IT8447612A1 - "modulatore-demodulatore per un insieme di portanti a pacchetti di dati". - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione avente,.per.titolo:

i?? '''' "

,"MODULATORE-DEMODULATORE.pjRUN INSIEME.DI PORTANTI

l

PACCHETTI DI DATI"

? NOme della ditta .

I

i TELEB.IT CORPORATION

a Cupertino,Cai. (USA)

Inventore Signor Paul Baran

RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

Viene: de scritto' un un

/Modulatore-demodulatore o semplicemente/ "modem" di

?

di,at.i. d.i.gi?t.ali? a ve-l,oci.ta e,levat.a.? adatto in particol?re

i j

&R all ' impiego su una linea telefonica SH&zaefes&s&B . Per

t | l'insieme trasmittente la banda passante telefonica ?

?: 1avente ! el divisa in sessantaquattro sottobande,.ciascuna/?HB una o ! i oc portante situata approssimativamente al centro di ogiji - CD O fj ? ^ i i t ?6 ^ Q sottq??anda. Ciascuna portante ? modulata-in ampiezz? Q. (J3 ; j =' 9

Q > e fase al?0 scopo di codificare cinque bit. Una portanr ' l

te viene usata come segnale di riferimento per la -fase ROMA-e per l'ampiezza. Le portanti modulate possono esserevariate,per quanto concerne il loro contenuto di dati?

< , i

in ogni momento. Facendo uso di

dati configurati a pacchetto,?di una correzione individuale di ampiezza e di fase per ciascuna portante, il modulatore- demodulatore o modem ad-alta -velocit? pu?

COMA** raggiungere i 12000 bit al secondo -su ?una-linea?ot?xai?-con un canile inverso contemporaneo di 300 bit al

secondo .

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne il -campo delle comunicazione di dati e trova particolare-applicazione come

k modulatore-demodulatore^j.o..pi? -semplicemente noto universalmente come "modem" in duplex totale a velocit? elevata.

Sebbene,un tempo le linee telefoniche trasportavano

soltanto comunicazioni vocali, gi? da molti anni ? diventata una pratica comune convogliare fc.dati sulle reti telefoniche. Tattavia questo_sviluppo ???? ? stato perfe- % o oc ! g T* z ?? jionato non senza limiti ed ostacoli tecnici significativi. =3T 9 j Co c Per esempio, la larghezza di banda di una tipica' o ? approssimativamente -di soli 3 kilohertz 19

3 j a ? CkHz), la qual cosa costituisce un..limite superiore > ^.lla velocit? di trasferimento ,.dei__dati sulla linea.

Inoltre , il deterioramento o le.limitazioni di ?????|rerit0 isxpxaxfck di.una rete.,.telefonica,automatica hanno severaj

mente ristretto le capacit?,della rete_a.^trasferite ?.

in maniera affidabile i dati digitali a velocit? eleva-! !

ta. Per esempio:

I P Le linee telefoniche soffrono della distorsione di

! ' . . . .

!

{frequenza o dell? attenuazione delle .. frequenze alte e

?1

basse attraverso la larghezza di_banda.disponibile di

! ?

3 kHz.

Frequentemente si pu? incontrare uno speSfeamento ete-Irodina che fa traslare le frequenze componenti ricev?ijte rispetto alle frequenze componenti trasmesse; ci?!!

ha origine dalle variazioni di frequenza tra gli oscji.1-|

latori eterodina delle compagnie telefoniche. j

|

E' comune una distorsione di ampiezza che ? spessoj

! i

: ]

causata dall'amplificazione non lineare dei convertinori analogico/digitale delle compagnie telefoniche.

SIVO

r E' comune un rumore deg c che spesso ha orijgine dai"disturbi momentanei" della linea (vale a dire

I

'le scariche) ovvero dagli "scatti" di wiilii?KH^?ne ? - o ! _ 5: ac degli altri circuiti telefonici.

i

i? La diafonia non costituisce,un evento raro; la diafo-I i

? o ci a nia consiste nella d?

? !

una linea all'altra. |

!; i i

;? Sono comuni i salti di fase della portante (vale a|

3 Q1 V fillineduao oner -dire le variazioni istantanee del ritardo di tempo o'

! I

! !

della fase).

! i

Sono troppo comuni i salti di ampiezza (vale a dire

le variazioni istantanee in ampiezza generalmente cortie

? i conseguenza delle commutazioni alternate dei ponti a; microonde) .

p II rumore gaussiano ? un difetto sempre presente,

j

che affligge tutti i sistemi elettrici. ,

? Soppressori di eco sono installati dalle compagnie j

! ! telefoniche per consentire comunicazioni.jvocali a di-?1?Vclt?

stanze molto ftwwgKwy ma devono essere disabilitati per comunicazioni di dati a due vie e su lunghe distanze Normalmente, i modem a velocit? elevata hanno sofferto in passato di alcune perdite ibride ovvero del ri1

jtorno indesiderato di una porzione del segnale trasm ??so nel canale del ricevitore locale.

L'eco sulle linee telefoniche ? l'evento tipico del

all1indietro j

ritorno del segnale trasmesso/nel canale del ricevito-!

re, di solito per comunicazioni su lunghe distanze.

r II ritardo di satellite ? un ulteriore difetto del- It ol |

?La linea causato dal ritardo incontrato dai segnali

!

telefonici,che viaggiano a lunghe distanze,quando veg-?? ?^ J gono irradiati verso i satelliti terrestrixgEWXtoabiifccw

i

> ? geostabili.

In aggiunta ai precedenti, diversi altri fattori devino

pissere PtXeBnuSVtXiW.pHWr?eSOseHnBZtUiBVSWX.UKB quand,o si considerano

jLe telecomunicazioni,di..dati digitali, per esempio,

iI

? 9600 bit al secondo (bps). Innanzitutto,,ottenere

9600 bps affidabili su una linea commutata ? un evento yirtualmente mai. verificatqs.i....Per .effettuare .una tr^-! ! smissione affidabile a 9600 bps su una linea telefonica, il condizionamento ? spesso una necessit?; una

I] !j

linea condizionata ? quella per la quale l'utente paga

| YLtO |

un premio e pertanto <iP<2???a22????S& dalla compagnia tele

1 'assicurazione^che la linea

fonica wswHwxvHHKrrtwxaiwxatwawKKH presenta caratteristiche i

di rumore inferiore (o normalizzato).

Il condizionamento ? confezionato relativamente allei

! ! specifiche del costruttore di modem ad velocit? elevata,

pd inoltre esso non pu? essere ovviamente ottenuto p?r

u ina linea commutata (il che comporterebbe il condizio!-i I

i i namento di tutte le linee). Secondariamente, un fun?-i ?

I i pionamento in duplex totale a 9600 bps pu? essere otte-

nuto solamente con modem della tecnica precedente.- qpan-! j

p? si utilizzino due linee (vale a dire quattro fili),

f ' ? |

e certamente non su un singolo canale e mai su linee 3 O pommutate. In terzo luogo, i modem della tecnica prece- C9^ ? ! I M-? ? dente/che si adoperano di raggiungere i 9600 bps su I ? i * ' u-!5u= co [ i

ilinee condizionate,non degradano progressivamente il o I? <=a ? ?o ? iloro rendimento in presenza di difetti. Vale a dire cjhe ca^ ! f

| I

una linea condizonata non garantisce zero difetti; essa

t

riduce solo statisticamente la probabilit? di un incon-! !

1

veniente. Inoltre, quando i modem della tecnica prece-

i

;!dente a 9600 bps incontrano rumore, come inevitabilmetnite faranno, essi riducono normalmente la velocit? dii

trasmissione dei dati a 7200 bps, 4800 bps, 1200 bps|

e cos? via fino a ristabilire una comunicazione affir-

dabile. Spesso, tuttavia, gli inconvenienti delle lir

i

! j

nee telefoniche sono limitati a particolari larghezza

di banda di frequenze e pertanto la riduzione della : velocit? di trasmissione dei dati sulla rete, di solito per un fattore due o quattro, ? una inutile ed antieconomica perdita di larghezza di banda telefonipa disponibile.

[Jn modem digitale a velocit? elevata della tecnica precedente ? il Super Modem SM9600 fabbricato dalla Ganialf Data, Ine. Lo SM9600 ? nominalmente un modem in duplex totale a 9600 bps, che pu? operare su una linea commu-! tata. Tuttavia, lo SM9600 raccomanda nei propri fogli

di istruzione il condizionamento della linea. In pre-!

senza di inconvenienti, lo SM9600 "scaler?" ovvero

? ? ?'O (abbasser? la propria velocit? di trasmissione dati a

4800 bps o 2400 bps. Inoltre, lo SM9600 non pu? operate in duplex totale a 9600 bps su un singolo canale,

I

ma deve occupare una porzione dello spettro disponibi- -.o 3

1I

le per un canale inverso,se un singolo canale ? tutto

jci? che ? disponibile, oppure utilizzare una seconda

jlinea (vale a dire un totale di quattro fili) per opai

razioni in duplex totale. Inoltre^ ancora lo SM9600 j

i |

; !

non pu? far fronte a toni estranei singoli o multiplp.

j j

jallvinterno della banda passante. j

} .

La classe pi? comune di modem per dati digitali a 9600 bps della tecnica precedente ? messa a disposizione ?:

! i dalla AT&T (Modello 2096A). Questa classe di modem ?j

| | estremamente sensibile al rumore impulsivo (vale a dire gli scatti di teleselezione ?\ B scariche) ! ' !

Esso tollerer? per? gli s^ejfeamenti eterodina di fre-

quenza a 5 Hz e richiede l'impiego di una linea condi-

zionata a 9600 bps. Inoltre, questa classe di modem |

!! I;

? estremamente sensibile alla diafonia e l'unit? noni

i

ha alcuna capacit? di soppressione degli errori.

|

il Brevetto degli Stati Uniti 3.706.929 concesso a j

: i

; , . , , . , . una cgmbinazioneJ di un _ i

Robinson e altri descrive wnwBi?!a?HiwKaKi&xiiTHfcEiwHX modem

! S

i :

e di un processore di linea per la .codificazione della

! !

voce. In Robinson, la funzione modem e svolta usando

= < |16 canali multiplex a divisione di frequenza, in cui ?SSo5 i ? ? * ? dati sono trasportati su ciscun canale per mezzo d;L ? C r!3o?

una modulazione di ciascuna portante in manipolazione ?=? O i i o z ^

? o ?li fase. Robinson, tuttavia, richiede un circuito a guat- fe e9a? ~ a o =r ? tro fili oppure una linea completamente separata per *?>

iil canale inverso al<lo scopo di ottenere un funzionarJ

I |

mento in duplex totale, e pertanto il condizionamento

della linea ? una necessit? per ottenere elevate velo-| !

cit? dei dati.

II Brevetto degli Stati Uniti 4.206.320 concesso a

Keasler e altri descrive un modem a 'velocit? elevataj

i ?

adatto ad operare con una rete commutata. Tuttavia,

Keasler richiede un..canale inverso completamente sepa-

irato per ottenere un funzionamento in duplex totale . ;

?Inoltre , utilizzando 32 portanti per convogliare 11 informazione in maniera multiplex a divisione di frequenza, Keasler impiega il meccanismo inefficiente della for-[nazione di un "buco" ovvero un ritardo all ' inizio ed

fine di ciascun sottoperiodo di modulazione, al Lo

scopo di minimizzare gli effetti della distorsione

inter simbolica. Il periodo di modulazione accorciato

pu? causare una diafonia indesiderata tra canali adiacenti.

obsoleti

Diversi altri aspetti tendono a rendere/tutti i modem

di dati digitali a velocit? elevata della,tecnica pre cedente, ivi compresi quelli cui si ?..fatto riferii

jnento precedentemente . Nessun modem della tecnica pre

!

cedente ? in grado di funzionare in entrambi i modi

jsincrono e asincrono. La trasmissione sincrona ? la

|

jvecchia forma unificata di comunicazione,dati su una

A C' F*VJ":GH!!w.... ilinea telefonica. Tuttavia, la trasmissione asincrona D CC " "!'liCHIi "VIN 'o.. , V QiA i ?OiMeibi) t i ontlr? ji.. !

nella forma di un pacchetto di dati migliora in ampip

misura il rendimento in caso di errore del modem. N?jL-!la trasmissione a pacchetto,! dati sono formati in !I

I jblocchi (per esempio, da 0 a ' 256 caratteri ciascuno) !',

!che vengono trasmessi come pacchetti autonomi. Ciascu in

I i pacchetto contiene informazioni di preparazione per ;

la messa a punto, l'istradamento, la rivelazione delj-1'errore e cos? via. Queste informazioni di preparaz^o-! |

ne vengono poste Snuei?cHamapwxiwadsiapwtxeasxtwalteeswdaiwcKwodawaxwdiawealwpiaeaicchetto, ! I fiegli ultimi anni vi ? stata una rapida adozione sen?

!

za precedenti di una norma intemazionale per le coimjii| SU ?1 picazioni a pacchetto ? linea commutata ? International

p itandards Organization X.25--. Lo X.25 ? un protocol?!

j ?

lo a livelli multipli, in cui.solo i livelli pi? basj

! I

!sii. t.rattano le trasmi.ssi.oni- djei? dja^ti? c,he in questo. ca?-

so sono definite in maniera non ambigua. Vi,?.un van??

II ?

jtaggio maggiore nell'avere un modem a velocit? elevala

!

phe sia capace di instaurare una compatibilit? con il

i

protocollo X.25 per le ovvie comunicazioni tra le reti.

Vi ? un ulteriore e significativo vantaggio nell'avere

i

? .

un modem che possa comunicare tra reti che utilizzanp

i

protocolli diversi dallo X.25 (ciascuna compagnia di

|

elaboratori ha progettato il proprio protocollo prima

. LJ > d!ello X.25). Non vi sono semplicemente modem per dati j

| I digitali a velocit? elevata della 1tecnica precedente!

rifit 1

che siano compatibili con reti commutate a paccshfttoj

? j

(non sono da menzionare quelli che sono compatibili I

! !

pon protocolli ??? multipli tra reti commutate a pacchetto)

e che opSsnSo in entrambi i modi sincrono e asincrono

simultaneamente tramite multiplazione dei SS^KE?K se-r

I !

gnali. i

I ln aggi.unta a quanto sopra*, i modem della tecnica pr^ i-; t cedente soffrono della incapacit? di isolare o altri-

menti determinare la posizione della sorgente di erro

re di scarso rendimento o del modem o del mezzo di comuncicazione. I modem a velocit? elevata della tecnica

!

precedente calcolano comunemente una percentuale compoi

i 0

sita di errore.dei dati^che raggruppa le cause che si

jsono originate nel modem stesso e le cause che si sono

I! *^ ^i* oroginate nel circuito telefonico. Spesso m problemaj

p!i.? irri.tantee per un direttore di un servizio di comu!?-? !

! ! nicazione dati ? quello di determinare correttamentet

| delle

le colpe di .uno scarso rendimento d?/comunicazioni, I

( ben i

in maniera che il problema possa essere/inquadrato. ; s < ? s o I !

Di solito le compagnie telefoniche negano immediatamente che una qualsiasi avaria transistoria sia dovuta C ?

O

alle proprie apparecchiature. Per loro natura, le ava- ? o ? ! ' ! 3

Q O

rie transitorie tendono a sparire in breve tempo e per = o > tanto le misure complessive effettuate successivamente

spesso non trovano niente di errato nel circuito telefonico. Inoltre, anche se l'avaria al circuito persiste,

le misure effettuate dalla compagnia telefonica sono;

spesso incomplete rispetto al? campo dei possibili inconvenienti. Non vi sono semplicemente modem della teenica precedente che possano separare gli errori di rendimento dei modem dagli inconvenineti dei circuiti telefonuci. Oltre a ci?, W? semplicemente non vi sono _m_od?em d-,e-l,-la te'cni.ca precedente che consentano all'utente

del modem di individuare completamente le caratteristiche del circuito telefonico,in maniera che l'utente

, ? ?

???????? ? ?

possa HITOXWXHX&XB adeguatamente le riparazioni al cii?-! !

I j

cuito telefonico da parte della compagnia KH telefoni-

ca .

' j (Costituisce,un oggetto della presente invenzione realiz-! !

' ??erdati digitali a velocit? elevata chpi

! ? j

possa operare in duplex totale su una linea telefonica

? | pommutata a velocit? di dati che superino i 9600 bit j

?|i secondo. |;

? i Costituisce un altro oggetto della presente invenzio-}?.

rie realizzare un modem Qw dati dwfigitali a velocit? e- S <

? o !

levata che possa operare nei modi sincrono, asincrono

i ; 1 0 c pd a pacchetto. ! - -? ? | i O Ancora un altro oggetto della presente invenzione ? S o ? j => a quello di realizzare un modem per dati digitali a velo- ? i o c? >

cit? elevata che possa operare su linee telefoniche

c!he presentano un errore di fase ed una attenuazione !|

1 {

Je

in funzione della frequenza maggiori di quanto sia perj

messo ai modem della tecnica precedente.

Costituisce un altro oggetto della presente invenzio7

ne realizzare un modem per dati digitali a velocit? ei

levata che possa operare in duplex totale a velocit?

superiori a 9600 bit al secondo su una linea telefonica

commutata e che possa essere fabbricato a un costo in-

feriore in rapporto al rendimento^rispetto a quello !

dei modem della tecnica precedente.

! i

un altro oggetto della presente invenzione ?

di realizzare mn modem per dati digitali a ve

Locit? elevata che possa operare con protocolli multipli a livello pi? elevato quali vengono comunemente

impiegati con reti commutate a.pacchetto.

Costituisce un altro oggetto,della presente invenzio-r

:ie realizzare un mddem per dati digitali a velocit? ?-I

levata che riduca la propria velocit? di trasmissione

dati per piccoli decrementi in risposta alle avarie

iella linea telefonica.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione ? quello di realizzare un modem per dati digitali a veloci-j?

[ ! =o*??-?jt? elevata che presenti percentuali di errore significativamente inferiori a quelle dei modem della tecnu-f

pa precedente operando a 9600 bit al secondo.

-Ancora un altro oggetto della presente invenzione ?

VOAiOM jeuLrkiuio)j??.. , quello di consentire una flessibilit? del formato di

ingresso dei dati e t?nfaind permettere 1?intermiscelaz?one

i !

jii una molteplicit? di sorgenti di dati asincroni, s?nj:roni ed in formato a pacchetto in maniera sostanzia?jnente pww esente da errori. j jCoau?wuisce un ulteriore oggetto della presente invenzione consentire una diagnostiche locali o a distanza

| . .. ' ' ;

j?a eseguire in maniera non ambigua, allo scopo di da j

I

localizzare la posizione degli errori evidenziando le caratteristiche del rumore del canale, dell?attenuazio-1 '

pe di frequenza, dello spostamento di fase e dello sfaldamento di frequenza unicamente in termini di detericjy?a?ento del mezzo di trasmissione e non come un argiifi-!

zio delle caratteristiche dei dati dei modem.

|

Un ulteriore oggetto della presente invenzione ? quello

d ! i . V dKeBteXBrZmXBirnavarKe , , ? , J . ? ! w se la linea telefonica o il modem si ji

1! : I| trovino?in avaria quando si verifica un inconveniente

| I

e di informare in maniera non ambigua una postazione j

remota riguardo alle specifiche del problema in termi-3s= < ni di misure quantitative con restituzione sia di dati 25OS ! , ! ta _ M che di informazioni vocali. c o In una realizzazione pratica preferita della presente ~ ' Q \ .. \ invenzione, un gruppo di sesaantaquattro (64) portane *=? ! i ?= ?

O C

A > ti modulate ortogonalmente viene gewairato in maniera

; _ . ! digitale. Ciascuna di tali portanti o tono ? singolarmente modulato in maniera da contenere cinque (5) bit.

Una (1) portante^HSS?WK*??n?edell'insieme delle sessan-1t.aquattro (64\) ha la funzione di.tono pi..l.ot.a pe'r unaj

! i precisa coordinazione fra le sezioni trasmittente e j ricevente del modem secondo la presente invenzione. \

Qiuesto tono mantiene le condizioni di temporizzazione!

?t la calibrazione della frequenza ovvero "l'allinea-,I

mento" indipendentemente dagli errori di eterodina dell:e portanti delle reti telefoniche o dalle variazionii

lunghezza del percorso di trasmissione. Le por? zioni del trasmettitore e del ricevitore del modem se

I

condo la presente invenzione operano in connessione j

Ii

tra di loro in maniera coordinata per dedurre l?informazione in tempo reale sulla base del rendimento del

canale telefonico che viene usato. Tuttiiw i parametri significativi dei segnali vengono misurati ed i segnali KHKxi??xVvengono restituiti al modem che li ha origiy

? ?

nati su un contemporaneo canale inverso. Le frequenze portanti, generalmente situate all'estremit? dello

spettro utilizzabile (ma non sempre), che som risultano menomate per un numero qualsiasi di cause vengono ri-?

iiosse dall 'insieme . Nel modem secondo la presente in-? :?^ c venzione , l ' intervallo di spettro ? minimizzato?rei in ? o ^ ? I .a maniera da consentire la trasmissione simultanea Q ? r: ? > di 9600 bps o pi? in una direzione (in una realizza-31ROMA-zione pratica preferita anche 12000 bps) insieme con

I

300 bps nella direzione inversa su una singola linea

I? 1 I telefonica commutata-a due firci. j Diversi livelli di stretta interazione e coordinazio-j?

i |

ne s&niswiiaisoKfcaniw tra le sezioni del ricevitore e del

? | trasmettitore del modem secondo la presente invenzio4

n!ei*sono importanti per consegu-ire nlo scopo,di consenjti.

re

un trasferimento dati ???? esente al massimo da errori.

! ? !

I pacchetti dsw dati vengono scambiati tra le sezioni trasmittente e ricevente facendo uso del controllo di

! j ridondanza ciclica alternato. Viene usata la ripetizioijie della trasmissione all 'atto del rilevamento t??rtfw a BOTTO

I

error?. Ci? consente il convogliamene dei dati in e-^enzione da errori, la preparazione delle informazioni

(per eseppio l'ori nazione in pacchetti) ed i segnali

! |

di diagnostica. Questa configurazione consente l'adaf-! I

tamento della modulazione delle portanti allo scopo di

! ' ' !

! i i ottenere una trasmassione dati alla massima velocit?

possibile in effettiva esenzione da errori per il ca4

ij i

1

naie usato. Nel caso di un evento di un'avaria la ca s <

SS? UJO

pacit? effettiva di produzione dei dati decresce gra-r dualmente per il fatto che vengono lasciate cadere le

i

singole portanti difettose fino a raggiungere un nuoi ? a 3 caO vo punto di equilibrio di trasferimento dati esenti j s ; ! oH ? o > da errori. Risulta pertanto chiaro che a differenza i

! !

dei modem della tecnica precedente che "scalano" la j velocit? dikfc trasmissione dati per un fattore due oj

quattro in presenza di inconvenienti alla linea teley

fonica, il modem secondo la presente invenzione riduce

i J I

la propria velocit? di produzione dati sono approssimativamente di 1/64 della propria capacit? per ogni passovfc.

Normalmente, la riduzione per singolo passo nella produzione di dati avverr? per quanto ? necessario per

sormontare gli inconvenienti maggiori.

da.presente invenzione comprende anche l'uso di un tono pilota per effettuare la correzione delle variazioni di ampiezza della linea telefonica, dei disturbi momentanei dell'ampiezza, degli BT?JZH sfalsamen?i

di frequenza, della deriva di fase e dei disturbi di

rase. La distorsione di frequenza viene essenzialmente

imossa nel modem secondo la.presente invenzione median

-:e modulazione dell'ampiezza del circuito equivalent?

eli 'oscillatore locale per ciascuno dei sessantaquattro (64) toni dell'insieme. La distorsione di fase ej

.La diafonia del canale vengono rimosse mediante elabo o razione di calcoli che sono basati sulla trasmissione

? Qe - ? j?niziale di un noto modello di prova.

^ 1 o iln importante,avanzamento rispetto alla tecnica prec? ? o ? tra. Q3 dente del modem secondo la presente invenzione ? l'im- 2= Q a > ! . ! pacchettamento di tutti i dati e delle informazioni |

??? preparazione. Il modem secondo la presente invenzio-, Q 1

ne tratta tutti,i dati su una basai a pacchetto e con-r

sie.nte 1'intermiscelazione di una molteplici.t? di cor- I?

?.

penti di dati..Ciascuna corrente di dati pm? operare

j

per lo pi? con qualsiasi combinazione di velocit? H di

p!rotocollii in virt? dell'impacchettamento, consenten- ?r

d;o i..n tal mo.do un gra.d.o di fle.ssibil.it? mai raggiunto i

! j

prima. In una realizzazione pratica preferita, la dura-! f

ta di ciascun insieme di frequenze ? di 2/75 di secon

io. In questo periodo vengono trasmesse fino a 320 b^.t

! I'

in un pacchetto di insiemen che contiene sia dati sia

mezzi per il rilevamento degli errori. Ci? gfei?rrSe6

I

uiwwewgggSragggg ad anello chiuso tra mCdem trasmittent?i

j !

$ riceventi sia basata su una nuova intelligenza esente

! ?

dia errori. i!

! estensive !

L'impacchettamento e le configurazioni/dei segnali di

| !

prova nel modem secondo la presente invenzione consen-! . i

t ?ono anche un facile impiego dei pacchetti contenenti

? ?

Cinicamente dati di prova. Questi pacchetti sono utili

J n ! u? alRo scopo di realizzare diagnostiche vra a distanza e

!! ? I?

