JP2003522469A - 電話網におけるロブドビットシグナリングのためのｐｃｍデータフレーム調整システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 １または複数のシンボルで、ＰＣＭデータフレームとネットワークＲＢＳフレームの相対位相をシフトするシステムおよび方法が開示される。この方法は、ＲＢＳがあるか否かを判定すること（１００）を含む。ＲＢＳがある場合、ＲＢＳ対象スロットが特定される。次に、どのデータスロット（もしあれば）が符号化対象とされるかが判定される（１０２）。ＰＣＭデータフレームがＲＢＳ制約条件にシフトされて、符号化制約条件は、いかなる特定のデータスロットとも一致しない（１０４）。特定のＰＣＭアップストリーム変調方式の一方式として、デジタルモデムは、ネットワークＲＢＳ対象スロット上に最小数のトレリス修正シンボルが来るように、データモードフレームとネットワークＲＢＳフレームの相対位相を調整する。この情報は、アナログモデムに送信される（１０６）。シフト総数は、最初のトレーニングシーケンス時に、アップストリームコンステレーションセットとマッピングパラメータを送信するのに使用されたのと同一データシーケンスにてアナログモデムに送信される。本発明は、すべてのシンボルが同一の制約条件（例えばトレリス符号化）に従うわけではないデータフレーム構造を使用する、いかなるＰＣＭモデムの性能をも向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は、電話網データ通信に関し、詳細には、ロブドビットシグナリング（
ＲＢＳ）の影響を減少させる手段に関する。

【０００２】 （発明の背景） 現在の公衆電話交換網（Ｐｕｂｌｉｃ Ｓｗｉｔｃｈｅｄ Ｔｅｌｅｐｈｏｎ
ｅ Ｎｅｔｗｏｒｋ、以下ＰＳＴＮと記述）は、ほぼ完全にデジタル方式である
。中央局（ＣＯ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｏｆｆｉｃｅ）と電話器セット間の「最後の
マイル」は、「ローカルループ」としても知られているが、電話網の唯一のアナ
ログ方式部分である。中央局と電話網のバックボーンは、完全にデジタル方式で
ある。

【０００３】 米国におけるネットワーク上のデジタル信号は、Ｔ１回線のようなＴ−キャリ
ア方式を含む、さまざまなキャリア媒体を通じて送信されている。Ｔ１回線は１
．５４４Ｍｂｐｓで動作し、最高２４ ６４Ｋｂｐｓ音声チャネルを搬送する。
Ｔ１（とＴ３）回線は、アナログ信号とデジタル信号間の変換に、パルス符号変
調（ＰＣＭ：Ｐｕｌｓｅ Ｃｏｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、以下ＰＣＭと記述
）と呼ばれるサンプリング技術を利用する。受信地において、本来のアナログ信
号に再現可能なデジタル情報を形成するために、アナログ信号は、８ｋＨｚでサ
ンプリングされて、８ビット／サンプル量子化器によって、量子化される。ロー
カルループ上のエンドユーザとデジタル網上のそれとの接続を、「ＰＣＭチャン
ネル」と呼ぶことができる。

【０００４】 Ｔ１回線は、２４の各音声チャネルに８ビットを割り当てたフレーム構造を使
用する。Ｔ１フレームは１９３ビットで構成され、特別なビットを追加してその
フレーム境界を表示する。単一音声チャネルの観点から、フレームは、８ビット
で構成され、単一チャンネルの観点から見たフレームは、「ＰＣＭフレーム」ま
たは「スロット」と呼ぶことができる。

【０００５】 アナログ信号同様、データをローカルループを通してデジタル網に送信可能で
ある。データを送信するには、ＰＣＭチャンネル制約条件に適合させるようデー
タをフォーマット化することが必要である。ＰＣＭフレーム１０の実例シーケン
スを図１に示す。デジタル化されたアナログ信号の場合、各スロットＳは、アナ
ログ信号の一個８ビットのサンプルを有する。データ用に、この変調方式は、ビ
ットをシンボルに、そしてシンボルを集合にマップする。データから発生した集
合点の連続した並びは、アナログ信号に変換され、ローカルループを介して送信
される。ネットワークは、この信号を任意のアナログ信号であるかのように処理
する。

