증한다". 예를 들어, 본 명세서에서 참조문으로 인용한, Richard D. Gitlin, Jeremiah F. Hayes 및 Stephen B. Weinstein 등의 "Data Communication Principles" Plenum (1992)을 참조하라. 그러나, 이같은 종래 기술은 비선형 양자화기로부터의 출력을 다루는 방법의 적용을 고려하지 않거나, 전화 가입자 회선을 통해 전송된 디코딩 디지털 데이터에 대한 특정 문제점을 처리하지도 않는다. 더욱이 PCM 데이터로부터 샘플링 레이트 클록을 재구성하는 것에 대한 문제점은 PCM 신호가 2개 값 이상을 취할 때는 사소한 것이 되지 않는다. 예를 들어 Ohta의 특허에 있어서, 이진 입력 신호에 의존하는 간단한 클록 재생 체제가 사용된다. 이러한 타입의 클록 재생은 전화 시스템에서 사용되는 멀티 값의 코드와 함께 사용될 수 없다. 또한 시간에 따른 드리프트 및 회선 조건을 변화시키는 것에 대한 보상은 PCM 재구성에 대한 종래 기술에는 포함되지 않은 적응 시스템의 사용을 요구한다.Examples of conventional attempts to solve the foregoing problems are found in the invention by Ohta, U.S. Patent Nos. 5,265,125 and 5,166,955, which are incorporated herein by reference. Ohta discloses an apparatus for reconstructing a PCM signal transmitted over a communication channel or reproduced from a recording medium. These patents exemplify many prior arts in the literature to address the general problem of reconstructing multi-valued signals transmitted over a distortion channel. See, for example, "Data Communication Principles" Plenum (1992) by Richard D. Gitlin, Jeremiah F. Hayes, and Stephen B. Weinstein et al., Which are incorporated herein by reference. However, such conventional techniques do not consider the application of the method of handling the output from the non-linear quantizer nor handle specific problems with the decoded digital data transmitted over the telephone subscriber line. Moreover, the problem with reconstructing the sampling rate clock from PCM data is not trivial when the PCM signal takes more than two values. For example, in Ohta's patent, a simple clock regeneration scheme that relies on a binary input signal is used. This type of clock reproduction can not be used with multivalued codes used in telephone systems. Also, compensation for changing drift and line conditions over time requires the use of adaptive systems not included in the prior art for PCM reconstruction.

따라서, 요구된 또는 바람직한 데이터 통신 능력 및 유용 가능한 데이터 통신 능력 사이의 결정적인 불균형이 존재한다. 현존하는 모뎀은 적절한 능력을 제공하지 않으며, 새로운 디지털 접속 해결 방안은 일반적인 유용성과는 수년 정도 떨어져 있다. ISDN으로 기존의 하부구조를 수정하는 것은 상당한 작업을 필요로하고, 그것의 사용이 널리 퍼지기까지 수십년을 소비할 것이다. 데이터 전송에 대한 새로운 방법은 많은 현재의 응용을 즉각적으로 유용하게 할뿐만 아니라, 그렇지 않을 경우에 상기 서비스는 상기 하부 구조가 요구를 충족시킬 때까지 대기하여야 하는 여러 가지의 새로운 서비스를 유용 가능하게 한다.Thus, there is a critical imbalance between required or preferred data communication capabilities and available data communication capabilities. Existing modems do not provide adequate capabilities, and new digital access solutions are years away from general availability. Modifying an existing infrastructure with ISDN would require a significant amount of work and would take decades until its use spread. The new method for data transfer not only makes many current applications immediately useful, but otherwise makes the service available for a variety of new services that must wait until the infrastructure meets their needs .

따라서, 현존하는 전화 회선을 통해 높은 비율로 데이터를 수신하기 위한 능력을 제공하는 데이터 전송에 대한 새로운 시스템을 제공하기 위한 요구가 존재한다.Thus, there is a need to provide a new system for data transmission that provides the ability to receive data at a high rate over existing telephone lines.

아날로그 접속과 함께 사용되어야 하는 (ISDN과 같은) 디지털 전화 시스템을 위해 설계된 시스템, 장치 및 응용을 인에이블시키는 개선된 데이터 전송 시스템에 대한 요구도 역시 존재한다.There is also a need for an improved data transmission system that enables systems, devices and applications designed for digital telephone systems (such as ISDN) to be used with analog connections.

모든 가입자 회선을 고비용적으로 대체하지 않고 전화 시스템의 디지털 하부 구조를 사용하는 것을 가능하게 하는 개선된 데이터 전송 시스템에 대한 요구가 존재한다.There is a need for an improved data transmission system that makes it possible to use the digital infrastructure of the telephone system without costly replacing all subscriber lines.

고품질의 디지털 음성, 음악, 비디오 또는 다른 요소들을 사용자에게 분배하기 위한 수단을 제공하는 고속 통신 시스템을 생성하는 것도 바람직하다. 이같이 개선된 데이터 전송 시스템은 주문형, (개별적으로 주문된) 정보, 데이터 또는 다른 디지털 요소들을 수 많은 사용자에게 분배하기 위한 수단을 유용하게 제공한다.It is also desirable to create a high speed communication system that provides a means for distributing high quality digital voice, music, video or other elements to users. Such an improved data transmission system advantageously provides a means for distributing customized (individually ordered) information, data or other digital elements to a large number of users.

팩시밀리, POS 시스템(Point-Of-Sale), 원격 목록 관리, 신용 카드 비준, 원거리 컴퓨터 네트워킹과 같은 상업적인 응용에 대한 증가된 효율을 제공하는 고속 통신 시스템에 대한 요구가 존재한다.There is a need for a high speed communication system that provides increased efficiency for commercial applications such as facsimile, point-of-sale, remote list management, credit card validation, and remote computer networking.

본 발명은 일반적으로 데이터 통신 장치, 보다 구체적으로는 전화 접속을 통해 디지털 데이터를 전송하기 위한 장치에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to data communication devices, and more particularly to devices for transmitting digital data over a telephone connection.

도 1은 일반적인 모뎀 데이터 접속을 도시한 블록도.1 is a block diagram illustrating a general modem data connection;

도 2는 가정 대칭 디지털 시스템에 대한 실시예를 도시한 블록도.2 is a block diagram illustrating an embodiment of a home symmetric digital system;

도 3은 본 발명의 특징에 따른 고속 분배 시스템을 도시한 블록도.3 is a block diagram illustrating a fast dispense system in accordance with aspects of the present invention;

도 4는 본 발명의 특징에 따른, 도 3의 엔코더(150)의 하드웨어적 구성에 대한 블록도.4 is a block diagram of a hardware configuration of the encoder 150 of FIG. 3, in accordance with an aspect of the present invention.

도 5는 본 발명에 특징에 따른, 도 3의 엔코더(150)의 기능을 도시한 블록도.FIG. 5 is a block diagram illustrating the functionality of the encoder 150 of FIG. 3, in accordance with an aspect of the present invention.

도 6은 본 발명의 특징에 따른, 도 5의 DC 제거기(184)의 기능을 도시한 블록도.Figure 6 is a block diagram illustrating the functionality of the DC remover 184 of Figure 5, in accordance with an aspect of the present invention.

도 7a는 본 발명의 특징에 따른, 엔코더(150)에 인가되는, 시간에 관계되는 데이터 스트림(100)에 대한 그래프.7A is a graph of a time-related data stream 100 applied to an encoder 150, in accordance with an aspect of the present invention.

도 7b는 본 발명의 특징에 따른, 도 3의 디지털 네트워크 접속(132)에 인가되는, 시간에 관계되는 일반적인 엔코더(150)의 출력에 대한 그래프.FIG. 7B is a graph of the output of a typical encoder 150, in time, applied to the digital network connection 132 of FIG. 3, in accordance with an aspect of the present invention.

도 7c는 본 발명의 특징에 따라 선형 형태로 변환한 후 엔코더(150)로부터의 출력 신호가 되는, 시간에 관계되는 도 6의 선형 값(194)에 대한 그래프.FIG. 7C is a graph of the time-dependent linear value 194 of FIG. 6, which is the output signal from the encoder 150 after conversion to a linear form in accordance with aspects of the present invention.

도 8은 본 발명의 특징을 이해하기 위해, 현존 디지털 회선 인터페이스의 기능을 도시한 블록도.Figure 8 is a block diagram illustrating the functionality of an existing digital line interface to understand features of the present invention.

도 9는 본 발명의 특징에 따른, 도 3에 도시된 디코더(156)의 하드웨어적 구성에 대한 블록도.9 is a block diagram of a hardware configuration of decoder 156 shown in FIG. 3, in accordance with an aspect of the present invention.

도 10은 본 발명의 특징에 따른, 도 3의 디코더(156)에 대한 기능을 도시한 블록도.Figure 10 is a block diagram illustrating the functionality for the decoder 156 of Figure 3, in accordance with an aspect of the present invention.

도 11a는 본 발명의 특징에 따른, 시간과 관계되는 도 10의 아날로그 신호(154)에 대한 그래프.11A is a graph of the analog signal 154 of FIG. 10 relative to time, in accordance with an aspect of the present invention.

도 11b는 본 발명의 특징에 따라 디코더(156) 내에서 형성되며 시간과 관계된 도 10의 보상 신호(274)에 대한 그래프.FIG. 11B is a graph of the compensation signal 274 of FIG. 10, formed in the decoder 156 and related to time, in accordance with aspects of the present invention.

도 11c는 본 발명의 특징에 따라 디코더(156) 내에서 형성되며 시간과 관계된 도 10의 추정 코드 스트림(280)에 대한 그래프.FIG. 11C is a graph of the estimated code stream 280 of FIG. 10, formed in the decoder 156 and related to time, in accordance with aspects of the present invention.

도 11d는 본 발명의 특징에 따라 디코더(156)에 의해 발생되며 시간과 관계된 도 3 의 데이터 스트림(126)에 대한 그래프.11D is a graph of the data stream 126 of FIG. 3 generated by the decoder 156 and related to time in accordance with aspects of the present invention.

도 11e는 본 발명의 특징에 따라, 디코더(156)에 의해 발생되며 시간과 관계된 도 10의 에러 신호(272)에 대한 그래프.FIG. 11E is a graph of the error signal 272 of FIG. 10 generated by the decoder 156 and related to time, in accordance with aspects of the present invention.

도 12는 본 발명의 특징에 따른, 도 10의 반전 필터(inverse filter : 268)를 도시한 블록도.Figure 12 is a block diagram illustrating an inverse filter 268 of Figure 10, in accordance with an aspect of the present invention.

도 13은 본 발명의 특징에 따른, 도 12의 피드-포워드 등화기(300)를 도시한 블록도.FIG. 13 is a block diagram illustrating the feed-forward equalizer 300 of FIG. 12, in accordance with an aspect of the present invention.

도 14는 본 발명의 특징에 따른, 도 13의 필터 탭(300)을 도시한 블록도.Figure 14 is a block diagram illustrating the filter tab 300 of Figure 13, in accordance with an aspect of the present invention.

도 15는 본 발명의 특징에 따른, 도 10의 클록 추정기(264)를 도시한 블록도.15 is a block diagram illustrating the clock estimator 264 of FIG. 10, in accordance with an aspect of the present invention.

도 16은 본 발명의 특징에 따른, 도 10의 클록 동기화기(260)의 기능을 도시한 블록도.Figure 16 is a block diagram illustrating the functionality of the clock synchronizer 260 of Figure 10, in accordance with an aspect of the present invention.

도 17은 본 발명의 특징에 따른 반전 채널을 사용한 엔드 투 엔드 비대칭 시스템을 도시한 블록도.17 is a block diagram illustrating an end-to-end asymmetric system using an inversion channel in accordance with aspects of the present invention.

도 18은 데이터 베이스 서버를 사용한 본 발명의 특징의 응용을 도시한 블록도.18 is a block diagram showing an application of a feature of the present invention using a database server;

도 19은 고속 팩시밀리 시스템에 응용한 본 발명의 특징을 도시한 블록도.19 is a block diagram showing features of the present invention applied to a high-speed facsimile system;

도 20은 본 발명의 특징에 따른, 디지털 전화 릴레이를 도시한 블록도.Figure 20 is a block diagram illustrating a digital telephone relay in accordance with a feature of the present invention.

본 발명의 일 특성은, 공지된 모뎀 또는 공지된 방법의 데이터 전송보다 증가된 속도로 현존하는 전화 접속을 통해 데이터를 전송하기 위한 시스템을 포함한다. 본 발명은 두 가지 중대한 관찰 정보(observation)One aspect of the present invention includes a system for transmitting data over existing dial-up connections at an increased rate than data transmissions of known modems or known methods. The present invention provides two important observations:

1. 근본적인 전화 시스템이 PCM 전송을 사용하는 디지털이며,1. The underlying telephone system is digital using PCM transmission,

2. 고속 데이터율은 한 방향에서만 요구되고 이것의 소오스는 전화 시스템으로의 직접적인 디지털 액세스를 나타낸다는 관찰정보를 사용하므로써, 종래의 방법을 능가하는 중요한 개선점을 달성한다.2. The high-speed data rate is only required in one direction and the source of it achieves a significant improvement over the conventional method by using observation information indicating direct digital access to the telephone system.

본 발명의 일 특성은 종래 시스템을 사용하여 획득 가능한 것 보다 높은 데이터 전송율을 달성하기 위해, 상술한 관찰정보를 이용한다. 상술한 제 2 관찰정보는 중앙 서버로부터의 정보를 액세스 및 검색하기 위해 모뎀의 최대 사용을 주장한다. 게다가, 본 발명은 데이터 베이스 액세스 및 주문형 비디오 또는 오디오와 같은 고속 데이터율을 요구하는 응용에 대해 특히 유용하다고 밝혀졌다. 이같은 응용은 본 발명을 통해 달성 가능한 높은 데이터 전송율을 사용하여 실현될 수 있다.One aspect of the present invention utilizes the observation information described above to achieve a higher data rate than can be achieved using conventional systems. The second observation information described above asserts the maximum use of the modem to access and retrieve information from the central server. In addition, the invention has been found to be particularly useful for applications requiring high data rates, such as database access and on-demand video or audio. Such an application can be realized using a high data rate achievable through the present invention.

본 발명의 중요한 특성은 간단하고 극도로 효과적이라는 것이며; 즉 회선을 변경하지 않고 사용자가 자신의 현존하는 아날로그 접속을 사용하면서 데이터 제공업자를 디지털 전화망에 직접적으로 접속시키는 것을 허용한다는 것이다.An important characteristic of the present invention is that it is simple and extremely effective; That is, allowing the user to directly connect the data provider to the digital telephone network while using his or her existing analog connection without changing the line.

이같은 구성은 사용자의 데이터 장치가 동작되어야 하는 모델을 크게 변화시킨다. 현존 모뎀은 대역폭 제한 및 전체 전송 경로를 통해 신호를 성능 변화케하는 다수의 동일하지 않은 잡음 소오스를 처리하여야 한다. 반면에, 본 발명의 특성은 중앙국에서 사용자의 집 또는 사무실까지 대부분의 경로를 통해 디지털적으로 데이터를 운반하고, 상기 경로의 최종 세그먼트에 대해서만 데이터를 아날로그 형태로 변환한다. 이같은 변환이 더이상 요구되지 않기 때문에, 유용하게 현존 모뎀에 대한 주요한 잡음 소오스 중 하나, 즉 아날로그-디지털 변환 도중의 양자화 잡음은 완전히 제거된다. 더욱이, 디지털 대 아날로그 변환 동안의 양자화 잡음은 결정론적인 현상으로 모델링되며, 이에 따라 상당히 감소된다.Such a configuration greatly changes the model in which the user's data device must operate. Existing modems must deal with a large number of unequal noise sources that will vary the performance of the signal through bandwidth limitations and the entire transmission path. On the other hand, the characteristics of the present invention carry data digitally through most paths from the central office to the user's home or office, and convert the data to analog form only for the last segment of the path. Because such a conversion is no longer required, useful quantization noise during one of the major noise sources for an existing modem, i. E. Analog-to-digital conversion, is completely eliminated. Moreover, the quantization noise during digital-to-analog conversion is modeled as a deterministic phenomenon and is therefore considerably reduced.

본 발명의 상술한 특성을 사용하므로써, (예를 들어 ISDN에 의한) 디지털 네트워크로의 직접 액세스를 가지는 데이터 소오스는 소비자에게 데이터를 서비스하는 중앙국으로 정확한 데이터를 전송할 수 있다. 요구되는 모든 장치는 중앙국의 디지털 대 아날로그 변환기에서 수행된 필터링에 기인하고 전송 회선에 기인한 데이터 신호의 왜곡을 보상하는 가입자 회선의 사용자측에서의 장치이다. 이같은 두 왜곡은 본 명세서에서 설명한 바와 같이 현존 디지털 신호 처리 하드웨어를 사용하여, 적절하게 처리될 수 있다.By using the above-described characteristics of the present invention, a data source having direct access to a digital network (e.g., by ISDN) can send accurate data to a central station serving data to the consumer. All of the required devices are devices on the user side of the subscriber line that are due to the filtering performed in the digital-to-analog converter of the central station and compensate for the distortion of the data signal due to the transmission line. These two distortions can be handled appropriately using existing digital signal processing hardware as described herein.

이러한 방법이 사용자로부터 서버로 데이터를 궤환시키는 데에는 사용될 수 없을 지라도, 서버에서 사용자로 64,000비트/초까지의 능력을 가지고 20,000 내지 30,000비트/초의 궤환 능력을 가지는 비대칭 채널을 제공하는 현존 모뎀은 사용 가능하다는 것을 주지하여야 한다.Although this method can not be used to feed back data from a user to a server, existing modems that provide an asymmetric channel with 20,000 to 30,000 bits / second capability with up to 64,000 bits / It should be noted.

본 발명의 특성이 개별적인 사용자에게 종래의 모뎀 또는 종래 방식의 데이터 전송을 사용하여 얻어질 수 있는 것보다는 향상된 속도로 (오디오, 비디오, 정보 등과 같은) 소정 타입의 디지털 데이터가 전송되는 것을 가능하게 한다고 여겨진다. 더욱이 케이블 텔레비젼 분배 시스템과는 달리, 본 발명은 풀 데이터율로 동시에 상이한 데이터를 요구하는 임의의 개수의 사용자를 서비스할 수 있다.The characteristics of the present invention enable a certain type of digital data (such as audio, video, information, etc.) to be transmitted at an improved rate than can be obtained using a conventional modem or conventional data transmission to an individual user It is considered. Moreover, unlike cable television distribution systems, the present invention can serve any number of users simultaneously requesting different data at a full data rate.

원격 컴퓨터 액세스, 고속 팩시밀리 전송등과 같은 현존 응용에 대해 증가된 동작 속도를 제공하는 것 이외에, 본 발명의 소정 특징은 다수의 새로운 응용을 가능하게 한다는 것이다. 이것은 고품질의 오디오 또는 음악 전송, 주문형 비디오, 정지 화상 전송, 비디오폰, 원격지간 회의 또는 높은 데이터율이 요구되는 유사한 응용을 포함한다.In addition to providing increased operating speeds for existing applications such as remote computer access, high speed facsimile transmission, etc., certain features of the present invention enable a number of new applications. This includes high quality audio or music transmission, video on demand, still picture transmission, video phones, teleconferencing or similar applications requiring high data rates.

본 발명의 다른 특징은 상기 신호의 아날로그 표현으로부터 멀티 값의 PCM 데이터 신호를 재구성하는 것이다. 이것은 새로운 클록 동기화(clock synchronization) 기술을 적응 균등화(adaptive equalization)와 조합하는 새로운 방식을 사용하여 달성된다.Another aspect of the present invention is to reconstruct multi-valued PCM data signals from the analog representation of the signal. This is accomplished using a new scheme that combines new clock synchronization techniques with adaptive equalization.

앞서의 설명에 부가하여, 본 발명의 다른 특징 및 장점은 (1)전화선의 가입자 측에서 아날로그 신호만을 사용하여 전화 시스템의 디지털 PCM(pulse-code modulated) 데이터 스트림을 효과적으로 재구성하는 능력; (2) 전화선의 가입자 측에서 아날로그 신호만을 사용하여, PCM 데이터의 클록 주파수와 위상을 재구성할 수 있는 능력; (3) 중앙국에 부가적인 장비를 추가하지 않거나 전화 시스템을 수정하지 않고, 중앙국과 가입자측 간의 효율적인 데이터율을 증가시키는 능력; 및 (4) 상기 디지털 데이터가 한 번 이상의 아날로그 형태로의 변환, 필터링, 왜곡 또는 잡음의 추가로 인한 성능 변화에 기인하여 수정된 후에 상기 디지털 데이터를 재구성하는 능력을 포함한다.In addition to the foregoing description, other features and advantages of the present invention are (1) the ability to effectively reconstruct a digital pulse-code modulated (PCM) data stream of a telephone system using only analog signals at the subscriber side of a telephone line; (2) the ability to reconfigure the clock frequency and phase of the PCM data using only analog signals at the subscriber side of the telephone line; (3) the ability to increase the effective data rate between the central office and the subscriber without modifying the telephone system or adding additional equipment to the central office; And (4) reconstructing the digital data after the digital data has been modified due to performance changes due to the conversion to one or more analog forms, filtering, distortion, or the addition of noise.

본 발명의 상기 기술들은 도면을 참조한 아래와 같은 상세한 설명을 고려하여 쉽게 이해될 수 있다.The above-described techniques of the present invention can be easily understood by considering the following detailed description with reference to the drawings.

종래의 모뎀 데이터 접속Conventional modem data connection

종래의 모뎀 데이터 접속이 도 1에 도시되었다. 이같은 시스템의 동작은 공지되어 International Telecommunication Union과 같은 조직 기관에 의해 표준화된다. 모뎀(104) 및 모뎀(124)에 의존하여, 데이터는 제 1 사용자 데이터 스트림(100)을 통해 28,800비트/초까지의 비율로 인가된다. 모뎀(104)은 데이터 스트림(100)을 아날로그 신호로 변환하고, 이것은 가입자 회선(106)으로 인가되며,상기 가입자 회선은 전화 교환기(108)에 접속된다. 이어 상기 아날로그 신호는 전화망(114)을 통해 네트워크 접속(112)을 경유하여 운반되고, 네트워크 접속(118)을 경유하여 결국에는 제 2 가입자에게 서비스를 제공하는 전화 교환기(120)에 도달한다. 이어 상기 신호는 아날로그 형태로 가입자 회선(122)을 통해 제 2 가입자 모뎀(124)으로 전송되며, 상기 모뎀(124)은 상기 신호를 데이터 스트림(100)의 지연된 버젼이 되는 데이터 스트림(126)으로 변환한다. 정확하게 유사한 방식으로, 데이터 스트림(128)은 전화망을 통해 모뎀(124), 가입자 회선(122), 전화 교환기(120), 네트워크 접속(116), 전화망(114), 네트워크 접속(110), 전화 교환기(108), 가입자 회선(106) 및 데이터 스트림(102)의 지연된 버젼을 형성하는 모뎀(104)을 경유하여 이동한다.A conventional modem data connection is shown in FIG. The operation of such systems is well known and standardized by an organization such as the International Telecommunication Union. Depending on the modem 104 and the modem 124, data is applied at a rate of up to 28,800 bits / second through the first user data stream 100. [ The modem 104 converts the data stream 100 to an analog signal, which is applied to the subscriber line 106, which is connected to the telephone switch 108. The analog signal then travels over the telephone network 114 via the network connection 112 and reaches the telephone exchange 120 via the network connection 118 to eventually serve the second subscriber. The signal is then transmitted in analog form via the subscriber line 122 to the second subscriber modem 124 and the modem 124 converts the signal into a data stream 126 that is a delayed version of the data stream 100 Conversion. The data stream 128 is transmitted over the telephone network to the modem 124, the subscriber line 122, the telephone exchange 120, the network connection 116, the telephone network 114, the network connection 110, (104) that forms a delayed version of the data stream (108), the subscriber line (106), and the data stream (102).