?i localizzare la posizione di un'avaria di trasmissione.

il modem secondo la presente invenzione misura ampiez-' I ? i za, rumore, ritardo di fase e H4 sfalsamento di frequen- ? i . . ! > za Per ciascuna frequenza facente parte di un grande!

ino costituisci???? insieme di frequenze ; questi parametri misurati BOTTO ;

-? . . . . , . . , , . . . comunicazione le caratteristiche unicamente del circuito di ggmmuggguzgmm

! vengono !

e non del modem. Tali misurexsKHia/memorizzate relati?

| . . | yamente ad una certa serie di periodi per realizzare;

! ! Statistiche operative riguardanti un modem remoto o un

v centro di diagnostica in una forma che definisca iiji

maniera non ambigua i problemi delle linee di trasmis-\

sione. Come ausilio al processo di una rapida diagnosi

^ ? ? . . .. . . pu? essere resa disponibile una dell'avaria di linea, uxHxyrxHBHXfcK?EK?&BipixgHwxwirarxHiH ;

linea telefonica separata che colleghi automaticamente

con un centro dati remoto. Questo circuito separato

::orma il percorso di trasmissione per la lettura del^.e statistiche e forma inoltre un circuito interfonico

iI

per le comunicazioni vocali che consente al personale

di servizio dal lato del modem di comunicare con il

modem collegato oppure con un centro remoto di diagnostica.

n una realizzazione pratica perire preferita della presente invenzione, i vettori seno e coseno per ciascuna delle sessantaquattro (64) frequenze vengono geneati per ciascuna portante. Ognuno viene derivato dif CD ?-_' italmentefi. Il periodo di trasmissione dei simboli

e ciascun simbolo convogl ? <=? T di 2/75 di secondo ia cin-j?

Iaue C5) bit che fanno uso di trentadue (32) combinazi

di ampiezza. La definizi<] Iorii di modulazione di fase e >-! - !

hie delle combinazioni di fase e di ampiezza ? denomi-V QAi 31O FMttRtonearouane -nata una "costellazione" e nella presente invenzione

j

viene scelta in funzione delle caratteristiche degli inconvenienti in tempo reale incontrati sulla linea

tIele'fonica.

j

La re?lizzazione pratica,preferita viene descritta iij

termini di frequenzerisS?^ portante sinusoidale. Tutta-: [

via, la presente invenzione non ? limitata in teoria;

altre forme d?onda ortogonali potrebbero essere utilizzate in luogo delle sinusoidi convenzionali. In maniera

specifica, potrebbero essere uwaifre invece usate le correnti i ? ;

di ??????? pseudo-capuale ma ortogonale. ewalSuna forma

! j

d?onda pseudo-casuale verrebbe memorizzata in una memoria a sola lettura (ROM). La forma d?onda avrbbbe la lun-r

i j

ghezza di un'epoca e potrebbe essere modulata in ampiezza, i !

: ? _ i

La separazione delle forme d?onda avviene mediante mol-| ? tiplicazione per una identica serie di forme d'onda

! i

nel ricevitore facendo uso del rumore come nel concetto

! " !

e:li trasmissione a divisione di spettro. La natura del]

! | processo di rilevamento in questo modem secondo la pre-I |

sente invenzione, in cui ciascun canale anticipa una

p*articolare forma d'onda per un periodo di?tempo rel?i-: 1 divamente lungo, tende ? prestarsi alla trasmissione; o t ? ? Q o di un insieme simultaneo di canali di pseudo-rumore.! Zz ?

!

Questa configurazione si adatta in maniera particolay

i ? i

r;e ad assicurare la segretezza. j;

: ! F 31 ROAtMonane -Costituisce pertanto un vantaggio della presente inven-1 . ' j

zione realizzare un modem per dati digitali che sia ;

: ?

papace di operare in maniera affidabile in duplex to-r

! j

tale su una linea telefonica commutata a velocit? di;

dati che superano i 9600 bps, consentendo il minimo j intervallo tra le portanti adiacenti senza diafonia ;

che

da frequenza a frequenza e permettendo/pi? canali di;

1inw?w0rno della

dati H: KHIXH pssHH banda passante x telefomca

t?w?tH*?Hi?xiexTCMw?33^^ jtWKfcagg?xw j?ejblo^panaexsKjfcexwjaw^^

V

^Costituisce un altro vantaggio della presente insen-

ione che la degradazione della produzione dei dati

in presenza di un inconveniente alla linea telefonica

e graduale ed ? ??????????????-sulla particolare forma

dell'avaria della linea. . !

!

i

Un altro vantaggio della presente invenzione ? quello

1

die essere in grado di utilizzare una linea telefonica

commutata con errore di fase ed attenuazione in funzione

della frequenza significativamente superiori a quanto

fra precedentemente possibile. sg <

S 5o Coastituisce ancora un altro vantaggio della presente 7S. .

x ?

invenzione quello di utilizzare una trasmissione ed

!

una ricezione di dati asincrone nella forma di un im-? ? i > oca pacchettamento dei dati e.di una funzione di preparai

z!

\i?one.

! ,

?ncora un ulteriore vantaggio della presente invenzi?-fr Qt Vllinnaoeoerau ijie ? quello di consentire la multiplazione contempor?-

I ? i

nea di una pluralit? di segnali, sia asincroni che sin-! ?

c!roni.. . . .. !j

? i Costituisce un ulteriore vantaggio della presente in|

| i yenzione quello :di.permettere,operazioni che utilizz?-

no una vasta gamma di protocolli per comunicazioni di

. i

dati. !

! I

Questi ed altri oggetti e vantaggi della presente in?;

yenzione risulteranno evidenti.facendo riferiiiiento al

jLe figure dei disegni in connessione con la descrizi?-

ne di una forma di realizzazione pratica preferita.

uno .sch

Fig. 1 rappresenta MKHHKKgKemHaMaia?.Dl.occhi ad, a.lt.o ?li.ve..lo

r 1 modem a velocit? elevata secondo la presente invpn?one;

?ig. 2 rappresenta una illustrazione awl?1?

i

| i m ?v ' i insieme trasmittente e ricevente secondo la presente

invenzione ;

Fig. 3 rappresenta uno schema a blocchi funzionale d?i

! | ksgxa?K generatore di segnale ibrido del modem a vel?-[ ' ; i ? ndo la presente invenzione; io iit? elevata seco ?

; . i ?_ Fig. 4 rappresenta uno schema a blocchi funzionale del- ?CO c ? c l'estrattore di segaale del modem a velocit? elevata o ; . . . i fecondo la presente invenzione; j e <=.>o3 a fig. 5 rappresenta uno schema a blocchi funzionale d?i

! i circuito di definizione dei vettori del modem a veloj

!I

pit? elevata secondo la presente invenzione;

Fig. 6 rappresenta uno schema a blocchi funzionale d?i

circuito per la riduzione della diafonia del modem a!

!! . iI velocit? elevata secondo la presente invenzione; i

; . \

!?

fig. 7 rappresenta uno schema a blocchi funzionale del

generatore/correttore di riferimento del modem a veloj . !

cit? elevata secondo la presente invenzione; j

Fig. 8 rappresenta uno schema a blocchi funzionale d?i

postellatore del modem a velocit? elevata secoSoo la, presente invenzione;

Fig. 9 rappresenta uno schema a blocchi funzionale delle sezioni di caricamento e del comparto di spedizione secoSio la presente invenzione;

Fig. 10A rappresenta una illustrazione figurativa dei

bit trasmessi per ciascuna delle sessantaquattro (64) portanti per due epoche tlw^tempi secondo la presentej invenzione; j

! i

Fig. 10B rappresenta una illustrazione figurativa dei

bit trasmessi in un canale inverso per ciascuna delle

nove (9) frequenze per due epoche d?i tempi secondo ;

la presente invenzione; |

Fig. rappresenta una illustrazione figurativa dei

segnali binari in funzione del tempo per due epoche ;

di trasmissione di un pacchetto di 640 bit secondoun?

una realizzazione pratica preferita della presente in Dl DIlC ili ?io Lt -,.

Q VAiOMi ; Jue UT a^ venzione;

Fig. 11B rappresenta una illustrazione figurativa delle assegnazioni per i dati di informazione e di preparazione per un ipotetico pacchetto secondo una formai

di realizzazione pratica preferita della presente invenzione;

Fig, 11C rappresenta una illustrazione figurativa del

numero di bit.in ciascun campo comprendente un pacchetto esemplificativo secondo una forma di realizzazione

pratica preferita della presente invenzione.

FaceS?o riferimento alla Fig. 1, in essa ? stata rapt

| ; presentata e contrassegnata con il numero di riferi-j

? i

mento 10 una forma di re?lizzazione pratica preferii^

elei modem a velocit? eleviaa secondo la presente invenzione. Il modem a velocit? elevata 10 attua entrambe

Le funzioni trasmittente.e ricevente.su una linea telefonica 12 in connessione con un modem a velocit? elej

iJ

yata sminile 10' (non rappresentato) situato a distanza

I I

! !

Remota all'estremit? opposta della.linea telefonica j

s < ?2. La linea telefonica 12, normalmente un.canale te? s==:-OS | _si ad ! cn lefonico commutato da 300 a 3100 Hz,/collega/un ibrido/ u.S 1

X:? c j c O

generatore di segnale 14 atto a separare il percorso

t o = !. . . . ?5 *=? ? di trasmissione dal percorso di ricezione. Pure cont^- =>'<3 ! a s !

nut? internamente all'ibrido/generatore di segnale 1^

! j

?! la circuiteria per la generazione del segnale trasijInes-If vgrras. j

so che WBZHK? descritta in dettaglio in seguito in con? ! nessione con la Fig. 3. j

! . |

Ii segnali ricevuti dall'ibrido/generatore di segnale!)

I i

14 vengono fatti passare ad un estrattore di segnale;

16. Internamente all'estrattore di segnale 16, ciascuha componente del segnale trasmesso indesiderato viey

n|e rimossa dalla forma d'onda complessa ricevuta. L'utscita dell'estrattore di segnale 16 passa ad un circui-! ?

? i

ito di definizione dei vettori 18. Il circuito di defdnizione dei vettori 18 calcola i due valori del segnale sinuso?w?a?w ricevuto.Questi due valori vengono denominati q?i d'ora in avanti come componenti vettoriali

M x e y e rispettivamente riferiti in maniera intercp:mbiabile ai canali del seno e del coseno. L'uscita del

i circuito di definizione dei vettori 18 si dirama in j

due circuiti. Un circuito porta ad un cosiddetto co-iI btellat?re 20, che adatta i vettori ricevuti x e y alla pi? vicina combinazione di adattamento dei segnali probabilmente attesi. L'al??? di

| definizione dei vettori 18 porta ad un correttore di; II riferimento 22 , in cui iaw??K?i??fra?vxilz2Ew?Bin??s frequenza, w : i -;. - 9e - <0 tempo ed ampiezza del segnale di riferimento vengono?

o estratte e confrontate con i loro valori attesi e conI

le correzioni apportate in mEdHWKsmwKqiiwisraiHkHx maniera ? > ; li consequenziale. ! L'uscita del costellatone 20 procede verso un analiz?^

zatore di diagnostiche 24, il quale estrae l'informaj

zione di rendimento necessaria per la coordinazione

dei modem trasmittente e ricevente e per scopi di diagnostica. L'analizzatore di diagnostiche 24 attua tale funzione determinando se un qualsiasi canale di frequenza sta pvH&K presentando eccessivi livelli di rumore.

L'analizzatore di diagnostiche 24 genera anche stime : statistiche..del ritardo di fase del singolo canale, della distorsione di ampiezza, del rumore e cos? via. L'inT formazione def?ilzproveniente dall'analizzatore di diagnoi stiche 24 viene confezionata in pacchetti e spaiSii j

i /?? ? ??^???? !

ad un aewparto ?&> spedizioni 26. Il aoaBq&s?m spediii . I

zion^ 26 ? responsabile dell'organizzazione dell'infcpr-! ! jnazione in pacchetti per gli scopi di trasmissione e i

p1er la scomposizione dei pacchetti in caso di ricezi?1-iie dell'informazione. La commutazione ?

?'impacchettamento dell'informazione stessa sono beh

noti nella tecnica precedente delle comunicazioni dei dati. Le c . , di commutazione

tecniche HwpswHHi&wa a pacchetto,non vedr)anno descritte qui se non per accennare che la massi?ma

! I

L m ! informazione inssmamente al modem a velocit? elevata

i i

I i

10 secondo la presente invenzione viene,trasferita sot-I di ?nformaziotiB I

?0 forma di pacchetti/di dimensioni unificate, ciascy- mmm b c ?\w.. ;| !I HINGMME: FIAE::OMENICH D D Dno -.. ho contenente una testa insieme con dati di preparaz^o- A1 RO 3M f Q Vtittneoonauare -he, che facilitano a il trasferimento dell'informazi<ppe tra un modem trasmittente a velocit? elevata 10 ed

un modem ricevente a velocit? elevata 10* posta a di-js;tanza remota. I simboli di correzione interna dell'orrrore alternato consentono il rilevamrnto dell'errore;

I ? !

con un grado elevato di certezza. Gli errori vengono;

i I generalmente corretti ripetendo la trasmissione di j

1 ? pacchetti ricevuti in maniera difettosa. I pacchetti

AA t

tra il eewparto Qft spddizion^ 26 ed il mondo esterno;

(vale a dire un sistema di elaborazione, a cui ? collegato1??modem a velocit? elevata 10) vengono spediti e! ricevuti da uno o pi? sezioni di caricamento 28. Cia??

, 1

n^

scuna sezione di caricamel o 28 ? dimensionata, gene-rralmente su comando software ?? ovvero di programmazione, per adattare i precisi requisiti di interfacciamentoi

delle apparecchiature dati dell?utente. Per esempio,'

molti terminali dati utilizzano un connettore unificato RS-232-C e livelli di tensione. Una sezione di ca-r

i ricamento 28 viene impiegata per collegarsi a tale interfaccia RS-232-C. le sezioni di caricamento 28 eliminano swwh? ed aggiungono anche i dati di preparazione

dei pacchetti, in maniera che la corrente dei dati di uscita in serie appaia all?utente come un ingresso al trasmettitore con l?aspetto dell?informazione aggiunta

AMMENGHI C FAIw.. richiesta dallo stesso processo di commutazione a pac IHEGMMN D FAOENIGHEMI D DHo ?m..

AO 31 RM Q V filttaneroonaua -chetto.

Descrizione di insieme

Facendo riferimento alla Fig. 2, in essa ? illustrata

lina rappresentazione schematica dei canali di trasmissione e di ricezione, che formano gli insiemi trasmittente e ricevente di un modem a velocit? elevata 10

secondo la presente invenzione. Il modemxfe 10 a velocit? elevata trasmette contemporaneamente un insieme di frequenze 30 e riceve un insieme .di frequenze 32. Il modem

jLO a velocit? elevata ? progettato, secondo una forma

di realizzazione pratica preferita , per operare o con

! i

tt . ' circuiti telefonici a quafcwro fili (vale a dire due

I

i

jLinee) o con circuiti telefonici a due fini (vale a

j . I

dire una singola linea). Con un collegamento circuit?-!

Le a quattro fili (non illustrato), lo spettro comp??-

to da 300 Hz a.3 kHz ? disponibile in entrambe ,le di??

jrezioni,contemporaneamente. Nel caso di due fili (quel-

lo rappresentato nella Fig. 2), la separazione fra 1 m -

! c

sjieme trasmittente 30 e l'insieme rixevente 32 ? im-12 *1 ? ? LXJQ

perfetta. La divisione di frequenza ? pertanto utili?-

| ! in ?ata per separare le due direzioni?. La Fig. 2 rappr?-!

senta l'insieme trasmittente 30 costituito da sessan-i-! j

t!aq?attro (64) frequenze separate che occupano la baijIi- o | ! r a <? > da approssimativamente da 600 Hz a 3 kHz. L'insieme j

rii.cevente 32 illustrato nella Fig. 2 ha una larghezza i

II !i

di banda proporzionatamente pi? stretta ed occupa soli |

tanto la banda approssimativamente da 300 Hz a 500 H?.

; i

l ^ }

Questa scelta particolare di allocazione in frequenza

I i capitalizza nei confronti della realt? statistica eh?

iin flusso intenso di dati si verificher? generalment^

I ;

in una direzione ed un flusso inferiore di dati si svol-

ger? nella direzione Il canale ricevente O?

!l j

I : insieme ricevente 32 viene utilizzato per convogliare

all'utente dati e per trasportare l'informazione

di riscontro che i

?/pacchetti trasmessi sono stati in effetti ricevuti<

i

correttamente. Se non viene ricevuta alcuna informazione di riscontro, ?llora l?insieme di pacchetti precedentemente trasmesso viene trasmesso SHSETOH:S ancora una

volta.

Nella Fig. 2, una pluralit? di linee verticali 34 se^-para ciascun insieme in incrementi di tempo

di 1/37,.5 di secondo, denominati d?ora in avanti "epoche".

Ciascuna epoca o periodo d'?poca viene usata per trasmettere un insieme codificato differente di frequenze, .

in cui ciascun tono o frequenza viene codificata in ,

fase ed ampiezza per convogliare una molteplicit?.di

bit. In una forma di realizzazione prat?ca preferita,

ciasc?n tono viene codificato con cinque (5) bit di

s

informazione; ci? crea trentaduns (32) combinazioni'

CAMMK A FIH!EGw.. discrete di fasi e di ampiezze (vale a dire la ben nota I D D0HEH DMEN1GMI FAMENGiito --...

V Qi1 F 3A ROtttMsouannroae -"costella.zione"). La capacit? compositi di sessantaquattro transiti (64 ) canali, comprendente l? insieme : trasmittente 30, consente il convogliamento di fino a

320 bit in un?epoca ovvero in 1/37,5 di secondo. Ci? ?

? l'equivalente di 12000 bit al secondo. Tuttavia, in

una forma di reqlizzazione pratica preferita HHM canali

l?/dell 'insieme trasmittente 30 viene * utilizzato unicamente ps a scopo di riferimento. Vale a dire che il

canale 32 trasmette ciclicamente a piena intensit? per

jun'epoca, non trasmette per due epoche, nuovamente

II

trasmette per un'epoca, non lo.fa per due epoche e cosi

j

j I

jvia. L'ampiezza del canale 32 stabilisce una ampiezza

jdi riferimento. L'inizio e la fine delle trasmissioni

I

del canale 32 determinano esattamente i confini di

tempo per un'epoca. Inoltre, la frequenza..del canale

32, cos? come ? ricevuta da un modem,a velocit? elevata [remoto 10', fornisce una informazione di riferimento

j _ ?1 utilizzata per correggere lo sfalsamento eterodina della frequenza, che spesso si verifica nel passaggio a

I

[traverso il sistema delle portanti della compagnia te s <

? o? lefonica. n idn secondo segnale di riferimento 35 viene utilizzato 5C c o | |

? o in maniera identica nell'insieme ricevente di ritorn?

I |

i ? * ? ? i ? ? 32. Nel caso di impiego di un modem a velocit? eleva?a rr o I , : iS > h.0 con un collegamento circuitale a quattro fili, ili

iI ? !i

Canale di ritorno occupa la pinna larghezza di bandaj

| |

da 500 Hz a 3 kHz^? poich? altrimeSwi esso risulterei}-j i

I i

I r

be inutilizzato. Un collegamento a quattro fili consente

L . !

p-n tal modo nominalmente 1200 bps in entrambe le dir^-! .i

| . !

zioni simultaneamente, meno la capacit? devoluta peri

1 j

! : i

pii canale di riferimento e per le funzioni di preparazione interne . Con una ?fM?rillxqM6ii??lx?K?li??rx$rxN?Ha di i

!? . !J

buona qualit?, il modem a velocit? elevata 10 secondoi

la presente invenzione raggiungerebbe velocit? dell'or

dine di 11000 bps. Tuttavia, se la qualit? della linea non dovesse permetterlo (vale a dire in presenza di inconvenienti), alcuni dei xaHHflr?z canali menomati verrebbero lasciati cadere abbasaando cos? la produzione di dati

della rete per un fattore pari a 1/64 per ?????? ogni

i

canale che viene a mancare. Questa degradazione "graduale"

I

[

della produzione di dati della rete per il modem a velocit? elevata 10 secondo la presente invenzione ? da porre in contrasto con la configurazione di "scalamento" j drastico utilizzata sui modem della tecnica precedente,

dove minori inconvenienti possono ridurre la produzione 1^1o di dati della rete per il 50% o pi?. sCDe n ? Ibrido/generatore di segnale o U ou. S

Facendo riferimento alla Fig. 3, in essa ? rappresenr O Q ? so:ro tata una descrizione dettagliata dell'ibrido/generatore d > di segnale. Come ? stato brevemente descritto precedentemente in connessione con la Fig. 1, 1?ibrido/generatore di segnale 14 genera l?insieme trasmittente 30 r

che consiste di valori digitali sequsnziali, ciascun,

valore di

valore digitale dei qaali rappresenta un/segnale analogico identico alle componenti del segnale di un..banco di circuiti oscillatori analogici equivalenti. Tutti i toni comprendenti l?insieme trasmittente 30 sono, derivati internamente all?ibrido/generatore di segnale

14 da un comune oscillatore a quarzo 36. Sebbene il :

modem a velocit? elevata 10 ? effettivamente composto I; ij

da due modem, vale a dire un modem ricevente ed un mcidem ^trasmittente, l'oscillatore a quarzo 36 fornisce una,

Brinci ; informazione di temporizzazione per entrami|

be le funzioni. Pertanto, entrambi i modem mantengon<?

una relazione integrale di temporizzazione. Con poch^

j i eccezioni, la differenza assoluta di temporizzazione j

: I

j ? I-fra i modem trasmittente e ricevente ? una misura del

!1 ' I! ritardo di propagazione delle rete telefonica a lunghe

! j distanze, che tende a rimanere fisso per la durata di

! |

?gni chiamata telefonica. \

! ? I L'oscillatore a quarzo 36/collegato ad un generatore? = 5 agijO5 di segnala di temporizzazione 38, che in connessione! < _ con uh contatore 39 fornisce una pluralit? di segnali

di temporizzazione 40 utilizzati dappeetuewo nel modem ? CJ =

3 ? a : - ! <= O a velocit? elevata 10. La tecnica seguente, descritta S: <o i ! ? > per generale valori digitali di toni, ? simile alla ? tecnica usata per generare un insieme di toni allo sta-1 i

to dell'arte degli strumenti musicali elettronici.

Le frequenze da 1 a 64, come ? stato rappresentato,

vengono generate in maniera alternata faceddo uso di!

una memoria a sola lettura a divisione di tempo (ROM)

;42, un sommatone 44 ed una memoria a sola lettura delI-la tavola di seni e coseni 46. L'uscita della memoria

a sola lettura 42 ? una serie di valori digitali. Cia

KHHUn val?re pu? corrispondere ad un incremento angolivalore di I

re usato per generare un?/modulazione a impulsi codi?

fficati di un insieme di frequenze . Come nella pensy |

\

pratica unificata della modulazione ad impulsi codificati, viene utilizzato un il

I?H/intervallo di campionamento vwesra che ? almeno/doppio

della frequenza che deve essere campionata (intervallo

di Nyquist). In sessantaquattro (64) posizioni discr?te

alla memoria a sola lettura 42 viene me

morizzata una pluralit? di valori incrementali 43 corri-I i spondente alle sessantaquattro (64) frequenze da derii j ac <t yjare da? segnali d?i tempor.izz.a.zione 40. Ciascun valore m >

jincrementale 43 viene aggiunto aliba^sorama precedente

j

in un sommatcre 44 che agisce da integratore. I bit

1! .: o di ordine inferiore del sommatore 44 formanp gli indp- ?W ? ? i ?= ? 1 ? rizzi di ingresso 45 alla memoria a sola lettura delj.a >

?

?tavola di seni e coseni 46. Gli impulsi che costitui-j-I j

I i

?cono i segnali di temporizzazione 40 vengono conteg?

! ' " . ' !

! ? !

giati in un contatore di indirizzi 39. Quando il vaio-

i '

re W?ZWWH contenuto internamente al contatore di indicizzi

39 viene incrementato sequenzialmente, una posizionei

! | differente della memoria a sola lettura 42 viene indii ' . . 1

rizzata sequenzialmente per produrre ciascuno dei se?-

santaquattro (64) toni delle portanti.

La memoria a sola lettura dei seni/coseni 46 contiene

i valori corrispondenti al seno ed il successivo indiriz

' <

zo sequenziale quelli corrispondenti al coseno. I ser

gnali interni al modem a velocit? elevata lOw vengono

! : trasmessi generando due componenti vettoriali. La pri-I! ? - !;

jna componente vettoriale ? un valore di seno 48, menare

la seconda componente vettoriale ? un valore di coseno

| . ?

50. I dati che devono essere trasmessi entrano nel j

punto 52 e vengono 6?ganizzati in gruppi di cinque (5)

) :

?>it ciascuno. Ogni gruppo di cinque (5) bit rapprese^-1

? . j

ta una particolare combinazione delle coordinate vet-jtoriali. Con cinque (5) bit sono richiesti per la tra-! . . . ! Emissione trentadue (32) valori separati o vettori composti. Poich? la scelta ideale dell?angolo e dell'amr

? E p. piezza di ciascuno di questi vettori dipende

natura della linea di comunicazione ueatoH O ??g = impiegata, la scelta pu? essere resa dipendente da pa o ? > rametri selezionati da una memoria a sola lettura come

? i richiesto. Ci? ? stato rappresentato schematicamente;

nella Fig. 3 con un commutatore 54. 11 commutatore 54

sceglie una memoria a solaa lettura 56 facente parte!

di una pluralit? di memorie vettoriali x e y di ingressp a 5 bit. L?uscita di ciascuna memoria a sola lettura 56 delle ampiezze vettoriali ovvero della costellagli.

zione ? ricevuta da un . All?interno

del mflSes^pi& tore 62, il valore x 58 viene

per il valore del seno 48 proveniente dalla memoria a

f ?3. ? i sola lettufcadwBi seni/coseni 46. Immediatamente dopo,!

? ?

il valore y 60 ri proveniente dalla memoria a sola lett iura dei vettori 56 viene moltipli.cato all'interno d? Ii mOlti?w?tore 62 per il valore del coseno 50 provenienj . !

te dalla memoria a sola lettura dei seni/coseni 46 \

i !

|(nella Fig. 3 ? stato rappresentato solo il valore x) .