【０００６】 各々のフレームは、デジタル化されたサンプルだけでなくネットワーク信号情
報を含むことができる。信号情報は、例えば呼の状態、または電話がオフフック
かどうかのような情報を示すために使用される。Ｔ１回線上で信号情報を搬送す
るために、ロブドビットシグナリング（ＲＢＳ：Ｒｏｂｂｅｄ Ｂｉｔ Ｓｉｇ
ｎａｌｉｎｇ、以下ＲＢＳと記述）と呼ばれる帯域内周波シグナリング技術が用
いられる。信号情報を搬送するための予備のバンド幅がないので、ＲＢＳは、特
定のフレームから周期的に１ビットを奪う。その後、このビットは、信号情報の
ために使われる。個々のＴ１回線用に標準化されたＲＢＳでは、６番目のフレー
ム毎に１ビットが奪われる。このビットは、最下位ビットである（図１の１２と
１４で示す）。したがって、音声符号化のすべての第６番目のサンプルは、７ビ
ットの音声データと１ビットの信号情報で構成される。ＲＢＳに起因する音声サ
ンプルの劣化は、実際にはほとんど無い。

【０００７】 ＰＣＭフレームストリームを「ＲＢＳフレーム」１６の連続的、周期的反復と
して記述することは、好都合である。各ＲＢＳフレーム１６は、６個のスロット
Ｓで構成される。各スロットは、「オクテット」と呼ばれる１個の８ビットＰＣ
Ｍコード名を含む。いったん呼が確定されると、ＲＢＳが対象とする特定のスロ
ットは、呼の間じゅう固定されたままである。図１に示す実例では、スロットＳ
６、スロットＳ１２、等が、ＲＢＳの対象となる。

【０００８】 ネットワークにおける異なるキャリアは、ＲＢＳフレームから異なるスロット
を選択して奪うことができる。スロットの並びがネットワークを通過すると、Ｒ
ＢＳフレーム内の複数のスロットが対象とされるからである。出力で観察される
ロブドビットのパターンは、ＲＢＳフレームからＲＢＳフレームまで同一である
。

【０００９】 ＲＢＳが情報を奪うので、データ送信時に問題が発生する。前述のごとく、音
声（アナログ）情報に対する損失は、実際には最小である。しかし、例えばモデ
ム等でデジタルデータを送受信する際、データビットの周期的損失は継続的エラ
ーの原因となる。モデムの観点からいえば、中央局コーデックで受信されるアッ
プストリーム信号振幅を伝送するＰＣＭコードの最下位ビットを搬送するのに一
般に使用される情報から、１個のビット１２，１４を奪取することで、ＲＢＳは
、アップストリームデータ中のあるスロットのノイズ量子化を増加させる。換言
すれば、ＲＢＳは、システムに制約を負わせる。

【００１０】 ＲＢＳに対処するために、ＩＴＵ−Ｖ．９０準拠のＰＣＭモデムは、ＲＢＳ対
象となるスロットコンステレーションを選択する際には、より厳しい制限の設計
制約条件を課さなければならない。一般的には、設計の制約は、コンステレーシ
ョン点の合計数を減少させる、また、それと等価なことになるが、ＲＢＳ対象ス
ロットが確実に支援できる最小コード点間隔を増加させる。ＰＣＭモデムは、Ｒ
ＢＳ対象スロットのために異なるコンステレーション点を選択しなければならな
くなる。

【００１１】 次の実例は、Ｖ．９０標準がＲＢＳに対処する方法を図示したものである。Ｖ
．９０において、ＴＲＮ２ｄの第１のシンボルはＲＢＳフレームのスロット０に
指定される。ＴＲＮ２ｄ長とトレーニングシーケンスのすべては、その後、各デ
ータモードフレームの第１のシンボルもＲＢＳフレームのスロット０になるよう
な制約を受ける。これは、６個のオクテットの整数倍のシンボル範囲に次の送信
されたフィールド長の各々を拡張して実現できる。したがって、データモードで
は、データフレームの各シンボルのＲＢＳスロット、または同じことだが、ネッ
トワークＲＢＳフレームに関連したＶ．９０ダウンストリームデータフレームの
位置が、デジタル方式のＰＣＭモデム送信器のタイミングで無計画に決定され、
データモードおよび次に続く全レートネゴシエーションのためのＴＲＮ２ｄのス
タート後に固定される。