이러한 시스템은 전화 시스템이 일측 사용자 전화 접속에서 인가된 아날로그 신호를 전화 시스템에 대해 규정된 표준 값의 세트 보다 크지 않은 왜곡과 지연하에서 다른 사용자 측에서 재생함을 가정한다. 한 방법은 이러한 값에 기초하여, 대략 35,000비트/초 이상의 속도로 데이터를 전송하는 것은 불가능하다는 것을 보여준다. 이러한 시스템은 예상할 수 없는 변화보다는 실제로 신호에 대한 결정적인 변화가 되는 많은 세부적인 왜곡을 무시한다. 이같은 결정적인 변화 중 하나는 전화망(114)이 디지털적으로 구현되는 경우의 양자화 잡음이다. 현존 모뎀은 왜곡을 제거하는 데 있어서 이러한 중요한 잡음 소오스를 인식하지 않고 있으며, 이에 따라, 그들의 데이터율을 한정시킨다. 이것은 현존 모뎀 시스템의 핵심적인 단점, 즉 낮은 데이터율 및 현재 가정의 테두리안에서 가능한 최대의 개선에 대한 이론적인 제한이 된다.Such a system assumes that the telephone system reproduces the analog signal applied at the one-user telephone connection on the other user side with distortion and delay not greater than the set of standard values prescribed for the telephone system. One method shows that it is impossible to transfer data at a rate of approximately 35,000 bits per second or more based on these values. These systems ignore many detailed distortions that are actually a significant change to the signal, rather than an unexpected change. One such critical change is the quantization noise when the telephone network 114 is implemented digitally. Existing modems do not recognize these important noise sources in removing distortion, and thus limit their data rate. This is a theoretical limit to the key disadvantages of existing modem systems: low data rates and the greatest possible improvement within the boundaries of current homes.

도 1에 도시된 종래의 모뎀 데이터 접속의 상술한 단점 및 불리한 점을 극복하기 위해, 데이터 전송 비율을 증가시키기 위한 방법은 가정적인 대칭 디지털 통신 시스템을 생성한다. 이같은 시스템은 디지털 전화망과 관련되어 조합하여 도 2에 도시된다.To overcome the above-mentioned disadvantages and disadvantages of the conventional modem data connection shown in FIG. 1, the method for increasing the data transmission rate creates a hypothetical symmetric digital communication system. Such a system is shown in Figure 2 in combination with a digital telephone network.

앞에서 언급된 Kalet 등에 의해 개시된 이러한 시스템은 새로운 가정; 근본적인 하부 구조가 디지털 전화망(134)이 된다는 것을 제외하고는 현존하는 모뎀과 유사하다. 동작은, 신호가 디지털 전화망(134) 내부와 디지털 네트워크 접속(138), 디지털 네트워크 접속(132), 디지털 네트워크 접속(136) 및 디지털 네트워크 접속(138)의 상부에서는 디지털 형태로 운반된다는 점을 제외하고는 상술한 종래의 모뎀 시스템의 동작과 유사하다. 각각의 사용자는 가입자 회선(122) 및 가입자 회선(106)을 경유하여 정보를 전화 교환기(120) 및 전화 교환기(108)에 각각 전송하기를 요구하며, 상기 교환기에서는 아날로그 및 디지털 전화망(134)에 의해 사용된 표준 디지털 포멧 사이의 변환이 수행된다.Such a system, disclosed by Kalet et al. Is similar to an existing modem, except that the underlying infrastructure is the digital telephone network 134. Except that the signals are carried in digital form inside the digital telephone network 134 and in the digital network connection 138, the digital network connection 132, the digital network connection 136 and the digital network connection 138 Is similar to the operation of the above-described conventional modem system. Each user is required to transmit information to the telephone exchange 120 and the telephone exchange 108 via the subscriber line 122 and the subscriber line 106 respectively and to the analog and digital telephone network 134 at the exchange The conversion between the standard digital formats used by the system is performed.

종래의 모뎀과는 다르게, 이같은 시스템의 속도를 디지털 전화망(134)내에서 내부적으로 사용되는 것보다 작게, 일반적으로 56,000 또는 64,000비트/초 이하로 한정하는 어떠한 이론적인 논쟁도 발견되지 않았다. 따라서, 이같은 시스템이 64,000비트/초까지의 데이터율을 얻는 것은 가정적으로 가능하다. 그러나, 이같은 시스템이 실제로 실현가능하다거나, 이같은 시스템을 구현할 수 있다는 어떠한 증거도 없다. 이러한 시스템의 저자는 "이것은 실제적인 문제이며, 적당한 해결이가능하더라도 우리는 단지 추측할 수 있을 뿐이다"라고 언급하고 있다.Unlike conventional modems, no theoretical dispute has been found to limit the speed of such systems to less than 56,000 or 64,000 bits per second, generally less than that used internally in the digital telephone network 134. Therefore, it is hypothetically possible for such a system to obtain a data rate of up to 64,000 bits / sec. However, there is no evidence that such a system is actually feasible, nor can it implement such a system. The author of this system says, "This is a real problem, and even if a reasonable solution is possible, we can only guess."

상기 문제점은 근본적인 네트워크가 디지털이고 관찰된 신호 왜곡의 대부분이 양자화 잡음에 기초한다는 지식을 이용하기 위해, 전송 모뎀이 자신의 아날로그 출력을 통해서만 상기 네트워크에 의해 선택된 디지털 레벨을 제어하여 신호를 엔코딩하여야 한다는 것이다. 게다가, 수신 모뎀은 그 아날로그 입력을 통해서만 이러한 디지털 레벨들을 정확하려 추출하여야 한다. 아날로그/디지털 변환에 기인한 왜곡은 송신기 및 수신기 측에서 모두 발생하지만 단지 원하는 신호에 부가되어 조합된 왜곡은 직접적으로 관찰 가능하다. 더욱이, 전기적 잡음 및 혼선에 기인한 부가적인 왜곡은 또한 가입자 회선(122) 및 가입자 회선(106) 상에서도 발생한다. 이러한 왜곡 성분을 원하는 신호로부터 서로 분리하는 것은 어렵고 어쩌면 불가능한 작업이다.The problem is that the transmission modem has to encode the signal by controlling the digital level selected by the network only through its analog output in order to take advantage of the knowledge that the underlying network is digital and most of the observed signal distortion is based on quantization noise will be. In addition, the receiving modem should only extract these digital levels correctly through its analog inputs. Distortion due to analog-to-digital conversion occurs at both the transmitter and receiver sides, but only the desired signal is added and the combined distortion is directly observable. Moreover, additional distortion due to electrical noise and crosstalk also occurs on subscriber line 122 and on subscriber line 106. It is difficult and possibly impossible to separate these distortion components from desired signals.

본 발명의 특징은 이러한 방법의 단점을 제거하는 방법이다. 상기 방법은, 구현 가능한 방식의 기본적인 디지털 네트워크 개념을 이용하여, 다른 임의의 공지된 해결책을 사용하여 가능한 것보다 더 높게 획득할 수 있는 데이터 속도를 제공한다.A feature of the present invention is a method for eliminating the disadvantages of this method. The method provides a data rate that can be obtained higher than is possible using any other known solution, using the basic digital networking concept of an implementable manner.

샘플링 비율 변환Sampling rate conversion

아래의 설명에서와 같이, 왜곡된 아날로그 표현으로부터 PCM 데이터를 회복하기 위한 시스템은 디지털 스트림으로부터 아날로그 값으로 PCM 데이터를 변환하기 위해 사용되는 클록과 디코딩 클록을 동기화하는 방법을 요구한다. 이러한 동기화의 디지털 구현은 디지털 데이터 시퀀스가 재샘플링되는 것을 요구하여, 아날로그-디지털 변환기에 의해 사용되는 비율로부터 PCM 데이터로부터의 변환에 사용되는 비율에 인접한 비율로 자신의 비율을 변화시킨다. 이것을 얻기 위해 앞서 공지된 기술은 성능면에서 엄밀히 제한되거나, 계산적으로 집중되게 된다. 예를 들어 본 명세서에서 참조문으로 인용한, R.E. Crochiere 및 L.R. Rabiner 등의 "Multirate Digital Signal Processing", Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ,1983 참조. 상호 관계가 시간의 함수로서 변화되는 두개의 개별적인 클록 사이에서 샘플링 비율을 변환시키는 것은 작업을 더욱 복잡하게 한다.As described below, a system for recovering PCM data from a distorted analog representation requires a method for synchronizing the clock and decode clocks used to transform PCM data from the digital stream to analog values. The digital implementation of this synchronization requires that the digital data sequence be resampled and changes its rate at a rate adjacent to the rate used for conversion from PCM data from the rate used by the analog to digital converter. To get this, the previously known techniques are either strictly limited in performance or computationally intensive. See, for example, R.E. Crochiere and L.R. Rabiner et al., &Quot; Multirate Digital Signal Processing ", Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1983. Transforming the sampling rate between two separate clocks where the correlation changes as a function of time complicates the operation.

본 발명의 특징은 최소의 계산 비용을 사용하여 이같은 변환을 수행하는 방법이다. 상기 방법은 연속적으로 변화 가능한 입력/출력 샘플링 비율의 비를 수용하며, 높은 정확도로 상기 변환을 수행한다. 개시된 기술은 90dB 의 안티 엘리어싱(anti-aliasing) 제거(rejection)보다 더 많은 값을 얻을 수 있고, 현존하는 프로세서상에 실시간으로 구현될 수 있다.A feature of the present invention is a method for performing such a transformation using a minimum computational cost. The method accepts a continuously variable input / output sampling rate ratio and performs the conversion with high accuracy. The disclosed technique can obtain more values than the 90dB anti-aliasing rejection and can be implemented in real time on existing processors.

전체 시스템Whole system

도 3은 제안된 시스템에 대한 개요를 도시한다. 도 3에 도시된 시스템을 사용하는 방법은 현재의 데이터 통신 회로 또는 모뎀에 대한 방법과 동일하다. 데이트 스트림(100)에 적용된 데이터는 소정 시간 이후에 데이터 스트림(126)에서 나타난다. 데이터 스트림(100)은 데이터 스트림을 전화 시스템과 호환 가능한 포멧으로 변환하는 기능을 가지는 엔코더(150)에 인가된다. 변환된 데이터는 디지털 네트워크 접속(132)을 통해 디지털 전화망(134)에 인가된다. 변환된 데이터는 디지털 네트워크 접속(138)을 경유하여 클라이언트의 전화 중앙국에서 나타나며, 상기중앙국에는 회선 인터페이스(140)가 위치된다. 이러한 점에서, 클라이언트가 디지털 네트워크 접속(138)으로부터 클라이언트 회선 인터페이스로 디지털 접속으로의 직접적 디지털 액세스를 가진다면, 전송이 완료된다. 그러나, 대부분의 사용자와 유사하게 클라이언트가 전화망으로의 직접적 디지털 액세스를 갖지 않는다면, 이것은 불가능하며, 다음의 추가적인 동작이 요구된다.Figure 3 shows an overview of the proposed system. The method of using the system shown in Fig. 3 is the same as the method for a current data communication circuit or modem. Data applied to the data stream 100 appears in the data stream 126 after a predetermined time. The data stream 100 is applied to an encoder 150 that has the capability to convert the data stream into a format compatible with the telephone system. The converted data is applied to the digital telephone network 134 via the digital network connection 132. The converted data appears at the telephone central office of the client via the digital network connection 138, and the central interface is located at the line interface 140. In this regard, if the client has direct digital access to the digital connection from the digital network connection 138 to the client line interface, the transfer is complete. However, similar to most users, if the client does not have direct digital access to the telephone network, this is not possible and the following additional operations are required.

회선 인터페이스(140)는 디지털 네트워크 접속(138)상의 디지털 데이터를 디지털 전화의 표준 규정에 부합하는 방식으로 아날로그 형태로 변환한다. 아날로그 형태는 가입자 회선(122) 상에서 클라이언트 전제 장비로 이동되며, 상기 클라이언트 전제 장비에서는 하이브리드 네트워크(152)가 회선을 종결시키고 아날로그 신호(154)를 생성한다. 하이브리드 네트워크(152)는 2선식 양방향 신호를 한쌍의 일방향 신호로 변환하는 표준 부품이다. 디코더(156)는 회선 인터페이스(140)에 의해 수행된 아날로그 형태로의 변환에 의해 유도된 왜곡을 보상 및 추정하기 위해 아날로그 신호(154)를 사용하며, 디지털 네트워크 접속(138)의 추정을 야기하며, 이것은 디지털 네트워크 접속(132)에 인가된 디지털 데이터와 동일하다고 가정되어야 한다. 엔코더(150)에 의해 수행된 변환은 이어 역변환되고, 디코더(156)는 원래 데이터 스트림(100)에 대한 지연된 추정이 되는 데이터 스트림(126)을 출력한다.The line interface 140 converts the digital data on the digital network connection 138 into analog form in a manner consistent with the standard specifications of a digital telephone. The analog form is moved to the client premise equipment on the subscriber line 122, where the hybrid network 152 terminates the line and generates the analog signal 154. The hybrid network 152 is a standard part for converting a two-wire type bidirectional signal into a pair of one-way signals. Decoder 156 uses analog signal 154 to compensate and estimate distortions induced by the conversion to analog form performed by circuit interface 140 and to cause an estimate of digital network connection 138 , It should be assumed that this is the same as the digital data applied to the digital network connection 132. [ The transform performed by the encoder 150 is then inversely transformed and the decoder 156 outputs a data stream 126 that is a delayed estimate for the original data stream 100.

도 3에서 모든 엘리먼트는 공지되어 있고 아래에서 설명되어질 엔코더(150) 및 디코더(156)를 제외하고는 현재 디지털 전화 시스템 내에 존재한다는 것을 주지하여야 한다. 또한 정상 동작에서 일어나는 정확한 조건에 대해 디코더(156)를 초기화 및 적응하는 방법이 아래에서 설명될 것이다.It should be noted that all elements in FIG. 3 are present in the present digital telephone system except for encoder 150 and decoder 156, which are well known and will be described below. A method for initializing and adapting the decoder 156 for the exact conditions that occur in normal operation will also be described below.

엔코더의 물리적 구현Physical implementation of the encoder

도 4는 도 3의 엔코더(150)에 대한 한 가지의 가능한 구현을 도시한 블록도이다. 도 3으로부터의 데이터 스트림(100)은 AT&T DSP32C와 같은 디지털 신호 프로세서(160)의 직렬 데이터 입력에 인가된다. 이러한 프로세서는 판독 전용 메모리(168, ROM), 랜덤 액세스 메모리(166, RAM) 및 Advanced Micro Devices Am79C30A와 같은 ISDN 인터페이스 회로(164)와의 통신을 위해 프로세서 버스(162)를 사용한다. ROM(168)은 다음 부분에서 설명되는 기능적 특성을 가지는 저장 프로그램을 포함한다. RAM(166)은 프로그램 저장 및 파라미터를 위해 사용된다. ISDN 인터페이스 회로(164)는 또한 ISDN 접속(170)을 포함하며, 상기 접속은 Northern Telecom NT1과 같은 망종단 장치(172) 및 연속적으로 도 3에 도시된 디지털 네트워크 접속(132)에 접속된다.FIG. 4 is a block diagram illustrating one possible implementation of the encoder 150 of FIG. The data stream 100 from Figure 3 is applied to the serial data input of the digital signal processor 160, such as the AT & T DSP 32C. The processor uses the processor bus 162 for communication with ISDN interface circuitry 164 such as read only memory 168, ROM, random access memory 166, RAM, and Advanced Micro Devices Am79C30A. The ROM 168 includes a storage program having the functional characteristics described in the following sections. RAM 166 is used for program storage and parameters. The ISDN interface circuitry 164 also includes an ISDN connection 170 that is connected to a network terminating device 172 such as Northern Telecom NT1 and subsequently to the digital network connection 132 shown in FIG.

완전 기능 구현(fully-functional implementation)을 형성하기 위해, 디코더, 오실레이터 및 글루 논리 회로(glue logic)와 같은 추가의 부가적인 엘리먼트가 도 4에 도시된 기본적인 블록도에 부가되도록 요구된다. 이같은 부가물들은 공지되어 있으며 기술 분야의 당업자에게는 명백한 것들이다.Additional additional elements such as decoders, oscillators and glue logic are required to be added to the basic block diagram shown in FIG. 4 to form a fully-functional implementation. Such additives are well known and will be apparent to those skilled in the art.

엔코더(150)에 대한 다음 설명은 물리적인 컴포넌트보다는 기능적인 면에 관한 것이며, 상기 모든 컴포넌트는 예를 들어 공지된 디지털 신호 처리 기술을 사용한 디지털 신호 프로세서(160)를 위한 프로그램 또는 서브루틴으로 구현된다.The following description of the encoder 150 relates to a functional aspect rather than a physical component, all of which are implemented as a program or subroutine for the digital signal processor 160 using, for example, known digital signal processing techniques .

엔코더 동작Encoder operation

도 5는 도 3의 엔코더에 대한 기능적 블록도를 도시한다. 서버로부터 클라이언트까지의 채널은 데이터 스트림으로 제공된 임의의 디지털 데이터부터 시작한다. 엔코더(150)는 이러한 비트 스트림을 바람직하게 8,000 샘플/초의 전화 시스템 클록 비율로 샘플링된 8 비트 워드의 시퀀스로 변환한다. 이것은 직렬 대 병렬 변환기(180)에서 시작하는 동작의 시퀀스에 의해 달성되며, 이것은 데이터 스트림(100)에서 독출된 각 8 비트씩 분류하여, 8비트 코드 스트림(182)으로 병렬의 8 비트 값의 스트림을 출력한다. 이러한 매핑은 바람직하게 출력 워드가 끝날때까지, 데이터 스트림(100)으로부터 판독된 각 8비트의 첫 번째가 8비트 코드 스트림(182)의 최하위 비트에 위치하고 뒤이은 비트들이 보다 중요한 비트 위치를 차지하도록 수행되며, 상기 처리는 반복된다. DC 제거기(184)는 균일한 간격으로, 바람직하게는 8개의 샘플당 한번씩 추가의 8 비트 값을 삽입하여, 삽입된 값에 관련된 아날로그 값이 8비트 코드 스트림(182) 상의 모든 이전 값에 대한 합의 음수가 되도록 한다. 이것은 전화 시스템이 종종 신호 상의 소정의 DC 바이어스를 감소시키거나 제거하기 때문에 요구된다. DC 제거기(184)는 수신된 아날로그 신호에서 DC 성분을 감소시키기 위한 회로 수단의 일례이다.Figure 5 shows a functional block diagram for the encoder of Figure 3; The channel from the server to the client starts with any digital data provided as a data stream. Encoder 150 converts this bit stream into a sequence of 8-bit words sampled at a telephone system clock rate of preferably 8,000 samples / second. This is accomplished by a sequence of operations starting at the S / P converter 180, which categorizes each 8 bits read out in the data stream 100 into a stream of 8-bit parallel values in an 8-bit code stream 182 . This mapping is preferably such that the first of each of the 8 bits read from the data stream 100 is located in the least significant bit of the 8 bit code stream 182 until the output word ends and the subsequent bits occupy a more significant bit position And the process is repeated. The DC remover 184 inserts an additional 8-bit value at uniform intervals, preferably once per 8 samples, so that the analog value associated with the inserted value is the sum of all previous values on the 8-bit code stream 182 Make it negative. This is required because the telephone system often reduces or eliminates certain DC biases on the signal. DC remover 184 is an example of circuit means for reducing the DC component in the received analog signal.

도 5의 DC 제거기(184)의 상세한 기본적인 엘리먼트는 도 6에 도시된다. 2- 입력 선택기(190)로부터 출력된 코드 스트림(186)은 또한 μ법칙대 선형 변환기(μlaw to linear converter :192)에 의해 선형 값(194)으로 변환되며, 상기 변환기(192)는 표준 μ법칙 대 선형 변환 테이블을 사용하는 256-엘리먼트의 룩업 테이블로서 구현될 수 있다. 선형 값(194)의 값은 유니트 지연 값에 해당하는 DC오프세트(198) 및 이전의 DC 오프세트(202)를 형성하기 위해, 가산기(196)와 유니트 지연(200)에 의해 누산 및 반전(negate)된다. DC 오프세트(198)는 선형대 μ법칙 변환기(204)에 인가되며, 상기 변환기(204)는 μ법칙 대 선형 변환기(192)와 동일한 룩업 테이블을 사용하지만 역의 매핑을 수행한다. DC 오프세트(198)가 테이블 내의 최대 또는 최소 값 보다 크거나 또는 작다면, 각각의 최대 또는 최소의 엔트리가 사용된다는 것이 주지되어야 한다. DC 복원 코드(206)는 선형대 μ법칙 변환기(204)에 의해 생성되어 2-입력 선택기(190)의 일측 입력으로서 인가된다. 2 입력 선택기(190)는 8비트의 코드 스트림(182)로부터 바람직하게 7개의 연속된 값을 독출하여 코드 스트림(186)으로 이러한 값을 출력한 후, DC 복원 코드(206)로부터 단일 값을 독출 및 출력함으로써 동작한다. 이러한 동작 시퀀스가 계속적으로 반복된다.Detailed basic elements of the DC remover 184 of FIG. 5 are shown in FIG. The code stream 186 output from the two-input selector 190 is also converted to a linear value 194 by a μlaw to linear converter 192, Can be implemented as a look-up table of 256-elements using a linear transformation table. The value of the linear value 194 may be adjusted by the adder 196 and the unit delay 200 to produce a DC offset 198 and a previous DC offset 202 corresponding to the unit delay value, negate. The DC offset 198 is applied to a linear approximation μ law transformer 204 which uses the same lookup table as the μ law to linear transformer 192 but performs the inverse mapping. It should be noted that if DC offset 198 is greater than or less than the maximum or minimum value in the table, then each maximum or minimum entry is used. The DC restoration code 206 is generated by the linear approximation rule transformer 204 and applied as one input of the two-input selector 190. 2 input selector 190 preferably reads seven consecutive values from the 8 bit code stream 182 to output these values into the code stream 186 and then reads a single value from the DC decompression code 206 And outputs it. This operation sequence is continuously repeated.