! !

i i

QIuesto processo viene ripetuto per la successiva fre?

! iJ

quenza modulata dai successivi cinque (5) bit che?dej

f i ? !

yono essere trasmessi. Ci? continua finche tuttH K 320

! I

bit sono stati trasmessi facendo uso di tutte le sest g? l ! santaquattro (64) frequenze. In una forma di realizza-1 i

zione pratica preferita della presente invenzione, i}.

! . j

? tempo per ogni punto di campionamento ? molto breve.

& CI Durante il singolo periodo d?epoca ciascuna frequenza J > 1 v !

verr? campionata 512 volte. Ci? corrisponde a 19200 j

; i campionamenti per ogni frequenza al secondo.

L?uscita digitale 64 del molti^?ktore 62 ? ricevuta ;

? j

da un convertitore digitale/analogico (D/A) 66. Il convertitore digitale/analogico 66 converte i segnali digitali 64 in valori analogici 68. Un filtro passabasso

70 elimina i prodotti delle frequenze superiori non det siderati ed il segnale analogico filtrato 72 viene quindi trasmesso all'ibrido 74. L?ibrido 74 ha la funzione

di trasmettere il segnale analogico sulla linea telefonica 12. In aggiunta alla funzione trasmittente, l'ibrido %

'?ia 74 separa anche un segnale ricevuto 76 dalla linea telefonica 12 nel caso di un circuito a due fili. L'ir-. . ? un dispositivo .. . . _ . . .

ondo 74?????5????* di bilanciamento. a .ponte che

? origine ad una differenza di regolazione quando s:. jlncQntrano differenti impedenze della linea telefonica. .

J

viene .fornita

?Jna correzione grossolana del primo ordine t?Hsuurwflz&??nniao

all 'ibrido .74 da un segnale digitale 7.8 attraversp

?n convertitore digitale/analogico 80. L'uscita erba analogica j32 del convertitore digitale/analogico 80 regola il

guadagno dell'ibrido 74 in maniera che il segnale trasmesso abbia un minimo di diagonia con il canale di ri ? i-3E cezione. Occorre osservare che il meccanismo di sepa??

i 2 !

fazione del canale primario ? a divisione di frequenta ? O ? O

tra il canale trasmittente aed il canale,ricevente? poi- ? ! > ph? le due bande di frequenza non si sovrappongono.

La regolazione dell'?brido 74 viene impiegata soltanto

i

per correzioni del secondo ordine per ridurre ulteri?rmente la ricezione dell'energia spuria.

Estrattore di segnale

Facendo riferimento alla Fig. 4, in essa ? rappreseny

i ?1

? I

tata uno schema funzionale dettagliato dell'estratto?

; ' !

!

re di segnale 16. I segnali ricevuti 76 entrano nel-} l'estrattore di segbale 76 e vengono innanzitutto fij.-! . . !

strati da un filtro passabanda 84, destinato ad eliminare le frequenze estranee che sono esterne alla banda passante dello spettro utilizzabile. Un segnale di ui

3

scita 86 del filtro passabanda 84 viene moltiplicato|

ji.n un moltiplicatore 88 per un segnale 90 proveniente

? i

da un convertitore digitale/analogico 92. Il converti-; i

tore digitale/analogico 92 serve da moltiplicatore a-r

nalogico per regolare in maniera grossolana l'ampiez-?

! 86

za del segnale totale/ricevuto sul canale. Dopo la r^-! i

I : i golazioiie di guadagno nel moltiplicatore 88, un segna-

l ie di.ri.cezione 94 viene fatto passare wu ad un molti I-

plicatore dell'oscillatore locale 96. Il valore di am-I i

i| I: piezza del segnale di moltiplicazione 90 ? controlla-?

I i

ir? dal convertitore digitale/analggico 92 mediante un

rivelatore di picco 93 , il quale assicura che il segna

J

le di ingresso al convertitore digitale/analogico 92j

non superi il limite a massimo lineare del moltiplica- A C F/MIAIEUwM..

D D? D0?iEoN;:;!E : CI ;INHG,... -?

V Qiedu faro 3o1nRaOnAMt. -tore 88.

Nel moltiplicatore dell'oscillatore locale 96 viene

fatta passare una pluralit? di toni 98, che comprendo-|

no una serie di frequenze simile a quelle trasmesse,:

roa di ampiezza costante. L'ampiezza costante ? ottenuta

r [

per il prodotto del segbale ricevuto 86 menomato dallie

perdite sulla linea telefonica 12 regolando il guada-?

i

gno di ciascun tono 99 dell'oscillatore locale singo-?

larmente in un amplificatore di controllo 100 del gua-

dagno di canale. Circostanza unica per la presente in/enzione, l'informazione relativa alle caratteristiche 3i guadagno del singolo canale per ciascuna delle sessantaquattro (64) portanti viene memorizzata in una

memoria ad accesso casuale (RAM) 102. L?informazione iepositata all?interno della memoria ad accesso casu

Le .102 e memorizzata in una pluralit? di indirizzi ? T?parati 104 viene derivata dalle misure sd?ingsg

ii-jngolo gu ra-

?lagno per ciascuna delle poratanti che trasmettono ampiezze,note gxwxniB all?inizio del collegamento sulla

I

i

linea commutata. Dopo tale inizio, i valori ricevuti

l??oi ?j vengono quantizzati in uno o divers? valori di ampiezza jioti, assicurando che il guadagno venga esattamente

i = S mantenuto. Ciascuna costante di regolazione del guada rt e=>? -3 ? a gno di canale viene prelevata in maniera sincrona dalla

! | ? > memoria ad accesso casuale 102 ed utilizzata per reg?i

lare istantaneamente il giadagno dell?amplificatore

i

di controllo del guadagno 100 tramite elaborazione dei

i

i

Regnali dell?oscillatore locale. Ci? ? equivalente.a

j

ijnodificare l ' intensit? del segnale che ? stato ricevui !

to 94. j

! |

E' un inconaeniente comune delle linee telefoniche c the

si verifichi uno sfalsamento di frequenza fra i segnali trasmessi e quelli ricevuti, che ? causato dal sistema ..di portanti telefoniche. L'estrattore di segnale i

! errore di

tiene conto di questo/sfalsamento eterodina del sist?

ma telefonico, introducendo un segnale di controllo

dello ?a sfaldamento 106 nel sommatore incrementale j

i i

I j

}+4. Come ? stato precedentemente descritto in connes?

! \ . !:

prione con 1?ibrido/generatore di segnale 14, la mamoria

I

a sola lettura 42 contiene i valri che devono esserej

s!elezi.onati oer le frequenze dell?oscillatore locale ijda

i i

1 a 64. Questi valori vengono selezionati per generare

j ven ono | frequenze cheV?S^8naltem ate tra le frequenze trasmit-I . . |

tenti assegnate. Le feequenze selezionate dalla memoria

I . . !

sola lettura 42 passano al sommatore incrementale j

; i =.,!.1 44. Un secondo valore digitale comune, vale a dire un > i ;

! '

segnale di controllo dello sfalsamento, viene addizio-

nato a ciascun ??mmaioKH sommatore 44 allo scopo di ;

costituire un controllo dello sfalsamento di frequen?; ? c

za. Il segnale di controliliS dello sfalsamento viene ? >?

I

. " ! derivato dal correttore/generatore di riferimento 22;

II valore del segnale di controllo,dello sfaldamento!

? !

? esattamente determinato in maniera che l'uscita dely ;

la memoria a sola lettura s dei? seni/coseni W3 46 (vale

! (

a dire il valore del seno 48 ed il valore del coseno ;

50) adattino esattamente quelle frequenze appartenenti

all?insieme trasmesso 30. Ci? viene effettivamente ot-

tenuto facendo variare la frequenza di riferimento (va-

le a dire?la frequenza 32) fino il suo

valore esatto anticipato. In una forma di realizzazione

ra ?

b??tica preferita, questo schema consente la correzione degli iSa^wamenti eterodina pari a pi? o meno 18 Hz

e quindi maggiori-di quanto si verificher? mai in un

^istema telefonico. Questo vasto campo di correzioni

eterodina ? utile suBra got? canali radio a banda laterale unica, in cui si possono verificare aSa^samenti di fre?

quenza maggiori. E* anche utile in situazioni che impiegano 'canali radio dove stazioni mobili causano uncj> spostamento Doppler.

I

Facendo riferimento alla Fig. 5, in essa ? rappresen-< tato uno schema .funzionale dettagliato del circuito ?U?JO? ? j

pi definizione dei vettori 18. Il circuito di definir

i j

z!i.one d,ei. vettori. .1?8 vi.ene ?i??m?p?i?eg??at??o???p?er?a???o??t??tenere un

rilevamento coerente di un quadro adattato..Un segnale

= ? ir <? di ingresso 108 del circuito di defnXna?Bziione dei vetto!ri ?? > jL8 ? ricevuto dall ' estrattore di segnali ftftt??Hwnun 16 .

! !

Ciascun campionamento ? gi? stato moltiplicato nel moltipli-[ i

! catore/oscillatore locale ? 96 e pertanto rappresenta

Ogni differente frequenza da integrare. L?integrazione

viene prontamente realizzata poich? ciascun segnale I

108 ? un valore digitale del valore stimato. Il segnale

f !

di ingresso 108 viene applicato ad una pluralit? di !

; j integratori di.campionamento 11?. Gli integratori di!... . pampionamento 110 sono effettivamente costruiti a partire da singoli integratori sinusoidali 112 ed integra

tori cosinusoidali 114 per ciascuna portante discreta ; ;

\ i

p frequenza (vale a dire % 64 nel caso della forma dq. realizzazione pratica preferita). Naturalmente, vi ?j? i !

! !

molto rumore di sottofondo nel segnale applicato a eia-! !

scun integratore di campionamento 110, poich? il segani

!

le 108 contiene energia proveniente da canali irrileT

! . !

vanti nonch? dallo specifico canale desiderato. Fonda-' ii mentale per questa forma di processo di rilevamento ?

l la premessa c ! ; he le energie del segnale desiderat?o siiI

i ! sommeranno, all'interno degli integratori sinusoidalij

I u c i

112 e deS?1 integratori cosinusoidali 114 , a ciascuna

!

|

addizione separata integrata, mentre i segnali indesiderati (almeno rispetto ad un particolare integratore)

i !

si presenteranno in modo ortogonale. Vale a dire chej

1 l

i segnali indesiderati talvolta si sommano eiy, in misu-! |

ira frequente come su base statistisca, si sottraggono CVie i]dai valori negli integratori sinusolidali 112 e negli] integratori cosinusoidali 114. E' l'impiego di un grande i ; limer? di campionamenti che consente al segnale desiderato di essere estratto dal rumore. Dopo il processo di integrazione, i segnali di uscita degli ur?rg integratori

112 e 114 passano attraverso una pluralit? di amplifipatori separatori 116.

pome ? stato p brevemente discusso precedentemente, il canale di riferimento (vale a dire la frequenza 32 in

una forma di realizzazione pratica preferita) viene

:?eso pulsante ad.ampiezza totale per un?epoca e ad ampiezza zero per due epoche. I di questa pulsasione del.canale di riferimento forniscono l?informahanno

jsione.?basilare di temporizzazione di cui ?ra/bisogno

!

li integratori di.campionamento 110; vale a dire,w?rar?r 'quando entrare,in funzione e quando fermarsi. Tuttavia, vi ? unawKWHM?w?wr?iM?^?ki secondo ordinewtorw che necessita una soluzione e che si riferisce alla temporiz? zazione o pi? appropriatamente alla distorsione di :'a- =CD <$ ! *H rQ\ se. Nel modem a velocit? elevata 10 secondo la presen ? te invenzione, ciascuna epoca ?mia dura approssimatiyamente

!

26,7 millisecondi. Il ritardo di fase delle linee telefoniche ? comunemente dell'ordine di 2 millisecondi Q ? ?= o o > <j> pi?. Inoltre, questo ritardo di fase ? significatisamente peggiore vicino^x1"8 emi d,el,la b pearonradr?a passante di 3 kHz . In tal modo , se ciascun integratore !

I i

110 (vale a dire gli integratori sinusoidali 112 e

I ' ? I

g!li integratori cosinusoidali 114) entrassero iik )

; i

funzione allo stesso tempo, i canali situati ai bordi

ii i|

della banda passante presenterebbero sostanzialmente

!; . . ' !|

il massimo errore di spostamento di fase. E' chiaro!

|! ? i

che.il valore internamente ad alcuni integratori 110

! con | potrebbe.esser e/?l .10$ di errore (vale a dire che tali integratori 110 conterrebbero il 10$ dei loro vaio?

ri dell?energia del precedente periodo d?epoca). Ta^-!

le distorsione di fase ? inaccettabile WH Yprarxfcw modem

i

ad elevato rendimento come quello che viene qui descritto.

"tt

Jn tenta?vo effettuato per correggere questa distorsione di fase che varia attrs3r*w*?*erso la banda passant

di 3 kHz ? quello di sfruttare una misura del ritardo

di fase di ciascuna delle ?wmtena sessantaquattro (64)

frequenze portanti rispetto al canale di riferimento

I I

?come un fattore di correzione della fase. Ci? consente

i ? < i % di generare un fattore di correzione separatamente 5 s 3Go i

I

|per ciascuna delle sessantaquattro (64) portanti, cpme se ciascun integratore di campionamento 110 fossje

in corrispondenza dei

Stato messo in funzione ed arrestato esattamente/w?y C? O o ^ jconfini temporali di ciascuna epoca. In tal modo, ujqa porzione del circuito di definizione dei vettori 18

funziona da correttore della distorsione di fase, co?

; ' ?

me si nota nella Fig. 5. Il processo di correzione |

; ij

della distorsione di fase inizia facendo passare l?uj

scita di ciascun amplificatore separatore 116 attrai-! i

j i

verso una linea di ritardo 118, allo scopo di conseir-?ro veniente | ore/dagli integratori 112 e 1|14.

! i

I valori effettivi provenienti dagli integratori llj2

je 114 vengono singolarmente moltiplicati in una plujj ' ! ralita di moltiplicatori 120 per una pluralit? di i w?ra??iK?w costanti di correzione 122. Il valore di eiai I

]

scuna costante di correzione 122 (vale a dire K1 a

?64 nella Fig. 5) ? determinato automaticamente al-I

l'istante in cui il collegamento telefonico viene i:nnazitutto stabilito oppure all'istante di un riaw iamento "a caldo" (per esempio un riavviamento dopo che

jLa percentuale di errore abbia superato un limite accettabile). In una forma di realizzazione pratica pre-! ?i

ferita del modem a velocit? elevata 10 secondo la pre-I !

ent . e i . nvenz . i. one , , la t . ecni . ca v itmscfipiiaegx^atKWaxm oxewria mwiacwsuKrare!

la distorsione di fase della banda passante ? quella

I '

di mettere in funzione l'apparato ogni tre portanti!

! ??O i S et per un?epoca e quindi di misurare l'energia contenuta I -CO nell' epoca lra?wwiy!wva* L'energia X cheR "rimane Kjnpw

j| ! sospesa"? durante la successiva epoca ? una misura ; CI?

** ? <=>? (cio? ? direttamente proporzionale) del ritardo di i -5 O o | !

fase relativo al canale di riferimento impiegato per

i |

la temporizzazione delle epoche. j

i

t ! Pertanto, .l'uscita dei moltiplicatori 120 viene forr

i i

! !

?jiita ad una pluralit? di sottrattori 124 dai valorii ricevuti dagli amplificatori separatori 116 ritari

dati in maniera appropriata mediante la linea di ri*-- -1 forma di

tardo 118 dell'epoca precedente. In una/realizzazione pratica preferita della presente invenzione, la -linea di ritardo 118 ? effettivamente realizzata da

una memoria ad accesso casuale; vale a dire che.i vja-

lori vengono effettivamente memorizzati nella memoria

I

ad accesso casuale e richiamati all'istante opportu-

no, in maniera da attuare efficacemente la funzione

11 processo di

di una classica linea di ritardo. ?w/correzione delor

la distjEBTsione di fase ha luogo su una base per epo-

che, come ? stato rappresentato. Per una accuratezza

jac ce t , t abile sono W sXo?lStHWanXWtXoK r WiHcShiSTOesOTtWe approssimat , i . va-!!

mente 4800 correzioni al secondo.

JJn valore x 126 corretto in fase ed un valore y 128

! j

janch' esso corretto in fase vengono richiesti per prlo- < i I

jdurre valori di coordinate polari* per l1 ulteriore ejla- >; O

! i ??? L iterazione. L? ampiezza del raggio vettore viene calcio-? ?-*- 3 ZL? c 3 j Ilato.con una operazione di elevazione al quadrato j!

[ ! I ? _ 1-30, una somma dei quadrati 132 ed una operazione d'i => ? i i ?= e ! i iradice quadrata 134 eseguita sulla somma dei quadra- :ur

iti delle componenti x e y. Queste operazioni in pral-

? . . ? , ???? ?&?.

rfcica possono essere eseguite wsotew; calcolo op-

ipure con l 'impiego di una tabella memorizzata in unja

! ?

i ! memoria a sola lettura di consultazione. In manieraj

! ! ?simile, l' angolo del raggio vettore viene determina- -1 ;

ito calcolando l'arcotangente del valore x diviso ??,?

|il valore y. La divisione della componente x per la

.componente y viene effettuata in un operazionale 13:6

le 1'arcotangente viene determinata in un operazionale

p-38. S3a*rram?KW?wx??mx?tx?/saKW Sia l? operazione di . divi-1i :-jsione sia il calcolo dell'arcotangente possono essere

| i ! realizzate memorizzando i valori attesi in una memoj-

t

ria a sola lettura della tabella di consultazione op rpure? mediante un calcolo. . j

Circuito riduttore di diafonia ;

F ! -acendo riferimen ! -to alla Fig. 6 , un circuito ridut- Ii

I

tore di diafonia facoltativo & stato rappresentato [

contrassegnato dal numero di riferimento generale !

. !

f40. Il circuito riduttore di diafonia 140 fornisce! < I| i s o un secondo livello di correzione per segnali che

I I S i !

j'cadono" da una portante di frequenza ? in una portpnu

?te di frequenza adiacente (? possibile che la diafonia

I i ? li a si verifichi al di l?'di canali adiacenti, ma la dia ?

>

fonia su canali adiacenti ?r costituisce la .componenjte

i 1 maggiore). Naturalmente ,w wwwgw&w centri della banda..

j . |

delle singole portanti sono spaziati tra di loro diu .

: I

1 I approssimativamente 37,5 Hz allo scopo di minimizzare

la diafonia da canale a canale. Nella Fig. 6 sono il-

lustrate tre frequenze rappresentative ciascuna avente

1 !

due vettori (vale a dire xll, yll, xl2, yl2, xl3, y!3)

che si riferiscono alla serie completa delle sessan? -

taquattro (64) portanti di frequenza. Ciascun vettore

di transito !

e memorizzato in una memoria vtesmp?H?/ad accesso casua-

le 142. Questo valore viene moltiplicato per un coefficiente di correzione k memorizzato in una memoria *??;iawH?rdi transito ad accesso casuale 144. L'effettiva correzione ha luogo in una pluralit? di sommatori ljt-6.

1 circuito 140 realizza pertanto un grado di riduzione della diafonia attuato in una maniera conceti! - j? tualmente simile alla circuiteria della correzione di

! ' |

l?ase utilizzata nel circuito di definizione dei veti

I

jbori lo; Vale a dire che, all'istante del collegamento telefonico iniziale, wgrcw fcww canal? di frequenza

ogni tre viene attivato a piena ampiezza per un'epoca.

t 0 ?ampiezza dell'energia che viene rivelata in canali

tJ adiacenti altrimenti quiescenti ? proporzionale all^?-? ! piafonia d el canale adiacente e viene impiegata com^

5i_.

1 ! riferimento. Questa informazione viene successivamente

m!emorizzata in memorie di transito ad acdesso c1p.suai !

|Le 144 ed_impiagata per formare una costante di corl

I | rezione k che viene moltiplicata per l'uscita del j

?! !;

Circuito di correzione della distorsione di fase deij ! l'unit? di definizione dei vettori 18 e successivamen-! i

i a ?

fe sottratta da essa (mediante addizione con segnoj

? r negativo). Questo processo viene ripetuto per ciascjino dei sessantaquattro (64) canali finche la memorip.

ad accesso casuale abbia memorizzato, per un particol!are collegamento telefonico, l'' ampiezza della diafj iD-! j

hia del canale adiacente prodotta da un qualsiasi ca

I

jnale in tale canale adiacente .

!

|I1 circuito riduttore di diafonia 140 ? posto dopo

|

il circuito di correzione della distorsione di fase, .

jche opera su.valori x corretti 126 e su valori y cornjetti 128, e prima del c_ircuito di conversione da jr

i

rettangolare a polare dell'unit? di definizione dei yettori 18.

p _ (64)

piascun? delle sessantaquattro/portanti convogliata;

?

jcome due vettori (xl, yl, x2, y2, ..., x64, y64) forj |

pia un ingresso al circuito di riduzione della diafoji ? | ?: i . ?

nia per produrre i corrispondenti vettori di uscitaj

| !

xlf, yl', x2', y2',..., x64?, y64'.

lenerat ore/correttore di riferimento

Facebdo riferimento alla Fig. 7, in essa ? stato rajpp Iresentato e co?rfc ras segnato con il numero di riferi ?!-i | A C FM!HE':gfi!VY.,.

D D ptf',,r,,','urc -,?.. inento generale 22 un generatore/correttore di rifer??

! ;

pento per il modem a valoeit? elevata 10 secondo lai presente invenzione.il generatore/correttore di rifle-I ! rimento 22 fa sn?? uso dell ' inf orinazione di temporizjzaz:ione in arrivo in maniera che gli integratori di ca]mj : pionamento 110 del circuito di definizione dei vetto-; I!

ri 18 inizino l'integrazione e ritornino alla posizione di partenza esattamente in corrispondenza del Confini delle epoche..L'ingresso di w??ggr?m?g . i tore/correttore di riferimento 22 ? un segnale di ri-

X

ferimento 202 (vale a dire una frequenza portante 32

: |

in una forma di realizzazione pratica preferita). I

Da una posizione di partenza casuale, l'energia del j

; j

segnale di riferimento 202 viene misurata rispetto ai

: !

tre epoche consecutive. Se la temporizzazione ? fatta

I ?

i

in maniera appropriata, l'epoca centrale dovrebbe con-

tenere tutta l'energia; la prima epoca f ) l |

u

cwdse?fc??? dovrebbe contenere zero energia; e l 'KBltim?.

t

epoca (o la pwuCwli?K?e) dovrebbe contenere anch'ess^.

i

zero energia. Un contatore modulo-3204 apre sequenzial-: i ?g5 mente una porta AND 206, una porta AND 208 ed una pop- o ! I

ta AND 210. Quando li porti AND 206, 208 e 210 sono !

; j cr? ^abilitate" , cosi come viene determinato dal contatof

rispettivamente

re modulo-3 204, allora l'energia verr? accumulata/inx

una porta relativa all'epoca iS > gS 212, in Una :

; . i

porta relativa all'epoca successiva 214 ed in una por-: i FroPn ta normale 216. fiMM Se il segnale di ingresso 202 ? :

temporizzato in maniera appropriata rispetto al conta-

tore modulo-3 Wwa 204, allora tutta l'energia sar? cpn-

tenuta nella porta normale 216. L'uscita della porta:

normale forma un segnale di temporizzazione 217 impie-

gato dal circuito di ded izione dei vettori 18 per

contrassegnare l'inizio e la fine dei periodi di inte-

grazione delle epoche.

Un rivelatore di soglia 218 ed una porta di soglia 220 memorizzano l?energia ricevuta nelsa porta relativa j | _ ? snteriors

^??'epoca pwHwet?BKWH 212e nella.porta relativa all'epoca

I i!

i V .

successila 214. Se uno dei due.valori supera un valore

? ?

i ?

idi soglia prestabilito, allora viene effettuata una j

! j regolazione molto grossolana v?iaKtatnsH azzerando una catena i |

di conteggio comune 222. Tuttavia, se il modem a velocit?

' .. !

elevata 10 si ? trovato recentemente in sincronismo,j

i i

? ? j

oppure se l'energia nella porta relativa all'epoca an-| ! .

} - ; terrore 212 e nella porta relativa all'epoca successiva

214 ? sufficientemente piccola, allora ? richiesta s?-! |

lo una graduale correzione dello sfasamento. Ci? viene

te >~. effettuato, come ? stato rappresentato nella Fig. 8, I

ii !j 5~? Correggendo l' ingresso dellatsra catena di conteggio 222

i ?

? t ?e s i ?= i a . 3 mediante un oscillatore controllato in tensione 224.i ? ? ta j ,dal momento che ! ? > Si osservi che/non tutti i processi si svolgono all'int i

t ? 2.

tem o di un domnnio digitale, un convertitore digita-j

f 3OA KM orn lane le/analogico 226 riceve un ingresso digitale da un sot-; ! trattore 228 per la correzione WH in retroazione della

o

frequenza di Sscillazione dell'oscillatore controllato

in tensione 224, in maniera da produrre una correzione costante per lungo tempo che non ? sensibile alle perturbazioni minori a foa breve termine.

Facendo riferimento alla Fig. g, in essa ? rappresentato uno schema funzionale dettagliato del circuito co-

X

tellatore? 20. La.funzione del costellatore 20 ?

La di analizzare i valori di fase e di ampiezza ottenuti dal circuito di definizione dei vettori 18 e di

adattare tali valori di fase e di ampiezza (vale a dire i vettori definiti) ai valori pi? vicini memorizza?

ti in una memoria a sola lettura (vale a dire ;i vetto-I I

ri della costellazione), che corrispondono agli specifici modelli dei dati. Questo ? un ??H??anl?W:?b ricerca

su una tabelna del valore approssimato pi? vicino, P}.? precisamente , l'informazione di fase, in una forma 4 realizzazione pratica preferita della presente inven-j-! .? . . ]

zioneqp, viene decodificata determinando la differenza

di fase da un'epoca alla successiva. Utilizzando la

?jtecnica dKflziaxiaKdMflzatfiaira dello sfasamento &S differenziale, la modulazione la necessit? di manten?re

i

I A C FAMMENGiHJYY.. una relazione di fase precisa ed assoluta per ^lunghissimo P 0 DMErrONHlICEH iMMNGEo - :., | ! Vi Q F 3e U)l ROuaroMAonene -Riempo per ciascuno dei sessantaquattro ( 64 ) asirailiw c?-| e i

n!a.li.