【００１２】 ＰＣＭモデムに類似したＩＴＵ−Ｖ．９０と同様に、ＰＣＭアップストリーム
変調方式の設計は、ＲＢＳの結果として拘束される。１９９９年１月２０日出願
の米国特許番号第０９／２３４４５１号で開示されたようなＰＣＭ変調方式は、
トレリス符号化にさらなる設計の制約を強要するので、ＲＢＳに処理するＶ．９
０方式は、ＰＣＭアップストリーム変調方式には能率的に利用できない。前のシ
ンボルに基づいてシンボルを制約するあらゆるコード体系は、ＲＢＳ制約と衝突
し、効率を低下させ得る。このように、データフレーム位置とネットワークＲＢ
Ｓフレーム位置は、コンステレーション点およびデータフレーム内の特定のスロ
ットに正常に使用されるマッピングパラメータを強く制約する。開示されたＰＣ
Ｍアップストリーム変調方式において、さらなる制約が、コンステレーションセ
ットおよびマッピングパラメータに課されているので、トレリス修正されたデー
タフレームスロット３，７，１１のためのパワー制限が満たされ得る。

【００１３】 残念なことに、ＲＢＳ制約の克服のためにＶ．９０が使用する解決策は、ＰＣ
Ｍアップストリーム変調方式では機能しない。例えば、Ｖ．９２のアップストリ
ームデータフレームは、１２スロット長である。ＲＢＳとトレリス符号化制約は
あわせて、送信コンステレーションを制約しすぎる可能性があるため、アナログ
ＰＣＭモデムで送信されるトレーニングシーケンスの第１シンボルと一致するよ
うに、各アップストリームデータフレームの第１シンボルを固定することでは、
満足な解決策が得られない。したがって、ＲＢＳ対象スロットがトレリス修正シ
ンボルと最小限一致するように、ネットワークＲＢＳフレームと、アップストリ
ームデータモードフレームとの相対位相をデジタルモデムが調整する、ＰＣＭア
ップストリーム変調方式を利用できる方法が必要とされる。ＲＢＳ対象スロット
が符号化された対象スロットと一致する場合、システムの柔軟性は低くなり、結
果として性能劣化の原因となる。

【００１４】 （概要） 本発明の目的は、１または複数のシンボルによって、ＰＣＭデータフレームと
ネットワークＲＢＳフレームの相対位相をシフトする方法を提供することにある
。最初に、ＲＢＳがあるか否かが判定される。ＲＢＳがある場合、本発明では、
どのデータスロット（もしあれば）が符号化対象とされるかが判定される。その
後、必要に応じてＰＣＭデータフレームはシフトされるので、ＲＢＳ制約および
符号化制約は、いかなる特別なデータスロットでも一致しない。

【００１５】 本発明の一実施形態によれば、デジタルモデムは、データモードフレームとネ
ットワークＲＢＳフレームの相対位相を調整し、最小のトレリス修正シンボル（
データフレームスロット３，７，１１）数がネットワークＲＢＳ対象スロット上
に来るようにする。情報は、その後アナログモデムに送信される。シフト総数は
、最初のトレーニングシーケンス間に、アップストリームコンステレーションセ
ットとマッピングパラメータを送信するのに使用される同一データシーケンスで
、アナログモデムに送信される。

【００１６】 本発明は、また、シンボルストリームを含むＰＣＭデータフレームでの、ＲＢ
Ｓに起因する情報処理能力の損失を減少させる方法を含む。本方法は、ＲＢＳが
ＰＣＭデータフレームを対象としているかどうか決定し、もしそうならば、ＰＣ
Ｍデータフレーム中のどのスロットがＲＢＳ対象スロットかを判定することを含
む。本方法は、ＰＣＭデータフレームのどのスロット（もしあれば）が、シンボ
ルの符号化で拘束されているか判定し、減少数のシンボルがＲＢＳおよび符号化
の対象となるように、ＰＣＭデータフレームのスロットへシンボルを挿入する調
整を判定することからなる。判定された調整に基づいて、シンボルストリームの
ソースが調整される。

【００１７】 シンボルストリームのソースは、アナログモデムであってもよく、アナログモ
デムは、ＰＣＭデータフレームのスロットへシンボルを挿入する調整を判定する
ステップを実行できる。あるいは、アナログモデムからＰＣＭデータを受信して
いるデジタルモデムは、ＰＣＭデータフレームのスロットへシンボルを挿入する
調整を判定するステップを実行することができ、デジタルモデムは、アナログモ
デムと決定された調整を通信できる。この通信は、モデム間の最初のトレーニン
グシーケンス時に実行できる。

【００１８】 決定された調整は、ＰＣＭデータフレームの相対位相、またはシンボル命令置
換、あるいはその両方の調整からなる。符号化には、トレリス符号化が含まれる
。符号化は、異なるスロットでのシンボル間で依存性を有してもよい。

