JPS5859643A - ２線式ワイヤ・ライン上で両方向のベ−スバンド・デイジタル送信方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、加入者ライン上でのデ１ジタル・データお
よびスピーチの送信に関するものであり、スハンド・デ
ィジタル送信方式に係わるものである。

データおよびスピーチ信号をＰＣＭコード化し、デコー
ドするだめの新規で安価な集積回路の導入は、加入者の
電話器上ッ１トからの直接的なディジタル送信ができる
ようにした。より高品質のスピーチの通信およびより多
くの便益、例えばデータの伝送等々、を電話線を経由し
て得ることができる。このよう々伝送は、アナ。・グ信
号をもって操作される通常の方式のように、ディジタル
信号の両方向での同時的な伝送によって遂行゛すること
ができる。占有されたバンドは受入れられうる値の中で
維持され、伝送う１ンとしては丁度ユ本のワイヤを必要
としており、したがって、既存の加入者ラインを使用す
ることができる。

受信機において、同じセットの送信機によって生起され
るノ１ズを相殺するために、ハイブリッド・トランスが
通常は用いられるものであシ、これで、受信機は送信機
から交流電流において分離されていることとなる。

しかしながら、ハイブリッド・トランスのみが用いられ
ているときには、ラインとハイブリッド・トランスのバ
ランス回路網との間の不完全な１ンビ一ダンス整合の結
果および伝送う１ンに沿って存在するブリッジφタップ
による不完全性の結果の双方で、同じセ□ットの受信機
の大刀側における送信機によって発生された信号の完全
な相殺は達成することが困難である。

これに加えて、その伝達関数が周波数の平方根に比例し
ている伝送チャネル、即ち加入者う１ン、によって導入
される歪みが考慮に入れられるべきである。

これらの歪みは、う１ンの長さに依存して特別に保護さ
れたう１ン・コードまたはライン等化が用いられない限
シ；伝送される記号についてｉＥ確な受信の妨げになる
。

半固定の等化回路網を使用する″ことは、精通者が加入
者ラインについて予防的な計測をし、その設置の間にま
ず第一に回路網について必要な調節作用をすることが必
要とされ、まだう１ン修正の場合もあることから、極め
て高価なものとなる。

自動的な等化においては極゛めて複雑な回路が必要とさ
れるが、それは、そのレベルが使用される信号のそれよ
りはるカーに高いエコー信号が、必要な等化器の伝達関
数が決定されるチャネル伝達関数の正確な評価をするこ
とが不可能だからである。

エコー信号およびチャネルの歪みの存在は、受信データ
の流れから夕１ミングおよび同期情報を得ることを困難
なものにする。同期的な伝送の場合に１は、このような
情報は、伝送された記号についての決定を行なうのに最
適の時点を設定するために必要なものである。

可能性のある解決策は、有用である信号の伝送に先立っ
て、必要な全ての夕４ミングおよび同期情報を供給する
ことのできる訓練の継続を送るだめのう１ンの実験観察
記録の使用から成るものである。

それでも、このような継続交換においては双方の端末で
の監視装置が必要とされ、また、データ伝送のためには
もはや用いることのできない夕１ム・インタバルが占有
される。

したがって、エコーが適当な方法により相殺されたあと
で、受信信号から上述された情報を直接的に取出すこと
が便利である。一般的には、このような処理は、信号期
間内に、有用な信号およびエコニによって形成された信
号についてのより多くのサンプリングに基づいているも
のである。実際には、単一のサンプリング作用が行われ
たとき全体とし１てのチャネルはす１キスト特性を表わ
すべきものであシ、そのパルス応答がサンプリング時点
に関してよく規定された位相関係をもってゼロ交差を表
わす。

この発明で提供される、２線式ワイヤ・ライン上で両方
向のベースバンド・ディジタル通信方式によって、前記
の欠点は克服され、技術的な問題点は解決されるもので
あり、こ′ｔＬＦｉ、固定されたチャネル等化を用いて
も、夕１ミングおよび同期情報が容゛易にえられ、各々
の伝送の始まりにおける訓練継続も必要としない。