도 5를 다시 살펴보면, 코드 스트림(186)은 ISDN 변환기(188)의 입력 리드에 인가되며, 이것은 ISDN 신호로의 공지된 변환을 제공한다. ISDN 변환기(188)의 기능은 Advanced Mcro Devices Am79C30을 포함하는 현존하는 여러 집적 회로에 의해 직접적으로 구현된다. ISDN 변환기(188)의 출력은 또한 도 3의 엔코더(150)의 출력이 되는 디지털 네트워크 접속(132)을 형성한다.Referring again to FIG. 5, a code stream 186 is applied to the input lead of the ISDN converter 188, which provides a known conversion to an ISDN signal. The function of the ISDN converter 188 is implemented directly by various existing integrated circuits including the Advanced Mcro Devices Am79C30. The output of the ISDN converter 188 also forms a digital network connection 132 that is the output of the encoder 150 of FIG.

추가의 이해를 위해, 엔코더(150)에 의해 사용되는 소정의 신호가 도 7a 내지 도 7c에서 도시되었다. 도 7a는 데이터 스트림(100)의 샘플에 대한 시퀀스를 도시한다. 직렬대 병렬 변환기(180) 및 DC 제거기(184)에 의한 처리 이후, 코드 스트림(186)이 도 7b에 도시된다. DC 제거기(184)내에서, 코드 스트림(186)에 대한 선형 동치, 즉 선형 값(194)은 도 7c에 도시되었다.For further understanding, certain signals used by the encoder 150 are shown in Figures 7A-7C. FIG. 7A shows a sequence for a sample of a data stream 100. FIG. After processing by the serial-to-parallel converter 180 and DC remover 184, a code stream 186 is shown in FIG. 7B. Within DC remover 184, a linear equivalent, or linear value 194, for code stream 186 is shown in FIG.

회선 인터페이스Line interface

다음의 설명을 참조로 하여, 도 8은 본 발명의 특징을 사용하기 위해 일반적인 전화 시스템에서 발견되는 것과 같은, 도 3의 회선 인터페이스(140)에 대한 기능 모델을 도시한다. 이같은 인터페이스는 공지되어 있으며, 디지털 전화 교환기에서 현재 사용되고 있다는 것을 주지하여야 한다. 도 3의 디지털 전화망(134)은 샘플당 8비트의 μ법칙으로 엔코딩된 디지털 데이터 스트림을 디지털 네트워크 접속(138)을 통해 도 8에 도시된 μ법칙대 선형 변환기(210)로 전송한다. μ법칙 대 선형 변환기(210)는 공지된 μ법칙 대 선형 변환을 수행하여, 각각의 샘플을 선형 값(212)으로 변환한다. 선형 값(212)은 공지된 방식으로 전화 시스템 클록(236)을 사용하여 샘플링되는 디지털 대 아날로그 변환기(214)에 의해 아날로그 신호(216)로 변환된다. 간략화를 위해 도 3에는 도시되지 않았을지라도, 전화 시스템 클록(236)은 디지털 전화망(134)에 의해 발생된다. 아날로그 신호(216)는 이어 필터링된 신호(220)를 형성하기 위해 저역 통과 필터(218)에 의해 평활 처리된다. 저역 통과 필터(218)의 주요 목적은 대략 3100 Hz의 컷오프 주파수를 가지는 저역 통과 기능을 제공하는 것이다. International Telecommunication Union은 International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector(ITU-T), "Transmission Performance Characteristics of Pulse Code Modulation" Recommendation G.712, Geneva, Switzerland, 1992년 9월에 디지털 대 아날로그 변환기(214) 및 저역 통화 필터(218)에 대한 특성을 표준화시켰다.With reference to the following description, FIG. 8 illustrates a functional model for the line interface 140 of FIG. 3, such as found in a typical telephone system to use features of the present invention. It should be noted that such an interface is known and is currently used in a digital telephone exchange. The digital telephone network 134 of FIG. 3 transmits the 8-bit μ-law-encoded digital data stream per sample over the digital network connection 138 to the μ law-to-linear converter 210 shown in FIG. The μ law-to-linear converter 210 performs a known μ law-to-linear conversion to convert each sample to a linear value 212. The linear value 212 is converted to an analog signal 216 by a digital to analog converter 214 that is sampled using a telephone system clock 236 in a known manner. Although not shown in FIG. 3 for simplicity, the telephone system clock 236 is generated by the digital telephone network 134. The analog signal 216 is smoothed by a low pass filter 218 to form the next filtered signal 220. The main purpose of the low pass filter 218 is to provide a low pass function with a cutoff frequency of approximately 3100 Hz. The International Telecommunication Union has a digital-to-analogue converter 214 and a low-frequency (NTSC) interface 214 in the International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector (ITU-T), Transmission Performance Characteristics of Pulse Code Modulation Recommendation G.712, Geneva, Switzerland, And the characteristics for the filter 218 were standardized.

필터링된 신호(220)는 4선식 대 2 선식 변환기(222)에 의해 가입자 회선(122)상으로 멀티플렉싱된다. 가입자 회선(122)은 양방향성이며; 가입자 회선(122) 상에 유입되는 신호는 4선식대 2선식 변환기(222)에 인가되어 필터링되지 않은 신호(234)로서 출력된다. 필터링되지 않은 신호(234)는 위에서 언급된 기준으로 ITU-T에 의해 표준화된 대역 통과 필터(232)에 인가된다. 대역 통과 필터(232)로부터의 출력, 즉 필터링된 신호(230)는 아날로그 대 디지털 변환기(228)에 의해 선형 값(226)으로 변환된다. 선형 값(226)은 표준 선형 대 μ법칙 변환을 수행하는 선형 대 μ법칙 변환기(224)에 의해 디지털 네트워크 접속(136)으로 변환된다. 도 3에 도시된 시스템에 있어서, 디지털 네트워크 접속(136)은 사용되지 않으며, 간략화를 위해 생략되었다는 것을 주지하여야 한다.The filtered signal 220 is multiplexed onto the subscriber line 122 by a four-wire to two-wire converter 222. Subscriber line 122 is bidirectional; The signal input on the subscriber line 122 is applied to the four-wire to two-wire converter 222 and is output as the unfiltered signal 234. [ The unfiltered signal 234 is applied to a bandpass filter 232 standardized by ITU-T on the basis of the above-mentioned criteria. The output from the bandpass filter 232, that is, the filtered signal 230, is converted to a linear value 226 by the analog to digital converter 228. The linear value 226 is transformed into a digital network connection 136 by a linear algo- rithm transformer 224 that performs a standard linear algo- rithm transform. In the system shown in FIG. 3, it should be noted that the digital network connection 136 is not used and is omitted for simplicity.

디코더의 물리적 구현Physical implementation of the decoder

도 9는 도 3의 디코더(156)의 가능한 실현에 대한 블록도를 도시한다. 도 3으로부터의 아날로그 신호(154)는 Crystal Semiconductor CS5016과 같은 집적 회로로서 존재하는 아날로그 대 디지털 변환기(240)에 의해 샘플링된다. 이것은 직렬 디지털 입력 리드 중 하나를 경유하여 AT&T DSP32C와 같은 디지털 신호 프로세서의 뱅크(bank)(248)에 접속된 디지털 입력 신호(246)를 생성하기 위해, 오실레이터(242)에 의해 발생된 클록 신호(244), 바람직하게 16kHz의 클록 신호를 사용한다. 상기 프로세서는 또한 서로 접속되고 RAM(252) 및 ROM(252)에 프로세서 버스(250)를 통해 접속된다. ROM(252)은 다음 부분에서 설명되어질 기능적 특징을 가지는 저장 프로그램을 포함한다. 디지털 신호 프로세서의 뱅크(248)는 도 3의디코더(156)의 최종 출력이 되는 데이터 스트림(126)을 생성한다.FIG. 9 shows a block diagram of a possible implementation of the decoder 156 of FIG. The analog signal 154 from Figure 3 is sampled by an analog to digital converter 240 present as an integrated circuit, such as Crystal Semiconductor CS5016. Generated by the oscillator 242 to generate a digital input signal 246 connected to a bank 248 of a digital signal processor such as the AT & T DSP 32C via one of the serial digital input leads. 244), preferably using a clock signal of 16 kHz. The processor is also connected to each other and connected to the RAM 252 and the ROM 252 via the processor bus 250. ROM 252 includes a storage program having functional features to be described in the next section. The bank of digital signal processors 248 produces a data stream 126 that is the final output of the decoder 156 of FIG.

완전 기능 구현을 형성하기 위해, 디코더, 오실레이터 및 글루 논리 회로와 같은 추가의 부가적인 엘리먼트가 도 9에 도시된 기본적인 블록도에 부가되도록 요구된다. 이같은 부가물들은 공지되어 있으며, 기술 분야의 당업자들에게는 명백한 것들이다.Additional additional elements such as decoders, oscillators, and glue logic circuits are required to be added to the basic block diagram shown in FIG. 9 to form a full functional implementation. Such additives are well known and will be apparent to those skilled in the art.

디코더(156)에 대한 다음 설명은 물리적인 컴포넌트 보다는 기능적인 면에 관한 것이며, 상기 모든 컴포넌트는 예를 들어 공지된 디지털 신호 처리 기술을 사용한 디지털 신호 프로세서 뱅크(248)를 위한 프로그램 또는 서브루틴으로 구현된다.The following description of the decoder 156 relates to a functional aspect rather than a physical component, all of which may be implemented as a program or subroutine for the digital signal processor bank 248 using, for example, do.

디코더 동작Decoder operation

도 10은 도 3의 디코더(156)에 대한 기능적 구조를 도시한다. 도 3의 아날로그 신호(154)는 입력 데이터를 디코더(156)에 제공한다. 아날로그 신호(154)는 아날로그 대 디지털 변환기(240)에 공급되어 디지털 입력 신호(246)로, 바람직하게는 샘플당 16비트 정밀도를 가지는 초당 16,000 샘플로 샘플링된 신호로 변환된다. 아날로그 대 디지털 변환기(240)는 Crystal Semiconductor CS5016과 같은 집적 회로로서 존재한다. 디지털 입력 신호(246)는 동기화된 신호(266)를 형성하기 위해 주기 추정(262)에 의해 분리된 간격으로 디지털 입력 신호(246)를 보간 및 재샘플링하는 클록 동기화기(260)에 의해 처리된다. 클록 동기화기(260)의 동작은 다음 부분에서 설명될 것이다. 동기화된 신호(266)는 보상 신호(274)를 재구성하기 위해 아래에서 설명될 역필터(inverse filter : 268)에 의해 필터링된다.역필터(268)의 목적은 도 8의 저역 통과 필터(218)를 제 1 컴포넌트로 가지는 도 3의 회선 인터페이스(140)에 의해 수행된 변환을 역변환하기 위한 것이다. 도 10을 참조하여, 역 필터(268)는 또한 동기화된 신호(266)내에 내재하는 타이밍 에러를 제공하는 지연 에러 추정(270)을 출력하며, 클록 동기화기(260)에 의해 사용될 주기 추정(262)을 계산하기 위해 상기 지연 에러 추정은 아래에서 설명될 클록 추정기(264)에 의해 사용된다. 보상 신호를 이산 세트로부터 시퀀스 값으로 변환하기 위해 결정 수단이 사용된다. 예로서, 보상 신호(274)는 추정 코드 스트림(280)을 제공하기 위해 선형대 μ법칙 변환기(276)를 사용하여 근사의 등가 8비트 μ법칙의 워드로 변환된다. 앞서 설명한 바와 같이, 선형 대 μ법칙 변환기(276)는 간단한 룩업 테이블로서 구현될 수 있다.FIG. 10 shows the functional structure for the decoder 156 of FIG. The analog signal 154 of FIG. 3 provides the input data to the decoder 156. The analog signal 154 is supplied to the analog to digital converter 240 and converted into a digital input signal 246, preferably a signal sampled at 16,000 samples per second with 16 bits per sample precision. The analog to digital converter 240 exists as an integrated circuit such as the Crystal Semiconductor CS5016. The digital input signal 246 is processed by a clock synchronizer 260 that interpolates and resamples the digital input signal 246 at discrete intervals by a period estimate 262 to form a synchronized signal 266 . The operation of the clock synchronizer 260 will be described in the next section. The synchronized signal 266 is filtered by an inverse filter 268 to be described below to reconstruct the compensation signal 274. The purpose of the inverse filter 268 is to filter the low pass filter 218 of Figure 8, To the line interface 140 of FIG. 3 having the first component as the first component. 10, the inverse filter 268 also outputs a delay error estimate 270 that provides a timing error that is inherent in the synchronized signal 266 and is used by the period estimator 262 The delay error estimate is used by the clock estimator 264 to be described below. A decision means is used to convert the compensation signal from the discrete set to a sequence value. By way of example, the compensation signal 274 is converted to an approximate equivalent 8-bit μ law word using a linear approximate μ-law converter 276 to provide an estimated code stream 280. As described above, the linear approximation rule transformer 276 can be implemented as a simple look-up table.

정상적인 동작에 있어서, 교환기(292)는 추정 코드 스트림(280)을 원하는 출력 신호(286)로 다시 게이팅하며, 상기 출력 신호는 선형값을 형성하기 위해 μ법칙 대 선형 변환기(278)에 의해 선형 신호로 다시 변환되고, μ법칙대 선형 변환기(278)는 앞서 설명한 바와 같이 간단한 룩업 테이블로 구현될 수 있다. 초기화에 있어서, 교환기(292)는 (도 3에 도시되지 않은) 미리 결정된 트레이닝 패턴(288)이 원하는 출력 신호(286)로 게이팅되는 방식으로 설정된다. 이러한 사용은 아래에서 설명될 것이다.In normal operation, the exchange 292 gathers the estimated code stream 280 back to the desired output signal 286, which is converted by the μ law-to-linear converter 278 into a linear signal And the μ law-to-linear converter 278 can be implemented with a simple look-up table as described above. In initialization, the exchanger 292 is set in such a way that a predetermined training pattern 288 (not shown in FIG. 3) is gated to the desired output signal 286. Such use will be described below.

선형 값(284)은 보상 신호(274)의 원하는 값에 대한 추정을 제공한다. 이것은 보상 신호(274)가 선형 값(284)에 가능한 근접한 방식으로 역 필터(274)를 적응적으로 업데이트하기 위해 사용된다. 이러한 적응은 디코더(156)의 파라미터를 조정하기 위한 트레이닝 수단의 일례이며, 이것은 아래에서 역 필터(268)의 설명에서 더 설명될 것이다. 감산기(282)는 보상 신호(274)와 선형 값(284)을 사용하여 에러 신호를 계산한다. 에러 신호(272)는 피드백 루프내의 역필터(268)의 입력 리드로 재차 인가된다. 추정 코드 스트림(280)은 또한 데이터 추출기(290)를 통해 전달되며, 상기 데이터 추출기는 도 3의 엔코더(150)에 의해 수행된 변환을 역변환시켜 디코더의 최종 출력 데이터 스트림(126)을 형성한다.The linear value 284 provides an estimate of the desired value of the compensation signal 274. This is used to adaptively update the inverse filter 274 in such a way that the compensation signal 274 is as close as possible to the linear value 284. [ This adaptation is an example of a training means for adjusting the parameters of the decoder 156, which will be further described below in the description of the inverse filter 268. The subtractor 282 uses the compensation signal 274 and the linear value 284 to calculate the error signal. The error signal 272 is reapplied to the input lead of the inverse filter 268 in the feedback loop. The estimation code stream 280 is also passed through a data extractor 290 which inversely transforms the transform performed by the encoder 150 of Figure 3 to form the final output data stream 126 of the decoder.

단지 설명을 목적으로, 도 10에 제공된 소정 신호에 대한 예가 도 11a 내지 도 11e에 도시되었다. 도 11은 시간에 관계되는 디코더(156)로의 일반적인 입력 아날로그 신호(154)를 도시한다. 이러한 신호의 처리 동안에, 디코더(156)는 도 11b에 도시된 보상 신호(274)를 형성한다. 이러한 신호는 도 11c에 도시된 추정 코드 스트림(280)을 형성하기 위해 추가로 처리된다. 최종적으로, 도 10의 데이터 추출기(290)는 도 11d에 도시된 데이터 스트림(126)을 출력한다. 디코더(156) 내부에서의 사용을 위해 형성된 에러 신호(272)는 도 11e에 도시된다.For illustrative purposes only, an example for a given signal provided in FIG. 10 is shown in FIGS. 11A-11E. Figure 11 shows a typical input analog signal 154 to a time-dependent decoder 156. During processing of such a signal, the decoder 156 forms the compensation signal 274 shown in FIG. 11B. This signal is further processed to form the estimated code stream 280 shown in FIG. 11C. Finally, the data extractor 290 of FIG. 10 outputs the data stream 126 shown in FIG. 11D. The error signal 272 formed for use within the decoder 156 is shown in FIG.

상술한 바와 같이, 아날로그 대 디지털 변환기(240), 감산기(282), 선형 대 μ법칙 변환기(276), 교환기(292) 및 μ법칙대 선형 변환기(278), 도 10의 모든 것들은 공지된 것이며, 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 구현될 수 있다. 다음의 설명은 나머지 블록; 역필터(268), 클록 추정기(264), 클록 동기화기(260) 및 데이터 추출기(290)에 대한 구현 및 동작에 대하여 설명된다.As noted above, analog-to-digital converter 240, subtractor 282, linear approximation law converter 276, switch 292 and μ law to linear converter 278, all of Figure 10 are known, And can be readily implemented by those skilled in the art. The following description assumes that the remaining blocks; The implementation and operation of inverse filter 268, clock estimator 264, clock synchronizer 260 and data extractor 290 are described.

역필터Inverse filter

도 12는 도 10의 역필터(268)에 대한 내부 상세도를 도시한다. 역필터(268)는 출력 신호(보상 신호(274))를 형성하기 위해 입력 신호(동기화 신호(266))에 대해 선형 필터링 동작을 수행하므로써 동작하는 균등화 수단의 일례이다. 역필터(268)는 또한 보상 신호(274)와 원하는 신호 사이의 부정합을 나타내는 에러 신호(272)를 수신한다. 필터는 에러 신호(272)가 최소가 되도록 자신의 필터링 기능을 업데이트하기 위해 에러 신호(272)를 사용한다. 이같은 적응 필터 구조는 공지되어 있으며; 예를 들어 본 명세서에서 참조문으로 인용한 Richard D. Gitlin,Jeremiah F. Hayes 및 Stephen B. Weinstein등의 "Data Communication Principles" Plenum(1992) 참조. 그러나, 간략화를 목적으로 여기에서는 역필터(268)에 대한 바람직한 구현을 개시하였다. 게다가 역필터(268)는 도 10의 클록 추정기(264)에 의해 사용되는 지연 에러 추정(270)을 형성한다.12 shows the internal detail of the inverse filter 268 of FIG. The inverse filter 268 is an example of an equalization means that operates by performing a linear filtering operation on the input signal (the synchronization signal 266) to form the output signal (the compensation signal 274). The inverse filter 268 also receives an error signal 272 that indicates a mismatch between the compensation signal 274 and the desired signal. The filter uses the error signal 272 to update its filtering function so that the error signal 272 is minimized. Such an adaptive filter structure is known; See, for example, "Data Communication Principles" Plenum (1992) by Richard D. Gitlin, Jeremiah F. Hayes, and Stephen B. Weinstein, et al. However, for the sake of simplicity, a preferred implementation for the inverse filter 268 is disclosed herein. In addition, the inverse filter 268 forms a delay error estimate 270 used by the clock estimator 264 of FIG.

동기화된 신호(266)는 적응 업데이트를 수행하기 위해 정정 신호(324)를 사용하는 동안에 부분적 보상 신호(302)를 생성하는 피드-포워드 등화기(feed-forward equalizer)(300)에 인가된다. 피드-포워드 등화기(300)의 동작은 아래에서 설명될 것이다. 피드-포워드 등화기(300)는 또한 도 10의 클록 추정기(264)에 의해 사용되는 지연 에러 추정(270)을 출력한다. 부분 보상 신호(302)가 이어 다운 샘플러(304)에 의해 두개의 인자를 사용하여 다운 샘플링되어, 다운 샘플링 신호(306)를 형성한다. 다운 샘플러(304)는 자신의 입력 리드로부터 두개의 연속한 값을 반복적으로 독출하고 자신의 출력 리드에 상기 연속된 값중 선행한 것을 출력하므로써 동작하고, 제 2의 값은 버린다. 이어 다운 샘플링 신호(306)는 보상 신호(274)를 형성하기 위해 감산기(308)에 인가된다. 보상 신호(274)는 도 10의 연속된 단계에서 사용되며, 유니트 지연(310)에도 인가되어 지연 신호(312)를 형성한다. 이어 지연 신호(312)는 피드백 등화기(314)의 입력 리드에 인가되어 왜곡 추정(316)을 형성한다. 피드백 등화기(314)는 피드-포워드 등화기(300)와 유사하며, 아래에서 상세히 설명될 것이다. 왜곡 추정(316)은 감산기(308)에 제 2 입력을 제공한다. 도 10의 에러 신호(272)는 도 12의 이득 엘리먼트(318)에서 일정한 인자를 사용하여 스케일링되어 정정 신호(320)를 형성하며, 상기 정정 신호는 피드백 등화기(314)의 제 2 입력 신호로서 인가된다. 피드백 등화기(314)는 정정 신호(320)를 사용하여 적응 업데이트를 수행한다.The synchronized signal 266 is applied to a feed-forward equalizer 300 that generates a partial compensation signal 302 while using the correction signal 324 to perform the adaptive update. The operation of the feed-forward equalizer 300 will be described below. The feed-forward equalizer 300 also outputs a delay error estimate 270 used by the clock estimator 264 of FIG. The partial compensation signal 302 is downsampled by the following downsampler 304 using two factors to form the downsampling signal 306. [ The downsampler 304 operates by repeatedly reading two consecutive values from its input lead and outputting its preceding output to its output lead, and discards the second value. The downsampling signal 306 is then applied to a subtractor 308 to form a compensation signal 274. The compensation signal 274 is used in the successive steps of FIG. 10 and is also applied to the unit delay 310 to form a delayed signal 312. The delay signal 312 is then applied to the input lead of the feedback equalizer 314 to form a distortion estimate 316. The feedback equalizer 314 is similar to the feed-forward equalizer 300 and will be described in detail below. Distortion estimation 316 provides a second input to subtractor 308. [ The error signal 272 of Figure 10 is scaled using a constant factor in the gain element 318 of Figure 12 to form the correction signal 320 which is used as the second input signal of the feedback equalizer 314 . The feedback equalizer 314 performs the adaptive update using the correction signal 320.