【００１９】 本発明の利点は、シンボルのすべてが同一制約条件（例えばトレリス符号化に
よる）を受けるわけではないデータフレーム構造を使用した、任意のＰＣＭモデ
ムの性能の改善を含む。

【００２０】 本発明の他の利点は、検出ループ特性、アップストリームデジタル欠陥、およ
びＡＰＣＭパワー制限を与えて、最高速のアップストリームビットレートを達成
するために、ネットワークＲＢＳフレームやアップストリームＰＣＭデータフレ
ームの相対位相またはシンボル置換を最初のトレーニングシーケンス時に調整す
る能力からなることを特徴とする。

【００２１】 さらなる本発明の他の利点は、最少トレリス修正シンボル数（例ではスロット
３，７，１１）がネットワークＲＢＳ対象スロット上に来るように、ＰＣＭデー
タフレームとネットワークＲＢＳフレームの相対位相を調整する能力を有するこ
とを特徴とする。

【００２２】 本発明の上述のおよび他の特徴および効果は、次の添付図面に関連させて採り
上げた実施形態の詳細な説明からより深く理解されるであろう。 （詳細な説明） 本発明は、モトローラ社に譲渡され、引用により本願に組み込まれる１９９９
年１月２０日出願の米国特許番号第０９／２３４，４５１に記載されているよう
なＰＣＭアップストリーム変調方式に利用される。図１に示すように、ＰＣＭデ
ータフレームは、各１２スロットデータフレーム（データスロットＳ３，Ｓ７，
Ｓ１１）中の３個の特定のシンボルが、トレリス符号化器で生成された情報の冗
長ビットを搬送するように設計される。スロット３から始まる各第４番目のデー
タスロットは冗長情報を含む。この特定の符号化体系とフレーム構造は、設計さ
れたＰＣＭアップストリーム伝送構造を典型的に示すものである。しかし、それ
は、予測はできるが制御できないコンステレーション制約または他チャンネル欠
陥が、送信機または受信機の制約と周期的方法で一致する、一般的状況の例にす
ぎない。データフレーム構造が、ＲＢＳフレームと「トレリスフレーム」（トレ
リスコードの単一多次元シンボルに対応するシンボルのブロック）の最小公倍数
（ＬＣＭ）の整数倍でない場合、ＲＢＳ対象スロットと、トレリス制限されたス
ロットの一致は、データフレームをデータフレームに回転する。特別なネットワ
ークまたは状況に関して、ネットワーク制約条件（例えばＲＢＳ）および変調制
約条件（例えば多次元のトレリス符号化）の周期が公知であるか、または決定で
きるようなにおいては、この回転は時変シンボル置換を使用するために追跡し、
調整することができる。これにより、符号化器および復号器で、ある程度の余分
な複雑さが必要とされる。

【００２３】 符号化を持つどんなシステムも、数種類のフレーム構造を持っている。Ｖ．３
４は、それ自身のフレーム構造を有している。利用される符号化の特有のタイプ
に応じ、異なったシンボルには、異なった制約がある。

【００２４】 上記のＰＣＭアップストリーム変調方式では、特別なスロットのコンステレー
ションセットは、同一サイズの２個のセットに分割される。トレリス符号化器の
状態に応じて、２個の点のサブセットのうち１個だけが、ユーザー情報を搬送す
るために使用される。このことは、例で選択、使用されたデータスロットＳ３，
Ｓ７，Ｓ１１のコンステレーションセットにさらなる制約条件を課す。異なるシ
ンボルに課される制約条件は、変わってもよい。トレリス符号化器の状態によっ
て課される１つの制約条件は、これらのスロットのコンステレーションセットが
偶数点を持たなければならないことである。トレリス符号化器の状態から課され
る他の制約条件は、マッパーに影響を与え、等価なクラスの数が両方のコンステ
レーションサブセットと同じになる必要があることである。いったんコンステレ
ーションセットが選択されると、各データスロットを支援する等価なクラスのの
最大数も、アナログＰＣＭモデムの送信器のパワー制限条件で拘束される。各デ
ータスロットを支援する等価なクラスの最大数の拘束は、アップストリームデー
タのビットレートを制限する。