この発明の特別な目的は、コ線式ワイヤ・ライン上での
両方向のベースバンド・ディジタル送信方式であって、
こ＼に、伝送は、う１ン上で同時に反対方向にあるユ個
のディジタル・ストリームの間の統計的な独立性を維持
する２進ライン・コードにより局部的に発生されたディ
ジタル信号をコード化することによってなされ、また、
各々のワード端における代数的な和は零に等しく、ワー
ド自体内で達成された最大値は所定の値をこえないよう
にされておシ；受信は、適当に振巾およびバンド巾がコ
ントロールされた受信信号の信号期間内に所定回数のサ
ンプリングをすること、前記受信信号に対して訂正信号
を加算すること、適当にバンド制限された、えられた和
信号の符号を検出すること、および、送信端においてな
されるのと反対のやシ方で前記符号に関連した記号のス
トリームをデコードすることによって行われ、基本周波
数において適当にＦ波された前記和信号の遷移は、サン
プリングおよび符号検出がなされるり１ミングおよび同
期信号を得るために利用され、こ＼に、前記訂正信号は
、前記和信号のアナログ−ディジタル変換、および、そ
の選択は所望の収斂の正確さおよび比率に依存する係数
と、同一期間内で、その直前に、局部送信機によって伝
送された適当な数Ｎの記号との双方によってそれを乗算
することによってえられるものであり、えられた積は先
行する期間になされた類似作用の結果に対して加算され
、次いで前記伝送された記号によって順序正しく乗算さ
れて、新らしい結果としての積は最終的に相互に加算さ
れ、ディジタルからアナログ形式に変換されて、この最
終の結果が前記訂正信号とされるものである。

この発明のこれらのおよび別異の特徴は、例示として支
えられ、制限的な意味をもたない好適実施例についての
以下の説明および添付図面によってより明らかなものに
される。

伝送方式内でエコーの相殺をさせる、該装置の操作原理
は、基本的には、その係数がエコー・チャネルのパルス
応答のサンプルされた評価を表わしているデ１ジタル横
断フィルタのそれと同様なものである。これらの係数は
、エコー信号を発生させる記号の所定数Ｎの受信信号に
よる積を平均化させることによってえられるものである
。

平均は、次いで、上述の積を相殺の正確さと収斂比率と
に依存する係数りによって加重すること、および、その
結果を先・にえられたものに加算すること、によってえ
られる。

エコー相殺信号は、係数評価とともに送信された最終Ｎ
の記号の積の加算からえられる。

前記信号は、次いで、アナログ形式に変換され、受信信
号から減算されて、有用な送信信号を回復するようにさ
れる。

チャネルによって導かれる擾乱に対する感度を低くする
ために、ｌ／ビットのワードがｌｌｌビットのワードに
変換される／／Ｂ−／４Ｂタイプのコードが使用され、
ライン上に存在する２個のディジタル・ストＩＪ−ムの
間の統計上の独立性を達成し、同時に、各々のワード内
のデ１ジタル和を最小にするようにされる。特に、代数
的なビット和はワードの終りにおいて零に等しく、また
、えられた最大の値は便宜的な値、例えばｑｌをこえな
いようにされる。かぐして、Ｃ，Ｃ，構成部分は零であ
る。

統計的な独立条件は、ワードの半分をコード化すること
、および、第１のものの否定による別異の半分を得るこ
とによって達成される。

このコードを使用することにより、０．り・７０４ｍの
直径をもつ通常の加入者ラインについて、ｇｏｓのロー
ル・オフをもつす１キスト受信フイパルタおよびグｋｍ
までめ距離について訂正受信を確実にすることのできる
固定等化器が用いられる。