Nella Fig. 8, un segnale di fase 252 per una particolai !

re epoca viene ottenuto dal circuito di definizione j

! valore del j

dei vettori 18. 11/segnale di fase dell'epoca anterio-;? i

re viene memorizzato in una memoria ad accesso casuale

a ritardo di tempo 254. La differenza di fase tra l'epoca presente e l'epoca precedente viene calcolata in

un sottrattone 256. Un segnale diwtfrawHi * tale differenza

j248 viene quindi fatto passare ad un correttore deriva SW

f SS ! BHBK?WBO 260. Il correttore d?lia deriva di fase 260?

e un sottrattore che corregge il segnale differenziale

?58 di una piccola quantit? rispetto ad un segnale di

correzione di fase (non rappresentato) ottenuto dal !

generator?/ correttore di riferimento 22 allo scopo di

| deriva

jtener conto di qualsiasi/del secondo ordine non w?mo

eliminata precedentemente.

?Jn valore di fase corretta 264 viene successivamente

fatto passare ad un costellatore con memoria a sola j

i ? . . . |j

lettura 268 insieme con un valore di ampiezza 266 deri?I ,

vato dal circuito,di definizione dei vettori 18. Un > ?1

confronto dei valori accoppiati all?interno della meijio-

5 ? r iia a sola lettura 268 viene successivamente eseguito i

O

!

sul valore di ampiezza derivato 266 e sul valore di _ 3

=> o

fase corretta 264. wai8xraw^4???uij??n8ell?angolo dii

I ' I

fase 270 ed il valore pi? vicino dell?ampiezza 272? cos?

I t

cIome sono memorizzati nella memoria a sola lettura 26!8,*

; ' I

formano un vettore unico che corrisponde ad un modello

|

4i dati unico. In una forma di realizzazione pratica;

? ?

preferita del modem a velocit? elevata 10, cinque (5)

bit sono codificitiin ciascuna epoca di ciascun canale

i |

di dati. Pertanto, vi sono trentadue (32) coppie di j

j . ?

j

valori di ampiezza e di fase ovvero treanadue (32) vqtj i

tori memorizzati all'interno della memoria a sola let

:ura 268. Un semplice algoritmo esegue l'adattamento d emette un modello di dati. Chiaramente, se nessuna

delle coppie di vettori memorizzate si adatta ai vettori ricevuti e definiti oppure se il valore dei vettori ricevuti ? troppo distante dai valori memorizzati, ver-'

:?? segnalato errore. Se non vi sono errori, il medem

a velocit? elevata 10 secondo la presente invenzione

iia la capacit? di evidenz?are l'angolo di errore ovvero la differenza di fase tra gli angoli memorizzati

i

? l'angolo ricevuto. Lo stesso ? valido per la diffea renza tra le ampiezze memorizaate e l'ampiezza riceva VeDz s ? la. Questa informazione ? di interesse per l'analisi $ ; j?iagnostica del rendimento del modeflia velocit? elev^.-

j

iIta 10 e per l'analisi delle carattereistiche del colle- .3 ! ^ a e> gamento telefonico. <? > i

Facendo riferimento alla Fig. 8, l'angolo di fase pi?

Vicino 270 e l'angolo di fase misurato (o ricevuto) 1

! |

264 sono ricevuti da un sottrattore di fase 274. Un j

! !

, , ? r- _ . da esso . reso disposegnale di errore di fase 276 viene ?jnziKHK?xwanmn?H j

n Libi.le per evi.denziare l'errore. Un livello elevato d!i errore di fase fornisce l'informazione che uno o pi?

I

canali hanno una elevata probabilit? di errore e di

j

conseguenza dovrebbero essere ignorati.* Questa logica

? prevista in un microprocessore (non rappresentato);

che emette pacchetti verso il modem collegato 10' con

j ?

tenente le caratteristiche di rendimento dei singoli

qanali. In maniera simile, l'ampiezza pi? vicina 272

!I

?2d il valore di ampiezza derivato 266 vengono fatti

Viene calcolata la passare ad un sottrattore di ampiezza 278./tira differenza

I

^elle ampiezze wisrraxOatibKtiH!fca ed un segnale di errore

!

3i ampiezza 280 viene successivamente -reso disponibile j ^ - * per consentire la modifica dei WtilKgwxtizwt !

104 dei singoli canali.

?

I . . ?

Trasmissione dei pacchetti

l?

1

I

facendo riferimento alla Fig. 9, il modem trasmittente

I

I

10 e la sua controparte o modem ricevente 10' sono il-

lustrati mentre si scambiano informazioni sotto form?

di un pacchetto 300 e di un pacchetto 300' (per tijtraia??w1 ! I

't? di illustrazione, la prima notazione qui usata si!

i ? L? ! riferisce a strutture contenute nel modem 10' che sono

corrispondenti ad equivalenti strutture contenute nei

| Vengono trasmessi sia le

modem 10) . Sfor?7XHinfoK/fl??5iinformazioni preparatorie S??

dati dell 'ut ente. WKwgOHWXfcxHxmK iiawinf prepa-I Ii

1

ratorie includono informazioni quali la definizione delle i ! frequenze di cana?e non impiegabili e^flr^awawwa sulle ;

i

somme di controllo per il rilevamento degli errori. Le i : somme di controllo per il rilevamento degli errori

i ..

(per esempio i controlli di ridondanza ciclica) vengono

per assicurare essenzialmente che tiratira ?Sasmissione i :

dei dati nel suo complesso ? esente da errori. Infor

i preparatorie addizionali sono necessarie

rado WXH??KH?iaX?XwSw??xp??l??HKW??jKffl?PIH KKHX^JXWKHXW?

Lit? di sorgenti di dati collegate alla pluralit? di

lezioni di caricamento separate, contrassegnate dal

numero di riferimento generale 28. Ciascuna sezione <^i caricamento 28 ha un unico valore di indirizzo e, in

una forma di realizzazione pratica preferita della presente invenzione^, ie sezioni di caricamento sono nuj

m Ie.rate da 0 a 15 (come determinato da un indirizzo a

|

Quattro bit descritto pi? avanti), ti

Lezione

_ , srawrao di caricamento specifica 0 (LDO) E ^ t ? stata contrassegnata con il numero di riferimeSio ?02.

In maniera simile, le sezioni di caricamento spe- =*3= e f

! ~ cifi.che 1 e 2 (LD1 e LD2 ) sono state contrassegnate ? 1O So ? ?=? o Q

con i numeri di riferimento.304 e rispettivamente 306. j 1 ? > Ciascuna sezione.di caricamento 28 all?interno del modem

! d? - !

10 pwaaem&H 1?illusione che essa ? fisicamente collegata

i i

! I

(vale a.dire un collegamento "virtuale") con una corri-S! Jf spondente sezione di caricamento 281 situata all?inter-!! . i|

n:o del modem.10'. Vale a dire che la sdzione di caric?amento 302 opera come _s.e fosse collegata con la sezione

di caricamento 302?.. In.maniera simile, ie sezioni di caricamento 304 e...3.06 .operano come se fossero fisicamente pollegate con le sezioni.di caticamento 304' e rispettivamente 306?. I pacchetti indirizzati internamsnate nel

modem IO sono diretti dalla sezione di caricamento vi

302' rrtuale 302alla sezione di caricamento virtuale

impacchettamento dei dati consente la trasmissione

i- .

efficiente di una molteplicit? di sorgenti di dati,

dove ciascuna sorgente pu? avere una velocit? d?i dati

differente da/istante HWWH?HH?H? Inoltre, 1'impacchelp

tamento dei dati consente una trasmissione dati efficace j ? !

i - ? !

anche HTB con un canale di comunicazione che ? sottop?-

L &, variabili nel tempo che non posato HWUTB perturbazioni tarKHxrTtawxpBErxaxaxwxwErcKWEaxroKwxe

sono essere _c jrrette

iwxeapGj .

Facendo rifew vwimento alla Fig. 10A, in essa ?wa sono pIap-I

presentate le istantanee di due periodi d?epoca separati

del canale trasmittente 30. L'informazione dal modem

I

10 al modem 10? viene convogliata sotto forma di insie-! I

mi di sessantaquattro (64) frequenze. Come ? stato bre-I I C FIMWGllEN?n.. I i! D D DOFJin^m Fffl!AMMEWo.. gemente spiegato precedentemente, ogni puntante di fre- V QieQl iMUo jl ? ,L - . ! n-j.

quenza viene modulata (in fase ed ampiezza) con trefcsa-! ;

due (32) stati, allo scopo di contenere & cinque

I ;

(5) bit. Ciascuna epoca pertanto trasmette sessnataquattro ? !

(64) portanti di cinque (5) bit ciascuna per un totale

< i

! !

di 320 bit. |

Nella Fig. 10A, la frequenza 32 ? stata rappresentata

| ;

annerita per indicare chew,in una forma di realizzazio-

partica preferita della presente invenzione, essa

i

non viene utilizzata per i dati ma per scopi di sincronizzazione . A scopo di illustrazione, la frequenza 37 ? stata anche rappresentata annerita, perch? essa

? stata tolta dal canale.dati a w causa di diafonia prodotta ia un cavo "telefonico adiacente. Inoltre, le frequente

33 e 64 sono stata anch'esse rappresentate annerite alizzato BuwsuBaM perch?, a causa dell'eccessivo rumore

ai fianchi della banda passante), esse erano state pure lasciate cadere da?i3z??insieme per la trasmissione dei

dati .

1 | facendo riferimento alla Fig. 10B, in essa ? illustr?-to l'insieme inverso 32. In una forma di realizzazione pratica preferita della presente invenzione, nove (9

l

portanti generalmente localizzate nella banda da 300 h?i a 500 Hz comprendono il canale inverso. Nel canale. u a inverso 32 come nell'insieme trasmittente 30, ciascuna

t . ! frequenza portante convoglia cinque (5) bit. Nel cana-! * ?

i . i

ie inverso k 32, come ? stato illustrato nella Fig. 10B, i !

? :

la frequenza 73? ? rappresentata annerita ovvero non; disponibile per la trasmissione dati, perc?? la frequenz^a 73 viene uti*lizzata a scopo di riferimento. II Facendo riferimento alla.Fig.. 11A, in essa ? illustrata una rappresentazione seriale della corrente dei dati di uscita dagli insiemi della Fig. 10A. Un insieme 330

;

ed un insieme 331 vengono trasmessi in epoca i ed in

epoca i+1 rispettivamente. La concatenazione degli insiemi 330 e 331 comprende un singolo pacchetto 334,

! !

che contiene un totale di 640 bit in una forma di rea

1 lizzazione pratica preferita. La lunghezza pi? estese.

i

jlel pacchetto tende a ridurre le perdite di velocit?

1

dei dati sulla rete causate da funzioni di testa asspi

ciate a ciascun pacchetto.

in essa ? stata rappresentata

Facendo riferimento alla Fig. 11B,/Ia struttura intei^

ria del pacchetto di 640 bit della Fig. H A. Il primo

|

gruppo di dati ? un indirizzo 346 di quattro (4) bit.

Assegnato , in una forma di realizzazione pratica pre-?

ij

ferita, ad una sezione di caricamento con traffico a

?rivo . Nella Fig. 11B , l ? indirizzo della sezione di 04 r-E |

I

ricamento 302 (vale a dire 0000) darebbe contenuta al-! I l'interno del primo campo ?i indirizzi 346. Dopo l'inj I

dirizzo 346 della sezione di caricamento all?internol

A C FIAMMENGHITY.. del pacchetto 334 si trova un campo 348 che corrispon- D D? DOMENIGHoE 1 ^"MENGHI.. -Vi Qt fatuarot jo?nan??: ?- -. de al numero di e&g&tae) gruppi di/bit contenuti. all'interno della porzione di dati del pacchetto

che devono essere ricevati dalla sezione di caricamento

!

i

302'. Gli unici indirizzi 346 di tutte le sezioni di

l

caricamento con traffico attivo ta vengono sequenzial-j-\ ?

mente seguiti da campi 348 che indicano il numero di

quattro bit che si devono trovare all'interno

del campo dati effettivo (descritto qui di seguito).;

Tutti i campi 348 contengono otto (8) bit in una forma

i realizzazione pratica preferita del modem 10 secoiji-

io la presente invenzione (otto bit consentono un massi-

mo di 25.6 stringhe di quattro bit ovvero 1024 bit di

iati trasmessi per sezione.; nel complesso il pacchetto

pu? essere soltanto di 640 bit, un campo di otto

j 'campo

(8) bit 348 ? chiaramente sufficiente). Un/terminatole 350

indica la fine degli indirizzi 346 delle sezioni di

caricamente che si alternano in successione e dei caifipi

di stringhe 348. Il terminatore 350 contiene quattro

bit che costituiscono l?indirizzo di una sezione di

? F caricamento non esistente, informando in tal modo il

!

modem ricevente 10? della fine della corrente di se-1

zioni di caricamento 28 che hanno informazioni da ???-= - o ]r 1I b * dire.' |

? i ? o 'S? o V ' ^ j Success lisamente al terminatore 350 ? previsto un numero ? > 1 | sequenziale modulo-4 di due bit 352 (vale a dire 0, 1, 4 Y. ! - . !

2 o 3). Questo ? seguito da un altro campo di due bit

i j

354 riservato al numero sequenziale dell'uiiimo paccljiet-! 'a !

to ricevuto correttamente. Nel funzionamento,/ciascun

pacchetto ? viene assegnata la propria sequenza o nume-? " . ?

1 di *

ro UZK serie 352. I numeri di serie 352 stabiliscono

l'incremento di una unit? per ogni pacchetto trasmesso

in un modello modulo-4. Poich? il campo 354 contiene;

il numero sequenziale di due bit dell'ultimo pacchetto

in maniera

ricevuto/ correttanren*B, i contenuti del campo 354 ser

vono come segnale di riscontro. Se il campo 354 contie-I

h1e un R valore diverso dal numero sequenziale dell'mltimo

! I pacchetto trasmesso, il modem trasmittente 10 deve rit irasmettere l'uwitimo pacchetto. !j

| j

vi ? una pluralit? di camp^.

a Ii dati 356. Ciascun campo di dati 356 corris?ponde ad i

i !

| . !

?? particolare indirizzo 346 di una sezione di caric^meni

ito e contiene esattamente il numero di stringhe di d?j

ti interne al campo 348. Un aspet?to importante della

presente invenzione ? nei confronti dei modem della |

I I ?r< tecnica precedente ? che non sono richseste testate | 2 ?

5?o | ' !

^eparate per distinguere i campi di dati 356. Ci? per

?7 ! | a il fatto che i modem 10 e 10f sono perfettamente sin??

fe h ironizzati per trasmettere pacchetti in maniera precij ; i ? sa in corrispondenza dei confini dell'epoca, e ciascun <e=>> ? ;

| i

campo di dati 356 ? distnnguibile dai campi adiacenti

j !

perch? l'informazione della testata del pacchetto (vale a dire i campi 346 e 348) fornisce al modem riceveni !

te 10' la notizia di quanti esattamente bit di dati esso

i I

!

deve attendersi. Un ulteriore importante aspetto del :

| ; i .

modei secondo la presente invenzione nei confronti del-!

la tecnica precedente ? la capacit? di multiplare una

serie di ingressi di dati (vale a dire provenienti da differenti sezioni di caricamento 28) con un minimo di

?jtempo di ritardo visibile per ciascun canale multiplato.

Questo risultato viene conseguito per il fatto che uww non ,?ipa?a?S pacchetto separato per ciascuna

gente di dati nel modem secondo la presente invenzione

5 l?informazione pu?-essere trasmessa quando ? dispoy

:iibile da ciascuna sezione di caricamento piuttosto

che aspettare di riempire memorie di transito.

Vi sono due ulteriori..campi internamente ad un pacchetto campione del modem a velocit? elevata 10 secondo

la presente invenzione. Successivamente ai campi di

controllo

dati 356 ? previsto unK?nsjl$nialiflra ridondanza ciclica 1 O5 p58.Un controllo a ridondanza ciclica di 16 o 24 bit

r sufficiente per assicurare,ust* un adeguato rendimento

i o Esente da errori del modem 10. Infine, un campo di ryem-I I ? ?

.3 ? a pIi.ti.v?o 360 ? annesso al controllo a a ridondanza cicl?siica ?o C? ! !

p58 allo scopo di avere un pacchetto 334 con un totale

li 340 bit. |

! ! Facendo riferimento alla Fig. 11C, in essa ? illufctra-! >

ta una rappresentazione figurativa per un ipotetico i pacchetto secondo una forma di realizzazione praticai;

j ; preferita della presente invenzione. Il primo campo :

j ' Riguarda l?indirizzo della sezione di caricamento 346

di quattro (4) bit. Il campo successivo ? un campo di

otto (8).bit 348 che.definisce il numero di stringhe:

di dati trasmessi .dalla sezione di caricamento preceden?

temente citata. Nella Fig. 11C, i campi346 e 348 sono ripetuti; in questo esempio, soltanto due sezioni di: i

caricamento 28 hanno dati attivi da spedire. Un campo

;; rI

di quattro (4) bit 350 segue il campo 348 e definisce

jLl termine dell?ultimo campo 348. Il campo 350 ? seguii

to da campi di sequenza e di riscontro 352 e rispett^.-i I

i | vamente 354 (ciascuno di due (2) bit). Successivamen?-| i

te nell?ordine all?interno del pacchetto 334 vi sono;

? ?

due campi di dati 356, il primo ha cinque (5) stringhe

! i

j :

di dati di quattro (4) bit ciascuna (vale a dire venti

(20) bit in totale-dallprcr? prima sezione di caricamento

!I i1

che spedisce dati), B?mentre il secondo ha sei (6) strin

![ i!

g!he di dati di quattro (4) bit ciascuna (vale a dire;!

vientiquattro (24) bit in totale dalla seconda sezione;

d?i caricamento che spedisce dati). Un controllo a rir

? se(me1 dondanza ciclica 358 di ventiquattro (24) bit

Ac mmm\iw.. ahwsidK i campi dei dati 356 ed infine un campo 360 di

540 bit satura il pacchetto di 640 bit.

Si osservi che nella configurazione del pacchetto 334, j ; quale ? stata illustrata nelle Figg. HA, 11B e 11C,.

un pacchetto viene spedito ad epoche alterne e c?e vengono spediti pacchetti parzialmente riempiti. Ci? as-r sicura B.JMJ minimi tempi di ri^tardo per i,l 1!occupazione della linea ed elimina gli effetti di qualsiasi errore

che richiederebbero la ritrasmissione da effettuarsi

alla fine della sezione dati utilizzabile del pacchetto^, Questa configurazione semplifica l?impiego del modem.

a vleocit? elevata 10 quando il circuito telefonico ;

! !

1S2 ? certo numero di canali di frequen[za

[ difettosi. Quando un canale di frequenza ? reso inut}.-: . | lizzabile a cassa di rumore o altro, una singola pory

! ?en tante di frequenza viene lasciata cadere come consegmrasa

! ?

I riducendo in tal modo la velocit? dei dati sulla !;

i !

rete di.cinque (5) bit per epoca o dieci (10) per pacchetto . j

? Diagnostica a distanza

Uno dei vantaggi significativi del modem a velocit?

3 s ??Q elevata 10 secondo la presente invenzione ? quello di pCui! essere in grado di caratterizzare completamente il ca- ? ?

naie telefonico ad un grado finora praticamente impossibile e di correggere efficacemente ognuna della mol O O 2e=C? teplicit? di inconvenienti che vengono cos? misurati.

Questa informazione viene generata all?interno del costellatone 20, in particolare per mezzo del fl^SwaSiww?1?

BB del sottrattone di fase 274 e del segnale del sottrat-A

n si UO JTCLC?I

tore di ampiezza 278./Questa informazione |W?^BBHHBB^

mente accedere per mezzo del concetto delle sezioni di caricamento virtuale.28 precedentemente descritte. La sezione di caricamento virtuale 302 ha la capacit? di spedire pacchettialla propria remota sezione di caricamento corrispondente 302' allo scopo di scambiarsi

1di rendimento di un modeS 10 relativamente ad un

altro modem 10?

I

jln tal modo, ciascun modem 10 (o 10') della presentje

[invenzione pu? scambiare una serie-completa di misuj-Ire con l'altro modem simile. Per ciascuna delle fre1

I

i

^uenze usate come portante esistono singole misure

i

Jche definiscono wlmpiezza, ritardo di fase, rumore je

!

j I Spostamento di frequenza. Questa configurazione ? u|ti~

! i

lIe per scambiare informazioni di rendimento tra i mo-: !I

j |

plem trasmittente e ricevente e con un terzo modem r.e-! pu? essere usato j moto. A questo scopo??/un canale indipendente di diaj-

\ \ gnostica (non rappresentato nelle figure). Questo c?? ?

j j

naie indipendente di diagnostica comprende un circujL-CJ -

jto telefonico separato e pu? usare un modem convenzio fe S

n[aie a spostamento di frequenza a 300 bps della tee?I-J . i

nica precedente quale un AT&T 103A. La classe AT&T j

1!03A di modem impiega una autorisposta ed una autos iiei ! lezione, in cui una chiamata in arrivo da un centroj

? i

di diagnostica remoto pu? essere collegata a mezzi!

! I

?i lettura dei pacchetti provenienti dalla sezione di

caricamento virtuale che spedisce i dati di diagnosti

ca. Poich? un collegamento a linea commutata esistei

i ? I durante il periodo che l?informazione di diagnostica

viene scambiata, lo stesso circuito telefonico pu? i

essere diviso ed anche utilizzato come circuito di I comunicazione della voce allo,scopo di costituire un ausilio nel servizio della linea telefonica o del

10

imodemTsecondo la presente invenzione. Si osservi che telefonico

l'impiego di tale circuito/di diagnostica opzionale

in nessun caso h richieso per BHfeifcgwgiBBt conseguire l'obiettivo fondamentale di un funzionamento in duplex totale a velocit? di dati superiori a 96?? bps su i^n circuito telefonico a linea commutata a due fili; cji? i^nonostante esso costituisce un vantaggio attraente I|

jdel modem a velocit? elevata IO secondo la presenta..

I

invenzione.

1i Sebbene a scopo di .chiarezza e semplicit? di descri f.

r, zione sia stata illustrata precedentemente una forma

VJr jdi realizzazione pratica specifica della presente in- fc ?. ?venzione, il campo della presente invenzione si in^eni !

jde quello espresso dalle rivendicazioni elencate qui

? I

[ i

[di seguito. E' chiaro che gli esperti del ramo, a cui ii?, dedicata'la presente invenzione, saranno in grado!

I - t ?

! '

Idi mettere in pratica la presente invenzione con vairiazioni di struttura dalla forma di realizzazione ;

| I !pratica preferita, introducendo l'impiego di un o pi?

! ? ! jmicroprocessori per attuare i processi logici qui I descritti. Tutte queste variazioni equivalenti chej [rientrano nel campo .delle rivendicazioni seguenti j

!i. . 1

[si intendono facenti parte della presente invenzione.

; ! RIVENDICAZIONI

I

L. Modem per trasmettere una sorgente di informaziojni

? |

e per ricevere una informazione di destinazione in !

s ' |

formato a pacchetti) per mezzo di un insieme di fre?j

; I

quenze attraverso un mezzo di comunicazione avente i

|

una banda passante, comprendente:

; _ I

f-mezzi modulatori trasmiw?lrem?, atti ad imprimerei

j !

segnali contenenti la suddetta sorgente di informazioni

i i

|

0ul mezzo di comunicazione e composti da: ;

? ''' !

?i? mezzi per generare una pluralit? di primi valori :

i : digitali, che rappresentano direttamente un insieme | s < ? ' ?[ ' i

di portanti, le cui frequenze cadono all'interno dell-! i

la banda passante;

! . i

?? mezzi per generare secondi.valori digitali dai sudi- & a i

??: ? fletti primi valori digitali, che rappresentano direft- ?S > tament e con primi segnali wwwtogonali xm non codificati e la codificazionej

delle suddette portanti con l'informazione sotto for-! - i

ma di deviazioni discrete in ampiezza e fase, in cui

tali deviazioni definiscono dati digitali in pacchetti su quelle selezionate delle suddette portanti; ; .

;? mezzi per controllare accuratamente la durata della suddetta modulazione delle portanti per periodi di-,

screti di epoche; e .

? mezzi per convertire i suddetti secondi valori di

gitali in segnali analogici per 'applicare tale segnja-! !

li analogici al suddetto mezzo di comunicazione comje

portanti modulala alle suddette frequenze dell? ine xeme di portanti;

-mezzi demodulatori riceventi, atti ad estrarre la

! !

suddetta informazione di destinazione dai segnali ajpplicati al mezzo di comunicazione e cosmposti da: ?

| j

|? mezzi per generare una pluralit? di terzi valori i

1 '

'digitali che rappresentano direttamente i segnali aU

! '!

I ! halogici ricevuti attraverso il mezzo di comunicazio- ~ 4r i 5 ! ' ! O pe, in cui tali terzi valori drdigitali vengono svilup- u) !

pati moltiplicando i segnali che rappresentano le suddette

! suddetto ! portanti modulate applicate al/mezzo di comunicaziop?

per una pluralit? di segnali che rappresentano secoli-I

i !

jdi segnali ortogonali di ampiezza

I i

! I

ie fase note; j

!; i[ QH Vicruae . ;? mezzi per integrare i suddetti terzi valori digitjali esattamente rispetto al tempo per determinare lai frequenza e la fase dei segnali ortogonali non codi?

ificati sostanzialmente identici ai suddetti primi s;e-| !

ignali ortogonali e per generare da essi i secondi sje?

ignali ortogonali; - , j

i ?

|? mezzi per confrontare i suddetti terzi segnali dfjgitali con quarti segnali digitali, in cui tali quqr-! i

iti segnali digitali rappresentano i modelli dei pos

I S ? 3- ? Z 10-[sibili dati codificati convogliati da -quelle wwwww

nate delle suddette portanti per decod ificare la sudr?