【００２５】 本発明に従って実行されるステップを図２に示す。いったん発呼されると、Ｒ
ＢＳ対象スロットは、呼の時間中に設定される。本発明では、先ずどのスロット
（もしあれば）がＲＢＳの対象とされるか判定する（ステップ１００）。これは
データ接続以前で、かつトレーニング手順開始前に実行される。ＲＢＳ対象スロ
ットを検出するための方法は、モトローラ社に譲渡され、本願に引用により組み
込まれている１９９８年６月５日出願の米国特許番号第０９／０９２，７８６号
に記載されている。基本的に、ＲＢＳ対象スロットは、アナログモデムが送信し
ているものと、デジタルモデムが受信しているものの差で決定される。

【００２６】 本発明のステップ１０２は、どのスロットが符号化で対象とされるか判定する
ことを含む。トレリス符号化の対象とされるスロットは、モデムのプロパティで
あって、ネットワークのものではないことは一般的に公知である。図１に示され
る実例データフレームにおいて、スロットＳ２の後の各第４スロットが対象にさ
れる（スロットＳ３から開始）。

【００２７】 本発明の図２の次のステップ１０４において、デジタルモデムは、ＲＢＳとト
レリス符号化によって対象にされるシンボル数が最小になるように、データフレ
ームと、ネットワークＲＢＳフレームとの相対位相を調整する。シンボルがＲＢ
Ｓおよび符号化と一致しない場合には、調整が不要なこともありうる。図１に示
される例において、デジタルモデムは、最小トレリス修正シンボル（データフレ
ームスロットＳ３，Ｓ７，Ｓ１１）の数がＲＢＳ対象スロットＳ５，Ｓ１１と一
致するように、データフレームとネットワークＲＢＳフレームの相対位相の調整
を判定する。

【００２８】 図２の次のステップ１０６では、デジタルモデムは、アナログモデムと位相シ
フト情報を通信する。ＰＣＭモデム接続のような任意のアップストリューム方向
のＩＴＵ−Ｖ．９０のトレーニングシーケンス間に、デジタルモデムは、アナロ
グモデムからデジタルモデムへ最速のデータ転送速度を可能にする送信器パラメ
ータのセットを設計するために、アナログチャネルとアップストリームデジタル
ネットワークパスの欠陥を調査する。データ転送セッションの間に、送信器は、
これらのパラメータを使用できるようにアナログモデムに送信する。

【００２９】 本発明の例証的な実施形態を、図３に電話回線で示す。デジタルモデム３０が
、バックボーンシステム、デジタルリンクまたはノードネットワークシステム（
例えばインターネットサービスプロバイダ：ＩＳＰ）への接続を含むネットワー
ク３２に接続している。デジタルモデム３０は、電話中央局（ＣＯ）を通じ、ア
ナログ電話接続３６上で、ユーザー側のアナログモデム３８と通信する。アナロ
グモデム３８は、ユーザーとデータを送受信し（一般的には、コンピュータへの
シリアルまたはパラレル接続）、中央局３４にアナログ回線上でアナログ信号と
して送信できる正しいフォーマットにデータを符号化する。当該技術で周知のよ
うに、その後アナログ信号は、ＰＣＭデータに変換される。ＰＣＭデータは、接
続３３を通じてデジタルモデム３０に送信される。一般に、接続３３はＴ１（ま
たはＴ３）接続であり、したがってＰＣＭデータは、データに課されたＲＢＳ制
約条件で、データフレームを使用して送受信される。

【００３０】 本発明は、すべてのシンボルが同じ制約条件に従うわけではない（例えば、ト
レリス符号化のため）データフレーム構造を使用している、いかなるＰＣＭモデ
ムの性能をも向上させる。Ｖ．９０は符号化ダウンストリームを持たないので、
すべてのシンボルは本質的に等価である。しかし、符号化がダウンストリーム方
向のＶ．９０に採用される場合には、本発明は、アップストリームのためにここ
で定義されているのと同様の方法で、モデムで利用されてもよい。