この発明によって提供される装置は第１図に小されてい
る。

局部的に発生され九コ進信号ス）　ｌ−ムば、／で示さ
れたワイヤを介して、上述の／／Ｂ−／ｑＢコードを遂
行するに適当なエンコーダＣＯをアクセスする。このコ
ード化によって、７７個のコ進記号によって形成された
ワードはなおもコ進である／グ個の記号のワードに関連
され、これはそのあとでエンコーダＣＯの出力において
直列的に供給される。

コード化されたストリームはワ１ヤコを通してライン増
中器ＡＬに送られ、そのレベルを上昇させ、バランス回
路網ＬＡに供給されたノ・１プリツ−ドＦ／を通して、
３によって示された加入者う１ン上での伝送を許容する
ようにされる。

ワイヤ５ｖｃ結合されだノ１イブリッドの出力において
は、遠隔端末から到来する有用な信号、および、ハイブ
リッドのアンバランスと加入者う１ンに沿った可能性の
あるイン゛ピーダンス不整合によッテ生シるエコー・ノ
イズの双方が存在する。

これらの信号の振巾は、信号自体のピーク値に基づいて
作用するようにされた自動利得制御回路ＧＣによってコ
ントロールされる。

この回路を用いることは、後述されるアナログ−ディジ
タルおよび′ｆ１シタルーアナログ変換器の完全利用を
許容する。

回路ＧＣには受動回路網ＥＱが縦続しており、これは、
局部送信信号によって占有されたノくンドの１０／／　
／に受信信号のバンドを制限するとと、および、前述さ
れたように、加入者ラインの所定トランクを固定した方
で等化させることの仕事をもっている。制限されたノく
ンド巾は、良好な擾乱の相殺が全体的な波形について作
用することによって達成されるべき、以後の場合におい
て重要である。

送信周波数の少なくとも２倍に等しいサンプリング周波
数で作用するサンプリング回路ＣＣの人力は、ワ１ヤ６
を介してＥＱの出力に結合されている。

ワイヤ７′上でＣＣによって供給された信号は、エコー
相殺回路ＣＥからのワ１ヤ９上で到来する訂正信号につ
いて作用するのに適当な、１．２ピントのディシタルー
アナログ変換器ＤＡによってワ１ヤｇ上を供給された信
号に対して、加算回路ＳＯ内で加算される。ＳＯの出力
において、ワ１ヤ１０上で、エコー・ノ１ズのない信号
が後続ノ処理のために使用されることができる。特に、
それは６ビツトのディシタルーアナログ変換器ＡＤに送
られ、次いで、ワ１ヤ／ｌを介して回路ＣＥに送られる
。その他に、それは、その遮断周波数力玉局部送信機に
よってライン上を送られる信号の周波数と少なくとも等
しいロウ・ノ；ス・フィルタＰＢに対して送られる。

このフィルタの出力において、ワ４ヤ１２上で、入力に
おいて存在するサンプルの関数である所望の信号の全体
的な波形が回復される。

ゼロ交差毎のノ（ルスは、スレッシュホールド比較器Ｃ
８および）（ルス発生器ＦＰ　Ｋよって、この波形スト
リームからえられる。ＦＰの出力において、遠隔送信機
によって送られる信号のそれと等しいくり返し周波数を
もつ）（ルス列かえられるものであり、このパルス列は
、くり返し周波数の基本波に集中されるロウφ）々ス・
フィルタＦＲに対して供給される。

ＦＲの出力において、ワイヤ／３上に、受信信号のくり
返し周波数から開始する夕４ミングおより直接的に見ら
れることから、サンプリングの位相は、装置の構成が送
信比率の関数である間に固定したやり方で決定されるこ
とができる。