에러 신호(272)는 또한 에러 신호(272)의 각각의 샘플 사이에 제로를 삽입하므로써, 업 샘플러(326)에 의해 인자를 사용하여 업샘플링된다. 업샘플러(326)는 정정 신호(324)를 제공하기 위해 이득 엘리먼트(322)에 의해 스케일링되는 업 샘플링 에러 신호(328)를 생성한다. 피드백 등화기(314)와 피드-포워드 등화기(300)에 의한 정정 신호(320) 및 정정 신호(324)의 사용은 아래에서 설명될 것이다. 이득 엘리먼트(322) 및 이득 엘리먼트(318)의 파라미터(kf 및 kb) 값은 각각 바람직하게 10-2에서 10-15이다. 최적의 값은 과도한 실험 없이 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 취하여 질 수 있다.The error signal 272 is also upsampled using the factor by the upsampler 326 by inserting zeros between each sample of the error signal 272. [ The upsampler 326 generates an upsampling error signal 328 that is scaled by the gain element 322 to provide a correction signal 324. [ The use of the correction signal 320 and the correction signal 324 by the feedback equalizer 314 and the feed-forward equalizer 300 will be described below. The values of the parameters (kf and kb) of the gain element 322 and the gain element 318 are preferably 10-2 to 10-15, respectively. Optimal values can be readily taken by those skilled in the art without undue experimentation.

피드-포워드 및 피드백 등화기Feed-Forward and Feedback Equalizer

도 13은 도 12의 피드-포워드 등화기(300)에 대한 내부 구조를 도시한다. 피드-포워드 등화기(300)는 체인 형태로 접속된 바람직하게 8-128개의 동일한 필터 탭(330)으로 구성된다. 제 1 필터 탭(TAP 1 ; 330)은 도 12의 동기화 신호(266)를받아들이고, 최종 필터 탭(330)은 도 12에서 사용된 부분 보상 신호(302)를 출력한다. 각각의 사이에 개재된 탭은 두 개의 입력 신호; 제 1 입력(332) 및 목표 입력(336)을 취하여 두개의 출력 신호; 제 1 출력(334) 및 목표 출력(338)을 형성한다. 각각의 필터 탭(330)은 또한 지연 에러 추정(270)을 계산하기 위해, 지연 추정(342)에 의해 사용되는 탭 가중치(340)를 출력 신호로서 제공한다. 동작 동안, 정정 신호(324)를 입력 신호로 사용하여, 각각의 필터 탭(330)은 적응 업데이트를 수행한다.FIG. 13 shows the internal structure for the feed-forward equalizer 300 of FIG. The feed-forward equalizer 300 preferably consists of 8-128 identical filter taps 330 connected in a chain. The first filter tap (TAP 1) 330 receives the synchronization signal 266 of FIG. 12 and the final filter tap 330 outputs the partial compensation signal 302 used in FIG. A tab interposed between each of the two input signals; The first input 332 and the target input 336 are taken as two output signals; A first output 334 and a target output 338 are formed. Each filter tap 330 also provides the tap weights 340 used by the delay estimate 342 as an output signal to compute a delay error estimate 270. During operation, using the correction signal 324 as an input signal, each filter tap 330 performs an adaptive update.

도 14는 도 13의 각 필터 탭(330)의 기능을 상세히 도시한다. 도 14에 도시된 바와 같은 표준 신호 처리 블록을 사용하여, 각각의 탭은 두개의 입력, 즉 제 1 입력(332)과 목표 입력(336)을 가지며, 두 개의 출력, 즉 제 1 출력과 목표 출력(338)을 제공한다. 제 1 입력(332)은 유니트 지연(350)에 의해 한 샘플 정도 지연되어 제 1 출력(334)을 형성한다. 반면에 제 1 입력(332)은 또한 승산기(352)를 사용하여 탭 가중치(340) 만큼 곱하여져서 가중치 입력(354)을 제공한다. 가중치 입력(354)은 가산기(356)에 의해 목표 입력(336)에 가산되어 목표 출력(338)을 형성한다.Fig. 14 shows in detail the function of each filter tap 330 in Fig. 14, each tap has two inputs, a first input 332 and a target input 336, and two outputs, a first output and a second output, (338). The first input 332 is delayed by one sample by unit delay 350 to form a first output 334. While the first input 332 is also multiplied by the tap weight 340 using the multiplier 352 to provide a weight input 354. The weight input 354 is added to the target input 336 by an adder 356 to form the target output 338. [

탭 가중치(340)의 적응 업데이트는 승산기(366)를 사용하여 정정 신호(324)에 제 1 입력 신호(332)를 곱하므로써 수행된다. 승산기 출력 값(364)은 탭 에러 추정을 제공하고, 감산기(362)를 사용하여 이전의 값(360)에서 감산되어 탭 가중치(340)을 형성한다. 이전의 값(360)은 입력으로 탭 가중치(340)를 사용하여 유니트 지연(358)에 의해 형성된다. 각각의 필터 탭(330)은 또한 탭 가중치(340)를 출력한다.The adaptive updating of the tap weights 340 is performed by multiplying the correction signal 324 by the first input signal 332 using a multiplier 366. [ The multiplier output value 364 provides a tap error estimate and is subtracted from the previous value 360 using the subtractor 362 to form the tap weight 340. The previous value 360 is formed by the unit delay 358 using the tap weight 340 as an input. Each filter tap 330 also outputs a tap weight 340.

도 13을 다시 살펴보면, 각각의 필터 탭(330)은 지연 추정기(342)에 인가된다. 지연 추정기(342)는 추정;Referring again to FIG. 13, each filter tap 330 is applied to a delay estimator 342. The delay estimator 342 estimates the delay;

(수학식1)(1)

을 사용하여 전체 필터의 지연 에러 추정(270)을 계산하고, 여기에서 wi는 i번째 탭 가중치(340)에 대한 축약형이다. 이러한 방식으로, 지연 추정기(342)는 도 10의 주기 추정(262)에서의 에러 정도를 결정하기 위한 추정 수단을 제공한다.To calculate a delay error estimate 270 of the overall filter, where w i is the abbreviation for the i-th tap weight 340. In this way, the delay estimator 342 provides estimation means for determining the degree of error in the period estimate 262 of FIG.

도 10의 상술한 피드-포워드 등화기(300)는 또한 피드-백 등화기(314)에도 적용된다. 피드백 등화기(314)의 구조 및 동작은 지연 추정기(342)가 요구되는 것을 제외하고 피드-포워드 등화기(300)와 동일하므로, 지연 에러 추정(270)과 동일한 어떠한 출력도 존재하지 않는다. 또한 피드 백 등화기(314)는 피드-포워드 등화기(300)와는 상이한 개수, 바람직하게는 피드 포워드 등화기(300) 개수의 1/4 내지 1/2 사이의 탭을 사용한다. 피드-포워드 등화기(300) 및 피드백 등화기(314) 모두를 위한 탭의 최적 개수는 실험을 거치지 않고 당업자에 의해 용이하게 취하여 질 수 있다.The above-described feed-forward equalizer 300 of FIG. 10 also applies to the feed-back equalizer 314. The structure and operation of the feedback equalizer 314 is identical to the feed-forward equalizer 300 except that the delay estimator 342 is required, so there is no output equal to the delay error estimate 270. The feed back equalizer 314 also uses a different number than the feed-forward equalizer 300, preferably between 1/4 and 1/2 the number of the feed forward equalizers 300. The optimal number of taps for both feed-forward equalizer 300 and feedback equalizer 314 can be readily taken by one skilled in the art without going through the experiment.

클록 추정기Clock estimator

도 15는 도 10의 클록 추정기(264)의 기본 컴포넌트들을 도시한다. 클록 추정기(264)는 주기 추정(262)을 업데이트하기 위해 지연 에러 추정(270)을 사용하는 회로 수단의 일례이다. 클록 추정기(264)로 입력되는 신호, 즉 지연 에러 추정(270)은 루프 이득(370)에 의해 아날로그 대 디지털 변환기(240)를 위해 사용되는 클록의 정확도에 의존하지만, 바람직하게는 10-1내지 10-8의 범위의 인자 (k1)를 사용하여 스케일링되어 위상 에러(374)를 생성한다. 위상 에러(374)는 루프 필터(376)를 사용하여 필터링되어 주기 오프세트(378)를 형성한다. 루프 필터(376)는 위상 동기 루프의 설계로 당업자에게 공지된 설계를 가지는 저역 통과 필터이다. 주기 오프세트(378)는 가산기(372)에 의해 공칭 주기(380)에 가산되어 주기 추정(262)을 생성한다. 공칭 주기(380)는 도 8의 전화 시스템 클록(236)의 주파수보다 앞선, 도 10의 아날로그 대 디지털 변환기(240)의 샘플링 비율의 절반 비율의 추정이 된다. 전화 시스템 클록(236) 및 아날로그 대 디지털 변환기(240)에 의해 사용된 클록은 공통 소오스로부터 유도되지 않기 때문에, 정확한 비율은 파라미터의 바람직한 선택을 위해 1.0과는 아주 약간 다르게 된다. 동작 도중, 주기 추정(262)은 도 10의 역필터(268)에 의해 제공된 현재 에러에 대한 추정을 사용하여 이러한 비율을 정련 및 트래킹(tracking)한다.FIG. 15 illustrates the basic components of the clock estimator 264 of FIG. Clock estimator 264 is an example of a circuit means that uses delay error estimate 270 to update period estimate 262. [ Estimated signal, that delays the error input to clock estimator 264, 270 is dependent on the accuracy of the clock used for analog-to-digital converter 240, by a loop gain 370, but preferably from 10 -1 to And is scaled using a factor k 1 in the range of 10 -8 to produce a phase error 374. [ Phase error 374 is filtered using loop filter 376 to form period offset 378. [ The loop filter 376 is a low-pass filter having a design known to those skilled in the art for the design of a phase-locked loop. Period offset 378 is added to nominal period 380 by adder 372 to produce period estimate 262. [ Nominal period 380 is an estimate of the half rate of the sampling rate of analog to digital converter 240 of FIG. 10, which is ahead of the frequency of telephone system clock 236 of FIG. Since the clocks used by telephone system clock 236 and analog to digital converter 240 are not derived from a common source, the exact ratio is slightly different from 1.0 for the preferred choice of parameters. During operation, the period estimate 262 refines and tracks this ratio using an estimate of the current error provided by the inverse filter 268 of FIG.

클록 동기화기Clock synchronizer

도 10의 클록 동기화기에 대한 기능적 블록도가 도 16에 도시되었다. 클록 동기화기(260)의 기능은 보간되어야 하며, 주기 추정(262)에 의해 분리된 간격으로자신의 입력 신호를 재샘플링한다. 예를 들어, 주기 추정(262)이 2.0의 값을 가진다면, 디지털 입력 신호(246)로부터 독출된 모든 두번째 샘플은 동기화 신호(266)로서 출력될 것이다. 주기 추정(262)이 정수가 아니면, 클록 동기화기(260)는 출력 샘플을 형성하기 위해 입력 샘플들 사이에서 적절하게 보간하도록 요구된다.A functional block diagram of the clock synchronizer of FIG. 10 is shown in FIG. The function of the clock synchronizer 260 should be interpolated and resampling its input signal at intervals separated by a period estimate 262. [ For example, if the period estimate 262 has a value of 2.0, all second samples read from the digital input signal 246 will be output as the synchronization signal 266. If period estimate 262 is not an integer, clock synchronizer 260 is required to properly interpolate between input samples to form an output sample.

클록 동기화기(260)는 요구된 각각의 출력 샘플에 대한 한 사이클의 동작을 수행한다. 각각의 사이클은 도 10의 주기 추정(262)의 값을 독출하는 누산기(424)에서 시작한다. 누산기(424)는 독출된 모든 입력 값에 대한 실행 합을 형성하고, 이러한 합을 실제 값의 샘플 인덱스(sample index ; 426)로서 출력한다. 이것은 업샘플링된 샘플 인덱스(430)를 형성하기 위해 이득 엘리먼트(428)를 사용하여, 인자(Nμ), 바람직하게는 10 내지 400 정도의 범위의 인자에 의해 스케일링된다. 최적의 값(Nμ)은 실험을 거치지 않고 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 얻어질 수 있다. 정수/분수 스플리터(432)는 업샘플링된 샘플 인덱스(430)를 샘플 인덱스(422)와 분수 값(414)으로 분해한다. 예를 들어 업샘플링된 샘플 인덱스(430)가 10.7의 값을 가진다면, 정수/분수 스플리터(432)는 샘플 인덱스(422)를 10.0으로 설정하고, 분수 값(414)을 0.7로 설정한다.The clock synchronizer 260 performs one cycle of operation for each of the required output samples. Each cycle begins with an accumulator 424 that reads the value of the period estimate 262 of FIG. The accumulator 424 forms an execution sum for all input values read and outputs this sum as a sample index 426 of actual values. This is scaled by a factor in the range of a factor (N [ mu] ), preferably from about 10 to 400, using the gain element 428 to form the upsampled sample index 430. [ Optimum value (N μ) it can be easily obtained by those skilled in the art, without going through an experiment. The integer / fractional splitter 432 decomposes the upsampled sample index 430 into a sample index 422 and a fractional value 414. For example, if the upsampled sample index 430 has a value of 10.7, the integer / fractional splitter 432 sets the sample index 422 to 10.0 and the fractional value 414 to 0.7.

샘플 선택기(398)에 인가된 입력 신호들 중 하나는 디지털 입력 신호(246)에서 시작하는 일련의 동작에 의해 형성된다. 업 샘플러(390)는 디지털 입력 신호(246)에서 값을 독출하고, Nμ-1개의 제로 값에 이은 디지털 입력 신호(246)로부터 독출된 값으로 이루어진 Nμ개의 샘플을 출력한다. 업샘플러(390)로부터의 출력 스트림, 즉 업샘플링 입력 신호(392)는 4kHz와 같은 통과 대역 컷오프 주파수를 가지는 저역 통과 필터(394)에 인가된다. 업샘플러(390) 및 저역 통과 필터(394)의 설계는 공지되어 있다. 예를 들어 본 명세서에서 참조문으로 인용한, R.E. Crochiere 및 L.R. Rabiner등의 "Multirate Digital Signal Processing", Prentice-Hall, Englewood Chffs, NJ, 1983을 참조하라. 저역 통과 필터(394)는 샘플 선택기(398)의 입력으로 사용되는 필터링된 업샘플링 신호(396)를 형성한다.One of the input signals applied to the sample selector 398 is formed by a series of operations beginning at the digital input signal 246. [ The upsampler 390 reads the value from the digital input signal 246 and outputs N [ mu] samples of the value read from the digital input signal 246 following the N [ mu] -1 zero value. The output stream from upsampler 390, the upsampling input signal 392, is applied to a low pass filter 394 having a passband cutoff frequency such as 4 kHz. The design of the up-sampler 390 and the low-pass filter 394 is known. See, for example, "Multirate Digital Signal Processing" by RE Crochiere and LR Rabiner, Prentice-Hall, Englewood Chffs, NJ, 1983, which is incorporated herein by reference. A lowpass filter 394 forms a filtered upsampled signal 396 that is used as an input to the sample selector 398.

샘플 선택기(398)는 샘플 인덱스(422)로부터 값을 독출하고, 샘플 개수(sn)로서 이것을 해석하는 선택 수단의 일례이다. 상기 선택기는 시스템이 초기화된 이후로 필터링된 업 샘플링 신호(396)에 접속된 자신의 입력 리드로부터 독출되는 샘플의 개수를 나타내는 내부 카운트를 포함한다. 상기 선택기는 필터링된 업샘플링 신호(396)로부터의 추가의 샘플을 독출하고, 샘플(400)이 필터링된 업샘플링 신호(396)에서 독출된 모방 샘플(sn)이 되고 샘플(402)이 모방 샘플(sn+1)이 되도록 출력 샘플을 형성한다. 이어 샘플(400)은 샘플 컴포넌트(408)를 형성하기 위해, 승산기(404)를 사용하여 분수 값(414)에 의해 스케일링된다. 유사하게 샘플(402)은 샘플 컴포넌트(410)를 형성하기 위해 승산기(406)를 사용하여 분수 값(416)에 의해 스케일링된다. 분수 값(416)의 크기는 감산기(420) 및 유니트 상수(418)를 사용하여 계산된 것과 같이 1에서 분수값(414)의 크기를 감한 것이 된다. 샘플 컴포넌트(408) 및 샘플 컴포넌트(410)는 가산기(412)에서 가산되어 동기화된신호(266)를 형성하며, 상기 동기화 신호는 또한 도 10의 클록 동기화기(260)의 출력이 된다. 승산기(404), 승산기(406) 및 가산기(412)의 조합은 샘플 선택기(398)에 의해 선택된 샘플을 조합하기 위한 보간 수단의 일례이다.The sample selector 398 is an example of a selection means for reading a value from the sample index 422 and interpreting it as the sample number s n . The selector includes an internal count indicating the number of samples read from its input lead connected to the filtered upsampling signal 396 since the system was initialized. The selector reads additional samples from the filtered upsampling signal 396 and determines whether the sample 400 becomes an imitation sample s n read out of the filtered upsampling signal 396 and the sample 402 imitates And an output sample is formed so as to be a sample (s n + 1 ). The sample 400 is then scaled by a fractional value 414 using a multiplier 404 to form a sample component 408. Similarly, the sample 402 is scaled by the fraction value 416 using the multiplier 406 to form the sample component 410. The magnitude of the fractional value 416 is the magnitude of the fractional value 414 minus one as calculated using the subtractor 420 and the unit constant 418. [ The sample component 408 and the sample component 410 are added in an adder 412 to form a synchronized signal 266 that is also the output of the clock synchronizer 260 of FIG. The combination of multiplier 404, multiplier 406 and adder 412 is an example of interpolation means for combining samples selected by sample selector 398. [

클록 동기화기(260)는 또한 다른 응용에서 또는 독립형 샘플링 비율 변환기로서 사용될 수 있다. 일반적으로, 동기화 신호(266)는 단지 상이한 샘플링 비율을 가지지만 디지털 입력 신호(246)와 등가이다. 두 비율에 대한 비는 시간에 관계되어 변화하는 주기 추정(262)에 의해 특징지워진다.Clock synchronizer 260 may also be used in other applications or as a stand-alone sampling rate converter. In general, the synchronization signal 266 has only a different sampling rate, but is equivalent to the digital input signal 246. The ratio for the two ratios is characterized by a varying period estimate 262 with respect to time.

선형 보간이 원하는 결과에 대해 대략적인 근사화가 되는 것으로 보일지라도 실제로 이것은 상당히 정확하다는 것을 주지하여야 한다. 업샘플러(390)에 의한 오버 샘플링에 의해, 필터링된 업샘플링 신호(396)는 DC 주변에서 좁은 폭을 가지는 것을 제외하면 어디에서건 거의 제로가 되는 주파수 스펙트럼을 가진다. 보간 동작은 주파수 영역에서 이러한 좁은 대역폭의 이미지를 효율적으로 생성한다. 선형 보간의 기능은 이러한 이미지를 필터링 출력하기 위한 것이다. 일반적인 구현은 이러한 것을 달성하기 위해, 예리하고 계산적으로 값비싼 저역 통과 필터를 사용한다. 선형 보간기가 매우 취약한 특성의 저역 통화 필터일지라도, 원하지 않은 이미지가 나타나는 바로 그 주파수에서 매우 깊은 스펙트럼 노치를 가진다. 이것은 종래의 기술에서의 많은 계산을 없앰과 동시에 상기 방법을 매우 정확하게 하는 좁은 엘리어싱 이미지를 가지는 이러한 노치의 배치에 대한 조합이다.It should be noted that although linear interpolation appears to be a rough approximation to the desired result, in practice this is fairly accurate. By oversampling by the up-sampler 390, the filtered up-sampled signal 396 has a frequency spectrum that is nearly zero anywhere except for a narrow width around the DC. The interpolation operation efficiently generates this narrow bandwidth image in the frequency domain. The function of linear interpolation is to filter and output these images. A typical implementation uses a sharp, computationally expensive low-pass filter to accomplish this. Even though the linear interpolator is a low-pass filter with very weak characteristics, it has a very deep spectral notch at the very frequencies at which unwanted images appear. This is a combination for placement of such a notch with a narrowly elided image which eliminates many calculations in the prior art and at the same time makes the method very accurate.

데이터 추출기Data extractor

도 3의 디코더(156)의 최종 단계가 도 10의 데이터 추출기(290)이다. 데이터 추출기(290)의 기능은 도 3의 엔코더(150)에 의해 수행된 변환을 역변환시키는 것이다. 이러한 변환(transformation)은 도 5에 도시된 직렬대 병렬 변환기(180) 및 DC 제거기(184)로 이루어진다.The final step of the decoder 156 of FIG. 3 is the data extractor 290 of FIG. The function of the data extractor 290 is to invert the transformations performed by the encoder 150 of FIG. This transformation consists of the serial-to-parallel converter 180 and the DC remover 184 shown in Fig.

이러한 변환을 역변환하기 위해, 데이터 추출기(290)는 DC 제거기(184)에 의해 데이터 스트림에 삽입된 값들을 우선적으로 제거한다. 이것은 입력으로부터 독출된 모든 8번째 샘플을 간단하게 버림(8샘플당 한번의 바람직한 비율을 사용하여 DC 제거기(184)에 의해 DC 제거가 수행된다고 가정)으로써 수행된다. 이러한 것이 수행되면, 남아 있는 8비트 값의 스트림은 한번에 각각의 워드 중에서 1 비트를 출력하므로써, 직렬 데이터 스트림(126)으로 다시 변환될 수 있으며, 이것은 최하위 비트에서 시작한다. 이같은 기술은 기술 분야의 당업자에게 공지되었다.In order to invert this transformation, the data extractor 290 preferentially removes the values inserted into the data stream by the DC remover 184. This is done by simply discarding all eighth samples read from the input (assuming that DC elimination is performed by DC remover 184 using a preferred ratio of once per 8 samples). When this is done, the remaining stream of 8-bit values can be converted back to the serial data stream 126 by outputting one bit out of each word at a time, which starts at the least significant bit. Such techniques are known to those skilled in the art.

시스템 초기화System initialization

우선 서버와 클라이언트 사이에 접속이 설정될 때, 도 3의 엔코더(150) 및 디코더(156) 모두는 서로에게 공지된 상태에서 시작한다. 엔코더(150)내에서 다음의 초기화가 수행된다.First, when a connection is established between the server and the client, both the encoder 150 and the decoder 156 of FIG. 3 start in a state known to each other. The following initialization is performed in the encoder 150.

1. 도 5의 DC 제거기(184)는 자신의 다음 출력이 모방 DC 복원 코드(206)가 되도록 설정된 도 6의 2-입력 선택기(190)를 사용하여 초기화된다.1. The DC remover 184 of FIG. 5 is initialized using the two-input selector 190 of FIG. 6, with its next output set to be an imitation DC restoration code 206.

2. 도 6의 유니트 지연(200)의 출력, 즉 이전의 DC 오프세트(202)는 0.0으로 초기화된다.2. The output of the unit delay 200 of FIG. 6, i.e., the previous DC offset 202, is initialized to 0.0.