【００３１】 本発明の操作を説明している次の例を、解説用の目的だけに提供する。図４に
おいて、ＰＣＭデータフレーム２０を示す。キム（ＫＩＭ）のＰＣＭアップスト
リーム変調方式に開示されているように、データスロットＳ３，Ｓ７，Ｓ１１は
、トレリス符号化器対象スロットである。この例では、ＲＢＳはデータスロット
Ｓ０を対象とし、周期は６である。したがって、ＲＢＳは、Ｓ６，Ｓ１２等を対
象とする。ＲＢＳ制約条件とトレリス符号化制約条件は、データスロットＳ６に
一致し、周期的（例えばここでは記載されていないがＳ１８）に続く。もしＲＢ
Ｓ制約条件とトレリス制約条件が周期的にデータスロットに一致する場合には、
システムは柔軟性を失うことになる。最大限の柔軟性を維持するために、本発明
では、ＲＢＳ制約条件がトレリス符号化制約条件に一致しないように、ネットワ
ークＲＳＢフレームに対するＰＣＭデータフレームの位相をシフトする。この例
では、ＰＣＭフレーム開始インデックスは、ＲＢＳ制約条件がトレリス符号化制
約条件に一致しないように１スロット左にシフトされている。矢印２２で示すよ
うに、これはデータスロットＳ１，Ｓ５，Ｓ９等にトレリス符号化がシフトした
結果である。もはやＲＢＳとトレリス対象スロットのいかなる周期的一致も存在
しない。デジタルモデムは、最初のトレーニングシーケンスの間に、アナログモ
デムと位相シフト情報を通信する。

【００３２】 ある状況では、位相調整はＲＢＳとトレリス符号化の共同の制約を完全に緩和
するが、一方、他の状況では、そのようなオーバーラップの発生回数をシンボル
順序置換なしで最小にすることができる。代わりの方法は、シンボル制約を受け
たトレリスコードをＲＳＢ対象外のスロットにまぜる、ＲＢＳフレーム内でシン
ボル置換を定義することである。しかしながら、単一データフレーム内で位相調
整なしで制限されたシンボル置換は、これらシンボル間での共同決定が必要で、
通常のシンボルずつ（ｙｍｂｏｌ−ｂｙ−ｓｙｍｂｏｌ）の決定方式よりもシス
テムの複雑さが増す。トレリス対象シンボルが、シンボル「トレリスメイト」（
トレリスフレーム内の他のシンボル）より早い時間に発生しているスロットに再
配置されるとすれば、共同決定は有効かもしれない。

【００３３】 トレリス対象シンボルは、そのトレリスメイトとして選択された値に基づく。
トレリス対象外シンボルは、等価なクラスの点から自由に選択される。シンボル
の過去の経歴に依存する計量、即ち送信パワーを最小にするように、等価なクラ
スの範囲内で特別な点が選択される。トレリス対象のシンボルが、そのトレリス
対象外のメイトの１個より時間的に早く配置されると、トレリス対象シンボルは
今後のシンボルに依存する。この今後のシンボルは、順に、パワー最小化のため
のトレリス対象シンボルに依存する。なぜならば、依存関係の順序はこれらの２
個（またはそれより多く）では異なるので、（すなわち、時間概念の破壊）、こ
れらの２個（またはそれより多く）は、順にというより、むしろ共同で決定され
なければならないからである。単一シンボルの決定にＮ個の点またはクラスにわ
たって検索が必要な場合、Ｋシンボル上の共同決定をするには、Ｎ^Ｋ個の点また
はクラスセットにわたる検索が必要である。ＮとＫが一般的な値の場合、共同検
索領域Ｎ^Ｋは、ＫＮ（Ｋシンボルのシンボルずつの決定に対する検索領域サイズ
）よりもはるかに大きい。

【００３４】 一例として、トレリスフレームに関する以下の標準的なシンボル順序を考える
と、Ｓ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３（Ｓ３はトレリス対象）、順序が置換され、Ｓ０、
Ｓ１、Ｓ３、Ｓ２となる。その後、Ｓ２とＳ３は、トレリス制約とパワー最小化
制約を考慮して共同で決定されなければならない。

【００３５】 この共同決定は、次の手順で起こる。 １．Ｓ０を自由に選択する。 ２．Ｓ１を自由に選択する。 ３．Ｓ３として、各トレリスサブセットのパワーを最小にする値を選択する。 ４．ステップ３からＳ３の可能性のある各選択の中で、Ｓ２に対応するパワーを
最小にする値を選択する。 ５．この点まで累積パワーを最小にするＳ３、Ｓ２ペアを設定する。 共同決定の必要性は、１個のトレリス対象シンボルがそのトレリスメイト中の
１個以前に送信される予定の場合のみ存在する。「位相シフトおよび制限された
再配置」（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ ａｎｄ Ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ Ｒｅｏｒ
ｄｅｒｉｎｇ、以下ＰＳＲＲと記述）と称される他の解決策では、シンボル置換
を認めるが、トレリス対象シンボルは、そのトレリスメイトに先行しないという
制約が追加される。位相シフトとあわせて、この実施形態は、トレリス対象シン
ボルとＲＢＳ対象スロット間の、最小オーバーラップを保証できる。位相シフト
は、単独であらゆる可能な位相上の最小オーバーラップを達成できるが、すべて
のシンボル順位付けについて可能な最小オーバーラップを達成することは保証さ
れていないので、これは位相シフト単独法より優れた利点である。置換は、単独
で全シンボル順位付けについて可能な最小オーバーラップを達成できるが、計算
上の複雑さが増すことが多い点で、ＰＳＲＲは置換単独法より有利である。