ＢＴは電圧制御式のクリスタル発振器が備えられた位相
ロック・ループ回路によって有利に実現されることがで
きる。

それは、ワイヤ／４ｔを介して到達するサンブリジグ回
路ＣＣによって使用されるサンプリング周波数信号、お
よび、ワイヤ／Ｓを通して到達し、ワイヤ／乙上のその
出力においてサンプリング時点に入力に存在するアナロ
グ信号の符号を伝送するようにされる、検出回路ＣＤに
よって使用さｔ［る信号の双方を発生させる。

最後に、デコーダＤＥば、ワイヤｌ乙に結合されて、エ
ンコーダＣＯのそれに対向する／ＩＢ−／／Ｂ変換作用
をして、有用な信号をワイヤ／７上で供給する。

第１図においてＣＥによって示されるエコー相殺手段は
、第２図により詳細に表示されている。

ワイヤ／７上に存在するコ進信号は、７３個のセルＴＩ
、Ｔ２、ｍｓ・Ｔ／３から成り、その各々はサンプリン
グ周期に等しい遅延を表わしている遅延線に対して送ら
れる。

同時に、ワイヤ／７上に存在するコ進信号は、装置によ
って規定される固定的な期間で、ワイヤ７ｇ上で利用可
能な時に、既述された係数りによってＭＰにおいて乗算
される。Ｄを適当な値、特にコの約数、に選択すること
によって、積はワード内で含まれているデづジタル信号
を左から右へとシフトさせることにより簡単にえられる
ものである。

ＭＰの出力において、ワイヤ／９上の信号は、次いで、
ワイヤコ上に存在する記号の各々および遅延セルＴ／、
Ｔ２、・＠＠Ｔ　／　３の出力においてワイヤ２／、２
２、・・・３３上のものにより、乗算器Ｍ／、Ｍ２、・
・・Ｍ／グにおいて乗算される。

ワイヤｉｌｌ、ｌ１２、・・＠５４上に存在する、えら
れた積は、７２ビツトの記憶要素ＣＩ、Ｃ２、・・・Ｃ
／グに含まれ、ワイヤｌ、／、ｌ＞２、・・・７グ上の
それらの出力において存在する、先のアナログ作用の結
果に対して、７１１個の加算器Ｓ／、Ｓ２、・・・Ｓ／
４において加算される。加算作用の終シにおいて、記憶
要素ＣＩ、Ｃ２、・会・Ｃ／グには、ワイヤｇ／、ｇ２
、・・・９ｑを介して加算器の出力から受入れられた、
更新された和が含まれる。最後に、７１１個の乗算器Ｐ
／、Ｐ２、・・・ＰＩ４において、ワイヤａ上と遅延セ
ルＴ／、Ｔ、２、・・・Ｔ／３の出力における双方に存
在する記しは、記憶要素Ｃ／ＸＣ２、・・・Ｃ／４の出
力における和による乗算がなされる。その出力において
えられた積は、ワイヤ１０１，１０２、・・・／ｌダに
結合されて、加算器ＡＢにおいて加算される。次いで、
ワイヤ９上にはディジタル信号が存在し、これはＤＡ　
（第１図）によってなされるデ１シタルーアナログ変換
１の後で、受信信号からエコー信号を除くだめの訂正信
号として使用される。

Ｔ／、Ｔ２、―・・Ｔ／ｌによって供給された記号はコ
進値であることから、乗算作用は、それらが単なる論理
的ＡＮＤ作用より成ることから、相当に簡略化されるも
のである。