3. 도 5의 코드 스트림(186)은 일시적으로 DC 제거기(184)로부터분리(disconnect)된다. Nc, 바람직하게는 16-128개의 공지된 시퀀스 대신에, 값이 Nt회, 바람직하게 100-5000회 반복된다. Nc및 Nt의 사용에 대한 최적의 값은 실험을 거치지 않고 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 획득될 수 있다.3. The code stream 186 of FIG. 5 is temporarily disconnected from the DC remover 184. Instead of N c , preferably 16-128 known sequences, the value is repeated N t times, preferably 100-5000 times. Optimal values for the use of N c and N t can be readily obtained by those skilled in the art without experimentation.

디코더(156)의 설계에 매어 있는 Nc의 선택은 바람직하게 도 12의 피드-포워드 등화기(300)에서의 탭 개수의 절반이 된다. 보편성을 잃지 않고, 엔코더(150)에 의해 반복적으로 전송된 코드 값에 대한 시퀀스에 대한 한 가지 가능한 선택은 표 1에 도시되었다. 도 10의 트레이닝 패턴(288)으로 인가된, 동일한 시퀀스도 역시 엔코더(150)에 의해 사용된다.The choice of N c bound to the design of the decoder 156 is preferably half of the number of taps in the feed-forward equalizer 300 of FIG. One possible choice for a sequence for code values repeatedly transmitted by the encoder 150 without loss of generality is shown in Table 1. The same sequence, applied to the training pattern 288 of FIG. 10, is also used by the encoder 150. FIG.

(표 1)(Table 1)

일반적인 트레이닝 패턴General training patterns

Nt회 반복된 시퀀스가 출력되면 코드 스트림(186)은 DC 제거기(184)에 재접속되고 디코더(156)로부터의 다음 출력은 DC 제거기(184)로 재접속되고 디코더(156)로부터의 후속 출력은 도 3의 데이터 스트림(100)으로 인가된 입력에 해당한다.When N t times repeated sequences are output, the code stream 186 is reconnected to the DC remover 184 and the next output from the decoder 156 is reconnected to the DC remover 184 and the subsequent output from the decoder 156, 3 < / RTI >

도 3의 디코더(156)내에서는 아날로그 신호(154)로부터 제 1 샘플이 독출되기 전에 다음의 초기화가 수행된다.In the decoder 156 of FIG. 3, the following initialization is performed before the first sample is read out from the analog signal 154.

1. 도 10의 교환기(292)는 원하는 출력 신호(286)에 대해 게이트 트레이닝 패턴(288)을 설정한다.1. The exchange 292 of FIG. 10 sets the gate training pattern 288 for the desired output signal 286.

2. 도 10의 데이터 추출기(290)는 다음 입력 값, 즉 추정 코드 스트림(328)이 DC 동등화 값으로 간주되고 이에 따라 버려지는 방식으로 설정된다.2. The data extractor 290 of FIG. 10 is set in such a way that the next input value, i.e., the estimated code stream 328, is considered to be a DC equivalent value and thus discarded.

3. 도 12의 유니트 지연(310)은 지연된 신호(312)로서 제로를 출력하도록 초기화된다.3. Unit delay 310 of FIG. 12 is initialized to output zero as delayed signal 312.

4. 도 12의 업샘플러(326)는 자신의 다음 출력, 즉 업샘플링 에러 신호(328)가 모방 에러 신호(272)가 되는 방식으로 초기화된다.4. The upsampler 326 of FIG. 12 is initialized in such a way that its next output, the upsampling error signal 328, becomes an imitation error signal 272.

5. 도 12의 다운샘플러(304)는 자신의 다음 입력 값, 즉 부분 보상 신호(302)가 다운 샘플링 신호(306)로서 복사되도록 초기화된다.5. The downsampler 304 of FIG. 12 is initialized so that its next input value, the partial compensation signal 302, is copied as the downsampling signal 306.

6. 도 12의 피드백 등화기(314) 및 피드-포워드 등화기(300)내에서 도 14의 각각의 유니트 지연(350)은 제로 출력을 갖도록 초기화된다.6. Within the feedback equalizer 314 and the feed-forward equalizer 300 of Figure 12, each unit delay 350 of Figure 14 is initialized to have a zero output.

7. 도 12의 피드백 등화기(314)내에서, 도 14의 각각의 유니트 지연(358)은 제로로 초기화된다.7. Within the feedback equalizer 314 of FIG. 12, each unit delay 358 of FIG. 14 is initialized to zero.

8. 피드-포워드 등화기(300)내에서, 도 14의 각각의 유니트 지연(358)은 제로로 초기화된다.8. Within feed-forward equalizer 300, each unit delay 358 in Fig. 14 is initialized to zero.

9. 도 16의 누산기(424)는 실제 값의 샘플 인덱스(426)로 제로의 값을 출력하도록 초기화된다.9. The accumulator 424 of FIG. 16 is initialized to output a value of zero to the sample index 426 of the actual value.

10. 저역 통과 필터(394)는 모두 제로 입력의 내부 상태를 갖도록 초기화된다.10. Low pass filter 394 is all initialized to have an internal state of zero input.

11. 업샘플러(390)는 자신의 출력, 즉 업샘플링 입력 신호(392)가 디지털 입력 신호(246)의 값이 되도록 초기화된다.11. The up-sampler 390 is initialized so that its output, the up-sampling input signal 392, is the value of the digital input signal 246. [

이어 디코더(156)는 Nc-Nt값이 도 10의 추정 코드 스트림(280)에서 형성될 때까지 앞서 설명한 것처럼 동작한다. 이러한 지점에서, 교환기(292)는 추정 코드 스트림(280)을 원하는 출력 신호(286)로 게이팅하도록 이동한다. 이러한 지점에서 부터, 데이터 스트림(126)은 도 3에 도시된 바와 같이 데이터 스트림(128)에서 독출된 데이터와 일치하여야 한다.The decoder 156 then operates as described above until the N c -N t value is formed in the estimation code stream 280 of FIG. At this point, the switch 292 moves to channel the estimated code stream 280 to the desired output signal 286. From this point, the data stream 126 should coincide with the data read from the data stream 128, as shown in FIG.

도 3의 데이터 스트림(100) 및 데이터 스트림(126) 상의 값이 정확하게 일치되도록 엔코더(150) 및 디코더(156)가 초기화 모드로 진입하고 나가는 것도 역시 보장되어야 한다. DC 제거기(184)에 의해 수행된 DC 복원을 방해하는 것이 이러한 동기화를 달성하기 위한 방법의 일례이다. 트레이닝을 시작하는 것을 신호로 알리기 위해(시그널링하기 위해), 코드 스트림(186)은 예를 들어 16 샘플 동안과 같이 정상 DC 복원 주기 보다 긴기간 동안 최대 적법 코드 값으로 설정된다. 뒤이어 코드 스트림(186)을 동일한 개수의 샘플 동안 최소 적법 코드 값으로 설정하는 것이 이어진다. 이어 트레이닝 패턴은 이러한 동기화 패턴을 따른다. 유사하게, 최종 트레이닝은 상기의 동기화 패턴의 순서를 바꿈으로써, 즉 최소 값에 이은 최대 값을 반복하므로써 시그널링된다. 이러한 동기화 패턴은 디코더(156)에 의해 검출될 수 있으며, 교환기(292)를 제어하기 위해 사용될 수 있다.It should also be ensured that the encoder 150 and the decoder 156 enter and exit the initialization mode so that the values on the data stream 100 and the data stream 126 of FIG. 3 are precisely matched. Interrupting the DC recovery performed by the DC remover 184 is an example of a method for achieving such synchronization. To signal (signaling) the beginning of training, the code stream 186 is set to the maximum legal code value for a period longer than the normal DC recovery period, for example, for 16 samples. Followed by setting the code stream 186 to the minimum legal code value for the same number of samples. The training pattern follows this synchronization pattern. Similarly, the final training is signaled by changing the order of the above synchronization pattern, i. E. By repeating the maximum value after the minimum value. This synchronization pattern may be detected by the decoder 156 and used to control the switch 292.

이같은 동기화를 위한 다른 기술도 공지되었으며, 현존 모뎀에서 사용된다.예를 들어, 앞서 언급한 ITU-T, V.34를 참조하라.Other techniques for such synchronization are known and used in existing modems, see, for example, ITU-T, V.34, mentioned above.

대안적인 지연 추정기An alternative delay estimator

앞의 설명에 있어서, 지연 추정기(342)는 피드-포워드 등화기(300)내의 필터 탭 가중치의 고찰에 의해 형성된다. 다른 지연 추정 수단도 역시 가능하다. 예를 들어 도 10의 에러 신호(272) 및 보상 신호(274)는 다음;In the foregoing description, the delay estimator 342 is formed by consideration of the filter tap weights in the feed-forward equalizer 300. Other delay estimation means are also possible. For example, the error signal 272 and the compensation signal 274 of FIG.

(수학식 2)(2)

과 같은 지연 에러 추정(270)을 형성하기 위해 사용될 수 있으며, 여기에서 △은 지연 에러 추정(270)이며, v는 보상 신호(274)이고 e는 에러 신호(272)이며, k는 실험을 거치지 않고 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 취득될 수 있는 파라미터이다. k의 값은 관찰된 신호 잡음과 클록 지터의 적절한 조합에 의존한다. 지연 에러 추정(270)을 형성하는 지연 추정 수단을 구현하기 위한 임의의 다른 방법도 역시 본 발명에서 사용될 수 있다.Where v is the compensated signal 274 and e is the error signal 272 and k is the number of samples that have passed through the experiment And can be readily obtained by those skilled in the art. The value of k depends on the appropriate combination of observed signal noise and clock jitter. Any other method for implementing the delay estimation means that forms the delay error estimate 270 may also be used in the present invention.

대안적인 디코더 초기화 방법Alternative decoder initialization method

상술한 바와 같이, 디코더(156)의 파라미터는 공지된 데이터 시퀀스가 전송되는 트레이닝 주기에 앞서 고정된 초기화 값을 사용하여 설정될 수 있다. 상술한 방식은 기초적인 샘플 단위로 역필터(268) 및 클록 추정기(264)의 파라미터에 대한 연속한 업데이트를 수행하기 위해 트레이닝 시퀀스를 사용한다.As described above, the parameters of the decoder 156 may be set using a fixed initialization value prior to the training period in which the known data sequence is transmitted. The above-described approach uses a training sequence to perform continuous updating of the parameters of the inverse filter 268 and the clock estimator 264 in a basic sample unit.

모든 파라미터에 대한 단일 블록의 업데이트를 수행하는 것도 가능하다. 트레이닝 시퀀스를 전송하는 동안에, 단지 디코더(156)는 디지털 입력 신호(246)로서 나타난 값을 저장한다. 전체 트레이닝 시퀀스가 전송되면, 디코더(156)는 획득된 값의 분석을 수행하고, 자신 내부의 파라미터에 대한 계산을 수행한다.It is also possible to perform a single block update on all parameters. During the transmission of the training sequence, only the decoder 156 stores the value represented as the digital input signal 246. Once the entire training sequence is transmitted, the decoder 156 performs an analysis of the obtained values and performs calculations on parameters within itself.

파라미터 추정을 수행하기 위해 요구된 계산은 다음과 같다.The calculations required to perform the parameter estimation are as follows.

1. 속도 추정 수단을 사용하여 획득된 신호의 기본적인 디지털 주기(Tu)를 계산한다. 이것은 자가 상관 분석(autocorrelation analysis)과 같은 공지된 임의의 다양한 신호 처리 기술을 사용하여 수행된다. 나아가, 아날로그 대 디지털 변환기(240)에 대한 바람직한 샘플링 비율의 사용을 가정하여, 주기(TU)는 트레이닝 시퀀스의 길이인 Nc의 대략 2배라고 공지되었다. 단지 소오스의 차는 전화 시스템 클록(236)의 샘플링 비율과 아날로그 대 디지털 변환기(240)의 샘플링 비율의 절반 사이의 차에 기인한다.1. Calculate the basic digital period (T u ) of the signal obtained using the velocity estimation means. This is done using any of a variety of signal processing techniques known in the art, such as autocorrelation analysis. Further, assuming the use of the preferred sampling rate for the analog-to-digital converter 240, the period T U is known to be approximately twice the length N c of the training sequence. Only the source of the car is due to the difference between the sampling rate of the telephone system clock 236 and the sampling rate of the analog to digital converter 240.

2. 도 15의 공칭 주기(380)를 다음;2. The nominal period 380 of FIG.

(수학식 3)(3)

과 같이 초기화한다..

3. 동기화 신호(266)를 형성하기 위해, 제로로 설정된 지연 에러 추정(270)을 사용하여 클록 동기화기(260)를 통해 디지털 입력신호(26)를 통과시킴으로써, 디지털 입력 신호(246)를 재샘플링한다.3. By passing the digital input signal 26 through the clock synchronizer 260 using a delay error estimate 270 set to zero to form the synchronization signal 266, Sampling.

4. 2 - Nc열 및 Nt행을 가지는 행렬(Y)을 형성한다. Y의 엘리먼트는 위에서 계산된 것과 같이 동기화 신호(266)의 값이 된다. 이것들은 동기화 신호(266)의 연속 샘플을 사용하여 제 1 행에 제 2행 등을 연속하여 채우므로써 행렬내에 저장된다.4. Form a matrix (Y) with 2 - N c rows and N t rows. The element of Y becomes the value of the synchronization signal 266 as calculated above. These are stored in the matrix by successively populating the first row with the second row, etc., using successive samples of the synchronization signal 266.

5. r, 즉 2·Nc의 엘리먼트 벡터를 형성하기 위해 U의 각각의 행에 대한 평균을 계산한다.5. Compute the average for each row of U to form an element vector of r, 2 · N c .

6. 다음의 식;6. The following equation:

(수학식 4)(4)

을 사용하여, 입력 신호의 잡음 성분의 에너지(σ2)에 대한 추정을 계산하며, 여기에서 Yij는 Y의 I열 J행의 엘리먼트이다., An estimate of the energy (sigma 2 ) of the noise component of the input signal is calculated, where Yij is an element of row I, column J.

7. 표 1에 도시된 것들과 같이 μ법칙대 선형 변환기(278)와 같은 변환기를 통해 트레이닝 시퀀스 값을 통과시키므로써, Nc, 엘리먼트 벡터, c를 계산한다.7. Calculate N c , the element vector, c, by passing the training sequence value through a transducer, such as the μ law-to-linear converter 278, as shown in Table 1.

8. 다음과 같은 Nf+ Nb열 및 Nc행을 가지는 행렬(A)을 형성하며,8. Form a matrix A having N f + N b columns and N c rows as follows,

(수학식 5)(5)

여기에서 Nf는 도 12의 피드-포워드 등화기(300)에서의 필터 탭의 개수이며, Nb는피드백 등화기(314)의 필터 탭의 개수이다. 예를 들어 Nc= 3이고, Nf= 4이며, Nb= 2라면,Where N f is the number of filter taps in the feed-forward equalizer 300 of FIG. 12, and N b is the number of filter taps of the feedback equalizer 314. For example, and N c = 3, and N f = 4, if N b = 2,

(수학식 6)(6)

가 된다..

9. 다음의 식;9. The following equation:

(수학식 7)(7)

에서 e2를 최소화시키는 Nf+ Nb엘리먼트 벡터 값(x)을 찾는다.Finds the N f + N b element vector value (x) that minimizes e 2 .

이것은 기술 분야의 당업자에게 명백한 선형 대수, 미적분 및 반복법에서 공지된 기술을 사용하여 풀 수 있다.This can be solved using techniques known in the art of linear algebra, calculus, and iterative techniques, which will be apparent to those skilled in the art.

10. 피드-포워드 등화기(300)의 각 탭에 대해 도 14의 이전 값(360)을10. For each tap of the feed-forward equalizer 300, the previous value 360 of FIG. 14

xl...xNf를 사용하여 각각 초기화한다.Initialize each with x l ... x Nf .

11. 피드백 등화기(314)의 각 탭에 대한 이전 값(360)을 xNf+1...xNf+Nb을 사용하여 각각 초기화한다.11. Initialize the previous value 360 for each tap of feedback equalizer 314 using x Nf +1 ... x Nf + N b , respectively.

12. 이러한 파라미터가 계산되면, 정상적인 동작이 시작된다. 상기 파라미터가 실질적으로 앞서 설명된 것과 같이 에러 신호(272)에 기초한 적응 업데이트에 기인하여 변화된다는 것을 주지하여야 한다.12. Once these parameters are calculated, normal operation begins. It should be noted that the parameter is substantially changed due to the adaptive update based on the error signal 272 as previously described.

상술한 시퀀스는 트레이닝 시퀀스를 사용하여 디코더(156)의 초기화를 수행하는 다른 방법의 일례로서 도시되었다. 다른 방법 및 수많은 다양한 방법이 사용 가능하다. 예를 들어 수신된 트레이닝 시퀀스는 정상 모드 및 트레이닝 모드 사이의 전환시 과도 현상에 대한 효과를 제거하기 위하여 각 끝에서 잘릴 수도 있으며, 선형 대 μ법칙 변환기(276) 및 μ 법칙 대 선형 변환기(278)에서 정확한 과도 레벨은 트레이닝 정보를 사용하여 조정될 수 있으며, 각각의 이전의 값(360)에 대한The above-described sequence is shown as an example of another method of performing the initialization of the decoder 156 using the training sequence. Other methods and numerous different methods are available. For example, the received training sequence may be truncated at each end to eliminate the effects of transients upon switching between the normal and training modes, and the linear vs. μ-law converter 276 and the μ-law to linear converter 278, The exact transient levels can be adjusted using the training information, and for each previous value 360,

수정된 식이 사용될 수도 있다.Modified expressions may be used.

선호되는 대안적 트레이닝 절차Preferred Alternative Training Procedures

이하 도 3의 엔코더(150) 및 디코더(156)를 트레이닝 하는 바람직한 단계를 설명한다.The preferred steps for training the encoder 150 and decoder 156 of FIG. 3 will now be described.

1. 엔코더(150)는 디지털 전화망으로 반복 패턴을 전송한다. 이러한 패턴은총 M×N개의 코드워드를 제공하기 위해 N개의 PCM 코드워드의 M개의 반복된 시퀀스로 이루어진다. 본 명세서에서 사용된 용어 "PCM 코드워드"는 디지털 전화망(134)에 의해 사용되는 코드워드 세트를 언급한다. N개의 PCM 코드워드는 서로 상반되는 두 개의 값에서 랜덤하게 선택된다. 예를 들어 PCM 코드워드(0x14 및 0x94)는 전화망의 μ법칙의 압신 규칙(companding rule)하에 서로 상반되는 것에 상응한다. 무작위 선택은 또한 각각의 두 PCM 코드워드가 정확하게 N/2회 사용되도록 강요된다. 이것은 트레이닝 시퀀스는 어떠한 DC 컴포넌트도 포함하지 않는다는 것을 보장한다.1. The encoder 150 transmits the repeating pattern to the digital telephone network. This pattern consists of M repeated sequences of N PCM codewords to provide a graceful M x N codewords. The term " PCM codeword " as used herein refers to a set of codewords used by the digital telephone network 134. The N PCM codewords are randomly selected from two opposing values. For example, the PCM codewords (0x14 and 0x94) correspond to each other under the companding rule of the telephone network rule. The random selection is also forced so that each of the two PCM code words is used exactly N / 2 times. This ensures that the training sequence does not contain any DC components.

2. 디코더(156)는 PCM 코드워드 패턴의 등가 아날로그인 아날로그 신호(154)를 수신하여, M 및 N의 앞선 인식을 사용하여 상기 신호를 저장한다. 상기 아날로그 신호(154)는 16,000샘플/초의 공칭 비율로 샘플링 및 저장된다.2. Decoder 156 receives analog signal 154, which is an equivalent analog of the PCM codeword pattern, and stores the signal using prior recognition of M and N. [ The analog signal 154 is sampled and stored at a nominal rate of 16,000 samples / second.

3. 저장된 시퀀스는 표준 신호 처리 기술을 사용하여, 자신의 반복 비율을 찾기 위해 분석된다. 반복 비율과 관련된 주기가 N/8000초가 되더라도, 디코더 클록의 정확한 값과 전화망(134)에 의해 사용된 클록 사이의 차이에 기인한 약간의 불일치가 존재한다. 반복 비율에 있어서의 이러한 불일치는 디코더의 클록을 조정하는데 사용되며, 정정된 클록을 사용하여 저장된 신호를 재샘플링한다. 이러한 기술은 측정된 주기가 정확하게 예상된 주기와 정합될 때까지 여러번 반복된다.3. Stored sequences are analyzed to find their repetition rate using standard signal processing techniques. Even if the period associated with the repetition rate is N / 8000 seconds, there is some inconsistency due to the difference between the correct value of the decoder clock and the clock used by the telephone network 134. This discrepancy in the repetition rate is used to adjust the clock of the decoder and resampled the stored signal using the corrected clock. This technique is repeated many times until the measured period matches the expected period exactly.

4. 잡음 레벨은 테스트 패턴의 M번 반복에 따른 변화를 관찰하므로써 바람직하게 측정된다. 각각의 반복은 동일하여야 하며, 그것은 이러한 변화를 야기하는 잡음일 뿐이다. 제 1 또는 최종을 포함한 소정의 반복은 평균에서 상당한 차이가존재하는 경우에는 무시되어야 한다. 이것은 최종 영향, 간헐적인 잡음의 돌발 또는 혼선을 제거 또는 감소시킨다.4. The noise level is preferably measured by observing the change with M iterations of the test pattern. Each iteration must be the same, and it is only noise that causes this change. Any repetition, including the first or final, should be ignored if significant differences exist in the mean. This eliminates or reduces the end effect, intermittent noise spikes or crosstalk.

5. 고려된 반복의 평균 신호 레벨이 결정되어, 길이 2N을 가지는 평균 수신 시퀀스를 제공한다. 상기 길이(2N)는 입력되는 아날로그 신호(154)를 16000샘플/초로 샘플링하는 것으로부터 발생한다.5. The mean signal level of the considered iteration is determined to provide an average receive sequence of length 2N. The length 2N results from sampling the input analog signal 154 at 16000 samples / second.

6. 최적의 등화기는 공지된 전송 시퀀스, 평균 수신 신호 레벨 및 잡음 추정을 사용하여 설계된다. 최소 평균 제곱 에러를 가지는 등화기는 공지된 방식을 사용하여 선형 방정식 세트를 푸는 것으로 구하여 진다. 특히, 8000샘플/초로 동작하는 20-탭 결정-피드백 등화기에 이어 16,000샘플/초로 동작하는 90개의 탭을 가지고 부분적으로 이격된 등화기의 조합이 사용될 수 있다.6. The optimal equalizer is designed using known transmission sequence, average received signal level and noise estimate. An equalizer with minimum mean square error is obtained by solving a set of linear equations using a known scheme. In particular, a combination of partially spaced equalizers with 90 taps operating at 16,000 samples / second followed by a 20-tap decision-feedback equalizer operating at 8000 samples / second can be used.