【００３６】 本発明のこの実施形態により実行されるステップを、図５に説明する。ＰＳＲ
Ｒの第１のステップは、ＲＢＳパターンから所望の位相シフトを決定することで
ある。位相シフトがトレリス対象シンボルとＲＢＳ対象スロット間の最小オーバ
ーラップを単独で達成できる場合には、それに応じてアナログモデムは、その位
相をシフトし、調整を完了する。位相シフトが最小オーバーラップを単独で達成
することができない場合には、連続的に発生するＲＢＳ対象スロットの最大オー
バーラップ数が、データフレーム中の第１スロットから発生し始めるように位相
を選択する。第１のデータフレームスロットから開始して、図５に示される各シ
ンボルをしかるべきスロットに配置する手順に従う。

【００３７】 図６にデータフレームで始まる例を示す。スロットは、Ｓ０〜Ｓ１１までのラ
ベルが付けられる。ＲＢＳ対象スロットはそれらを指す矢印で示されいるが、こ
の場合スロットＳ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ１１がＲＢＳ対象である。トレリス符号化
で無拘束のシンボルは、「Ｕ」とラベル付けされ、一方トレリスコード対象とさ
れるものには、「Ａ」とラベル付けされる。シンボルは、該シンボルが属してい
る対応トレリスフレームの番号、すなわちどのシンボルがお互いのトレリスメイ
トであるかを定義している番号、が指定される。この場合、スロットＳ３，Ｓ７
，Ｓ１１のシンボルが、対象とされる。データフレームは、ＲＢＳ対象とトレリ
ス対象がオーバーラップする１個のスロットＳ１１を持つ。位相シフトは、単独
ではオーバーラップを１／データフレームより少なく減らすことができない。

【００３８】 図７に示すように、置換単独法は、Ｓ１０とＳ１１のシンボルを交換し得る。
トレリス対象シンボルは、ここではスロットＳ１０であり、これはＲＢＳ対象で
はない。この問題解決法では、スロットＳ１０とＳ１１のシンボルの共同決定が
必要である。

【００３９】 図６のＰＳＲＲ問題解決法の例を図８に示す。ＰＳＲＲは、先ず、データフレ
ームを右へ２スロットシフトするので、データフレームは、ここではＳ２からＳ
１３までを占有している。位相調整後のＲＢＳとトレリス制約条件間の唯一のオ
ーバーラップは、スロットＳ５で、元はＡ０のシンボルを持っていた。図５で定
義される手順には、シンボルＡ０をトレリスフレーム１の第１トレリス対象外の
メンバＵ１に交換する効果がある。時間の概念を破壊せずに、オーバーラップは
ゼロに減少し、したがってデータモードのさらなる複雑さは必要ない。

【００４０】 位相単独法の利点は、調整実行の簡潔さ、調整完了後の複雑さがゼロであるこ
と（すなわち、データモード）と固定されたシンボル順序に対するＲＢＳとトレ
リス制約条件事項間のオーバーラップを最小にする能力を持つこと、である。

【００４１】 置換単独法の利点は、ＲＢＳ制約条件とトレリス制約条件間の絶対最小オーバ
ーラップを保証する能力を持つことである。 ＰＳＲＲの利点は、調整完了後の複雑さの増加がほぼゼロであることと、ＲＢ
Ｓとトレリス制約条件間の絶対最小オーバーラップを保証する能力を持つことで
ある。

【００４２】 本発明は、信号線上に多くのノイズがあり（低信号対雑音比）、信号線は、数
種のアプリケーションの高速データレートを支援しなければならないという状況
においては理想的である。なぜなら、ＲＢＳは、特定のデータスロットを対象と
するので、データレートは低下するはずだからである。データレートが低下する
と、接続は、もはや所望のアプリケーションを支援することが出来ない。本発明
は、量子化雑音を効果的に減少させ、より高速のデータレートを支援することに
より、この状況を解決する。