上記の説明は単なる例示のだめのものであって、制限的
な意味はない。この発明の範囲に留まりながら、変更お
よび修正をなしうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この方式で用いられる装置の一般的なブロッ
ク図である。 第２図は、第１図でＣＥによって示されたブロックにつ
いてのブロック図である。 ＣＯ・・エンコーダ、ＡＬ・・・う１ン増巾器、Ｇｃ・
・・自動利得制御回路、ＥＱ・・・受動回路網、ｃｃ・
・・サンプリング回路、ＳＯ・・・第１の加算回路、Ｐ
Ｂ・・・ロウ・パス・フ１ルタ、ＣＤ・・・検出回路、
ＤＥ・・・デコーダ、Ｃ８°スレツシユホ一ルド比ＭＷ
、ＦＰ・・パルス発生！、ＦＲ・・・バンドパス・フ１
ルタ、ＢＴ・・（信号）発生器、ＤＡ・・・ディジタル
−アナログ変換器、ＡＤ・・・アナログーデ１ジタル変
換器、ｃＥ・・・エコー相殺回路、ＨＰ・・・第１の乗
算器、Ｍ／、、Ｍ、２．・・・Ｍ／グ・・・第２の乗算
器、Ｓ／、Ｓ、２．・・・ｓ／り・・・第２の加算回路
、Ｃ／、、　Ｃ２、Φ・・Ｃ，ｌ・・・記憶要素、ＰＩ
、Ｐ２．、・拳・ＰＩＺ・・第３の乗算器、ＡＢ・・第
３の加算回路、Ｔ／、・・・Ｔ／３・・・遅延セル。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （リ　コ線式ワイヤーラづン（３）上で両方向のベース
   バンド・ディジタル送信方式であって、送信は２個のデ
   ィジタル・ストリームの間で同時にライン上に存在する
   反対方向のものとの統計的な独立性を維持するコ進ライ
   ン・コードによって局部的に発生されたディジタル信号
   をコード化することによって行われ、また、各々のワー
   ドの終りにおける代数的な和は零に等しく、ワード自体
   内で達成された最大の値は所定の値をこえないようにさ
   れていることで特徴づけられ；更に、受信は、信号期間
   内に適当に振巾およびバンド巾がコントロールされた受
   信信号を何回かサンプリングし、前記受信信号に対して
   訂正信号を加算し、適当にバンド制限のされた、えられ
   た和信号の符号を検知し、そして、サンプリングおよび
   符号検知がなされる夕１ミングおよび同期信号を得るた
   めに用いられる、基本周波数において適当にｐ波された
   前記和信号の伝送が、前記符号に相関された記号のスト
   リームの伝送終了においてなされるときと反対のやり方
   でデコードすることで特徴づけられ；また、前記訂正信
   号は前記和信号のアナログ−ディジタル変換およびその
   選択が所望の収斂の正確さおよび比率に依存する係数（
   Ｄ）と同一期間内で直前に行なわれる局部送信機によっ
   て送信される適当な数Ｎの記号の双方による乗算によっ
   てえられるものであシ、えられた積は先行期間になされ
   た類似作用の結果に対して加算され、次いで前記送信さ
   れた記号によって順序正しく乗算され、新らしい結果と
   しての積は最終的に相互に加算され、ディジタルからア
   ナログ形式に変換され、最終的な結果は前記訂正信号で
   あることで特徴づけられる、前記送信方式。 （２）　　前記う１ン・コードは／／Ｂ−／ＩＩＢ夕１
   プのものであり、ワードの半分は他の半分の論理的な否
   定の作用を行なうことによってえられることで特徴づけ
   られる、特許請求の範囲第１項の方式。 （３）　　前記う１ンは加入者ラインであることで特徴
   づけられる、特許請求の範囲第１項の方式。 （４）　　送信端には： 局部的に発生された信号を前記ライン・コードに変換す
   るのに適当なエンコーダ（ＣＯ）、コード化された信号
   を増巾するのに適当なライン増巾器（ＡＬ）、 が含まれていることで特徴づけられる、特許請求の範囲
   第１項の方式。 （５）　　受信端にば： 受信信号のピーク値について作用する自動利得制御のだ
   めの回路（ＧＣ）； 受信信号のバンドを制限し、固定したセリ方でラインを