7. 평균 제곱 에러 추정 및 등화기 설정은 아래에서 설명될 반전 채널(reverse channel)이 사용될 때 엔코더(150)로 다시 전송될 수 있다. 엔코더(150)는 통신 링크의 효율을 최대화하는 코드워드 세트 및 엔코딩 방법을 선택하는 데에 이러한 값을 사용한다.7. The mean squared error estimate and equalizer settings may be sent back to the encoder 150 when a reverse channel, as described below, is used. Encoder 150 uses these values to select a codeword set and encoding method that maximizes the efficiency of the communication link.

트레이닝이 완료된 후, 엔코더(150)는 링크를 통해 데이터 전송을 시작한다. 디코더(156)는 수신된 신호를 보상하기 위해 계산된 클록 조정 및 등화기 설정을 사용하고, 이어 어떤 PCM 코드워드가 엔코더(150)에 의해 전송되는가를 결정한다. 상기 선택은 PCM 코드워드를 데이터 시퀀스로 변환하기 위해 추가로 처리된다. 게다가, 보상 신호 및 가장 가까운 실제 PCM 코드워드 사이의 측정된 편차는 연속 에러 측정으로 사용된다. 이러한 에러 측정은 디코더(156)내의 등화기 및 클록 조정 회로에 다시 인가되어, 연속적인 업데이트를 허용하고, 소정의 드리프트를 방지한다. 이러한 에러 측정은 또한 재트레이닝이 초기화되어야 한다는 것을 엔코더(150)가 인지하는 경우에 회선의 품질이 상당히 변하는지의 여부를 결정하는 데에 사용된다.After the training is completed, the encoder 150 starts data transmission via the link. Decoder 156 uses the calculated clock adjustment and equalizer settings to compensate for the received signal and then determines which PCM codeword is transmitted by encoder 150. [ The selection is further processed to convert the PCM codeword into a data sequence. In addition, the measured deviation between the compensation signal and the nearest real PCM codeword is used for continuous error measurement. This error measurement is applied again to the equalizer and clock adjustment circuitry in decoder 156 to allow for continuous updating and to prevent any drift. This error measurement is also used to determine whether the quality of the circuit changes significantly when the encoder 150 is aware that re-training should be initiated.

반전 채널에 대한 추가 설명Additional explanation for the reversal channel

도 17은 상술한 통신 시스템을 반전 채널과 조합한 본 발명의 일 특성을 도시한다. 데이터 스트림(100)이 도 3을 참조하여 설명된 바와 같이 엔코더(150)에 인가된다. 이것은 차례로 디지털 네트워크 접속(132)을 통해 디지털 전화망(134)에 접속된다. 데이터는 클라이언트의 중앙국의 네트워크에서 디지털 네트워크 접속(138)을 통해 나타난다. 디지털 정보는 회선 인터페이스(140)에 의해 아날로그 형태로 변환되고, 아날로그 형태로 가입자 회선(122)상에 위치된다. 클라이언트의 전제 장비, 즉 하이브리드 네트워크(152)는 유입되는 아날로그 신호(448)를 형성하고, 에코 소거기(442)는 아날로그 신호(154)를 형성하기 위해 출력되는 아날로그 신호(444)로부터 유입되는 아날로그 신호(448)에 대한 기여도를 제거한다. 아날로그 신호(154)는 데이터 스트림(126)을 제공하는 디코더(156)에 인가된다. 클라이언트로부터의 데이터 스트림(128)은 현재 모뎀에서 사용되는 것과 같은 공지된 기술에 따라 변조기(446)에 의해 출력되는 아날로그 신호(444)로 변환되고, 에코 소거기(442)에 인가될 뿐만 아니라 하이브리드 네트워크(152)를 통해 가입자 회선(122) 상에 제공된다. 중앙국에서, 이것은 회선 인터페이스(140)에 의해 디지털 네트워크 접속(136)으로 변환된다. 디지털 전화망(314)은 디지털 네트워크 접속(136) 상의 데이터를 디지털 네트워크 접속(130)으로 전송한다. 복조기(440)는 이러한 신호를 서버를 위한 데이터 스트림(102)으로 변환한다.FIG. 17 illustrates one aspect of the present invention in which the above-described communication system is combined with an inversion channel. The data stream 100 is applied to the encoder 150 as described with reference to FIG. Which in turn is connected to the digital telephone network 134 via the digital network connection 132. Data is presented over the digital network connection 138 in the network of the client's central office. The digital information is converted to analog form by the line interface 140 and placed on the subscriber line 122 in analog form. The client's preconditioning equipment or hybrid network 152 forms an incoming analog signal 448 and the echo canceller 442 generates an analog signal 444 output from the analog signal 444, Thereby eliminating the contribution to signal 448. The analog signal 154 is applied to a decoder 156 that provides a data stream 126. The data stream 128 from the client is converted to an analog signal 444 output by the modulator 446 according to known techniques such as those currently used in a modem and not only applied to the echo canceller 442, And is provided on the subscriber line 122 via the network 152. At the central office, it is converted to digital network connection 136 by the line interface 140. The digital telephone network 314 transmits data on the digital network connection 136 to the digital network connection 130. [ Demodulator 440 converts this signal into a data stream 102 for the server.

도 17에 도시된 것과 같이, 반전 채널을 사용한 시스템에 대하여, 디코더(156)는 양방향 통신을 제공하기 위해 V.34 변조기와 같은 종래의 변조기(446)에 결합된다. 이같은 경우에 있어서, 바람직하게 에코 소거기(442)는 변조기(446)의 출력이 디코더(156)의 입력처럼 나타나는 것을 방지한다.As shown in FIG. 17, for a system using an inverse channel, the decoder 156 is coupled to a conventional modulator 446, such as a V.34 modulator, to provide bidirectional communication. In such a case, preferably, the echo canceller 442 prevents the output of the modulator 446 from appearing as an input to the decoder 156.

일반적인 에코 소거기가 사용되더라도, 본 명세서에서 기술한 시스템의 신호 특성은 유용하게 사용되어질 수 있는 특정 목적을 가진다. 특히, 유입되는 아날로그 신호(154)는 거의 DC에서 4kHz까지의 주파수 성분을 가지는 반면에, 변조기(446)로부터 출력되는 신호는 400Hz 내지 3400Hz 범위로 보다 엄격하게 대역 한정된다. 유입되는 채널과 출력되는 채널 사이의 대역폭에 있어서의 이러한 비대칭성은 비대칭 에코 소거기를 사용하므로써, 이용될 수 있다. 게다가, 출력되는 채널의 대역폭이 더욱더 감소된다면, 비대칭성은 더욱 증가될 것이며, 비대칭 에코 소거기의 장점이 증가될 것이다.Even if a general echo canceller is used, the signal characteristics of the system described herein have a specific purpose that can be usefully used. In particular, the incoming analog signal 154 has a frequency component from approximately DC to 4 kHz, while the signal output from the modulator 446 is more stringently band limited in the 400 Hz to 3400 Hz range. This asymmetry in the bandwidth between the incoming channel and the output channel can be used by using an asymmetric echo canceller. In addition, if the bandwidth of the output channel is further reduced, the asymmetry will be further increased, and the advantage of asymmetric echo cancellation will be increased.

엔코더(150)의 끝의 접속에 있어서, 디지털 에코 소거기는 바람직하게 엔코더(150)와 도 17에 도시된 복조기(440) 사이에서 사용된다. 여기에서 다시, 접속의 비대칭 형태는 비대칭 에코 소거기를 사용하므로써, 사용될 수 있다.For connection of the end of the encoder 150, a digital echo canceller is preferably used between the encoder 150 and the demodulator 440 shown in Fig. Here again, the asymmetric form of the connection can be used by using an asymmetric echo canceller.

동작action

도 17에 도시된 시스템은 두 전화 가입자; 디지털 접속을 사용하는 한 가입자와 아날로그 접속을 사용하는 또 다른 가입자 간에 전 이중 통신을 제공한다.순방향 채널의 동작은 하나의 부가물을 가지고 도 3을 참조하여 상술한 바와 같다. 하이브리드 네트워크(152)와 디코더(156) 사이에 삽입된 에코 소거기(442)는 반전 채널의 영향을 감소시키기 위해 부가되었다. 에코 소거기(442)는 출력되는 아날로그 신호(444)를 스케일링하고 그것을 유입되는 아날로그 신호(448)에서 감산하여 아날로그 신호(154)를 생성한다. 에코 소거기에 대한 이같은 기술 및 구현은 공지되어 있다. 반전 채널은 다양한 현존 모뎀 기술을 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어 본 명세서에서 참조문으로 인용한, International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector(ITU-T),"A Duplex Modem Operation at Signaling Rates of up to 14,400 bit/s for Use on the General Switched Telephone Network and on Leased Point to Point 2-wire Telephone-Type Circuit" Recommendation V.32bis, Geneva, Switzerland(1991) 참조. 데이터는 변조기(446)에 의해 변조되어 전화 시스템에 의해 운반되는 출력 아날로그 신호(444)를 형성한다. 사용되는 변조 기술은 공지되었다. 예를 들어 14,000비트/초까지로 전송 가능한 방법은 위에서 설명하였다. 유사하게 28,800비트/초까지 전송 가능한 방법은, 본 명세서에서 참조문으로 인용한, International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector(ITU-T), Recommendation V.34 Geneva, Switzerland(1994)에 개시되었다.The system shown in Figure 17 comprises two telephone subscribers; Duplex communication between one subscriber using a digital connection and another subscriber using an analog connection. The operation of the forward channel is as described above with reference to FIG. 3 with one addendum. The echo canceller 442 inserted between the hybrid network 152 and the decoder 156 was added to reduce the influence of the inversion channel. The echo canceller 442 scales the output analog signal 444 and subtracts it from the incoming analog signal 448 to produce an analog signal 154. Such techniques and implementations for echo cancellation are well known. The reverse channel can be implemented using a variety of existing modem technologies. For example, International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector (ITU-T), "A Duplex Modem Operation at Signaling Rates of up to 14,400 bit / s for Use on the General Switched Telephone Network and Leased Point to Point 2-wire Telephone-Type Circuit "Recommendation V.32bis, Geneva, Switzerland (1991). The data is modulated by a modulator 446 to form an output analog signal 444 that is carried by the telephone system. The modulation technique used is known. For example, a method capable of transmitting up to 14,000 bits per second has been described above. Similarly, a method capable of transmitting up to 28,800 bits per second is disclosed in International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector (ITU-T), Recommendation V.34 Geneva, Switzerland (1994), which is incorporated herein by reference.

출력 아날로그 신호(444)는 모든 전화 장치에서 실제적으로 사용되는 것과 같은 하이브리드 네트워크(152)를 사용하여 가입자 회선(122) 상에 위치된다. 하이브리드 네트워크(512)는 한쪽의 4선식 인터페이스(두개의 독립적인 단일 방향의신호)와 다른 한쪽의 2선식 인터페이스(하나의 양방향 신호) 사이에서 변환한다. 2선식 신호는 간단하게 4선식 측 상에서의 2개의 신호의 합이 된다. 클라이언트의 중앙국에서, 전화 회사 장치는 가입자 회선(122) 상의 아날로그 신호를 전화 시스템 클록(236)을 사용하여 8,000샘플/초로 샘플링되는 디지털 네트워크 접속(136)으로 변환한다. 북아메리카에서, 이러한 변환은 일반적인 음성 신호의 신호대 잡음비를 향상시키기 위해 μ법칙으로 공지된 비선형 맵핑을 사용하여 샘플 당 8비트를 제공하도록 수행된다. μ법칙으로 변환되면, 클라이언트의 신호는 디지털 전화망(134)에 의해 상기 신호가 서버의 전제 장비에 도달할 때까지 이송된다. 서버가 전화 시스템과의 디지털 접속을 가지기 때문에, 신호는 서버의 중앙국에 의해 아날로그 형태로 변환되지 않는다. 그러나, 서버와 디지털 네트워크 접속(136) 사이에 중재한 (ISDN 'U' 또는 'S' 등) 여러 인터페이스 층이 존재한다. 그러나, 디지털 네트워크 접속(136)에 제공된 동일한 데이터가 나중에 디지털 네트워크 접속(130)에서 나타나기 때문에, 이러한 중재 하드웨어는 무시될 수 있다. 복조기(440)는 작은 예외를 가지고 현존 모뎀에서 수행되는 것과 같은 변조기(446)의 역기능을 수행한다. 자신의 입력 및 출력이 모두 디지털이기 때문에 복조기는 디지털 하드웨어로 완전히 구현될 수 있는 반면에, 현존 모뎀은 아날로그 입력을 사용하여 역할을 수행한다. 변조기(446)를 사용하는 것과 같이, 복조기(440)의 구현도 공지되어 있으며, International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector(ITU-T), "A Duplex Modem Operation at Signaling Rates of up to 14,400 bit/s for Use on the General SwitchedTelephone Network and on Leased Point to Point 2-wire Telephone-Type Circuit" Recommendation V.32bis, Geneva, Switzerland(1991)와 같은 문헌에서 개시되었다. 신호의 성능 감소가 사용자의 가입자 회선에서만 발생하기 때문에, 반전 채널이 종래의 모뎀보다 우월한 성능을 나타낸다는 것을 주지하라. 현존 모뎀은 통신 경로의 양쪽 끝에서의 가입자 회선에서 발생하는 왜곡을 처리한다. 본 발명의 대안적인 구현은 다른 공지된 방법 또는 반전 채널을 제공하는 기술을 사용할 수 있으며, 또는 총체적으로 왜곡을 제거할 수 있다. 따라서, 가능한 반전 채널의 구현에 대한 설명은 단지 본 발명의 특징에 대한 범위를 한정하는 것이 아니라 설명을 위해 제공된 것이다. 반전 채널의 제공은 또한 디코더(156) 및 엔코더(150)의 동기화를 간략화시키고, 필요하다면 시스템이 재초기화되는 것을 허용한다. 시스템의 성능은 도 10의 에러 신호에 대한 고찰로 디코더(156)에 의해 모니터링될 수 있다. 에러 신호(272)가 소정의 레벨, 바람직하게는 μ법칙 선형 값 사이의 평균 차이에 대한 1/3을 초과하면, 디코더(156)는 반전 채널을 통해 엔코더(150)에 시스템이 재초기화되어야 하는 것을 통보한다.The output analog signal 444 is located on the subscriber line 122 using the hybrid network 152 as is practically used in all telephone devices. The hybrid network 512 converts between one four-wire interface (two independent unidirectional signals) and the other two-wire interface (one bidirectional signal). The 2-wire signal is simply the sum of the two signals on the 4-wire side. At the central office of the client, the telephone company device converts the analog signal on subscriber line 122 to a digital network connection 136 sampled at 8,000 samples / second using telephone system clock 236. In North America, this conversion is performed to provide 8 bits per sample using nonlinear mapping, known as the 占 law, to improve the signal to noise ratio of a common speech signal. Once converted to the μ law, the client's signal is carried by the digital telephone network 134 until the signal reaches the server's premises equipment. Since the server has a digital connection with the telephone system, the signal is not converted to analog form by the central station of the server. However, there are several interface layers (such as ISDN 'U' or 'S') interposed between the server and the digital network connection 136. However, since the same data provided to the digital network connection 136 appears later in the digital network connection 130, this arbitration hardware can be ignored. Demodulator 440 performs the inverse of modulator 446, such as is performed in an existing modem with a small exception. Demodulators can be fully implemented in digital hardware because their inputs and outputs are all digital, while existing modems perform their roles using analog inputs. Implementations of the demodulator 440 are also known, such as using a modulator 446, and may be implemented in the International Telecommunication Union, Telecommunication Standardization Sector (ITU-T), "A Duplex Modem Operation at Signaling Rates of up to 14,400 bits / ≪ / RTI > Telephone < RTI ID = 0.0 > Telephone-Type Circuit " Recommendation V.32bis, Geneva, Switzerland (1991). Note that since the performance degradation of the signal occurs only on the user's subscriber line, the inverse channel exhibits superior performance over conventional modems. Existing modems handle distortion that occurs in the subscriber line at both ends of the communication path. Alternate implementations of the present invention may use other known methods or techniques that provide an invert channel, or may eliminate distortion altogether. Thus, the description of possible implementations of the inversion channel is provided for illustrative purposes, rather than limiting the scope of features of the invention. The provision of an inversion channel also simplifies the synchronization of the decoder 156 and the encoder 150 and allows the system to be reinitialized if necessary. The performance of the system can be monitored by the decoder 156 in consideration of the error signal in FIG. If the error signal 272 exceeds one third of the mean difference between a predetermined level, and preferably the μ law linear value, the decoder 156 determines whether the system should be reinitialized to the encoder 150 via the inverse channel .

소오스 부호화기와의 조합Combination with source encoder

엔코더(150)에 인가되기 전에, 데이터 스트림(100)에 대해 추가의 역변환 가능한 변환을 수행하도록, 도 3에 도시된 엔코더(150) 및 디코더(156)의 기능을 확장하는 것이 가능하다. 이러한 변환의 효과는 데이터 스트림(126)을 형성하기 전에 디코더(156)의 출력에 역변환을 제공하므로써, 제거될 수 있다. 이러한 변환은 유용하게 그에 한정되지 않고 소정의 역 기능을 제공한다.It is possible to extend the functionality of the encoder 150 and decoder 156 shown in Figure 3 to perform an additional inverse transformable transformation on the data stream 100 before being applied to the encoder 150. [ The effect of this conversion can be eliminated by providing an inverse conversion to the output of the decoder 156 before forming the data stream 126. [ Such a transformation is advantageously not limited thereto and provides a predetermined inverse function.

에러 정정Error correction

에러 정정을 위해 공지된 소정의 방법을 사용하여 에러 정정 및/또는 검출을 제공하기 위해 데이터 스트림에 비트들이 부가될 수 있다. 이것들은 예를 들어, 콘볼루션 코드, 블록 코드 또는 다른 에러 정정 또는 문헌에 상세히 기록된 검출 방식을 포함한다. 데이터 스트림(126)에 제공된 동일한 에러 정정이 또한 도 10에 도시된 선형 대 μ법칙 변환기(276)에서 μ법칙 대 선형 변환기(278)까지의 신호 경로에 삽입된다면, 원하는 출력 신호(286), 선형 값(284) 및 에러 신호(272)의 품질은 향상되고 디코더(156)의 성능이 개선될 수 있다.Bits may be added to the data stream to provide error correction and / or detection using any known method for error correction. These include, for example, convolutional codes, block codes or other error correction or detection schemes written in detail in the literature. If the same error correction provided in the data stream 126 is also inserted in the signal path from the linear vs. μ law converter 276 to the μ law to linear converter 278 shown in FIG. 10, the desired output signal 286, The quality of the value 284 and the error signal 272 may be improved and the performance of the decoder 156 may be improved.

소오스 알파베트의 서브세트A subset of the source alfabet

데이터 전송을 위해 사용 가능한 256개의 가능한 μ법칙의 코드워드가 존재하더라도, μ법칙 매핑은 이러한 워드가 선형 영역에서 불균일하게 이격되도록 한다. 따라서, 소정 쌍의 코드워드는 회선 잡음 또는 다른 손상에 기인하여 디코더(156)에 의해 보다 쉽게 혼동될 수 있다. 소오스 부호화기는 총 데이터율의 감소를 통해 디코더(156)의 정확도를 향상시키기 위해 그 출력을 이러한 코드워드의 서브세트로 제한할 수 있다. 이것은 또한, 디코더가 소정의 에러 기준 내에서 코드워드를 분리할 수 없다는 것을 검출하면, 코드워드 알파베트를 감소시키므로써, 열악한 회선 조건에 디코더(156)를 적응시키기 위해 사용될 수도 있다. 코드워드 세트를 감소시키므로써, 향상된 에러 마진이 감소된 데이터율의 희생을 통해 이루어진다. 따라서, 데이터율을 낮추므로써, 시스템은 성능 열화된 접속을 처리할 수 있게된다.Even though there are 256 possible code words of code available for data transmission, the μ law mapping allows these words to be non-uniformly spaced in the linear domain. Thus, a given pair of codewords may be more easily confused by the decoder 156 due to line noise or other damage. The source encoder may limit its output to a subset of these codewords to improve the accuracy of the decoder 156 through reduction of the total data rate. This may also be used to adapt the decoder 156 to poor line conditions, by decreasing the codeword alpha, if the decoder detects that the codeword can not be separated within a certain error criterion. By reducing the codeword set, an improved error margin is achieved by sacrificing the reduced data rate. Thus, by lowering the data rate, the system can handle the degraded connection.

도 3, 도 17 및 도 18에 도시된 시스템에 있어서, 데이터는 디지털 전화망(134)에 의해 사용되는 8비트 PCM 코드워드의 시퀀스로서 전송된다. 가장 간단한 구현에 있어서, 모든 256개의 가능한 PCM 코드워드가 사용될 수 있으며, 데이터는 간단하게 한번에 8비트를 취할 수 있게 되며, PCM 워드로서 사용될 수 있다.In the system shown in Figs. 3, 17 and 18, data is transmitted as a sequence of 8-bit PCM codewords used by the digital telephone network 134. In the simplest implementation, all 256 possible PCM code words can be used, and the data can simply take 8 bits at a time and can be used as a PCM word.

그러나, 이러한 방식은는 잠재적인 문제점을 지닌다. 우선, PCM 값에 대한 표준 μ법칙의 해석에 있어서, 동일한 아날로그 값에 매핑시키는, 256 세트로부터 2개의 코드워드가 존재한다. 따라서, 단지 결과적인 아날로그 신호만을 사용하여 이러한 코드워드들을 구분하는 것은 불가능하다. 둘째, PCM 코드워드에 대한 μ법칙의 해석은 불균일적으로 이격된 아날로그 레벨에 상응한다. 조밀하게 이격된 압신 규칙에서의 레벨은 쉽게 혼란될 수 있으므로 회피되어야 한다. 셋째, 디지털 전화망(134)은 내부 시그널링을 위해 PCM 코드워드의 최하위 비트를 종종 사용하여 이러한 비트들을 신뢰할 수 없게 한다. 넷째, PCM 코드워드가 그들의 등가 아날로그 전압 레벨로 변환될 때, 그것들은 CODEC의 평활 필터와 같은 여러 필터 및 가입자 회선을 통해 전송된다. 이것의 결과는 소정의 주파수 성분, 현저하게 DC 및 고주파 성분이 약화된다는 것이다. 디코더(156)가 이러한 주파수 성분을 동등화시킨다면, 잡음 레벨은 필연적으로 증가하여 레벨 사이의 증가된 혼란을 야기한다. 다섯째, 디지털 전화망(134)은 μ법칙 및 A-μ 법칙의 엔코딩 모드를 사용하는 내부 통화의 경우 또는 네트워크가 재매핑에 의한 신호 레벨을 수정하기를 시도하는 경우와 같이 동일한 세트로부터 새로운 값으로 코드워드를 재매핑할 수 있다.However, this approach poses potential problems. First, in the interpretation of the standard μ law for PCM values, there are two code words from the 256 sets that map to the same analog value. Therefore, it is impossible to distinguish these codewords using only the resulting analog signal. Second, the interpretation of the μ law for the PCM codeword corresponds to a non-uniformly spaced analog level. Levels in tightly spaced confessions rules should be avoided as they can be easily confused. Third, the digital telephone network 134 often uses the least significant bits of the PCM codeword for internal signaling to make these bits unreliable. Fourth, when the PCM codewords are converted to their equivalent analog voltage levels, they are transmitted through various filters and subscriber lines, such as the smoothing filter of the CODEC. The result is that certain frequency components, notably DC and high frequency components, are attenuated. If the decoder 156 equates these frequency components, the noise level necessarily increases, causing increased confusion between levels. Fifth, the digital telephone network 134 may transmit code from the same set to a new value, such as in the case of an internal call using the encoding mode of the μ-law and the A-μ law, or when the network attempts to modify the signal level by remapping. You can remap the word.