【００４３】 本発明は、トレリス符号化制約条件とＲＢＳ制約条件に関して説明しているが
、本発明は、周期的なスロットの奪取と破損が存在するいかなるストリーミング
フレームシステムにおいても機能する。

【００４４】 本発明の例証的な実施形態に関して、本発明を示し、かつ説明してきたが、本
発明の趣旨および範囲を逸脱することなく本発明の形式および詳細において種々
の変更、省略、および追加を行うことが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ＰＣＭデータフレームの例。

【図２】本発明に従って実行されるステップのフローチャート。

【図３】本発明の例証的な実施形態に使用される電話網のブロック図。

【図４】本発明のデータモードフレームおよびネットワークＲＢＳフレーム
の相対位相を調整する方法。

【図５】本発明の他の実施形態により実行されるステップ。

【図６】ＲＢＳ対象のトレリスデータフレームの例。

【図７】本発明の例証的実施形態が図６に示したデータフレームを修正する
方法。

【図８】本発明の別の例証的実施形態が図６に示したデータフレームを修正
する方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 キム、デ−ヨン アメリカ合衆国 02173 マサチューセッ ツ州 レキシントン レキシントン リッ ジ ドライブ 6231 (72)発明者 メウラバンザッド、セプール アメリカ合衆国 01772 マサチューセッ ツ州 サウスボロー オーバールック ド ライブ 25 (72)発明者 マウレアー、パトリック アメリカ合衆国 01867 マサチューセッ ツ州 レディング スプリングストリート 20 (72)発明者 リュウ、ジャック アメリカ合衆国 60517 イリノイ州 ウ ッドリッジ ウッドリン ドライブ 7912 ナンバー104 (72)発明者 アハメド、エス．アリフ アメリカ合衆国 60008 イリノイ州 ロ ーリングメドウズ ゴルフロード 3800 ルーム 109 (72)発明者 パリシスキー、ウラジミル アメリカ合衆国 10021 ニューヨーク州 ニューヨーク イースト セブンティセ カンド ストリート 425 アパートメン ト ６ジー Ｆターム(参考） 5K028 AA01 FF02 MM01 MM13 5K029 AA01 BB03 DD02 GG03 HH24 5K041 AA05 BB03 HH22 JJ40 5K051 DD13 HH02 HH26 JJ09 【要約の続き】 えばトレリス符号化）に従うわけではないデータフレー ム構造を使用する、いかなるＰＣＭモデムの性能をも向 上させる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シンボルストリームを有するパルス符号変調（ＰＣＭ）データ
   フレームのロブドビットシグナリング（ＲＢＳ）に起因する情報処理能力の損失
   を減少させる方法であって、 ＲＢＳが前記ＰＣＭデータフレームを対象としているかどうかを判定するステ
   ップと、 ＲＢＳが前記ＰＣＭデータフレームを対象としている場合、前記ＰＣＭデータ
   フレームのどのスロットがＲＢＳの対象であるかを判定するステップと、 前記ＰＣＭデータフレームのどのスロット（もしあれば）がシンボルの符号化
   に拘束されているか判定するステップと、 シンボルの減少数がＲＢＳおよび符号化の対象とされるように、前記ＰＣＭデ
   ータフレームのスロットにシンボルを挿入する調整を判定するステップと、 前記判定された調整に基づいて、前記シンボルストリームのソースを調整する
   ステップと、から成る方法。
2. 【請求項２】アナログ回線を含む電話回線でデータを送信するシステムであ
   って、 前記アナログリンクに結合したアナログモデムと、 前記アナログリンクに交換されると共にアナログ信号からＰＣＭデータフレー
   ムへの変換を実行するデジタル接続に結合された、デジタルモデムとを備え、 前記デジタルモデムが、 ＲＢＳが前記ＰＣＭデータフレームを対象としているかどうかを判定するス
   テップと、 ＲＢＳが前記ＰＣＭデータフレームを対象としている場合、前記ＰＣＭデー
   タフレームのどのスロットがＲＢＳの対象であるかを判定するステップと、 前記ＰＣＭデータフレームのどのスロット（もしあれば）がシンボルの符号
   化に拘束されているか判定するステップとを実行し、 前記ＰＣＭデータフレームのスロット減少数が、ＲＢＳおよび符号化の対象と
   されるように、前記アナログ信号に対して決定された調整に基づいて前記アナロ
   グモデムが前記アナログ信号を調整する、システム。