!detta informazione di destinazione; e

I

|j? mezzi -per rilevare pacchetti di dati la cui trasnjis-|

jsione si sia guastata; e

j-mezzi per misurare le caratteristiche della trasmis-

Isione del suddetto mezzo di comunicazione per ciasqu-

Si

nw delle suddette portanti trasmesse, costituiti dal:

! ' !

?? mezzi per trasmettere quelle selezionate delle suld-! i

[dette portanti ad un livello di ampiezza prestabilij-

ito e per un periodo prefissato; ! H ] j i u ;? mezzi per analizzare la corruzione del segnale c?u?

!; I! ; i isata da inconvenienti al mezzo di comunicazione sull? ' ?

! ?

:la portante ricevuta che contiene l'informazione di

' ? I ri ? A > idestinazione. confrontando i modelli dei dati riceyu-

! ? !

;ti con modelli noti di dati buoni; e j

i

i

?? mezzi per evitare l'impiego di almeno una selezio-

nata delle suddetti portanti per la trasmissione d^-j

iti nell'evento che i suddetti mezzi di analisi indjj-I I

chino che tale portante selezionata sia soggetta ad -?

i

jinconvenienti relativi al mezzo di comunicazione cheiI linfluiscono sulla trasmissione dei dati. j

12. Modem per un insieme di portanti a pacchetti di j

^dati secondo la rivendicazione 1. in cui il suddetto

\ i

Imezzo d? comunicazione ? una linea telefonica a ban

[da limitata soggetta alla distorsione ?i ampiezza ei ;di fase.

|3. Modem per un insieme di portanti a pacchetti di !

i

! ?

;dati secondo la rivendicazione 1, in cui i suddetti

| |

(primi da -,TS. segna,li. ort.ogonali non codificat.i. sono cost ?ituiti ^coppia di sinusoidi che sono sfasate di 90 gradi.

;4. Modem per un insieme di portanti a pacchetti di j

! i

!

jdati secondo la rivendicazione 1, comprendente ulteiriormente: :

j !

;-mezzi per correggere la distorsione di ampiezza,e ;

< ( ; ? ;di fase per ciascuna delle portanti ricevute rispetto o t

;ad una portante di riferimento, in cui tale portante

| !

;di riferimento ? data da una portante facente parte

Idi una pluralit? di portanti discrete iteigantaismarg tra =>? r?*a ?3 > smesse.

5. Modem per un insieme di portanti a pacchetti di ;

dati secondo la rivendicazione 1, in cui& le suddette portanti sono divise in un primo gruppo di portanti

? ;

Iche formano un canale 3 velocit? elevata ed un secon-1

;do gruppo di portanti che formano un canale inverso

a bassa velocit?. ;

6. Modem per un insieme di portanti a pacchetti di

;dati secondo la rivendicazione 1, in cui una plurali?

;t? di segnali di dati di ingresso proveniente da una pluralit? di sorgenti di dati vengono multiplati su

una pluralit? di periodi di epoche per formare singolle unit? protette dall'errore di sorgenti di inforrrazione .

[7. Modem per un insieme di portanti a.pacchetti di j

jdati secondo la rivendicazione?, in cui il suddett

?

|

iprimo gruppo di portanti che forma un canale a velo}

? 1641

jcit? elevata comprende sessantaquattro/portanti, ed

ji-1 secondo gruppo di portanti che formano un canalej

inverso a bassa velocit? comprende nove (9) portanti,

je i pacchetti di dati protetti dall'errore consistono

!t

jciascuno di cinque (5) bit di dati codificati per pjevi9 riodo d'epoca su ciascuna portante. i .* ? ! ? 4 O ? 1 fi i j

8. Modem utilizzato per trasmettere una sorgente di} ?S o O I - ! U .-> o informazioni digitali e per ricevere informazioni ?jL- Pfc*?aa ; ' I ? O ?:a gitali di destinazione su un mezzo di comunicazione} ? > u}tilizzando una pluralit? di portanti situate all'ij!ii |

! t

temo della banda passante del mezzo di c ornimi cazioj-?-me?z?zi"per meinsutrea:re le caratteristiche della trasmi jp--I !

I

sione del suddetto mezzo di comunicazione, costituiti

!! 1I

d:a: ;

?? mezzi per trasmettere la suddetta sorgente di infarir ' jI

inazioni digitali su una selezionata delle suddette j portanti ad un livello di ampiezza prestabilito e pjsr

V?i periodo di tempo prefissate; ;

:? mezzi per analizzare la corruzione del segnale cajuj ! ;sata dagli?? inconvenienti al mezzo di comuni caziorie ! . i e i e ? ;sull? portante ricevuta che contiene 3-*informazione; i | ! digitale di destinazione, conirontandoi modelli dei s | |dati ricevutiaHK con modelli noti di dati buoni; e j ;? mezzi per evitare l'impiego di almeno una seleziq1-I ' I nata delle suddette portanti per la trasmissione dejl? : i Ile suddette sorgenti di informazioni digitali nell^e? | ? i ivento che i suddetti mezzi di analisi indichino che; ' I tale portante selezionata sia soggetta ad inconvenien-; ? iti relativi al mezzo di comunicazione che influiscono ? ! nulla trasmissione dei dati.

I J

|9. Modem per un insieme di portanti a pacchetti di j .dati secondo la rivendicazione 1, comprendente ulteriormente:

; i i-mezzi per misurare la fase , l ' ampiezza e le carati i jteristiche del rumore delle portanti trasmesse e cor-! ? ?rotte da un primo mezzo di comunicazione cos? come ; ? ' ! vengono ricevute dal suddetto demodulatore di ricezione;

se-mezzi per effettuare la media statistica delle caratteristiche misurate di fase, ampiezza e rumore per ciascuna delle suddette portanti trasmesse per ; i :una pluralit? di periodi di epoche; e . -mezzi per 1'impacchettamento delle informazioni che (costituiscono le suddette caratteristiche di fase, ?

[ampiezza e rumore mediate statisticamente per ciascu? i jna delle suddette portanti trasmesse e per trasmette-

re tale informazione a pacchetto ad un luogo remoto

: \ jsu un secondo mezzo di comunicazione per scopi di dia-

ignostica. j j j 10. Modem per un insieme di a pacchetti dji

jcLati secondo la rivendicazione 1, in cui il suddettjo | j primo mezzo di comunicazione viene utilizzato per la j . 1 trasmissione di pacchetti di dati protetti $r?w?wwww?-I suddetto

re; ed il/secondo mezzo di comunicazione viene uti-j

! : lizzato per la trasmissione dell'informazione diagn|o-

stica mediata statisticamente e del traffico vocale,1.

Dell. D. OfrrjijM |FIAMMENGHI Vie Qvallro' - ROMA

IN

V va--' VJ 1 ~ VJ 1

? ? PM/rae/6815

* Descrizione dell'invenzione avente per titolo;

"MODULATORE-DEMODULATORE PER UN INSIEME DI PORTANTI A PACCHETTI DI DATI"

A Nome della Ditta

TELEBIT CORPORATION

a Cupertino, Cai, (USA)

Inventore Signor Paul Baran

RIASSUNTO DELL?INVENZIONE

Viene descritto un modulatore-demodulatore o sempli??

cernente un "modem" di dati digitali a velocit? eleva

ta, adatto in particolare?all'impiego su una linea ^telefonica commutata. Per l'insieme trasmittente la

Landa passante telefonica ? divisa in sessantaquattro sottobande, ciascuna avente una portante situata approssimativamente al centro di ogni sottobanda.

D DSMENGK1T LII Fltf. Ciascuna portante ? modulata in ampiezza e fase allo

scopo di codificare cinque bit, Una portante viene u

sata come segnale di riferimento per la fase e per l'ampiezza. Le portanti modulate possono essere variate, per quanto concerne il loro contenuto di dati, in ogni momento, Facendo uso di dati configurati

a pacchetto, di una correzione individuale di ampiez

za e di fase per ciascuna portante, il modulatorer-de modulatore o modem ad alta velocit? pu? raggiungere

i 12000 bit al secondo su una linea commutata con un

canale inverso contemporaneo di 300 bit al secon?

do

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne il campo delle comuni

nicazioni di dati e trova particolare applicazione ?

come modulatore-demodulatore, o piu? semplicemente

noto universalmente come "modem11 in duplex totale a i

I

velocit? elevata. ?

Sebbene un tempo le linee telefoniche trasportavano !

i

soltanto comunicazioni vogali, gi? da molti anni ? i

diventata una pratica comune convogliare dati sulle I

i

reti telefoniche. Tuttavia, questo sviluppo ? stato '

perfezionato non senza limiti ed ostacoli tecnici si

S= 3 gnificativi, ; SxS: o

Per esempio, la larghezza di banda di una tipica "li^

2 nea commutata" ? approssimativamente di soli 3 kilo-? & >

hertz (kHz), la qual cosa costituisce un limite sup?

riore alla velocit? di trasferimento dei dati sullaj

|

linea, !

i

Inoltre, il deterioramento o le limitazioni di reridi

i

mento di una rete telefonica automatica hanno severa

mente ristretto le capacit? della rete a trasferire !

?i

in maniera affidabile i dati digitali a velocit? elq

vata. Per esempio: j

r

u Le linee telefoniche soffrono della distorsione di;

i

?

frequenza o dell'attenuazione delle frequenze alte

e basse attraverso la larghezza di banda disponibile di 3 kHz.

0 Frequentamel e si pu? incontrare uno spostamento

eterodina che fa traslare le frequenze componenti

ricevute rispetto alle frequenze componenti trasmes.

se; ci? ha origine dalle variazioni di frequenza

tra gli oscillatori eterodina d?lie compagnie telefoniche,

? E' comune una distorsione di ampiezza che ? spe?

so causata dall'amplificazione non lineare dei con ooc vertitori analogico/digitale delle compagnie telefo c?

2. o niche,

? O 0 E' comune un rumore impulsivo che spesso ha origi^ ? ifc?? <5> ne dai "disturbi momentanei" della linea (vale a d^.

re le scariche) ovvero dagli "scatti" di telesele-,

zione degli altri circuiti telefonici*

? La diafonia non costituisce un evento raro; la

diafonia consiste nella "dispersione" dei toni di

voce da una linea all'altra, ;

? Sono comuni i salti di fase della portante (valel

a dire le variazioni istantanee del ritardo di tem

po o della fase),

0 Sono troppo comuni i salti di ampiezza (vale a

dire le variazioni istantanee in ampiezza generai-

i

mente come conseguenza delle commutazioni alternate

dei ponti a microonde),

? Il rumore gaussiano ? un difetto sempre presente,

che affligge tutti i sistemi elettrici,

? Sopressor? di eco sono installati dalle compagnie telefoniche per consentire comunicazioni vocali a

distanze molto elevate, ma devono essere disabilita

ti per comunicazioni d? dati a due vie e su lunghe

distanze ,

? Normalmente, i modem a velocit? elevata hanno sof B o t ferto in passato d? alcune perdite ihride ovvero I oe 9 del ritorno indesiderato di una porzione del segnai 3

?

oe le trasmesso nel canale del ricevitore,locale, >? aC? ?g-3 ? L'eco sulle linee telefoniche ? 1Jevento tipico ? del ritorno del segnale trasmesso allJindietro nel

canale del ricevitore, di solito per comunicazioni

su lunghe distanze,

? Il ritardo di satellite ? un ulteriore difetto

della linea causato dal ritardo incontrato dai segnali telefonici, che viaggiano a lunghe distanze,

quando vengono irradiati verso ? satelliti terrestri geostabili,

In aggiunta ai precedenti, diversi altri fattori

devono essere tenuti presenti quando si considerano

le telecomunicazioni di dati digitali, per esempio,

a 9600 bit al secondo (bps), Innanzitutto, ottenere

9600 bps affidabili su una linea commutata ? un evento virtualmente mai verificatosi. Per effettuare,

una trasmissione affidabile a 9600 bps su una linea

telefonica, il condizionamento ? spesso una necessj?

t?; una linea condizionata ? quella per la quale lo

utente paga un premio e pertanto riceve dalla compii

gnia telefonica l'assicurazione che la linea presen

ta caratteristiche di rumore inferiore (o normalizzato),

Il condizionamento ? confezionato relativamente alle, specifiche del costruttore di modem a velocit? eleva

ta, ed inoltre esso non pu5 essere ovviamente ottenu

to per una linea commutata (il che comporterebbe il condizionamento di tutte le linee), Secondariamente,

un funzionamento in duplex totale a 9600 bps pu? es-A C FIAMMIHNGIw.. sere ottenuto solamente con modem della tecnica pre D D DOnU( FAAWEGHI iHot L., .....

V Qi fte 3t1ROtAaMuroonnaa -cedente quando si utilizzano due linee (vale a dire

quattro fili), certamente non su un singolo canale e

mai su linee commutate. In terzo luogo, i modem della

tecnica precedente, che si adoperano d? raggiungere 4.

9600 bps su linee condizionate, non degradano progres

sivamente il loro rendimento in presenza di difetti.

Vale a dire che una linea condizionata non garantisce

zero difetti; essa riduce solo statisticamente la

probabilit? di un inconveniente, Inoltre, quando i

modem della tecnica precedente a 9600 bps incontra-,

no rumore, come inevitabilmente faranno, essi riducono normalmente la velocit? di trasmissione dei dei

ti a 7200 bps, 4800 bps, 1200 bps e cos? via fino a ristabilire una comunicazione affidabile. Spesso,

tuttavia, gli inconvenienti delle linee telefoniche

sono limitati a particolari larghezze di banda di

frequenze e pertanto la riduzione della velocit? di

? o trasmissione dei dati sulla rete, di solito per un : <n fattore due o quattro, ? una inutile ed antieconomi '? ?

5 ? ca perdita di larghezza di banda telefonica disponi -fai*(?* bile. ? Un modem digitale a velocit? elevata della tecnica

precedente ? il Super Modem SM9600 fabbricato dalla

Gandalf Data, Ine, Lo SM96OO ? nominalmente un modem in duplex totale a 9600 bps, che pu? operare su

una linea commutata. Tuttavia, lo SM9600 raccomanda

nei propri fogli di istruzione il condizionamento

della linea. In presenza di inconvenienti, lo SM96OO

"scaler?" ovvero abbasser? la propria velocit? di

trasmissione dati a 4800 bps o 2400 bps. Inoltre,

lo SM9600 non pu? operare in duplex totale a 9600

bps su un singolo canale, ma deve occupare una porzione dello spettro disponibile per un canale inver

so, se un singolo canale ? tutto ci? che ? disponibi

le, oppure utilizzare una seconda linea (vale a dire

un totale di quattro fili) per operazioni in duplex

totale. Inoltre ancora lo SM96OO non pu? far fronte

a toni estranei singoli o multipli all'interno della

banda passante.

La classe piu? comune di modem per dati digitali a

9600 bps della tecnica precedente ? messa a disposizione dalla AT&T (Modello 2096A), Questa classe di

modem ? estremamente sensibile al rumore impulsivo

(vale a dire gli scatti di teleselezione ed i colpi O U*SE ^ delle scariche). ji.l3

? O Esso tollerer? per? gli spostamenti eterodina di Si frequenza a 5 Hz e richiede l'impiego di una linea condizionata a 9600 bps. Inoltre, questa classe di

modem ? estremamente sensibile alla diafonia e la

unit? non ha alcuna capacit? di soppressione degli

errori.

Il Brevetto degli Stati Uniti 3*706,929 concesso a

Robinson, e altri descrive una combinazione di un

modem e di un processore di linea per la codificazio

ne della voce. In Robinson, la funzione modem ? svol^

ta usando 16 canali multiplex a divisione di frequen

za, in cui i dati sono trasportati su ciascun canale

per mezzo di una modulazione di ciascuna portante in manipolazione di fase, Robinson, tuttavia, richiede

un circuito a quattro fili oppure una linea completa

mente separata per il canale inverso allo scopo di

ottenere un funzionamento in duplex totale, e pertan

to il condizionamento della linea ? una necessit?

per ottenere elevate velocit? dei dati.

Il Brevetto degli Stati Uniti 4,206.320 concesso a

Keasler e altri descrive un modem a velocit? elevata

atto ad operare con una rete commutata. Tuttavia,

? < ? ? Keasler richiede un canale inverso completamente se iti ? a?:5 parato per ottenere un funzionamento in duplex tota,

le. o u'?:?? .?0 o &g ? Inoltre, utilizzando 32 portanti per convogliare la ? informazione in maniera multiplex a divisione di M? frequenza, Keasler impiega il meccanismo inefficien

te della formazione di un "buco" ovvero un ritardo

all?inizio ed alla fine di ciascun sottoperiodo di modulazione, allo scopo di minimizzare gli effetti

della distorsione intersimbolica. Il periodo di modulazione accorciato pud causare una diafonia indesiderata tra canali adiacenti.

Diversi altri aspetti tendono a rendere obsoleti

tutti i modem di dati digitali a velocit? elevata

della tecnica precedente, ivi compresi quelli a cui

si ? fatto riferimento precedentemente, Nessun mo

dem della tecnica precedente ? in grado di funziona

re in entrambi i modi sincrono e asincrono. La trasmissione sincrona ? la vecchia forma Unificata di comunicazione dati su una linea telefonica. Tuttavia, la trasmissione asincrona nella forma di un

pacchetto di dati migliora in ampia misura il rendi^

mento in caso di errore del modem. Nella trasmissio

ne a pacchetto, i dati sono formati in blocchi (per

esempio, da 0 a 256 caratteri ciascuno), che vengono trasmessi come pacchetti autonomi, Ciascun pacchetto contiene informazioni di preparazione per la

messa a punto,?1'istradamento, la rivelazione dello

errore e cos? via. Queste informazioni di preparazione vengono poste nei campi di testa e di coda del

pacchetto.

Negli ultimi anni vi ? stata una rapida adozione sen

KGHI C FMMME ???., za precedenti di una norma internazionale per le co H ?MEHGI1AM DMEmCitETH D DOtio..

31 ROAM V Q Fitttroonaneeua -municazioni a pacchetto su linea commutata -- International Standards Organization X,25 --. Lo X.25 ?

un protocollo a livelli multipli, in cui solo i livelli piu' bassi trattano le tpassn?seti?nl dei dati

che in questo caso sono definite in maniera non ambigua. Vi ? un vantaggio maggiore nell'avere un modem a velocit? elevata che sia capace di instaurare

una compatibilit? con il protocollo X.25 per le ov

vie comunicazioni tra le reti. Vi ? un ulteriore e

significativo vantaggio nell'avere un modem che pos..

sa comunicare tra reti che utilizzano protocolli di

versi dallo X.25 (ciascuna compagnia di elaboratori

ha progettato il proprio protocollo prima dello X.25),

Non vi sono semplicemente modem per dati digitali a

velocit? elevata della tecnica precedente che siano

compatibili con reti commutate a pacchetto (non sono da menzionare quelli che sono compatibili con pr? i 1o % oc tocolli multipli tra reti commutate a pacchetto) e

che operano in entrambi i modi sincrono e asincrono 3E ^ c? eo simultaneamente tramite multiplazione dei segnali.

a a In aggiunta a quanto sopra,_i modem della tecnica >s precedente soffrono della incapacit? di isolare o al

trimenti determinare la posizione della sorgente di

errore di scarso rendimento o del modem o del mezzo

di comunicazione, I modem a velocit? elevata della

tecnica precedente calcolano comunemente una percen-:

tuale composita di errore dei dati, che raggruppa le.

cause che si sono originate nel modem stesso e le

cause che si sono originate nel circuito telefonico.

Spesso il problema piu1 irritante per un direttore

di un servizio di comunicazione dati ? quello di determinare correttamente le colpe di uno scarso rendi

mento delle comunicazioni, in maniera che il proble

ma possa essere ben inquadrato.

Di solito le compagnie telefoniche negano immediata

mente che una qualsiasi avaria transitoria sia dovu

ta alle proprie apparecchiature, Per loro natura,

le avarie transitorie tendono a sparire in breve

tempo e pertanto le misure complessive effettuate successivamente spesso non trovano niente di.errato

nel circuito telefonico. Inoltre, anche se l'avaria

al circuito persiste, le misure effettuate dalla

compagnia telefonica sono spesso incomplete rispetto al campo dei possibili inconvenienti, Non vi sono semplicemente modem della tecnica precedente che

possano separare gli errori direndimento dei modem

dagli inconvenienti dei circuiti telefonici, Oltre

a ci?, semplicemente non vi sono modem della tecnica precedente che consentano all'utente del modem

di individuare completamente le caratteristiche del GH! C FAMMN A!ETY..

FIMMINGHIMENE D DAOIGH?ll Dtho. circuito telefonico, in maniera che l'utente possa 3OA1 RM Q F Vitttroonanaeua -dirigere adeguatamente le riparazioni al circuito

telefonico da parte della compagnia telefonica,

Costituisce un oggetto della presente invenzione

realizzare un modem per dati digitali a velocit? elevata che possa operare in duplex totale su una linea telefonica commutata a velocit? di dati che superino i 9600 bit al secondo.

Costituisce un altro oggetto della presente invenzio

ne realizzare un modem per dati digitali a velocit? .

elevata che possa operare nei modi sincrono, asincro

no ed a pacchetto.

Ancora un altro oggetto della presente invenzione ?

quello di realizzare un modem per dati digitali a

velocit? elevata che possa operare su l?nee telefonai

che che presentano un errore di fase ed una attenuazione in funzione della frequenza maggiori di quanto

sia permesso ai modem della tecnica precedente. * n Costituisce un altro oggetto della presente invenzio

ne realizzare un modem per dati digitali a velocit? ?

. elevata che possa operare in duplex totale a veloci <= ? a ? > t? superiori a 9600 bit al secondo su una linea tele

fonica commutata e che possa essere fabbricato a un

costo inferiore, in rapporto al rendimento, rispetto

a quello dei modem della tecnica precedente.

F 3 RO1AtM ronanoa -Ancora un altro oggetto della presente invenzione ?

quello di realizzare un modem per dati digitali a ve

locit? elevata che possa operare con protocolli multipli a livello piu? elevato quali vengono eomunemen

te impiegati con reti commutate a pacchetto.

Costituisce un altro oggetto della presente ?nvenzio^

ne realizzare un modem per dati digitali a velocit?

elevata che riduca la propria velocit? di trasmissio

ne dati per piccoli decrementi in risposta alle ava-,

rie della linea telefonica?

Un ulteriore oggetto della presente invenzione ? quel

lo di realizzare un modem per dati digitali a veloci^

t? elevata che presenti percentuali di errore signi-? ficativamente inferiori a quelle dei modem della tecnica precedente operando a 9600 bit al secondo,

Ancora un altro oggetto della presente invenzione ?

quello di consentire una flessibilit? del formato di

ingresso dei dati e permettere 1?intermiscelazione

di una moltep?icit? di sorgenti di dati asincroni,

sincroni ed in formato a pacchetto in maniera sostan

zialmente esente da errori.

Costituisce un ulteriore oggetto della presente inven

zione consentire diagnostiche locali o a distanza da

eseguire in maniera non ambigua, allo scopo di loca-C FMMENGHI AIAw.. lizzare la posizione degli errori evidenziando le GHIMEN D DOMENICHE U FIAM Dlio..

A 39 ROM V Q Fidlroonneaeua -caratteristiche del rumore del canale, dell?attenuazione di frequenza, dello spostamento di fase e dello sfalsamento di frequenza unicamente in termini di deterioramento del mezzo di trasmissione e non come

un artifizio delle caratteristiche dei dati dei modem.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione ? quel,

lo di determinare se la linea telefonica o il modem

si trovino in avaria quando si verifica un inconvenien

te e di informare in maniera non ambigua una postazio

ne remota riguardo alle specifiche del problema in

termini di misure quantitative con restituzione sia

di dati che di informazioni vocali.

In una realizzazione pratica preferita della presente

invenzione, un gruppo di sessantaquattro (64) portanti modulate ortogonalmente viene generato in maniera

digitale. Ciascuna di tali portanti o tono ? singoiar

mente modulato in maniera da contenere cinque (5) bit.

Una (1) portante facente parte dell'insieme delle se?

santaquattro (64) ha la funzione di tono pilota per

una precisa coordinazione fra le sezioni trasmittente

e ricevente del modem secondo la presente invenzione*

Questo tono mantiene le condizioni di temporizzazione

e la calibrazione della frequenza ovvero ?l?allineamento" indipendentemente dagli errori di eterodina

HI A C FIAMMENGw,. delle portanti delle reti telefoniche o dalle varia MENGHII?M DNICHE! F D DOME!li!o..

OA 31 RM F Q Vitiionneaeuero -zioni nella lunghezza del percorso di trasmissione.

Le porzioni del trasmettitore e del ricevitore del

modem secondo la presente invenzione operano in connessione tra di loro in maniera coordinata per dedur

re l'informazione in tempo reale sulla base del rendimento del canale telefonico che viene usato. Tutti

i parametri significativi dei segnali misurati ed i

segnali correttivi vengono restituiti al modem che

li ha originati su un contemporaneo canale inverso.

Le frequenze portanti, generalmente situate all'estremit? dello spettro utilizzabile (ma non sempre),

che risultano menomate per un numero qualsiasi di

cause vengono rimosse dall'insi?me. Nel modem seeon

do la presente invenzione, l'intervallo di spettro

? minimizzato in maniera da consentire la trasmissione simultanea di 9600 bps o piu' in una direzio ? 3OOS ne (in una realizzazione pratica preferita anche ? M? 12000 bps) insieme con 300 bps nella direzione inver E sfi c u ?? o sa su una singola linea telefonica commutata a due i'2 = fili.