본 명세서에 도시된 시스템은 두 가지 방식으로 이러한 쟁점을 다룬다. 우선 디코더(150)는 256 PCM 코드워드의 서브 세트만을 사용한다. 게다가, 엔코더(150)는 결과 아날로그 신호(154)의 소정 주파수 성분을 감소시키기 위해 이전에 전송된 코드워드를 참조하여 PCM 코드워드를 선택할 수 있다.The system shown here addresses this issue in two ways. First, the decoder 150 uses only a subset of the 256 PCM codewords. In addition, the encoder 150 may select a PCM codeword with reference to a previously transmitted codeword to reduce a predetermined frequency component of the resulting analog signal 154. [

이러한 처리의 제 1 단계는 전송 채널의 주파수 및 잡음 특성을 식별하는 것이다. 엔코더(150)는 무작위적으로 선택된 독립적인 PCM 코드워드로 구성된 공지된 트레이닝 패턴을 송신한다. 아날로그 신호(154)와 같은 아날로그 신호로 변환될 때, 이것은 거의 평탄한 주파수 스펙트럼을 가지는 아날로그 신호를 야기한다. 디코더(156)는 왜곡된 아날로그 신호(154)를 수신하고, 이러한 왜곡을 감소시키는 동기화기 및 등화기를 구성한다. 이러한 과정에 있어서, 디코더(156)는 회선의 잡음 레벨 및 필터링 특성에 대한 측정을 얻는다. 이러한 측정은 엔코더(150)로 다시 전송된다. 이러한 단계는 "Preferred Alternate Training Procedure"라는 제목하에 개시되었다.The first step in this process is to identify the frequency and noise characteristics of the transmission channel. Encoder 150 transmits a known training pattern consisting of randomly selected independent PCM codewords. When converted to an analog signal such as an analog signal 154, this results in an analog signal having a substantially flat frequency spectrum. Decoder 156 receives the distorted analog signal 154 and configures a synchronizer and equalizer that reduces this distortion. In this process, the decoder 156 obtains measurements of the noise level and filtering characteristics of the line. These measurements are transmitted back to the encoder 150. This step was introduced under the heading " Preferred Alternate Training Procedure ".

잡음 레벨이 알려지면, 엔코더(150)는 소정의 한 코드워드가 잡음에 기인한 다른 것과 혼동될 가능성이 소정의 프리세트 임계 가능성 이하가 되도록 PCM 코드워드의 서브세트를 선택할 수 있다. 잡음 통계를 사용하여 코드워드 사이의 요구된 최소 간격(separation)을 우선적으로 계산하므로써 상기 서브세트는 선택된다. 이어 어떠한 코드워드 쌍도 최소 프리세트 임계 이하로는 분리되지 않는 최대 가능한 세트를 선택하므로써, 코드워드 세트가 선택된다. 코드워드 세트의 선택은 또한 아래에서 추가로 설명되어질 비트로빙(bitrobbing)에 의해 성능 손상될 수 있는소정의 코드워드를 사용하지 않도록 제한된다.Once the noise level is known, the encoder 150 may select a subset of PCM codewords such that the probability that a given codeword will be confused with the other due to noise is below a predetermined preset threshold probability. The subset is selected by preferentially calculating the required minimum separation between codewords using noise statistics. The codeword set is then selected by selecting the maximum possible set of codeword pairs that are not separated below the minimum preset threshold. The selection of a codeword set is also limited to not use any codewords that may be performance degraded by bitrobbing, which will be further described below.

PCM 코드워드로부터 재구성된 아날로그 신호로부터 소정 주파수를 제거하기 위한, 일례의 기술은 데이터를 포함하지 않은 추가의 코드워드를 정규적인 간격으로 삽입하는 것이다. 이러한 삽입은 출력 스펙트럼을 구체화하기 위해 사용된다. 예를 들어 DC를 제거하기 원한다면, DC 제거기(184)를 참조하여 위에서 설명한 바와 같이 일단 N개의 데이터 운반 코드워드 각각에 대해 이전 모든 코드워드의 값에 대한 음의 합에 가능한 근접하는 아날로그 값을 가지는 코드워드가 삽입된다.An example technique for removing a given frequency from an analog signal reconstructed from a PCM codeword is to insert additional codewords that do not contain data at regular intervals. This insertion is used to specify the output spectrum. If, for example, DC is desired to be removed, then with reference to the DC remover 184, as described above, once for each of the N data carrying codewords, having an analog value as close as possible to the negative sum of the values of all previous codewords A code word is inserted.

일반적으로, 삽입된 코드워드는 요구된 스펙트럼을 구체화하기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어 코드워드는 엔코더(150)에서 디지털 필터를 통해 전송될 수 있으며, 삽입된 코드워드는 필터의 출력 에너지를 최소화시키도록 선택된다. 디지털 필터가 저주파수 또는 4kHz 근방의 주파수와 같이 제거되는 바람직한 성분을 통과시키도록 선택되었다면, 이러한 절차는 상기의 성분을 최소화할 수 있다.Generally, the embedded codeword can be selected to specify the required spectrum. For example, the codeword may be transmitted via a digital filter at encoder 150, and the embedded codeword is selected to minimize the output energy of the filter. If the digital filter is selected to pass the desired component that is removed, such as a low frequency or a frequency near 4 kHz, this procedure can minimize the above components.

데이터 운반 코드워드가 256개의 가능한 코드워드의 서브세트로부터 선택되기 때문에, 데이터는 일반적으로 한번에 코드워드의 8비트 내에 간단히 위치될 수 없다. 대신에, 데이터로부터의 비트 그룹은 코드워드 시퀀스를 선택하는 데에 사용된다. 예를 들어, 서브세트가 단지 3개의 코드워드로 구성된다면, (26또는 64 가능성을 가지는) 6개의 입력 비트로 이루어진 그룹을 사용하여 (34=81의 가능성을 가지는) 4개의 코드워드로 이루어진 그룹의 값을 선택할 수 있다. 이러한 경우, 사용 가능한 정보 내용에 대해 소정의 낭비가 있으나, 그룹의 길이가 증가됨에 따라 이것은 감소한다.Since the data carrying codeword is selected from a subset of the 256 possible codewords, the data can not generally be located simply within 8 bits of the codeword at a time. Instead, a group of bits from the data is used to select the codeword sequence. For example, if the subset consists of only three codewords, a group of six input bits (with 2 6 or 64 likelihoods) is used to form the four codewords (with the possibility of 3 4 = 81) You can select the value of the group. In this case, there is a certain amount of waste for the available information content, but this decreases as the length of the group increases.

56,000비트/초 전화 시스템의 사용56,000 bits per second Using the Phone System

전화 시스템에 의해 사용되는 소정의 PCM 전송 체제에 있어서, 각각 8 비트의 코드워드 중 최하위 비트는 내부 동기화를 위해 사용된다. 이것은 도 5를 참조하여 설명된 엔코딩 처리가 디지털 네트워크 접속(132)에 인가된 각각의 엔코딩 값의 최하위 비트의 위치에 삽입 비트를 위치시키도록 8비트 당 제로 비트를 한번씩 삽입하여, 데이터 스트림(100)을 변환하므로써 다루어질 수 있다. 이렇게 삽입된 제로들은 앞의 처리 데이터 스트림(126)에 의해 디코더(156)에서 제거된다. 이러한 방식으로 전화 시스템의 낮은 차수 비트의 사용은 전송된 데이터에 손상을 입히지 않고, 최대 데이터율이 56,000비트/초까지 감소된다.For a given PCM transmission scheme used by the telephone system, the least significant bit of each 8-bit codeword is used for internal synchronization. This inserts zero bits per 8 bits so that the encoding process described with reference to Figure 5 places the embedded bit at the location of the least significant bit of each encoding value applied to the digital network connection 132, ). ≪ / RTI > These inserted zeros are removed from the decoder 156 by the previous processing data stream 126. [ In this way, the use of the low order bits of the telephone system does not impair the transmitted data, and the maximum data rate is reduced to 56,000 bits / second.

디지털 전화망(134)을 통한 전송을 포함하여 장거리 전화 전송의 경우, 소정의 통화가 인-밴드 시그널링을 사용하는 회선 상에서 수행된다. 이러한 경우, 디지털 전화망(134)은 링 지시(ring instruction) 및 다른 신호를 위해 매 6번째 PCM 코드워드의 최하위 비트("LSB")를 사용(또는 침해)할 수 있다. 이러한 기술은 일반적으로 "로빙된 비트 시그널링" 또는 간단하게 "비트로빙"으로 공지되었다. 전화 접속이 데이터를 이송하기 위해 사용된다면, 이것은 단지 7 비트만이 비트 로빙된 프레임 동안에 사용된다는 것을 의미한다. 송신기가 비트 로빙에 대한 어떠한 제어력도 가지지 않기 때문에, 이러한 문제를 처리하기 위한 한 방법은 LSB를 절대 사용하지 않는 것이며, 이에 의해 최대 데이터율을 (7비트/코드워드 x 8000코드워드/초) 56kbps까지 감소시킨다.For long distance telephone transmissions, including transmission over the digital telephone network 134, certain calls are made on the line using in-band signaling. In this case, the digital telephone network 134 may use (or infringe) the least significant bit (" LSB ") of every sixth PCM codeword for ring instructions and other signals. This technique is generally known as " roving bit signaling " or simply " bit roving ". If a dial-up is used to carry data, this means that only 7 bits are used during a bit-routed frame. One way to address this problem is to never use the LSB because the transmitter does not have any control over bit roving so that the maximum data rate (7 bits / codeword x 8000 codewords / second) is 56 kbps .

예를 들어, 도 3에 도시된 시스템은 디코더(156)가 비트로빙된 프레임을 식별하도록 하고, 이어 엔코더(150)가 비트로빙이 발생한 프레임 내의 LSB 만을 회피하도록 지시하므로써, 이러한 점을 개선시킨다. 따라서, 비트로빙을 사용하는 단일 홉(hop)은 비트 비율을 낮게; 예를 들어 56kbps 대신에 62.7kbps까지 감소시킨다. 비동기화된 링크를 통한 다수의 홉의 경우에, 비트 로빙은 상이한 위상에서 발생할 수 있어서, 비트 비율에 있어서의 추가의 감소를 야기한다.For example, the system shown in FIG. 3 improves upon this by instructing the decoder 156 to identify the bit-routed frame, and then instructing the encoder 150 to avoid only the LSB in the frame in which bit roving occurs. Thus, a single hop using bit roving has a lower bit rate; For example, to 62.7kbps instead of 56kbps. In the case of multiple hops over an asynchronous link, bit roving can occur at different phases, resulting in further reduction in bit rate.

비트로빙된 프레임의 검출은 시스템의 초기 트레이닝 동안 수행될 수 있다. 엔코더(150)는 전송 채널을 통해 공지된 패턴의 8비트 PCM 코드워드를 송신하고 디코더(156)는 자신이 수신한 결과적인 아날로그 파형으로부터의 샘플을 저장한다. 디코더(156)는 어떠한 비트 로빙도 발생되지 않는다는 가정하에 자신의 출력과 공지된 패턴 사이의 차이를 최소화하기 위해, 이러한 신호를 재동기화 및 동등화시키는 것을 시도한다. 디코더(156)는 이어 6개의 위상 각각에서 평균 동등화된 값을 측정한다. 즉, 첫번째, 7번째, 13번째, 19번째등의 샘플에서의 에러는 평균이 되며, 2번째, 8번째, 14번째등의 샘플에서의 에러는 6개의 평균 에러 측정들을 제공한다. 이어 디코더(156)는 1) 비트로빙되지 않았는지 2) LSB를 0으로 대체하여 비트로빙되었는지 3) LSB를 1으로 대체하여 비트로빙되었는지 4) LSB를 1/2로 대체하여 비트로빙되었는지의 여부를 각각의 위상에 대해 결정한다. 어떠한 비트로빙 방식(1,2,3 또는 4)이 비트로빙이 수행된 후에 공지되는 패턴과 동등화된 신호 사이의 차를 최소화하는 지를 결정함에 따라 선택이 이루어진다.Detection of bit robbed frames may be performed during initial training of the system. Encoder 150 transmits a known pattern of 8 bit PCM codewords over a transmission channel and decoder 156 stores samples from the resulting analog waveform received by it. Decoder 156 attempts to resynchronize and equalize such a signal to minimize the difference between its output and a known pattern, assuming no bit roving is generated. Decoder 156 then measures the average equalized value in each of the six phases. That is, the errors in the first, seventh, thirteenth, and ninth samples are average, and the errors in the second, eighth, fourteenth, etc. samples provide six average error measurements. The decoder 156 then determines whether 1) the bit has not been routed, 2) the bit has been roped by replacing the LSB with 0, 3) the bit has been roped by replacing the LSB with 1, 4) ≪ / RTI > for each phase. A selection is made by determining whether any bit lobing scheme (1, 2, 3 or 4) minimizes the difference between the pattern equalized and the signal known after the bit lobing is performed.

각각의 프레임에서 발생되는 비트로빙이 결정되면, 제 1 동등화가 비트로빙을 인지하지 않을 상태에서 수행되기 때문에, 동등화 처리가 재실행된다. 이같은 두번째 처리는 보다 양호한 동등화 신호를 제공한다. 이어 비트로빙 결정은 상술한 바와 동일한 방식으로 제 2 동등화된 신호를 사용하여 이루어질수 있다.When the bit robbings generated in each frame are determined, the equalization processing is re-executed because the first equalization is performed in a state in which bit robbing is not recognized. This second processing provides a better equalization signal. The bit roving decision may then be made using a second equalized signal in the same manner as described above.

비트로빙이 각각의 6 위상에 대해 공지되면, 디코더(156)는 바람직하게 이러한 정보를 엔코더(150)로 전송한다. 연속적인 데이터 전송에 있어서, 엔코더(150) 및 디코더(156)는 비트로빙에 의해 성능 감소될 수 있는 비트의 사용을 회피한다.If bitrobing is known for each of the six phases, then the decoder 156 preferably sends this information to the encoder 150. [ For continuous data transmission, encoder 150 and decoder 156 avoids the use of bits that can be degraded by bit roving.

대안적인 방법으로, 엔코더(150)가 상술한 클록 동기화 및 동등화 단계가 완료된 후에 공지된 패턴의 코드워드를 송신한다. 디코더(156)는 각각의 6 위상에 대한 각각 전송된 256 PCM 코드워드에 대해서 도 10에 도시된 보상 신호(274)로 표현된 레벨과 같은, 수신된 신호 레벨을 고려한 통계를 계산한다. 평균 신호 레벨 및 변화를 포함하여, 계산된 통계치는 미리 결정된 에러 확률을 제공하는 코드워드의 서브세트를 선택하기 위해 사용된다. 선택된 서브세트는 엔코더(150)로 전송되어 후속 전송에서 사용된다. 게다가, μ법칙대 선형 및 선형 대 μ법칙 변환기(192,276,278)는 변환기(192,276,278)의 미리 결정된 레벨 대신에 위에서 계산된 평균 레벨을 사용한다. 따라서, 이러한 방법은, 선행 정보 및 명백한 분석없이 디지털 전화망(314)에서 발생한 비트로빙 또는 재매핑을 암시적으로 처리할 수 있는 적응 변환기를 제공한다.In an alternative method, the encoder 150 transmits a code word of known pattern after the clock synchronization and equalization steps described above are completed. Decoder 156 computes statistics taking into account the received signal level, such as the level represented by compensation signal 274 shown in FIG. 10 for each 256 PCM code word transmitted for each of the six phases. The calculated statistics, including the average signal level and change, are used to select a subset of code words that provide a predetermined error probability. The selected subset is sent to the encoder 150 and used in subsequent transmissions. In addition, the μ law versus linear and linear vs. μ law converters 192, 276, 278 use the average level computed above instead of the predetermined level of converters 192, 276, 278. Thus, this method provides an adaptive transducer that can implicitly handle bit roving or remapping that occurs in the digital telephone network 314 without preceding information and unambiguous analysis.

데이터 압축Data compression

소오스 부호화기는 기술 분야의 당업자에게 임의의 다양한 공지된 기술을 사용하여 손실이 없는 데이터 스트림(100)의 압축을 제공한다. 이에 한정하는 것은아니지만 이것은 렘펠-지프(Lempel-Ziv) 압축, 실행 길이 부호화 및 휴프먼(Huffman) 인코딩을 포함한다. 선택된 압축 변환의 역변환 역시 공지되어있고, 데이터 스트림(126)에 적용될 수 있다.The source encoder provides compression of the lossless data stream 100 using any of a variety of known techniques to those skilled in the art. But are not limited to, Lempel-Ziv compression, run-length encoding, and Huffman encoding. The inverse of the selected compression transform is also known and may be applied to the data stream 126. [

다른 전화 시스템의 사용Use of another phone system

상기의 방법은 음성 신호를 전달하기 위해 μ법칙과는 다른 비선형 압신 동작을 사용하는 전화 시스템과 함께 이용될 수 있다. 예를 들어, 대부분의 세계는 A-법칙으로 알려진 유사한 복호화를 사용한다. 본 발명의 양상은 A-법칙의 등가물을 사용하여 μ법칙 대 선형 및 선형 대 μ 법칙 변환기를 대체하므로써, 이같은 시스템에도 적용될 수 있다. 이같은 등가물은 또한 256-엘리먼트 룩업 테이블을 사용하여 구현될 수도 있다. 이러한 경우, 테이블은 공지된 A-법칙 맵핑으로 채워진다. 이같은 수정은 기술 분야의 당업자에게는 명백한 것이다.The above method can be used with a telephone system that uses a nonlinear convolutional operation that is different from the < RTI ID = 0.0 > u < / RTI > For example, most worlds use similar decoding known as A-law. Aspects of the present invention can also be applied to such systems by replacing the μ law versus linear and linear vs. μ law transducers using the equivalent of the A-law. Such equivalents may also be implemented using a 256-element look-up table. In this case, the table is filled with known A-law mappings. Such modifications are obvious to those skilled in the art.

현존 모뎀과의 조합Combination with existing modem

본 발명의 특징은 또한 현존 모뎀과 함께 사용될 수 있다. 도 1에 도시된 종래의 시스템에 있어서, 모뎀(104)은 상술한 엔코더(150)의 기능을 포함하도록 수정될 수 있다. 게다가 모뎀(124)은 디코더(156)의 기능을 포함하도록 수정될 수 있다. 통화가 수정된 모뎀(104)과 모뎀(124) 사이에서 접속될 때, 양쪽은 수정되지 않은 모뎀들 사이의 일반적인 접속에 대한 것처럼 동작한다. 초기화가 완료된 후, 모뎀(104)은 국제 통신 연합(ITU)에 의해 표준화된 프로토콜과 같이 공지된 승인 프로토콜을 사용하여 모뎀(124)으로 승인 요구를 송신한다. 모뎀(124)이 디코더(156)의 실현을 포함한다면, 이것은 상기 요구에 대해 긍정적으로 반응한다. 그렇지 않으면, 요구는 거부되고 일반적인 모뎀 통신이 사용된다. 긍정적인 응답이 수신되면, 모뎀(124) 및 모뎀(104)은 도 17에 도시된 것처럼 동작하도록 전환되어 초기화된 시퀀스에서부터 시작한다. 이러한 방식으로, 조합된 모뎀/디코더는 현존 모뎀과 호환성을 가질수 있게되고 가능한 경우에는 유용하게 본 발명의 특징을 사용하여 증가된 효율을 제공한다.The features of the present invention may also be used with existing modems. In the conventional system shown in FIG. 1, the modem 104 may be modified to include the functions of the encoder 150 described above. In addition, modem 124 may be modified to include the functionality of decoder 156. When a call is connected between the modified modem 104 and the modem 124, both operate as if it were a general connection between the unmodified modems. After initialization is complete, the modem 104 sends an acknowledgment request to the modem 124 using a known acknowledgment protocol, such as a protocol standardized by the International Telecommunication Union (ITU). If the modem 124 includes the realization of the decoder 156, it responds positively to the request. Otherwise, the request is rejected and normal modem communication is used. When an affirmative response is received, the modem 124 and the modem 104 start from the sequence that has been switched and initialized to operate as shown in FIG. In this way, the combined modem / decoder is capable of compatibility with existing modems and, where possible, advantageously uses the features of the present invention to provide increased efficiency.

데이터베이스 서버와의 조합Combination with database server

본 발명의 특징은 도 18에 도시된 중앙측과 다수의 사용자 사이에서 임의의 타입(정보, 오디오, 비디오 등)의 데이터 통신을 제공하기 위해 중앙 서버와 함께 사용될 수 있다. 서버(450)는 서버 데이터를 본 명세서에서 설명된 엔코더(150)와 같은 엔코더 어레이로 이루어지고 가능하다면 복조화기(440)와 같은 복조화기 어레이로 이루어진 서버 인터페이스(454)에 제공한다. 서버 인터페이스(454)는 ISDN PRI 인터페이스와 같은 서버 접속(456)을 통해 디지털 전화망(134)에 접속된다. 서비스에 대한 각각의 가입자는 디코더(156)로 이루어진 클라이언트 인터페이스(460)을 포함하고 선택적으로 도 17에 도시된 것과 유사한 에코 소거기(442) 및 복조기(446)를 포함한다. 클라이언트 인터페이스(460)는 클라이언트 데이터 스트림(462)을 제공하기 위해 클라이언트 접속(458)을 처리한다. 전반적으로 이러한 구성은 복수의 사용자가 독립적으로 중앙 서버 또는 서버와 통신하도록 허용한다. 이같은 구성은 한정하는 것은 아니지만 오디오 또는 음악 분해, 온라인 서비스, 네트워킹 서비스, 비디오 또는 텔레비젼 분배, 음성, 정보 분배, 신용 카드 비준, 뱅킹, 상호 작용의 컴퓨터 액세스, 본 발명의 원격 관리, POS 단말기, 멀티 미디어를 포함하는 소정 타입의 데이터 서비스에 대해 유용하게 이용될 수 있다. 본 발명의 다른 구현 및 구성도 또한 이러한 그리고 다른 응용에 적용 가능하다.The feature of the present invention can be used with a central server to provide data communication of any type (information, audio, video, etc.) between the central side and the plurality of users shown in Fig. The server 450 provides the server data to the server interface 454, which consists of an encoder array, such as the encoder 150 described herein, and possibly a demodulator array, such as demodulator 440. [ The server interface 454 is connected to the digital telephone network 134 via a server connection 456, such as an ISDN PRI interface. Each subscriber to the service includes a client interface 460 comprised of a decoder 156 and optionally an echo canceller 442 and demodulator 446 similar to those shown in FIG. The client interface 460 processes the client connection 458 to provide a client data stream 462. Overall, this configuration allows multiple users to independently communicate with a central server or server. Such configurations include but are not limited to audio or music decomposition, online services, networking services, video or television distribution, voice, information distribution, credit card validation, banking, computer access for interaction, remote management of the present invention, May be usefully utilized for certain types of data services including media. Other implementations and configurations of the invention are also applicable to these and other applications.