   等化させるのに適当な受動回路網（ＥＱ）　； 第１の周波数において信号によってコントロールされ、
   当該受動回路網の出力に結合されたサンプリング回路（
   ＣＣ）； 号に対して前記訂正信号を加算するのに適当な第１の加
   算回路（ｓｏ）　； ライン上を送られる信号の周波数と少なくとも等しい遮
   断周波数をもち、前記第１の加算回路の出力に結合され
   た、ロウ・パス・フィルタ（ＰＢ）　； 第コの周波数において信号によって走査された時点に、
   前記ロウ・パス・フィルタの出力で信号の代数的な符号
   を検出するのに適当な検出□　回路（ＣＤ）　； 前記検知回路によって供給された一連の代数的な符号を
   変換して遠隔送信機によって発生された信号に入れ、う
   ４ン・コードを得るために用いられたものと反対のデコ
   ード作用をさせるのに適当なデコーダ（ＤＥ）　； が含まれていることで特徴づけられる、特許請求の範囲
   第１項の方式。 （６）第１および第２の周波数における前記信号は： 前記ロウ・パス−フィルタ（ＰＢ）の出力における信号
   のゼロ交差を検知するのに適当なスレツシゴホールド比
   較器（ｃｓ）； 前記スレツンユホールド比較器の出力に結合されたパル
   ス発生器（ＦＰ）　： 前記パルス発生器によって供給されたパルスの基本くり
   返し周波数に同調されたバンドパス・フィルタ（ＦＲ）
   ； 前記バンドパス・フィルタによって供給された信号を用
   いることにより、前記第１および第コの周波数において
   信号を発生させるのに適当な発生器（ＢＴ）　； が含まれた回路によってえられることで特徴づけられる
   、特許請求の範囲第３項の方式。 （７）　　前記発生器（ＢＴ）は、電圧制御式のクリス
   タル発振器をもった位相ループ回路であることで特徴づ
   けられる、特許請求の範囲第６項の方式。 （８）　　前記訂正信号ば： その入力において、コード化されたあとの局部的に発生
   された信号を受信する、Ｎ−／個の等しい遅延セル（Ｔ
   Ｉ、Ｔ２、・・・）からなる遅延線； その入力において前記和信号を受信するアナログーデづ
   ジタル変換器（ＡＤ）　； その入力において、前記アナログ−ディジタル変換器か
   ら供給されたディジタル信号および前記係数の双方を受
   信する第１の乗算器（ＭＰ）：その各々は、コード化信
   号まだは前記Ｎ−／個の遅延セルの各々の出力における
   信号を、前記第１の乗算器によって供給された信号によ
   り乗算させる、Ｎ個の第コの乗算器（Ｍ／、Ｍ２、・・
   ・）； その各々は、前記第コの乗算器のひとつの出力における
   信号をＮ個の記憶セル（Ｃ／、Ｃ２、・・・）の各々の
   出力における信号に加算させる、Ｎ個の第２の加算回路
   （Ｓ／、Ｓ２、・・・）；その各々は、前記第２の加算
   回路の各々によって供給される信号を書込み入力におい
   て受信する、Ｎ個の記憶セル（Ｃ／、Ｃ，，２、・・・
   ）；その各々は、前記記憶セルの各々の書込み出力にお
   ける信号をコード化信号または前記遅延セルの各々の出
   力における信号で乗算させる、Ｎ個の第３の乗算器（Ｐ
   ／、Ｐ、２、・・・）；それらの間で、前記第３の乗算
   器の出力において存在する全ての信号を加算するのに適
   当な第３の加算回路（ＡＢ）　； その入力において前記第３の加算回路から供給された信
   号を受信し、その出力において前記訂正信号を供給する
   、デ１シタルーアナログ変換器（ＤＡ）　： が含まれた回路によってえられることで特徴づけられる
   、特許請求の範囲第１項の方式。 （９）　　前記第１の乗算器（ＭＰ）は、前記係数の値
   に等しい前記アナログーデ１ジタル変換器（ＡＤ　）に
   よって供給されたコ進ワード内でいくつかのシフトをさ
   せるのに適当な回路であることで特徴づけられる、特許
   請求の範囲第３項の方式。