Diversi livelli di stretta interazione e coordinazione,tra le sezioni del ricevitore e del trasmetti

tore del modem secondo la Presente invenzione sono

importanti per conseguire lo scopo di consentire un

trasferimento dati esente al massimo da errori,

I pacchetti di dati vengono scambiati tra le sezioni trasmittente e ricevente facendo uso del control^

lo a ridondanza ciclica, alternato, Viene usata la

ripetizione della trasmissione all?atto del rilevamento degli errori, ?i? consente il convogliamento

dei dati in esenzione da errori, la preparazione

<?elle informazioni (per esempio l'ordinazione in

pacchetti) ed i segnali di diagnostica. Questa confi,

gurazione consente l?adattamento della modulazione

delle portanti allo scopo di ottenere una trasmissio

ne dati alla massima velocit? possibile in effettiva

esenzione da errori per il canale usato. Nel caso di

un evento di un'avaria, la capacit? effettiva di pr?

duzione dei dati decresce gradualmente per il fatto

che vengono lasciate cadere le singole portanti di-SuE <? fettose fino a raggiungere un nuovo punto di equili ? o X? 5r?*rbrio di trasferimento dati esenti da errori. Risulta S? L*-co ? ,, m pertanto chiaro che, a differenza dei modem della o co =3 O ? tecnica precedente che "scalano" la velocit? di tra ?'oa ?t: smissione dati per un fattore due o quattro in presenza di inconvenienti alla linea telefonica, il modem secondo la presente invenzione riduce la propria

velocit? di produzione dati solo approssimativamente

di 1/64 della propria capacit? per ogni passo.

Normalmente, la riduzione per singolo passo nella

produzione di dati avverr? per quanto ? necessario

per sormontare gli inconvenienti maggiori.

La presente invenzione comprende anche l?uso di un

tono pilota pulsante per effettuare la correzione

dell? variazioni di ampiezza della linea telefonica,

dei disturbi momentanei dell'ampiezza, degli sfalsamenti di frequenza, della deriva di fase e dei di

sturbi di fase? La distorsione di frequenza viene

essenzialmente rimossa nel modem secondo la presente

invenzione mediante modulazione dell'ampiezza del

circuito equivalente dell'oscillatore locale per eia

scuno dei sessantaquattro (64) toni dell?insieme.

La distorsione di fase e la diafonia del canale vengono rimosse mediante elaborazione di calcoli che s?

no basati sulla trasmissione iniziale di un noto mo-3 dello di prova.

Un importante avanzamento rispetto alla tecnica precedente del modem secondo la presente invenzione ?

t 1'impacchettamento di tutti i dati e delle informa ? Oo

zioni di preparazione. Il modem secondo la presente

invenzione tratta tutti i dati su una base a pacchet;

to e consente 1'intermiscelazione di una molteplicit? di correnti di dati. Ciascuna corrente di dati pu?

operare per lo piu1 con qualsiasi combinazione di ve

locit? o di protocolli'in virt?' dell?impacchettamen AO 3 RM1 f Ql ViKeenonerou -e to, consentendo in tal modo un grad& di flessibilit?

mai raggiunto prima? In una realizzazione pratica

preferita, la durata di ciascun insieme di frequenze

? di 2/75 di secondo. In questo periodo vengono trasmessi fino a 320 bit in un pacchetto di insieme,

che contiene sia dati sia mezzi per il rilevamento

degli errori. Ci? fa s? che la retroazione ad anello

? J_O ?

chiuso fra modem trasmittenti e riceventi sia basata

su una nuova intelligenza esente da errori,

L 'impacchettamento e le configurazioni estensive dei

segnali di prova nel modem secondo la presente inven

zione consentono anche un facile impiego dei pacchet

ti contenenti unicamente dati di prova. Questi pacchetti sono utili allo scopo di realizzare diagnosti

che a distanza e di localizzare la posizione di una

avaria di trasmissione, ooc Il modem secondo la presente invenzione misura ampiez ??_ *

5 C * Oc ?J1? *-za, rumore, ritardo di fase e spostamento di jfrequen .7^ o -g?| za per ciascuna frequenza facente parte di un grande O o J? insieme di frequenze; questi parametri misurati costituiscono le caratteristiche unicamente del circui_

to di comunicazione e non del modem. Tali misure ven

gono memorizzate relativamente ad una certa serie di

periodi per realizzare statistiche operative riguardanti un modem remoto o un centro di diagnostica in

una forma che definisca in maniera non ambigua i pr?

blemi delle linee di trasmissione. Come ausilio al

processo di una rapida diagnosi dell'avaria di linea,

pu? essere resa disponibile una linea telefonica separata che colleghi automaticamente con un centro da

ti remoto. Questo circuito separato forma il percor^-so di trasmissione perila lettura delle statistiche

e forma inoltre un circuito interfonico per le comu

nicazioni vocali che consente al personale di servi,

zio dal lato del modem di comunicare con il modem

collegato oppure con un centro remoto di diagnostica.

In una realizzazione pratica preferita della presen

te invenzione, i vettori seno e coseno per ciascuna

delle sessantaquattro (64) frequenze'distinte vengo

no generati per ciascuna portante. Ognuno viene derivato digitalmente. Il periodo di trasmissione dei

simboli e di 2/75 di secondo e ciascun simbolo convoglia cinque (5) bit che fanno uso di trentadue

(32) combinazioni di modulazione di fase e di ampie^

za. La definizione delle combinazioni di fase e di

ampiezza ? denominata una "costellazione" e nella

presente invenzione essa viene scelta in funzione

delle caratteristiche degli inconvenienti in tempo

A C FIAA?MwENCH/.. reale incontrati sulla linea telefonica. J Dff DftfoNiGHEin f&MnME.NGffl. La realizzazione pratica preferita viene descritta

in termini di frequenze della portante sinusoidale.

Tuttavia, la presente invenzione non ? limitata in

teoria; altre forme d?onda ortogonali potrebbero essere utilizzate in luogo delle sinusoidi convenziona

li. In maniera specifica, potrebbero essere invece u

sate le correnti di rumore pseudo?-casuale ma ortogo

naie. Ogni forma d?onda pseudo-casuale verrebbe memorizzata in una memoria a sola lettura (ROM), La

forma d'onda avrebbe la lunghezza di un'epoca e potrebbe essere modulata in ampiezza.

La separazione delle forme d'onda avviene mediante

moltiplicazione per una identica serie di forme d'on

da nel ricevitore facendo uso del rumore come nel con

cetto di trasmissione a divisione di spettro. La natu

ra del processo di rilevamento in questo modem secon 5??5=S*i-1

.??_ ?c C S

do la presente invenzione, in cui ciascun canale anti ? O .3S ? cipa una particolare forma d'onda per un periodo di o i 9 tempo relativamente lungo, tende a prestarsi alla tr'a? ? .a missione di un insieme simultaneo di canali di pseudorumore.

Questa configurazione si adatta in maniera particolare ad assicurare la segretezza.

Costituisce pertanto un vantaggio della presente inven

zione realizzare un modem per dati digitali che sia

capace di operare in maniera affidabile in duplex to

tale su una linea telefonica commutata a velocit? di

dati che superano i 9600 bps, consentendo il minimo

intervallo tra le portanti adiacenti senza diafonia

da frequenza a frequenza e permettendo che piu' eana

li di dati stiano all'interno della banda passante

telefonica

Costituisce una altro vantaggio della presente inven

zione che la degradazione della produzione dei dati

in presenza di un inconveniente alla linea telefonica ? graduale ed ? dimensionata sulla particolare

forma dell?avaria della linea.

Un altro vantaggio della presente invenzione ? quello di essere in grado di utilizzare una linea telefo

nica commutata con errore di fase ed attenuazione in

funzione della frequenza significativamente superio ? _ ?

3f tz ? ri a quanto era precedentemente possibile. ^ S ?

??o ? *-Costituisce ancora un altro vantaggio della presente 3 a invenzione quello di utilizzare una trasmissione ed <s> una ricezione di dati asincrone nella forma di un im pacchettamento dei dati e di una funzione di prepara

zione.

Ancora un ulteriore vantaggio della presente invenzione ? quello di consentire la multiplazione contem

poranea di una pluralit? di segnali, sia asincroni che

sincroni.

Costituisce un ulteriore vantaggio della presente in

venzione quello di permettere operazioni che utilizza

no una vasta gamma di protocolli per compnicazioni di

dati,

Questi ed altri oggetti e vantaggi della presente in

venzione risulteranno evidenti facendo riferimento

alle figure dei disegni in connessione con la deserti

zione di una forma di realizzazione pratica preferita.

Fig. 1 rappresenta uno schema a blocchi di massima

del modem a velocit? elevata secondo la presente in

venzione ;

Fig. 2 rappresenta una illustrazione figurativa degli insiemi trasmittentp e ricevente secondo la pre

? ? sente invenzione; E ? ^

? ^ <*> ? *> Fig, 3 rappresenta uno schema a blocchi funzionale ? ? .? ? del generatore di segnale ibrido del modem a veloci-?.?3 t? elevata secondo la presente invenzione; s= ? <? > Fig, 4 rappresenta uno schema a blocchi funzionale dell'estrattore di segnale del modem a velocit? elevata secondo la presente invenzione;

Fig. 5 rappresenta uno schema a blocchi funzionale

del circuito di definizione dei vettori del modem a

velocit? elevata secondo la presente invenzione;

Fig, 6 rappresenta uno schema a blocchi funzionale

del circuito per la riduzione della diafonia del modem a velocit? elevata secondo la presente invenzione;

Fig, 7 rappresenta uno schema a blocchi funzionale

del generatore/correttore di riferimento del modem

a velocit? elevata secondo la presente invenzione;

Fig. 8 rappresenta uno schema a blocchi funzionale

del costellatone del modem a velocit? elevata secondo la presente invenzione;

Fig, 9 rappresenta uno schema a blocchi funzionale

delle sezioni di caricamento e del comparto di spedi

zione secondo la presente invenzione;

Fig, 10A rappresenta una illustrazione figurativa

dei bit trasmessi per ciascuna delle sessantaquattro

(64) portanti per due epoche dei tempi secondo la

presente invenzione;

Fig, 10B rappresenta una illustrazione figurativa

dei bit trasmessi in un canale inverso per ciascuna

delle nove (9) frequenze per due epoche di tempi secondo la presente invenzione;

Fig, HA rappresenta una illustrazione figurativa

dei segnali binari in funzione del tempo per due epo

che di trasmissione di un pacchetto di 640 bit secon A C FIAMMINGHwI..

J 0 D?OMKiGKEIIT FIAMMENGHI?. do una realizzazione pratica preferita della presen V Qie?/ FUBTOta 31o RnOneMA ? te invenzione;

Fig, 11B rappresenta una illustrazione figurativa del^

le assegnazioni per i dati di informazione e di prepa

razione per un ipotetico pacchetto secondo una forma

di realizzazione pratica preferita della presente in

venzione :

Fig, 11C rappresenta una illustrazione figurativa

del numero di bit in ciascun campo comprendente un

pacchetto esemplificativo secondo una forma di realizzazione pratica preferita della presente invenzio

ne.

Facendo riferimento alla Fig, 1, in essa ? stata ra? presentata e contrassegnata con il numero di riferii

mento 10 una forma di realizzazione pratica preferita del modem a velocit? elevata secondo la presente invenzione. Il modem a velocit? elevata 10 attua en-? aj8i i ' r? ' trambe le funzioni trasmittente e ricevente su una VT^ ?7 linea telefonica 12 in connessione con un modem a r~-X i!?

5 3 o velocit? elevata simile 10' (non rappresentato) si ^sg?i , ae tuato a distanza remota all'estremit? opposta della

linea telefonica 12, La linea telefonica 12, normal_

mente un canale telefonico commutato da 300 a 3100

Hz, si collega ad un ibrido/generatore di segnale

14 atto a separare il percorso di trasmissione dal

percorso di ricezione. Pure contenuta internamenteall'ibrido/generatore di segnale 14 ? la circuiteria per la generazione del segnale trasmesso che

verr? descritta in dettaglio in seguito in connessione con la Fig, 3.

I segnali ricevuti dall'ihrido^generatore di segnale 14 vengono fatti passare ad un estrattore di sergnale 16. Internamente all'estrattore di segnale

16, ciascuna componente del segnale trasmesso indesi^

derato viene rimossa dalla forma d'onda complessa ri

cevuta. L'uscita dell'estrattore di segnale 16 passa

ad un circuito di definizione dei vettori 18. Il cir

culto di definizione dei vettori 18 calcola i due va

lori del segnale sinusoidale ricevuto. Questi due va

lori vengono denominati d'ora in avanti come compohen

ti vettoriali x e y e rispettivamente riferiti in ina

niera intercambiabile ai canali del seno e del cose ? Ifo no. L'uscita del circuito di definizione dei vettori

18 si dirama in due circuiti. Un circuito porta ad

.Sa o un cosiddetto costellatone 20, che adatta i vettori ?ro x e y alla piu' vicina combinazione di adattamento Jf* dei segnali probabilmente attesi. L'altra uscita del

circuito di definizione dei vettori 18 porta ad un

correttore di riferimento 22, in cui le caratteristiche di frequenza, tempo ed ampiezza del segnale di

riferimento vengono estratte e confrontate con i loro

valori attesi e con le correzioni apportate in maniera consequenziale.

L'uscita del costellat'ore 20 procede verso un analizzatore di diagnostiche 24, il quale estrae l'informazione di rendimento necessaria per la coordinazione

dei modem trasmittente e ricevente e per scopi di dia

gnostica. L'analizzatore di diagnostiche 24 attua ta

le funzione determinando se un qualsiasi canale di

frequenza sta presentando eccessivi livelli di rumore.

L'analizzatore di diagnostiche 24 genera anche stime statistiche del ritardo di fase del singolo canale,

della distorsione di ampiezza, del rumore e cos? via.

L'informazione proveniente dall'analizzatore di diagnostiche 24 viene confezionata in pacchetti e tra-M 0 smessa ad un reparto spedizioni 26. Il reparto spedi

CO

zioni 26 ? responsabile dell'organizzazione dell'in e 5c ~ o eo formazione in pacchetti per gli scopi di trasmissio .? O !2 ? ne e per la scomposizione dei pacchetti in caso di

rice:ziene dell'informazione. La commutazione a pacchetto e l'impacchettamento dell'informazione stesse^

sono ben noti nella tecnica precedente delle comunicazioni dei dati. Le tecniche di commutazione a pacchetto non verranno descritte qui se non per accenna

re che la massima informazione internamente al modem

a v?locit? elevata 10 secondo la presente invenzione

viene trasferita sotto forma di pacchetti di informa

zioni di dimensioni unificate, ciascuno contenente u

na testata insieme con dati di preparazione, che facilitano il trasferimento dell'informazione tra un

modem trasmittente a velocit? elevata 10 ed un modem ricevente a velocit? elevata 10' posto a distanza re

mota, I simboli di correzione interna dell'errore a_l

ternato consentono il rilevamento dell'errore con un

grado elevato di certezza. Gli errori vengono generalmente corretti ripetendo la trasmissione'di pacchetti ricevuti in maniera difettosa, I pacchetti

tra il reparto spedizioni 26 ed il mondo esterno (va

le a dire un sistema di elaborazione, a cui ? collegato il modem a velocit? elevata 10) vengono spediti

e ricevuti da uncx o piu' sezioni di caricamento 28,

Ciascuna sezione di caricamento 28 ? dimensionata,

generalmente su comando software ovvero di programma

H CDI

zione, per adattare i precisi requisiti di interfac-ES=. ciamento delle apparecchiature dati dell'utente. Per

SS ? <5> esempio, molti terminali dati utilizzano un connetto

re unificato RS-232-C e livelli di tensione. Una sezione di caricamento 28 viene impiegata per collegar

si a tale interfaccia RS-232-C, Le sezioni di carica

mento 28 eliminano ed aggiungono anche i dati di pre.

parazione dei pacchetti, in maniera che la corrente

dei dati di uscita in serie appaia all'utente come

un ingresso al trasmettitore con l'aspetto dell'informazione aggiunta richiesta dallo stesso processo

di commutazione a pacchetto.

Descrizione di insieme

Facendo riferimento alla Fig, 2, in essa ? illustra

ta una rappresentazione schematica dei canali di tra

smissione e di ricezione, che formano gli insiemi

trasmittente e ricevente di un modem a velocit? elevata 10 secondo la presente invenzione. Il modem 10

a velocit? elevata trasmette contemporaneamente un

insieme di frequenze 30 e riceve un insieme di frequenze 32, Il modem 10 a velocit? elevata ? progetta

to, secondo una forma di realizzazione pratica prefe

rita, per operare o con circuiti telefonici a quattro

fili (vale a dire due linee) o con circuiti telefoni Cr ? c cj o .? P ci a due fili (vale a dire una singola linea), Con ? 3

? Gl un collegamento circuitale a quattro fili (non illu;. S| strato) , lo spettro completo da 300 Hz a 3 kHz ? disponibile in entrambe le direzioni contemporaneamente, Nel caso di due fili (quello rappresentato nella

Fig, 2), la separazione fra l'insieme trasmittente 30

e l'insieme ricevente 32 ? imperfetta. La divisione

di frequenza ? pertanto utilizzata per separare le

due direzioni. La Fig, 2 rappresenta l?insieme trasmit

tente 30 costituito da sessantaquattro (64) frequenze separate che occupano la banda approssimativamente da 600 Hz a 3 kHz* L'insieme ricevente 32 illustra

to nella Fig, 2 ha una larghezza di banda proporzionatamente piu' stretta ed occupa soltanto la banda approssimativamente da 300 Hz a 500 Hz,

Questa scelta particolare di allocazione in frequenza capitalizza nei confronti della realt? statistica

che un flusso intenso d? dati si verificher? general^

mente in una direzione ed un flusso inferiore di dati si svolger? nella direzione opposta. Il canale ri.

cevente o insieme ricevente 32 viene utilizzato per

convogliare all?utente dati e per trasportare l?informazione di riscontro che i pacchetti trasmessi

sono stati in effetti ricevuti correttamente. Se non C9 viene ricevuta alcuna informazione di riscontro, allora l'insieme di pacchetti precedentemente trasmes ? se c so viene ancora una volta.trasmesso. ?o Nella Fig, 2, una pluralit? di linee verticali 34 s?

para ciascun insieme in incrementi di tempo di 1/37,5

di secondo, denominati d?ora in avanti "epoche??,

Ciascuna epoca o periodo d'epoca viene usata per

trasmettere un insieme codificato differente di fr?

quenze, in cui ciascun tono o frequenza viene codificata in fase ed ampiezza per convogliare una molteplicit? di bit, In una forma di realizzazione pratica Preferita, ciascun tono viene codificato con

cinque (5) bit di informazione; ci? crea trentadue

(32) combinazioni discrete di fasi e di ampiezze (va

le a dire la ben nota "costellazione"). La capacit?

composita di sessantaquattro (64) canali, comprender!

te l?insieme trasmittente 30, consente il convogliamento di fino a 320 bit in un?epoca ovvero in 1/37,5

di secondo. Ci? ? l?equivalente di 12000 bit al secondo, Tuttavia, in una forma di realizzazione pratica preferita il canale 32 dell?insieme trasmitten

te 30 viene utilizzato unicamente a scopo di riferjL

mento. Vale a dire che il canale 32 trasmette ciclicamente a piena intensit? per un'epoca, non trasmette per due epoche, nuovamente trasmette per un?epoca,

2g t c* JS

non lo fa per due epoche e cos?,via. L?ampiezza del sa o ? o canale 32 stabilisce una ampiezza di riferimento. Lo ?? *

??? 3?=^a inizio e la fine delle trasmissioni del canale 32 d? A > terminano esattamente i confini di tempo per un?epoca, Inoltre, la frequenza del canale 32, cos? come ?

ricevuta da un modem a velocit? elevata remoto 10?,

fornisce una informazione di riferimento utilizzata

per correggere lo sfalsamento eterodina della frequenza, che spesso si verifica nel passaggio attraverso il sistema delle poetanti della compagnia telefonica.

Un secondo segnale di riferimento 35 viene utilizza

to in maniera identica nell?insieme ricevente di ri

torno 32, Nel caso di impiego di un modem a velocit? eleyata 10 con un collegamento circuitale a quat_

tro fili, il canale di ritorno occupa la piena lar

ghezza di banda da 500 Hz a 3 kHz, poich? altrimenti

esso risulterebbe inutilizzato. Un collegamento a

quattro fili consente in tal modo nominalmente 1200

bps in entrambe le direzioni simultaneamente, meno

la capacit? devoluta per il canale di riferimento e

per le funzioni di preparazione interne. Con una li

nea telefonica commutata di buona qualit?, il modem

a velocit? elevata 10 secondo la presente invenzione sOi QB

en raggiungerebbe velocit? dell?rdine di 11000bps. :??_- Ce !??te 5e Tuttavia, se la qualit? della linea non dovesse per 0 ri? metterlo (vale a dire in presenza di inconvenienti), a a alcuni dei canali menomati verrebbero lasciati cade 3: re abbassando cos? la produzione di dati della rete

per un fattore pari a 1/64 per ogni canale che viene a mancare. Questa degradazione ?graduale" della

produzione di dati della rete per il modem a veloci^

t? elevata io secondo la presente invenzione ? da

porre in contrasto con la configurazione di "scalamento" drastico utilizzata sui modem della tecnica

precedente, dove minori inconvenienti possono ridur^

re la produzione di dati della rete per il 50fi o

piu',

Ibrido/generatore di segnale

Facendo riferimento alla Fig. 3, in essa ? rappresen

tata una descrizione dettagliata dell?ibrido/genera^

tore di segnale. Come ? stato brevemente descritto precedentemente in connessione con la Fig, 1, l'ibri do/generatore di segnale 14 genera l'insieme trasmit_

tente 30 che consiste di valori digitali sequenziali,

ciascun valore digitale dei quali rappresenta un valore di segnale analogico identico alle componenti

del segnale di un banco di circuiti oscillatori anao ? s o logici equivalenti. Tutti i toni comprendenti l'int*> ?

sieme trasmittente 30 sono derivati internamente al-^.O55 O l'ibrido/generatore di segnale 14 da un comune oscil ? ? o -S Q ? latore a quarzo 36. Sebbene il modem a velocit? ele ? a sia vata 10 sia effettivamente composto da due modem, va

le a dire un modem ricevente ed un modem trasmittente, l'oscillatore a quarzo 36 fornisce una informazione di temporizzazione principale per entrambe le

funzioni* Pertanto, entrambi i modem mantengono una

relazione integrale di temporizzazione. Con poche e?

cezioni, la differenza assoluta di temporizzazione

fra i modem trasmittente e ricevente ? una misura

del ritardo di propagazione della rete telefonica a

lunghe distanze, che tende a rimanere fisso per la

durata di ogni chiamata telefonica.

L?oscillatore a quarzo 36 ? collegato ad un generato

re di segnali di temporizzazione 38, che in connessione con un contatore 39 fornisce una pluralit? di

segnali di temporizzazione 4Q utilizzati dappertutto,

nel modem a velocit? elevata 10, La tecnica seguente,

j

descritta per generare valori digitali di toni, ? si,

mile alla tecnica usata per generare un insieme di

toni allo stato dell?arte degli strumenti musicali

elettronici.

Le frequenze da 1 a 64, come ? stato rappresentato,

vengono generate in maniera alternata facendo uso di

una memoria a sola lettura a divisione di tempo (ROM)

42, un sommatone 44 ed una memoria a sola lettura

della tavola di seni e coseni 46, L?uscita della memoria a sola lettura 42 ? una serie di valori digita

li, Ciascun valore pu? corrispondere ad un incremento angolare usato per generare un valore di modulazione a impulsi codificati di un insieme di frequente, Come nella pratica unificata della modulazione

ad impulsi codificati, viene utilizzato un intervalft C FMMNGHIAIIw.. DMMINGHI D DOMfNIGHETTI FIAlio.. lo di campionamento che ? almeno il doppio della fr? V Qi 31 f ROAMttteuoaronane -quenza che deve essere campionata (intervallo di Nyquist). In sessantaquattro (64) posizioni discrete

internamente alla memoria a sola lettura 42 viene me

morizzata una pluralit? di valori incrementali 43

corrispondente alle sessantaquattro (64) frequenze

da derivare dai segnali di temporizzazione 40, Ciascun valore incrementale 43 viene aggiunto al totale

precedente in un sommatore 44 che agisce da integra-,

tore. I bit di ordine inferiore del sommatore 44 for

mano gli indirizzi di ingresso 45 alla memoria a so-'

la lettura della tavola di seni e coseni 46, Gli impulsi che costituiscono i segnali di temporizzazione

40 vengono conteggiati in un contatore di indirizzi

39? Quando il valore contenuto internamente al &onta

tore di indirizzi 39 viene incrementato sequenzialmente, una posizione differente della memoria a sola lettura 42 viene indirizzata sequenzialmente per

produrre ciascuno dei sessantaquattro (64) toni delle portanti.

La memoria a sola lettura dei seni/coseni 46 contiene i valori corrispondenti al seno ed il successivo

indirizzo sequenziale quelli corrispondenti al coseno, I segnali interni al modem a velocit? elevata 1Q

vengono trasmessi generando due componenti vettoria A C FMMMENwGHI..