고속 팩시밀리 전송High-speed facsimile transmission

도 19에 도시된 본 발명의 특징은 고속 팩시밀리 전송을 위해 사용될 수 있다. 전송 FAX 470은 이미지를 스캔하고, 공지된 방법으로 그것을 전송 데이터 스트림(472)으로 변환시킨다. 전송 데이터 스트림(472)은 예를 들어 도 17에 도시된 것과 같은 분배 시스템(474)을 통해 수신 데이터 스트림(476)으로 변환된다. 수신 팩스(478)는 데이터 스트림을 이미지로 변환하여 프린트하거나 그렇지 않으면 디스플레이한다. 분배 시스템(474)은 전송 데이터 스트림(472)으로 대치된 데이터 스트림(100) 및 수신 데이터 스트림(476)으로 대치된 데이터 스트림(126)을 사용하여, 도 17에 도시된 바와 같이 구현될 수도 있다. 게다가, 데이터 스트림(128) 및 데이터 스트림(126)은, 본 명세서에서 참조문으로 인용한, 국제 통신 연합, 전화 통신 표준안(ITU-T), Recommunication V.17, "A 2-Wire Modem for Facsimile Applications With Rates up to 14,4000b/s" (1991년)스위스 제네바에서 개시된 바와 같은, 수신 팩스(478) 및 전송 FAX(470) 사이에서의 프로토콜 승인을 위해 사용된다. 이같은 방식으로 전송 FAX(470)로부터의 팩시밀리는 종래의 전송 체제를 사용하여 가능하였던 것보다 높은 속돌로 유용하게 수신 팩스(478)로 전송된다.The features of the present invention shown in Fig. 19 can be used for high speed facsimile transmission. Transmission FAX 470 scans the image and converts it into a transmission data stream 472 in a known manner. The transport data stream 472 is transformed into a receive data stream 476 via a distribution system 474, for example as shown in FIG. The incoming fax 478 converts the data stream into an image to print or otherwise display. The distribution system 474 may be implemented as shown in Figure 17 using a data stream 126 that is replaced by a received data stream 476 and a data stream 100 that is replaced by a transmit data stream 472 . In addition, data stream 128 and data stream 126 may be stored in a computer-readable medium such as the International Telecommunications Union, Telecommunication Standard (ITU-T), Recommunication V.17, " A 2-Wire Modem for Facsimile Applications With Rates Up to 14,4000 b / s " (1991), Geneva, Switzerland, for receiving the protocol between incoming fax 478 and transfer fax 470. In this manner, the facsimile from the sending FAX 470 is advantageously sent to the receiving fax 478 with a higher jumper than was possible using conventional transmission schemes.

ISDN/디지털 전화 릴레이ISDN / Digital Phone Relay

본 발명의 특징은 ISDN 또는 디지털 기술을 이용할 수 있는 소정의 응용과함께 사용될 수도 있다. 이것은 디지털적으로 접속된 부분에서 전화망으로의 아날로그 접속만을 가지는 제 2 부분까지 전송을 위해 ISDN과 기능적 등가물을 제공한다. 이것은 도 17에 도시된 것과 같은 시스템을 사용하여 직접적으로 수행되거나, 도 20에 도시된 중개 릴레이를 사용하여 수행될 수 있다. 디지털 가입자(480)는 아날로그 가입자(490)를 향한 디지털 통화를 가능하게 하고, 상기 아날로그 가입자는 디지털 전화망으로의 직접적인 디지털 액세스를 행하지 않고 대신에 아날로그 가입자 접속(488)을 가진다. 완전 디지털 접속은 ISDN, Switched-56, T1등과 같은 디지털 접속(482)을 사용하여 디지털 가입자(480)와 릴레이 서버(484) 사이에서 개방된다. 릴레이 서버(484)는 종래의 모뎀과 같은 유용한 소정의 수단 또는 도 17에 도시된 것과 같은 시스템을 사용하여 릴레이 접속(486)을 따라 아날로그 가입자(490)와 통신한다. 기술 분야의 당업자에게 공지된 적절한 흐름 제어 방식을 사용하여, 디지털 접속이 단지 아날로그 가입자에게 개방된다는 것이 디지털 가입자에게 명확하게 된다. 이같은 접속은 음성, 데이터 디지털 FAX, 비디오, 오디오 등과 같은 소정의 디지털 통신을 위해 사용될 수 있다. 아날로그 가입자에게 디지털 접속을 제공하기 위해, 릴레이 서버(484)를 실제 디지털 전화망(134)에 구현할 수 있다는 것도 주지하여야 한다.The features of the present invention may also be used with some applications that may utilize ISDN or digital technology. It provides a functional equivalent to the ISDN for transmission to the second part, which has only an analog connection from the digitally connected part to the telephone network. This may be performed directly using a system such as that shown in Fig. 17, or may be performed using the mediation relay shown in Fig. The digital subscriber 480 enables a digital call to the analog subscriber 490 and the analog subscriber does not have direct digital access to the digital telephone network and instead has an analog subscriber connection 488. A full digital connection is opened between the digital subscriber 480 and the relay server 484 using a digital connection 482 such as ISDN, Switched-56, T1, or the like. Relay server 484 communicates with analog subscriber 490 along relay connection 486 using any useful means such as a conventional modem or a system such as that shown in Fig. Using appropriate flow control schemes known to those skilled in the art, it becomes clear to the digital subscriber that the digital connection is only open to analog subscribers. Such connections may be used for certain digital communications such as voice, data, digital FAX, video, audio, and the like. It should also be noted that the relay server 484 may be implemented in the actual digital telephone network 134 to provide a digital connection to the analog subscriber.

본 발명은 바람직한 실시예를 참조하여 도시되고 기술되고, 다양한 형태의 변화 및 변형이 첨부된 청구범위에 의해 한정된 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 이루어진다는 것이 당업자에게 이해된다. 예를 들어 등가의트레이닝 요구가 도 17의 반전 채널을 사용하여 달성될 수 있다. 도 17의 반전 채널은 디코더(156)로부터 엔코더(150)로의 정보 흐름을 제어하기 위한 다른 등가적인 구성을 제공할 수도 있다. 그러나, 이같은 구성에 있어서, 본 발명은 여전히 데이터 제공자와 사용자 사이에서 데이터 전송을 제공한다. 게다가, 전화 회선의 보상은 기술 분야의 당업자에게 공지된 다른 등가 구성에 의해 달성될 수 있으며; 등가 트레이닝 절차가 사용될 수 있고, 상이한 균등화 방법이 사용될 수 있으며, 시스템이 본 발명의 범주를 벗어나지 않고, 중앙국의 등가물에 적용될 수 있다. 따라서, 기술 분야의 정상적인 당업자는 이같은 모든 등가 회로 및 수정물이 청구 범위의 범주내에 포함된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It will be understood by those skilled in the art that the present invention is shown and described with reference to preferred embodiments and that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. For example, an equivalent training request can be achieved using the inversion channel of FIG. The reversal channel of FIG. 17 may provide another equivalent configuration for controlling the flow of information from decoder 156 to encoder 150. However, in such a configuration, the present invention still provides data transmission between the data provider and the user. In addition, compensation of the telephone line may be achieved by other equivalent arrangements known to those skilled in the art; Equivalent training procedures can be used, different equalization methods can be used, and the system can be applied to the equivalents of a central office without departing from the scope of the present invention. Accordingly, one of ordinary skill in the art will appreciate that all such equivalent circuits and modifications are within the scope of the claims.

Claims (36)

엔코더는 전화망의 디지털 부분에 디지털 접속하고 상기 전화망의 디지털 부분은 아날로그 루프에 의해 디코더에 접속되는, 엔코더와 디코더를 구비한 통신 시스템의 트레이닝 방법에 있어서,A method of training a communication system having an encoder and a decoder, the encoder digitally connecting to a digital portion of a telephone network and the digital portion of the telephone network being connected to a decoder by an analog loop, 상기 엔코더에서 상기 디코더로 N개의 코드워드를 M회 반복하여 전송하는 단계로서, 상기 M 및 N은 디코더에 알려진 정수이고 상기 코드워드는 상기 전화망의 디지털 부분에 의해 사용되는 PCM 코드에 상응하는 단계,Repeating the N codewords M times from the encoder to the decoder, wherein M and N are integers known to the decoder and the code words correspond to PCM codes used by the digital portion of the telephone network, 상기 디코더에서 상기 전송 코드워드에 해당하는 아날로그 전압 레벨의 수신 시퀀스를 샘플링하는 단계;Sampling a reception sequence of an analog voltage level corresponding to the transmission codeword in the decoder; 상기 엔코더 또는 디코더에서 각각의 샘플과 관련된 값을 저장하는 단계;Storing values associated with each sample in the encoder or decoder; 상기 엔코더 또는 디코더에서 상기 저장된 값을 분석하는 단계; 및Analyzing the stored value in the encoder or decoder; And 상기 디코더에서 상기 분석에 따라 디코더의 파라미터를 조정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And adjusting the parameters of the decoder in accordance with the analysis at the decoder. 제 1항에 있어서, 상기 N개의 코드워드는 두개의 PCM 코드워드의 서브세트로부터 무작위로 선택되며, 상기 두개의 PCM 코드워드 서브세트는 전화망에 의해 구현된 μ법칙의 압신 규칙하에 서로 상반(negative)되는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the N codewords are randomly selected from a subset of the two PCM codewords, the two subset of PCM codewords being < RTI ID = 0.0 & ). ≪ / RTI > 제 2항에 있어서, 상기 각각의 두 PCM 코드워드는 N/2번 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.3. The method of claim 2, wherein each of the two PCM codewords is selected N / 2 times. 제 1항에 있어서, 상기 수신 시퀀스는 상기 전화망의 디지털 부분의 클록 비율의 두배로 샘플링되는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the receiving sequence is sampled twice the clock rate of the digital portion of the telephone network. 제 1항에 있어서, 상기 수신 시퀀스는 16,000샘플/초의 비율로 샘플링되는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the receiving sequence is sampled at a rate of 16,000 samples / second. 제 1항에 있어서, 상기 저장된 값을 분석하는 단계는 M회 반복이 발생하는 속도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein analyzing the stored value comprises determining a rate at which M iterations occur. 제 6항에 있어서, 상기 분석 단계는 상기 M 반복이 발생하는 속도와 관련된 샘플 주기를 결정하는 단계;7. The method of claim 6, wherein the analyzing comprises: determining a sample period associated with the rate at which the M iteration occurs; 상기 결정된 주기를 N/8000 초와 비교하는 단계; 및Comparing the determined period to N / 8000 seconds; And 상기 비교에 따라 상기 디코더의 샘플링 비율의 클록을 조정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And adjusting the clock of the sampling rate of the decoder according to the comparison. 제 7항에 있어서, 상기 조정된 샘플링 비율의 클록을 사용하여 상기 저장된 값을 재샘플링하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.8. The method of claim 7, further comprising resampling the stored value using a clock of the adjusted sampling rate. 제 8항에 있어서, 상기 재샘플링된 값에 대해 청구항 7의 단계를 반복하여 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.9. The method of claim 8, further comprising: repeating the steps of claim 7 for the resampled value. 제 1항에 있어서, 상기 저장된 값을 분석하는 단계는 잡음 추정을 측정하기 위해 M회 반복의 분산(variance)을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein analyzing the stored value comprises measuring a variance of M iterations to measure a noise estimate. 제 1항에 있어서, 상기 저장된 값을 분석하는 단계는 M회 반복으로부터 평균 수신 신호 레벨을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein analyzing the stored value comprises calculating an average received signal level from M iterations. 제 1항에 있어서, 상기 파라미터는 상기 디코더 내의 등화기와 관련되는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, wherein the parameter is associated with an equalizer in the decoder. 제 12항에 있어서, 상기 파라미터는 상기 디코더에 저장된 미리 결정된 시퀀스, 평균 수신 신호 레벨의 측정 및 잡음 추정 중 적어도 하나에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.13. The method of claim 12, wherein the parameter is adjusted according to at least one of a predetermined sequence stored in the decoder, a measurement of an average received signal level, and a noise estimate. 제 12항에 있어서, 상기 저장된 값을 분석하는 단계는 평균 제곱 에러 추정을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.13. The method of claim 12, wherein analyzing the stored values comprises calculating a mean square error estimate. 제 14항에 있어서, 상기 파라미터는 최소 평균 제곱 에러를 가지는 등화기를 달성하기 위해 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.15. The method of claim 14, wherein the parameter is adjusted to achieve an equalizer having a minimum mean square error. 제 15항에 있어서, 상기 엔코더로 상기 파라미터를 다시 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.16. The method of claim 15, further comprising transmitting the parameter back to the encoder. 제 16항에 있어서, 상기 엔코더에서 상기 파라미터에 기초하여 데이터 전송을 위한 코드워드 세트를 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.17. The method of claim 16, further comprising: selecting a codeword set for data transmission based on the parameter at the encoder. 제 1항에 있어서, 보상 신호와 최근점 코드워드 사이의 편차를 측정하는 것에 기초하여 트레이닝 방법을 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.2. The method of claim 1, further comprising updating the training method based on measuring a deviation between the compensation signal and the most recent point codeword. 제 18항에 있어서, 상기 편차의 측정에 따라 상기 등화기와 관련된 샘플링 비율의 클록 및 파라미터를 연속적으로 업데이트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.19. The method of claim 18, further comprising continuously updating the clock and parameters of the sampling rate associated with the equalizer in accordance with the measurement of the deviation. 제 19항에 있어서, 상기 편차의 측정이 미리 결정된 임계치를 초과할 때 재트레이닝 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.20. The method of claim 19, further comprising retraining when the measurement of the deviation exceeds a predetermined threshold. 엔코더는 전화망의 디지털 부분에 디지털 접속되고, 상기 전화망의 디지털 부분은 아날로그 루프에 의해 디코더에 접속되며, 상기 아날로그 루프는 네트워크로부터의 디지털 정보를 상기 디코더로의 전송을 위한 아날로그 값으로 변환하는, 엔코더와 디코더를 구비한 통신 시스템에서, 전화망의 디지털 부분 내의 로빙된 비트 시그널링의 존재를 검출하기 위한 방법에 있어서,An encoder is digitally connected to a digital portion of the telephone network, the digital portion of the telephone network being connected to the decoder by an analog loop, the analog loop converting the digital information from the network to an analog value for transmission to the decoder, A method for detecting the presence of routed bit signaling in a digital portion of a telephone network, 상기 엔코더에서 상기 전화망의 디지털 부분으로 미리 결정된 패턴의 PCM 코드워드를 송신하는 단계;Transmitting a predetermined pattern of PCM code words from the encoder to a digital portion of the telephone network; 상기 디코더에서 아날로그 전압 값의 형태로 상기 미리 결정된 패턴의 PCM 코드워드를 수신하는 단계;Receiving the PCM codeword of the predetermined pattern in the form of an analog voltage value at the decoder; 상기 수신 아날로그 값에 응답하여 상기 디코더에서 에러 측정을 결정하는 단계; 및Determining an error measurement in the decoder in response to the received analog value; And 상기 에러 측정에 기초하여 로빙된 비트 시그널링이 존재하는지의 여부를 상기 엔코더 또는 디코더에서 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And determining in the encoder or decoder whether there is a roving bit signaling based on the error measurement. 제 21항에 있어서, 상기 에러 측정을 결정하는 단계는 상기 수신 아날로그 전압을 미리 결정된 기준 전압과 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.22. The method of claim 21, wherein determining the error measurement comprises comparing the received analog voltage to a predetermined reference voltage. 제 21항에 있어서, 상기 미리 결정된 패턴은 M개의 프레임으로 분할되며, 상기 각각의 M개의 프레임은 N개의 타임 슬롯을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.22. The method of claim 21, wherein the predetermined pattern is divided into M frames, each of the M frames having N time slots. 제 23항에 있어서, 상기 에러 측정을 결정하는 단계는 상기 N개의 타임 슬롯에 해당하는 N개의 평균 에러 측정을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.24. The method of claim 23, wherein determining the error measurement comprises forming N average error measurements corresponding to the N time slots. 제 24항에 있어서, 상기 각각의 N개의 평균 에러 측정은 모든 N번째 에러 측정을 평균 처리하므로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.25. The method of claim 24, wherein each of the N average error measurements is made by averaging all Nth error measurements. 제 23항에 있어서, N=6인 것을 특징으로 하는 방법.24. The method of claim 23, wherein N = 6. 제 21항에 있어서, 상기 로빙된 비트 시그널링 결정 단계는,22. The method of claim 21, wherein determining the routed bit signaling comprises: 상기 에러 결정의 크기가 주기적으로 반복적인지의 여부를 결정하는 단계; 및Determining whether the size of the error determination is periodically iterative; And 상기 에러 측정이 주기적으로 반복될 때 상기 주기적으로 반복되는 에러 측정이 로빙된 비트 시그널링으로부터 발생하는 지의 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.And determining whether the periodically repeated error measurement results from roving bit signaling when the error measurement is periodically repeated. 엔코더는 전화망의 디지털 부분에 디지털 접속되고, 상기 전화망의 디지털 부분은 아날로그 루프에 의해 디코더에 접속되는, 엔코더와 디코더를 구비한 통신 시스템에서, PCM 코드워드 세트를 선택하기 위한 방법에 있어서,A method for selecting a set of PCM codewords in a communication system having an encoder and a decoder, wherein the encoder is digitally connected to a digital portion of the telephone network and the digital portion of the telephone network is connected to the decoder by an analog loop, 상기 엔코더로부터 PCM 코드워드 시퀀스를 전송하는 단계;Transmitting a PCM codeword sequence from the encoder; 상기 디코더에서 아날로그 전압 시퀀스로서 상기 시퀀스를 수신하는 단계;Receiving the sequence as an analog voltage sequence at the decoder; 상기 수신된 시퀀스의 아날로그에 응답하여 상기 디코더에서 잡음 레벨을 결정하는 단계;Determining a noise level in the decoder in response to the analog of the received sequence; 상기 잡음 레벨 결정에 응답하여 상기 엔코더 또는 디코더에서 최소 간격(separation) 값을 선택하는 단계; 및Selecting a minimum separation value in the encoder or decoder in response to the noise level determination; And 상기 세트내의 어떠한 두개의 PCM 코드워드도 상기 선택된 최소 간격 값 보다 작게 분리되지 않도록 상기 엔코더 또는 디코더에서 PCM 코드워드 세트를 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Selecting a PCM codeword set in the encoder or decoder such that no two PCM codewords in the set are separated by less than the selected minimum spacing value. 제 28항에 있어서, 상기 세트를 선택하는 단계는 제 2의 PCM 코드워드 세트를 선택하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 2 세트로부터의 PCM 코드워드는 비트 로빙된 타임 슬롯 동안에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.The method of claim 28, wherein selecting the set further comprises selecting a second set of PCM codewords, wherein the PCM codewords from the second set are used during bit- How to. 제 28항에 있어서, 상기 잡음 레벨을 결정하는 단계는 수신된 시퀀스의 아날로그 전압의 변화를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.29. The method of claim 28, wherein determining the noise level further comprises measuring a change in the analog voltage of the received sequence. 엔코더는 전화망의 디지털 부분에 디지털 접속되고, 상기 전화망의 디지털 부분은 아날로그 루프에 의해 디코더에 접속되는, 엔코더와 디코더를 구비한 통신 시스템에서, 상기 엔코더에서 상기 디코더로 정보를 이송하기 위한 방법에 있어서,An encoder is digitally connected to a digital part of a telephone network, the digital part of the telephone network being connected to a decoder by an analog loop, in a communication system with an encoder and a decoder, in a method for transferring information from the encoder to the decoder , 상기 엔코더로부터 PCM 코드워드의 시퀀스를 전송하는 단계;Transmitting a sequence of PCM codewords from the encoder; 상기 디코더에서 아날로그 전압의 시퀀스로서 상기 시퀀스를 수신하는 단계;Receiving the sequence as a sequence of analog voltages at the decoder; 상기 수신된 시퀀스의 아날로그 전압에 응답하여 상기 디코더에서 잡음 레벨을 결정하는 단계;Determining a noise level at the decoder in response to the analog voltage of the received sequence; 상기 잡음 레벨 결정에 응답하여 상기 엔코더 또는 디코더에서 최소 간격 값을 선택하는 단계;Selecting a minimum interval value in the encoder or decoder in response to the noise level determination; 상기 세트내의 어떠한 두개의 PCM 코드워드도 상기 선택된 최소 간격 값보다 작게 분리되지 않도록 상기 엔코더 또는 디코더에서 PCM 코드워드 세트를 선택하는 단계; 및Selecting a PCM codeword set in the encoder or decoder such that no two PCM codewords in the set are separated by less than the selected minimum spacing value; And 상기 엔코더에서 상기 디코더로 정보를 이송하기 위해, 상기 선택된 코드워드 세트로부터 정보 비트의 시퀀스를 PCM 코드워드 시퀀스로 엔코딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.Encoding a sequence of information bits from the selected set of code words into a PCM codeword sequence to convey information from the encoder to the decoder. 제 31항에 있어서, 상기 세트를 선택하는 단계는 제 2의 PCM 코드워드 세트를 선택하는 단계를 더 포함하며, 상기 제 2 세트로부터의 PCM 코드워드는 비트 로빙된 타임 슬롯 동안에 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein selecting the set further comprises selecting a second set of PCM codewords, wherein the PCM codewords from the second set are used during bit- How to. 제 31항에 있어서, 상기 엔코딩 단계는 콘볼루션 엔코더에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein the encoding step is performed by a convolutional encoder. 제 31항에 있어서, 상기 엔코딩 단계는 블록 엔코더에 의해 수행되는 것을32. The method of claim 31, wherein the encoding step is performed by a block encoder 특징으로 하는 방법.Lt; / RTI > 제 31항에 있어서, 상기 엔코딩 단계는 격자(trellis) 엔코더에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein the encoding step is performed by a trellis encoder. 제 31항에 있어서, 상기 잡음 레벨을 결정하는 단계는 상기 수신된 시퀀스의 아날로그 전압의 변화를 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.32. The method of claim 31, wherein determining the noise level further comprises measuring a change in the analog voltage of the received sequence.
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