J* MSKI?ICHfm F!4MM?K6HI li, La prima componente vettoriale ? un valore di S? Vi Qel Fluerot 3o1nan ROeMA -no 48, mentre la seconda componente vettoriale ? un

valore di coseno 50, I dati che devono essere trasmessi entrano nel punto 52 e vengono organizzati in

gruppi di cinque (5) bit ciascuno, Ogni gruppo di

cinque (5) bit rappresenta una particolare combinazione delle coordinate vettoriali, Con cinque (5)

bit sono richiesti per la trasmissione trentadue (32)

valori separati o vettori composti. Poich? la scel-I

ta ideale dell'angolo e dell'ampiezza di ciascuno

di questi vettori dipende in una certa misura dalla,

natura della linea di comunicazione impiegata, la

scelta pu? essere resa dipendente da parametri seie.

zionati da una memoria a sola lettura come richiesto* Ci? ? stato rappresentato schematicamente nella Fig? 3 con un commutatore 54, Il commutatore 54

sceglie una memoria a sola lettura 56 facente parte

di una pluralit? di memorie vettoriali x e y di ingresso a 5 bit. L'uscita di ciascuna memoria a sola,

lettura 56 delle ampiezze vettoriali ovvero della costellazione ? ricevuta da un moltiplicatore 62*

All'interno del moltiplicatore 62, il valore x 58 yie^

ne moltiplicato per il valore del seno 48 provenien

te dalla memoria a sola lettura dei seni/coseni 46* Immediatamente dopo, il valore y 60 proveniente dal^ A C FIAMM*INGHI. B M D DOMTOll FIMAMINGH.I. la memoria a sola lettura dei vettori 56 viene moltiplicato all'interno del moltiplicatore 62 per il

valore del coseno.50 proveniente dalla memoria a s?

la lettura dei seni/coseni 46 (nella Fig, 3 ? stato rappresentato solo il valore x),

Questo processo viene ripetuto per la successiva

frequenza modulata dai successivi cinque (5) bit

che devono essere trasmessi. Ci? continua finch?

tutti i 320 bit sono stati trasmessi facendo uso di

tutte le sessantaquattro (64) frequenze. In una for

ma di realizzazione pratica preferita della presente

invenzione, il tempo per ogni punto di campionamento

? molto breve.

Durante il singolo periodo d'epoca ciascuna frequenza verr? campionata 512 volte. Ci? corrisponde a

19200 campionamenti per ogni frequenza al secondo, i;?lO

CJ ?-*-m L?uscita digitale 64 del moltiplicatore 62 ? ricevu-? ? ta da un convertitore digitale/analogico (D/A) 66, o !o == a?i o? Il convertitore digitale/analogico 66 converte i se-, 3 ? y- a o :r gnali digitali 64 in valori analogici 68, Un filtro

passabasso 70 eliminaci prodotti delle frequenze su-:

periori non desiderati ed il segnale analogico fil- .

trato 72 viene quindi trasmesso all?ibrido 74, L?ibrido 74 ha la funzione di trasmettere il segnale analogico sulla linea telefonica 12, In aggiunta alla

funzione trasmittente, l'ibrido 74 separa anche un

segnale ricevuto 76 dalla linea telefonica 12 nel ca

so di un circuito a due fili, L'ibrido 74 ? un dispo

sitivo di bilanciamento a ponte che d? origine ad una differenza di regolazione quando si incontrano

differenti impedenze della linea telefonica.

Una correzione grossolana del primo ordine viene for

nita all'ibrido 74 da un segnale digitale 78 attra

verso un convertitore digitale/analogico 80, L'usci-'.

ta analogica 82 del convertitore digitale/analogico

80 regola il guadagno dell'ibrido 74 in maniera che ;

il segnale trasmesso abbia un minimo di diafonia con

il canale di ricezione. Occorre osservare che il mec

canismo di separazione del canale primario ? a divisione di frequenza tra il canale trasmittente ed il .

canale ricevente, poich? le due bande di frequenza ?: ? f,_ 0 Lt=*-l s= non si sovrappongono. c:? c ? o ? o La regolazione dell'ibrido 74 viene impiegata soltan

to per correzioni del secondo ordine per ridurre ulteriormente la ricezione dell'energia spuria.

Estrattore di segnale

Facendo riferimento alla Fig; 4, in essa ? rappresen

tatP uno schema funzionale dettagliato dell'estratto

re di segnale 16, I segnali ricevuti 76 entrano nell'estrattore di segnale 16 e vengono innanzitutto

filtrati da un filtro passabanda 84, destinato ad eliminare le frequenze estranee che sono esterne alla

banda passante dello spettro utilizzabilet Un segnale di uscita 86 del filtro passabanda 84 viene molti^

plicato in una moltiplicatore 88 per un segnale 90

proveniente da un convertitore digitale/analogico 92,

Il convertitore digitale/analogico 92 serve da moltiplicatore analogico per regolare in maniera g?rossola

na l'ampiezza del segnale totale 86 ricevuto sul canale. Dopo la regolazione di guadagno nel moltiplica

tore 88, un segnale di ricezione 94 viene fatto passare ad un moltiplicatore dell'oscillatore locale

96, Il valore di ampiezza del segnale di moltiplicazione 90 ? controllato dal convertitore digitale/ana

logico 92 mediante un rivelatore di picco 93, il qua

?8 le assicura che il segnale di ingresso al convertito 5 -? 3,

1~-rt _^ e? re digitale/analogico 92 non superi il limite massi ? ^ 5 li o . o mo lineare del moltiplicatore 88, |2| Nel moltiplicatore dell'oscillatore locale 96 viene MS fat?a passare una pluralit? di toni 98, che compren

dono una serie di frequenze simile a quelle trasme?

se, ma di ampiezza costante. L'ampiezza costante ?

ottenuta per il prodotto del segnale ricevuto 86 me

nomato dalle perdite sulla linea telefonica 12 reg?

land? il guadagno di ciascun tono 99 dell*oscillato

re locale singolarmente in un amplificatore di controllo 100 del guadagno di canale. Circostanza unica per la presente invenzione, l?informazione relativa alle caratteristiche di guadagno del singolo

canale per ciascuna delle sessantaquattro (6M) portanti viene memorizzata in una memoria ad accesso

casuale (RAM) 102, L'informazione, depositata allo

interno della memoria ad accesso casuale 102 e memo

rizzata in una pluralit? di indirizzi separati?1?4,

viene derivata dalle misure di singolo guadagno per

ciascuna delle portanti che trasmettono ampiezze note all?inizio del collegamento sulla linea commutata. Dopo tale inizio, i valori ricevuti vengono quantizzati in uno o diversi valori di ampiezza noti, assicurando che il guadagno venga esattamente mantenuto. Ciascuna costante di regolazione del guadagno di

canale viene prelevata in maniera sincrona dalla memoria ad accesso casuale 102 ed utilizzata per regolare istantaneamente il guadagno dell'amplificatore

di controllo del guadagno 100 tramite elaborazione

dei segnali dell'oscillatore locale. Ci? ? equivalente a modificare l'intensit? del segnale che ? stato

ricevuto 94.

E' un inconveniente comune delle linee telefoniche che

si verifichi uno spostamento di frequenza fra i segna A C FAiMi GH!w/...

D D DOV?KMICE FMMENGHIinMoii.... li trasmessi e quelli ricevuti, che ? causato dal si V Qi F 3At]ROMtauaroonana -stema di portanti telefoniche. L'estrattore di segnale

tiene conto di questo errore di spostamento eterodina del sistema telefonico, introducendo un segnale

di controllo dello spostamento 106 nel sommatore incrementale 44. Come ? stato preceden-temente descritto in connessione con l'ibrido/generatore di segnale

14, la memoria a sola lettura 42 contiene i valori

che devono essere selezionati per le frequenze dello

oscillatore locale da la 64, Questi valori vengono

selezionati per generare frequenze che vengono alter

nate tra le frequenze trasmittenti assegnate, Le fr?

quenze selezionate dalla memoria a sola!,lettura 42

passano al sommatore incrementale 44, Un secondo var

lore digitale comune, vale a dire un segnale di controllo dello spostamento, viene addizionato a ciascun

j=2 t- n circuito sommatore 44 allo scopo di costituire un E? = 2

5 ?i5 cz?~ O= controllo dello spostamento di frequenza. Il segnale ?-?. u*

?? o-? o ? - di controllo dello spostamento viene derivato dal ?=>o *o?^? A > correttore/generatore di riferimento 22,

Il valore del segnale di controllo dello spostamento

? esattamente determinato in maniera che l'uscita

della memoria a sola lettura dei seni/coseni 46 (vale a dire il valore del seno 48 ed il valore del coseno 5?).adattino esattamente quelle frequenze appar

tenenti all'insieme trasmesso 30. Ci? viene effettivamente ottenuto facendo variare la frequenza di riferimento (vale a dire la frequenza 32) fino a raggiungere il suo valore esatto anticipato, In una for

ma di realizzazione pratica preferita, questo schema

consente la correzione degli spostamenti eterodina

pari a piu' o meno 18 Hz e quindi maggiori di quanto

si verificher? mai in un sistema telefonico. Questo

vasto campo di correzioni eterodina ? utile su cana

li radio a banda laterale unica, in cui si possono

verificare spostamenti di frequenza maggiori. E1 an

che utile in situazioni che impiegano canali radio

dove stazioni mobili causano uno spostamento Doppler,

Facendo riferimento alla Fig. 5, in essa ? rappresentato uno schema funzionale dettagliato del circu?

to di definizione dei vettori 18, Il circuito di d?

finizione dei vettori 18 viene impiegato per ottene

re un rilevamento coerente di un quadro adattato,

Un segnale di ingresso 108 del circuito di definizione dei vettori 18 ? ricevuto dall'estrattore di

segnali 16,

Ciascun campionamento ? gi? stato moltiplicato nel moltiplicatore/oscillatore locale 9.6 e pertanto ra?

presenta ogni differente frequenza da integrare,

L'integrazione viene prontamente realizzata poich? A C FAMMEKGHlIVY..

D DMETTH) D3ENIGKI FIAMMENGtio.. ciascun segnale 108 ? un.'?valore digitale del valo?^ V QA F 31 ROiMtttenuaroonae -re stimato, Il segnale di ingresso 1Q8 viene applicato ad.una pluralit? di integratori di campionamen

to 110, Gli integratori di campionamento 110 sono

effettivamente costruiti a partire da singoli integratori sinusoidali 112 ed integratori cosinusoida^

li 114 per ciascuna portante discreta o frequenza

(vale a dire 64 nel caso della forma di realizzazio

ne pratica preferita), Naturalmente, vi ? molto rum?

re di sottofondo del segnale applicato a ciascun inte

gratore di campionamento 110, poich? il segnale 108

contiene energia proveniente da canali irrilevanti

nonch? dallo specifico canale desiderato. Fondamenta

le per questa forma di processo di rilevamento ? la

premessa che le energie del segnale desiderato si som

meranno all'interno degli integratori sinusoidali 112

e degli integratori cosinusoidali 114, a ciascuna addizione separata integrata, mentre i segnali indeside

rati (almeno rispetto ad un particolare integratore)

si presenteranno in modo ortogonale. Vale a dire che

i segnali indesiderati talvolta si sommano e, in misu

ra frequente come su base statistica, si sottraggono

dai valori negli integratori sinusoidali 112 e negli

integratori cosinusoidali 114, E' l'impiego di un

grande numero di campionamenti che consente al segna G FMMMENGHI.

? DH ????o?6???? FIMAMEKGH1.. le desiderato di essere estratto dal rumore. Dopo il Vi Qeti Fuat 3 iroo ROnanMAe -processo di integrazione; i segnali di uscita degli

integratori 112 e 114 passano attraverso una plurali

t? di amplificatori separatori 116,

Come ? stato brevemente discusso precedentemente,

il canale di riferimento (vale a dire la frequenza

32 in una forma di realizzazione pratica preferita)

viene reso pulsante ad ampiezza totale per un'epoca

e ad ampiezza zero per due epoche, I fianchi di que

sta pulsazione del canale di riferimento forniscono l'informazione basilare di temporizzazione di cui

hanno bisogno gli integratori di campionamento 110;

vale a dire, quando entrare in funzione e quando fer

mar si. Tuttavia, vi ? una difficolta del secondo ordine che necessita una soluzione e che si riferisce

alla temporizzazione o piu' appropriatamente alla d^i

storsione di fase. Nel modem a velocit? elevata 10

secondo la presente invenzione, ciascuna epoca dura u approssimativamente 26,7 millisecondi, Il ritardo

di fase delle linee telefoniche ? comunemente dello C=

E * oc ordine di 2 millisecondi o piu', Inoltre, questo ria tardo di fase ? significativamente peggiore vicino

agli estremi della banda passante di 3 kHz, In tal

modo, se ciascuna integratore 110 (vale a dire gli

integratori sinusoidali 112 e gli integratori cosinu

soidali 114) entrassero in funzione allo stesso tempo,

i canali situati ai bordi della banda passante presenterebbero sostanzialmente il massimo errore di

spostamento di fase, E' chiaro che il valore interna

mente ad alcuni integratori 110 potrebbe essere con

il 10?diierrore (vale a dire che tali integratori

110 conterrebbero il 10% dei loro valori dell?energia

del precedente periodo d'epoca). Tale distorsione di

fase ? inaccettabile in uri modem ad elevato rendimen

to come quello che viene qui descritto.

Un tentativo effettuato per correggere questa distor

sione di fase che varia attraverso la banda passante

di 3 kHz ? quello di sfruttare una misura del ritardo di fase di ciascuna delle sessarytaquattro (64)

frequenze portanti rispetto al canale di riferimento

come un fattore di correzione sella fase. Ci? consen

te di generare un fattore di correzione separatamen ? <

??Os Se OC te per ciascuna delle sessantaquattro (64) portanti, ?t?PT*? a^c 4c* ? ? c come se ciascun integratore di campionamento 110 fo?

S20 ;* ?*-se stato messo in funzione ed arrestato esattamente ^ o isi ? a in corrispondenza dei confini temporali di ciascuna s=2

P > epoca. In tal modo, una porzione del circuito di definizione dei vettori 18 funziona da correttore della distorsione di fase, come si nota nella Fig, 5.

Il processo di correzione della distorsione di fase

inizia facendo passare l?uscita di ciascun amplifica

tore separatore 116 attraverso una linea di ritardo

118, allo scopo di conservare il precedente valore

proveniente dagli integratori 112 e 114,

I valori effettivi provenienti dagli integratori 112

e 114 vengono singolarmente moltiplicati in una pluralit? di moltiplicatori 120 per una pluralit? di

singole costanti di correzione 122, Il valore di eia

scuna costante di correzione 122 (vale a dire K1 a

K6^4 nella Fig. 5) ? determinato automaticamente alr

l'istante in cui il collegamento telefonico viene

innanzitutto stabilito oppure all'istante di un riav

viamento "a ealdo" (per esempio un riavviamento dopo

che la percentuale di errore abbia superato un limite accettabile). In una forma di realizzazione prati

ca preferita del modem a velocit? elevata 10 secondo

la presente invenzione, la tecnica impiegata per misurare la distorsione di fase della banda passante ? ? o quella di mettere in funzione l'apparato ogni tre

a: c portanti per un'epoca e quindi di misurare l?energia ? o ? o contenuta nell'epoca successiva. L'energia che "rima 5 1 i ?? a ne sospesa durante la successiva epoca ? una misura <fis'>o

(cio? ? direttamente proporzionale) del ritardo di

fase relativo al canale di riferimento impiegato per

la temporizzazione delle epoche.

Pertanto, l'uscita dei moltiplicatori 120 viene fornita ad una pluralit? di sottrattori 124 dai valori

ricevuti dagli amplificatori separatori 116 ritardati in maniera appropriata mediante la linea di ritar

do 118 dell'epoca precedente. In una forma di real'iz

zazione pratica preferita della presente invenzione,

la linea del ritardo 118 ? effettivamente realizzata

da una memoria ad accesso casuale; vale a dire che

i valori vengono effettivamente memorizzati nella me

moria ad accesso casuale e richiamati all?istante o?

portuno, in maniera da attuare efficacemente la funzione di una classica linea di ritardo. Il processo

di correzione della distorsione di fase ha luogo su

una base per epoche, come ? stato rappresentato.

Per una accuratezza accettabile sono soltanto richie

ste approssimativamente 4800 correzioni al secondo.

$ Un valore x 126 corretto in fase ed un valore 128

oor anch?esso corretto in fase vengono richiesti per pr? <*>

S2E?_- e? ^ S durre valori di coordinate polari per l?ulteriore e- ? oc .* ?* laborazione. L?ampiezza del raggio vettore viene ca.1 4S | colato con una operazione di elevazione al quadrato

130, una somma dei quadrati 132 ed una operazione di

radice quadrata 134 eseguita sulla somma dei quadrati delle componenti x e Queste operazioni in pratica possono essere eseguite mediante il calcolo oppure con l'impiego di una tabella memorizzata in una

memoria a sola lettura di consultazione. In maniera

simile, l'angolo del raggio vettore viene determinato calcolando l'arco tangente del valore x diviso per

il valore La divisione della componente x per la

componente viene effettuata in un operazionale 136

e 11arcotangente viene determinata in un operazionale

138, Sia l'operazione di divisione sia il calcolo del

l 'arcotangente possono essere realizzati memorizzar!

do i valori attesi in una memoria^.a sola lettura

della tabella di consultazione oppure mediante un

calcolo.

Circuito riduttore di diafonia

Facendo riferimento alla Fig, 6, un circuito ridut-i

tore di diafonia facoltativo ? stato rappresentato contrassegnato dal numero di riferimento generale

140, Il circuito riduttore di diafonia 140 forniscej

un secondo livello di correzione per segnali che

j

?i

"cadono" da una portante di frequenza in una portan;

te di frequenza adiacente (? possibile che la diafa

nia si veriffchi al di l? di canali adiacenti, ma la;

diafonia su canali adiacenti costituisce la eomponen

te maggiore). Naturalmente, i centri della banda ,

delle singole portanti sono spaziati tra di loro di;

t approssimativamente 37,5 Hz allo scopo di minimizza

GH1 C F kAMMENIn.. MEN&RJ DMWC F!AM DHErn DGitio,. re la diafonia da canale a canale. Nella Fig, 6 sp^ O V 31 RA FM Qidtnneeuarooa -no illustrate tre frequenze rappresentative, ciascui

<

na avente due vettori (vale a dire xll, yll, xl2, ;

\

yl2, xl3, yl3) che si riferiscono alla serie compie

ta delle sessantaquattro (64) portanti di frequenza;,

Ciascun vettore ? memorizzato un una memoria di tr?i

sito ad accesso casuale 142, Questo valore viene ;

moltiplicato per un coefficiente di correzione k me

morizzato in una memoria di transito ad accesso casuale 144, L?effettiva correzione ha luogo in una

pluralit? di sommatori 146,

Il circuito 140 realizza pertanto un grado di riduzione della diafonia attuato in una maniera concettualmente simile alla circuiteria della correzione

di fase utilizzata nel circuito di definizione dei

vettori 18, Yale a dire che, all'istante del colle ???

? ? gamento telefonico iniziale, un canale di frequenza

?-M ? ogni tre viene attivato a piena ampiezza per un'epo 3c' I|co ca. JCx 2 ** S m ? $ L'ampiezza dell'energia che viene rivelata in cana-<?o I>s li adiacenti altrimenti quiescenti ? proporzionale

alla diafonia del canale adiacente e viene impiegata come riferimento? Questa informazione viene successivamente memorizzata in memorie di transito ad

accesso casuale 144 ed impiegata per formare una co

stante di correzione k che viene moltiplicata per

l'uscita del circuito di correzione della distorsi^

ne di fase dell'unit? di definizione dei vettori l8

e successivamente sottratta da essa (mediante addizione con segno negativo), Questo processo viene ri^

petuto per ciascuno dei sessantaquattro (64) canali

finche la memoria ad accesso casuale abbia memorizzato, per un particolare collegamento telefonico,

l'ampiezza della diafonia del canale adiacente prodotta da un qualsiasi canale in tale canale adiacente.

Il circuito riduttore di diafonia 1*10 ? posto dopo

il circuito di correzione della distorsione di fase,

che opera su valori x corretti 126 e su valori y cor

retti 128, e prima del circuito di Conversione da

rettangolare a polare dell'unit? di definizione dei

vettori 18,

Ciascuna delle sessantaquattro (6*1) portanti convo-Si i gliata come due vettori (xl, yl, :x2, y2,.f,, x64,

-% y64) forma un ingresso al circuito di riduzione del-? > la diafonia per produrre i corrispondenti vettori di

uscita xl?, yl?, x2?, y2',,,,, x64', y64?,.

Generatore/correttore di riferimento

Facendo riferiiriento alla Fig, 7, in essa.? statp pa?

presentato e contrassegnato con il numero di riferii

mento generale 22 un generatore/correttore di rifer?

mento per il modem a velocit? elevata 10 secondo la

presente invenzione. Il generatore/correttore di riferimento 22 fa uso dell'informazione d? temporizzar?

zione in arrivo in maniera che gli integratori di

campionamento 110 del circuito di definizione dei

vettori 18 inizino l?integrazione e ritornino alla

posizione di partenza esattamente in corrispondenza

dei confini delle epoche. L'ingresso di base del neratore/correttore di riferimento 22 ? un segnale

di riferimento 202 (vale a dire una frequenza portan

te 32 in una forma di realizzazione pratica preferir

ta) .

Da una posizione di partenza casuale, l?energia del

segnale di riferimento 202 viene misurata rispetto

a tre epoche consecutive. Se la temporizzazione ?

fatta in maniera appropriata, l?epoca centrale do- gs I < s o vrebbe contenere tutta l?energia; la prima epoca (ov

_ ? vero.quella anteriore) dovrebbe contenere zero enerr ? a -? O gi?; e l?ultima epoca (o la successiya) doyrebhe con

? a tenere anctr'essa zero energia. Un contatore modulo*? > 3 204 apre sequenzialmente una porta AND 206, una

porta AND 208 ed una porta AND 210, Quando le porte

AND 206, 208 e 210 sono "abilitate?, cos? come yiene

determinato dal contatore modulo-32Q4, allora l?energia verr? accumulata rispettivamente in una porta

relativa all?epoca anteriore 212, in una porta relativa all'epoca successiva 2l4 ed in una porta norma,-le 2l6, Se il segnale di ingresso 202 ? temporizzatp

in maniera appropriata rispetto al contatore modulo-3 204, allora tutta l?energia sar? contenuta nella

porta normale 216, L'uscita della porta normale forma un segnale di temporizzazione 217 impiegato dal

circuito di definizione dei vettori 18 per contrassegnare l?inizio e la fine dei periodi di integrazi?

ne delle epoche.

Un rivelatore di soglia 218 ed una porta di soglia

220 memorizzano l'energia ricevuta nella porta relativa all'epoca anteriore 212 e nella porta relativa

all'epoca successiva 214, Se uno dei due valori sup?

ra un valore di soglia prestabilito, allora viene ef

fettuata una regolazione molto grossolana azzerando

s o una catena di conteggio comune 222, Tuttavia, se il ? ^ g = f1"1"1 o modem a velocit? elevata 10 si ? trovato recentemenr tErS5*=

Uu U? Qc te in sincronismo, oppure se l'energia nella porta <-> ? **? fe.ga!?* relativa all'epoca anteriore 212 e nella porta relativa *=*o ?:o c? ? all'epoca successiva 214 ? sufficientemente piccola,

allora ? richiesta solo una graduale correzione dello

sfasamento, Cid viene effettuato, come e stato rappresentato nella Fig, '8, correggendo l'ingresso della

catena di conteggio 222 mediante un oscillatore controllato in tensione 224, Sd osservi che, dal momento

che non tutti i processi si svolgono all'interno di

un dominio digitale, un convertitore digitale/analogjL

co 226 riceve un ingresso digitale da un sottrattone

228 per la correzione in retroazione della frequenza di oscillazione dell'oscillatore controllato in tensione

224 in maniera da produrre una correzione costante per lun

go tempo che non ? sensibile alle perturbazioni mi*?

nori a breve termine.

Costella tore

Facendo riferimento alla Fig. 8 in essa ? rappresen

tato uno schema funzionale dettagliato del circuito

costellatore 20, La funzione del costellatone 20 ?

quella di analizzare i valori di fase e di ampiezza

ottenuti dal circuito di definizione dei vettori 18

e di adattare tali valori di fase e di ampiezza (va

3 le a dire i vettori definiti) ai valori piu1 vicini

e? memorizzati in una memoria a sola lettura (vale a di_ E a?? 5 cos oe re i vettori della costellazione), che corrispondono ef.?S io agli specifici modelli dei dati, Questo ? un proces^ ?= ?

?? > so di ricerca su una tabella del valore approssimato

piu' vicino. Piu* precisamente, l?informazione di fa

se, in una forma di realizzazione pratica preferita

della presente invenzione,vviene decodificata detergi

.1

minando la differenza di fase da un?epoca alla sucr>?

cessiva. Utilizzando la tecnica dello sfasamento dif

j ferenziale, la modulazione elimina la necessit? di ?

mantenere una relazione di fase precisa ed assoluta

per lunghissimo tempo per ciascuno dei sessantaquatr'

tro (64) canali.

Nella Fig, 8, un segnale di fase 252 per una partico

lare epoca viene ottenuto dal circuito di definizio

ne dei vettori 18. Il valore del segnale d?i fase del^

l'epoca anteriore viene memorizzato in una memoria

ad accesso casuale a ritardo di tempo 254, La differenza di fase tra l?epoca presente e l?epoca precedente viene calcolata in un sottrattore 2?6, Un segnale di tale differenza-248 viene quindi fatto passare ad un correttore della deriva di fase 260, Il

correttore della deriva di fase 260 ? un spttrattore

che corregge il segnale differenziale 258 di una pie 35 <* cola quantit? rispetto ad un segnale di correzione

3= di fase (non rappresentato) ottenuto dal generatore^?

?:'c2*Si correttore di riferimento 22 allo scopo di tener con O ?a > to di qualsiasi deriva del secondo ordine non elimi-1

nata precedentemente.

Un valore di fase corretta 264 viene successivamente

fatto passare ad un costellatone con memoria a sola

lettura 268 insieme con un valore di ampiezza 266 derivato dal circuito di definizione dei vettori 18, Un

confronto dei valori accoppiati all'interno della me*

moria a sola lettura 268 viene successivamente esegu^

to sul valore di ampiezza derivato 266 e sul valore

di fase corretta 264, Il valore piu? vicino dell?angolo di fase 270 ed il valore piu* vicino dell?ampie.z

za 272, cos? come sono memorizzati nella memoria a so

la lettura 268, formano un vettore unico che corrispon

de ad un modello di dati unico. In una forma di rea

lizzazione pratica preferita del modem a velocit? e

levata 10, cinque (5) bit sono codificati in ciascu

na epoca di ciascun canale di dati. Pertanto, vi so,

no trentadue (32) coppie di valori di ampiezza e di

fase ovvero trentadue (32) vettori memorizzati allo

interno della memoria a sola lettura 268, Un sempli

ce algoritmo esegue l?adattamento ed emette un modello di dati. Chiaramente, se nessuna delle coppie ofte ? di vettori memorizzati si adatta ai vettori ricevu ?

1E t cp ti e definiti oppure se il valore dei vettori riceyu UO o c i 5? o G3 ? ti ? troppo distante dai valori memorizzati, verr? , .3

=?? segnalato errore. Se non vi sono errori, il modem a.

velocit? elevata 10 secondo la presente inyenzione

ha la capacit? di evidenziare l'angolo di errore oy

vero la differenza di fase tra gli angoli memorizza

ti e l'angolo ricevuto. Lo stesso ?.valido per la

differenza tra le ampiezze memorizzate e l'ampiezza

ricevuta. Questa informazione ? di interesse per la ,

analisi diagnostica del rendimento del modem a ve.l?

cit? elevata 10 e per l'analisi delle caratteristiche del collegamento telef?nico,

Facendo riferimento alla Fig, 8, l'angolo di fase

piu' vicino 270 e l'angolo di fase misurato (o rice

vuto) 264 sono ricevuti da un sottrattore di fase

- bt> -274. Un segnale di errore di fase 276 viene da esso

reso disponibile per evidenziare l'errore. Un livel

lo elevato di errore di fase fornisce l?informazione che uno o piu' canali hanno una elevata probabilit? di errore e di conseguenza dobrebbero essere,

ignorati. Questa logica ? prevista in un microprocessore (non rappresentato) che emette pacchetti

verso il modem collegato 10? contenente le caratteristiche di rendimento dei singoli canali. In manie

ra simile, l'ampiezza piu? -y?cina 272 ed il valore

di ampiezza derivato 266 vengono fatti passare ad

un sottrattone di ampiezza 278, Viene calcolata la

differenza delle ampiezze ed un segnale di errore d}.

ampiezza 280 viene successivamente reso disponibile

per consentire la modifica dei valori di guadagno

104 dei singoli canali.

Trasmissione dei pacchetti

Facendo riferimento alla Fig, 9, il modem trasmitten A C FMffiS"NSH..

i w?FN/eHEm F?/A?MENGHI,. te 10 e la sua controparte o modem ricevente 10' so Qli Fuarot 3o?na ROneMA -

no illustrati mentre si scambiano informazioni sotto

forma di un pacchetto 300 e di un pacchetto 300' (per

semplicit? di illustrazione, la prima notazione qui

usata si riferisce a strutture contenute nel modem

10? che sono corrispondenti ad equivalenti strutture

contenute nel modem 10), Vengono trasmessi sia le in

formazioni preparatorie sia i dati dell'utente, Le

preparatorie includono informazioni quali la defin?,

zione delle frequenze di canale non impiegabili e

l?errore sulle somme di controllo per il rilevamento

degli errori. Le somme di controllo per il rilevamen

to degli errori (per esempio i controlli di ridondar

za ciclica) vengono usate per assicurare essenzi?lmen

te che la trasmissione dei dati nel sup complesso ?

esente da errori. Informazioni preparatorie addazio

nali sono necessarie quando vengono multiplati segnai

s

li provenienti da una pluralit? di sorgenti di dati

collegate alla pluralit? di sezioni di caricamento

separate, contrassegnate dalnumero di riferimento

generale 28, Ciascuna sezione di caricamento 28 ha

un unico valore di indirizzo e, in una forma di rea

lizzazione pratica preferita della presente invenzio

ne, le sezioni di caricamento sono numerate da 0 a A C FMI?MEN9HIYT..

D D DMOEN!GHlfMMETII F?HENCiAo..

15 (come determinato da un indirizzo a quattro bit ? V Qi F 3 SO1tAMetarouoenan -descritto piu' avanti).

Nella Fig. 9, una sezione di caricamento specifica

0 (LDO) ? stata contrassegnata con il numero di rif?

rimento 302,

In maniera simile, le sezioni di caricamento specifiche 1 e 2 (LD1 e LD2) sono state contrassegnate

con i numeri di riferimento 30M e rispettivamente

306, Ciascuna sezione di caricamento 28 all'internp

del modem 10 d? l?illusione che essa ? fisicamente

collegata (vale a dire un collegamento "virtuale?)

con una corrispondente sezione di caricamento 2.8J

situata all'interno del modem 10?, Vale a dire che

la sezione di caricamento 302 opera come se fosse

collegata con la sezione di caricamento 302?. In ma

niera simile, le sezioni di caricamento 304 e 306 o

?perano come se fossero fisicamente collegate con le

sezioni di caricamento 304* e rispettivamente 306?,

I pacchetti indirizzati internamente nel modem 10

sono diretti dalla sezione di caricamento virtuale

302 alla sezione di caricamento virtuale 302?,

L?impacchettamento dei dati consente la trasmissio^

ne efficiente di una molteplicit? di sorgenti di da

ti, dove ciascuna sorgente pu? avere una velocit?

di dati differente da un istante all?altro. Inoltre, A C FIAMMINGHIw..

D DM D8tiFNGHIETIIo F'AMMENGHl..

1 'impacchettamento dei dati consente una trasmissio V Qi Ft 3e1 RuatoOMAronean -ne dati efficace anche con un canale di comunicazio^

ne che ? sottoposto a perturbazioni variabili nel

tempo che non possono essere corrette.

Facendo riferimento alla Fig, 10A, in essa sono rap*"

presentate le istantanee di due periodi d?epoca sepa

rati del canale trasmittente .30, L'informazione dal

modem 10 al modem 10' viene convogliata sotto forma

di insiemi di sessantaquattro (64) frequenze. Come

? stato brevemente spiegato precedentemente, ogni

portante di frequenza viene modulata (in fase ed am:'.;

piezza) con trentadue (32) stati, allo scopo di con

teiere cinque (5) bit. Ciascuna epoca pertanto trasmette aessantaquattro (64) portanti di cinque (5)

bit ciascuna per un totale di 320 bit.

Nella Fig, 10A, la frequenza 32 ? stata rappresenta

ta annerita per indicare che, in una forma di reali^

zazione pratica preferita della presente invenzione, s ? oee essa non viene utilizzata per i dati ma per scopi c O

w ? o di sincronizzazione, A scopo di illustrazione, la i geaO! frequenza 37 ? stata anche rappresentata annerita, ? > perch? essa ? stata tolta dal canale dati a causa

di diafonia prodotta da un cavo telefonico adiacente, Inoltre, le frequenze 63 e 64 sono state anch?e?

se rappresentate annerite perch?, a causa dell'eccessivo rumore localizzato ai fianchi della banda

passante), esse erano state pure lasciate cadere dal^

l'insieme per la trasmissione dei dati.

Facendo riferimento alla Fig, 1QB, in essa ? illustrato l'insieme inverso 32, In una forma di realiz

zazione pratica preferita della presente invenzione,

nove (9) portanti generalmente localizzate nella

banda da 300 Hz a 500 Hz comprendono il canale inver

so. Nel canale inverso 32 come nell?insieme trasmittente 30, ciascuna frequenza portante convoglia cinque (5) bit. Nel canale inverso 32, come ? stato illustrato nella Fig. 10B, la frequenza 73 ? rappresentata annerita ovvero non disponibile per la trasmissione dati, perch? la frequenza 73 viene utilizzata

a scopo di riferimento.

Facendo riferimento alla Pig. HA, in essa ? illustrata una rappresentazione seriale della corrente dei ?55< dati di uscita dagli insiemi della Pig. 10A. Un in- Sf ?~*? sieme 330 ed un insieme 331 vengono trasmessi in epo *?*-.s?? 5

?.0c ca i_ed in epoca i+1 rispettivamente. La concar ena J? * | ?'? zione degli insiemi 330 e 331 comprende un singolo ?l3i'> pacchetto 334, che contiene un totale di 640 bit in

una forma di realizzazione pratica preferita. La lunghezza pi? estesa del pacchetto tende a ridurre le

perdite di velocit? dei dati sulla rete causate da

funzioni di testa associate a ciascun pacchetto.

Facendo riferimento alla Fig. 11B, in essa ? stata

rappresentata la struttura interna del pacchetto di

640 bit della Fig. 11A. Il primo gruppo di dati ? un

indirizzo 346 di quattro (4) bit, assegnato, in una

forma di realizzazione pratica preferita, ad una sezione di caricamento con traffico attivo.

Nella Fig. 11B, l'indirizzo della sezione di carica

mento 302 (vale a dire 0000) darebbe contenuto all'interno del primo campo di indirizzi 346. Dopo

l'indirizzo 346 della sezione di caricamento all'in

terno del pacchetto 334 si trova un campo 348 che

corrisponde al numero di gruppi di quattro bit o

"stringhe" contenuti all?interno della porzione di .

dati del pacchetto che devono essere ricevuti dalla

sezione di caricamento 302', Gli unici indirizzi

346 di tutte le sezioni di caricamento con traffico li si? 55 ^ attivo vengono sequenzialmente seguiti da campi 348. ? ????

? ? ? fcj'aiuo. che indicano il numero di stringhe di quattro bit 4f l| che si devono trovare all'interno del campo dati ef ?'<5 fettivo (descritto qui di seguito),

Tutti i campi .348 contengono otto (8) bit in una

forma di realizzazione pratica preferita del modem

10 secondo la presente invenzione (otto bit consentono un massimo di 256 stringhe,di quattro bit ovye

ro 1024 bit di dati trasmessi per sezionej nel complesso il pacchetto pu?.essere soltanto di 640 bit,

un campo di otto (8) bit 348 ? chiaramente sufficien

te). Un campo terminatore 350 indica la fine degli

indirizzi 346 delle sezioni di caricamento, che si

alternano in successione, e dei campi di stringhe

348, Il terminatore 350 contiene quattro bit che c?

stituiseono l'indirizzo d? una sezione di caricaraen

to non esistente, informando in tal modo il modem

ricevente 10' della fine della corrente di sezioni

di caricamento 28 che hanno informazioni da spedire Successivamette al terminatore 350 ? previsto un

numero sequenziale modulo-4 di due bit 352 (vale a

dire 0,1, 2 o 3). Questo ? seguito da un altro campo di due bit 354 riservato al numero sequenziale

dell'ultimo pacchetto ricevuto correttamente. Nel funzionamento, a ciascun pacchetto viene asseganta

la propria sequenza o numero di serie 352. I numeri

? i di serie 352 stabiliscono l'incremento di una unit?

o per ogni pacchetto trasmesso in un modello modulo-<sQii .?3 4, Poich? il campo 354 contiene il numero sequenzia ? ? 2= m ? > le di due bit dell'ultimo pacchetto ricevuto in maniera corretta, i contenuti del campo 354 servono

come segnale di riscontro. Se il campo 354 contiene un valore diverso dal numero sequenziale dell'ujL

timo pacchetto trasmesso, il modem trasmittente 10

deve ritrasmettere l'ultimo pacchetto.

Di seguito al campo 354 vi ? una pluralit? di campi

di dati 356. Ciascun campo di dati .356 corrisponde

ad un particolare indirizzo 346 di una sezione di

caricamento e contiene esattamente il numero di

stringhe di dati interne al campo 348, Un aspetto

importante della presente invenzione nei confronti

dei modem della tecnica precedente ? che non sono

richieste testate separate per distinguere i campi

di dati 356* Ci? per il fatto che i modem 10 e 10' .

sono perfettamente sincronizzati per trasmettere

pacchetti in maniera precisa in corrispondenza dei

confini dell'epoca, e ciascun campo di dati 356 ?

distinguibile dai campia6?acenti perch? l'informa'-zione della testata del pacchetto (vale a dire i 53O a? S

campi 346 e 348) fornisce al modem ricevente 10' la ?s3 -<*> c c notizia di quanti esattamente bit di dati esso deve a?:*eo ;? i; attendersi. Un ulteriore importante aspetto del mo ?

e.oa 3= ? dem secondo la presente invenzione nei confronti ? > della tecnica precedente ? la capacit? di multipla'?

re una serie di ingressi di dati (vale a dire prove^

nienti da differenti sezioni di caricamento 28) con

un minimo di tempo di ritardo visibile per ciascun

canale multiplato,

Questo risultato viene conseguito per il fatto che

non ? richiesto un pacchetto separato per ciascuna,

sorgente di dati nel modem secondo la presente invenzione e l'informazione pu? essere trasmessa,quan

do ? disponibile da ciascuna sezione di caricamento

piuttosto che aspettare di riempire memorie di tran

sito.

Vi sono due ulteriori campi internamente ad un pac

- Oj> -

chetto campione del modem a velocit? elevata 10 secondo la presente invenzione. Successivamente ai

campi di dati 356 ? previsto un controllo a ridona

danza ciclica 358. Un controllo a ridondanza ciclica

di 16 o 24 bit ? sufficiente per assicurare un adeguato rendimento esente da errori del modem 10. Infine, un campo riempitivo 360 ? annesso al controllio a ridondanza ciclica 358 allo scopo di avere un ?? o OS pacchetto 334 con un totale di 340 bit,

Facendo riferimento alla Fig, lltC, in essa ? illu eo o strata una rappresentazione figurativa per un ipote s *3 tico pacchetto secondo una forma di realizzazione ?* pratica preferita della presente invenzione, Il primo campo riguarda l?indirizzo della sezione di caricamento 346 di quattro (4) bit, Il campo successivo

? un campo di otto (8) hit 348 che definisce il nume,

ro di stringhe di dati trasmessi dalla sezione di ca ricamento precedentemente citata, Nella Fig. 11C, i

campi 346 e 348 sono ripetutij in questo esempio,

soltanto due sezioni di caricamento 28 hanno dati at

tiyi da spedire, Un campo di quattro (4) bit g50 segue il campo 348 e definisce il termine dell?ultimo

campo 348, Il campo 350 ? seguito da campi di sequen

za e di riscontro 352 e rispettiyamente 354 (ciascuno di due (2) bit). Successivamente nell'ordine allo

interno del pacchetto 334 vi sono due campi di dati

356, il primo ha cinque (5) stringhe di dati di quat

tro (4) bit ciascuna (vale a dire venti (20) bit

in totale dalla prima sezione di caricamento che

spedisce dati), mentre il secondo ha sei (6) stringhe d? dati di quattro (4) bit ciascuna (vale a dire ventiquattro (24) bit in totale dalla seconda sezicj

ne di caricamento che spedisce dati). Un controllo

a ridondanza ciclica 358 di ventiquattro (24) bit

segue i campi dei dati 356 ed infine un campo 360

=s ? di 540 bit satura il pacchetto di 640 bit. P5 Si osservi che nella configurazione del pacchetto B= ? O 34, quale ? stata illustrata nelle Figg, HA, 11B e e a ? 11C, un pacchetto viene spedito ad epoche alterne e <? > che vengono spediti pacchetti parzialmente riempiti.

Ci? assicura minimi tempi di ritardo per l'occupazione della linea ed elimina gli effetti di qualsia

si errore che richiederebbero la ritrasmissione da effettuarsi alla fine della sezione dati utilizzabi_

le del pacchetto.

Questa configurazione semplifica 1Jimpiego del modem a velocit? elevata 10 quando il circuito telefo

nico 12 ? soggetto ad un certo numero di canali di

frequenza difettosi, Quando un canale di frequenza

? reso inutilizzabile a causa di rumore o altro, u

na singola portante di frequenza viene lasciata cade

re come conseguenza riducendo in tal modo la velocit? dei dati sulla rete di cinque (5) bit per epoca o

dieci (10) per Pacchetto,

Diagnostica a distanza

Uno dei vantaggi significativi del modem a velocit?

elevata 10 secondo la presente invenzione ? quello di

essere in grado di caratterizzare completamente il

canale telefonico ad un grado finora praticamente im

possibile e di correggere efficacemente ognuno della molteplicit? di inconvenienti che vengono cos? misurati ,

Questa informazione viene generata all1interno del

costellatone 20, in particolare per mezzo del segnale del sottrattone di fase 27^4 e del segnale del sot_

trattore di ampiezza 278, A questa informazione si

pud facilmente accedere per mezzo del concetto delle A C FAIMMINGHwI..

D Dil DGMEN'GHotm FIAMMENGHI... sezioni di caricamento virtuale 28 precedentemente Vi Qed fuai 3)ro eJ?OrnarieMA -descritte. La sezione di caricamento virtuale 3Q2 ha

la capacit? di spedire pacchetti alla propria remota

sezione di caricamento corrispondente 3021 allo scopo di scambiarsi dati di rendimento di un modem 10 re lativamente ad un altro modem 10?,

In tal modo, ciascun modem 10 (o IO?) della presente

invenzione pu? scambiare una serie completa di misure

nico di diagnostica opzionale in nessun caso ? richiesto per conseguire l?obiettivo fondamentale di un funzionamento in duplex totale a velocit? di dati superiori a 9600 bps su un circuito telefonico a linea

commutata a due fili; ci? nonostante esso costituisce

un vantaggio attraente del modem a velocit? elevata

10 secondo la presente invenzione. Sebbene a scopo di

chiarezza e semplicit? di descrizione sia stata illustrata precedentemente una forma di realizzazione pratica

2 o specifica della presente invenzione il campo della

?? P* - presente invenzione si intende quello espresso dalle ? ??!

**?3fo rivendicazioni elencate qui di seguito. E' chiaro che . ? ? t| t gli esperti del ramo, a cui ? dedicata la presente

Mi invenzione, saranno in grado di mettere in pratica la

presente invenzione con variazioni di struttura dalla

forma di realizzazione pratica preferita, introducendo l?impiego di uno o pi? microprocessori per attuare i processi logici qui descritti. Tutte queste variazioni equivalenti che rientrano nel campo delle

rivendicazioni seguenti si intendono facenti parte

della presente invenzione.

RIVENDICAZIONI

1. Modem per trasmettere una sorgente di informazioni e per ricevere una informazione di destinazione

in formato a pacchetto per mezzo di un insieme di

con l'altro modem simile. Per ciascuna delle frequen

ze usate come portante esistono singole misure che

definiscono ampiezza, ritardo di fase, rumore e spostamento di frequenza. Questa configurazione ? utile,

per scambiare informazioni di rendimento treji. modem trasmittente e ricevente e con un terzo modem remoto,

lA questo scopo pu? essere usato un canale indipenden

te di diagnostica (non rappresentato nelle figure).

Questo canale indipendente di diagnostica comprende

un circuito telefonico separato e pu? usare un modem

S uJM convenzionale a spostamento di frequenza a 300 bps ~ c - 3: della tecnica precedente quale un AT&T 103A, La clas_

se AT&T 1Q3A di modem impiega una autorisposta,ed u-?3 na autoselezione, in cui una chiamata in arrivo da

un centro di diagnostica remoto pu? essere collegata,

a mezzi di lettura dei pacchetti provenienti dalla

sezione di caricamento virtuale che spedisce ? dati

di diagnostica. Poich? un collegamento a linea commutata esiste durante il periodo che l'informazione

di diagnostica viene scambiata, lo stesso circuito

telefonico pu? essere diviso ed anche utilizzato come circuito di comunicazione della voce allo scopo

di costituire un ausilio nel servizio della linea t?

lefpnica o del modem 1Q secondo la presente inyenzio

ne. Si osservi che l'impiego di tale circuito telef?

frequenze attraverso un mezzo di comunicazione a*-vente una banda passante, comprendente:

- mezzi modulatori trasmittenti, atti ad imprimere

segnali contenenti la suddetta sorgente di informa

zioni sul mezzo di comunicazione e composti da:

- mezzi per generare una pluralit? di primi valori

digitali, che rappresentano direttamente un insieme

di portanti, "le cui frequenze cadono all?interno

della banda passante;

- mezzi per generare secondi valori digitali dai 5 ? 8u5j?S?*nsuddetti primi valori digitali, che rappresentano

S2s?? o f? x 2e ? 0 direttamente la modulazione delle portanti con pri->

mi segnali ortogonali non codificati e la codifica~ **<=.a1

<3 > zione delle suddette portanti con l?informazione

sotto forma di deviazioni discrete in ampiezza e fa

se, in cui tali deviazioni definiscono dati digita*?',

li in pacchetti su quelle selezionate dalle suddet**

te portanti;

- mezzi per controllare accuratamente la durata de1

la suddetta modulazione delle portanti per;periodi

discreti di epoche; e j

- mezzi per convertire i suddetti secondi valori di

gi-feali in segnali analogici per applicare tali ser :

gn.aii analogici al suddetto mezzo di comunicazione

come portanti modulate alle suddette frequenze del

l'insieme di portanti;

- mezzi demodulatori riceventi, atti ad estrarre la

suddetta informazione di destinazione dai segnali

applicati al mezzo di comunicazione e composti da:

- mezzi per generare una pluralit? di terzi valori

digitali che rappresentano direttamente i segnali

analogici ricevuti attraverso il mezzo di comunicazione, in cui tali terzi valori digitali vengono

sviluppati moltiplicando i segnali che rappresentao no le suddette portanti modulate al suddetto mezzo U di comunicazione per una pluralit? di segnali che ? W tFi: ? o rappresentano secondi segnali ortogonali di ampiez-r C & ? a za e fase note; ?3 > - mezzi per integrare i suddetti terzi valori digitali esattamente rispetto al tempo per determinare

la frequenza e la fase dei segnali ortogonali non

codificati sostanzialmente identici ai suddetti pri

mi segnali ortogonali e per generare da essi i secondi segnali ortogonali;

- mezzi per confrontare i suddetti terzi segnali dij

gitali con quarti segnali digitali, in cui tali

quarti segnali digitali rappresentano i modelli dei?

i

possibili dati codificati convogliati da quelle selezionate delle suddette portanti per decodificare

la suddetta informazione di destinazione; e

- mezzi per rilevare pacchetti di dati la cui trasmissione si sia guastata; e

- mezzi per misurare le caratteristiche della trasmissione del suddetto mezzo di comunicazione per

ciascuna delle suddette portanti trasmesse, costitu?

ti da:

- mezzi per trasmettere quelle selezionate delle sud

dette portanti ad un livello di ampiezza prestabilito e per un periodo prefissato;

- mezzi per analizzare la corruzione del segnale cau m o sata da inconvenienti al mezzo di comunicazione sul sgi (:*> s e> la portante ricevuta che contiene l?informazione di ?=ac c ?? 2 destinazione, confrontando i modelli dei dati ricevu S ee t? ti con modelli noti di dati buoni; e

- mezzi per evitare l'impiego di almeno una selezionata delle suddette portanti per la trasmissione da'-ti nell'evento che i suddetti mezzi di analisi indichino che tale portante selezionata sia soggetta ad inconvenienti relativi al mezzo di comunicazione che

influiscono sulla trasmissione dei dati,

2, Modem per un insieme di portanti a pacchetti di

dati secondo la rivendicazione 1, in cui il suddetto

mezzo di comunicazione ? una linea telefonica a banda limitata soggetta alla distorsione di ampiezza e

di fase.

3, Modem per un insieme di portanti a pacchetti di

dati secondo la rivendicazione 1, in cui i Suddetti

primi segnali ortogonali non codificati sono costi<-tuiti da coppia d? sinusoidali che sono sfasate di

90 gradi,

4, Modem per un insieme di portanti a pacchetti di

dati secondo la rivendicazione 1, comprendente ulte

riormente:

- mezzi per correggere la distorsione di ampiezza e

o oc (A di fase per ciascuna delle portanti ricevute rispet*? ss ro o =?zM=5e ? to ad una portante di riferimento, in cui tale portan o - te di riferimento ? data da una portante facente par

e'O ?'5 te di una pluralit? di portanti discrete trasmesse, <5 > 5, Modem per un insieme di portanti a pacchetti di

dati secondo la rivendicazione 1, in cui le suddette

portanti sono divise,in un primo gruppo di portanti

che formano un canale a velocit? elevata ed un secon

do gruppo di portanti che formano un canale inverso

a bassa velocit?,

6, Modem per un insieme di portanti a pacchetti di

dati secondo la rivendicazione 1, in cui una pluralit? di segnali di dati di ingresso proveniente da una

pluralit? di sorgenti di dati vengono multiplati su

una pluralit? di periodi di epoche per formare singo_

le'unit? protette dall?errore di sorgenti di informa

zione.

7. Modem per un insieme di portanti a pacchetti di

dati secondo la rivendicazione 1, in cui il suddetto primo gruppo di portanti che forma un canale a

velocit? elevata comprende sessantaquattro (64) por

tanti, ed il secondo gruppo di portanti che formano

un canale inverso a tassa velocit? comprende (9)

portanti, e i pacchetti di dati protetti dall'errore consistono ciascuno di cinque (5) bit di dati co

difieati per periodo d'epoca su ciascuna portante,

a ? ^ 8, Modem utilizzato per trasmettere una sorgente di 5?_ o EI:I=]I We co informazioni digitali e per ricevere informazioni tJ'Z 1*?

,? o digitali di destinazione su un mezzo di comunicaz?? ? ? 1S ne utilizzando una pluralit? di portanti situate a.1

l?interno della banda passtante del mezzo d? comunicazione, comprendente:

- mezzi per misurare le caratteristiche della tra-ROMA-smissione del suddetto mezzo di comunicazione, costituiti da:

- mezzi per trasmettere la suddetta sorgente di informazioni digitali su una selezionata delle sudde_t

te potanti ad un livello di ampiezza prestabilito

e per un periodo di tempo prefissato^

mezzi per analizzare la corruzione del segnale cau

sata dagli inconvenienti al mezzo di comunicazione

sulle portanti ricevute che contiene l?informazione

digitale di destinazione, confrontando i modelli dei

dati ricevuti con modelli noti di dati buoni; e

- mezzi per evitare l?impiego di almeno una selezionata delle suddette portanti per la trasmissione delle suddette sorgenti di informazioni digitali nello

evento che i suddetti mezzi di analisi indichino che

tale portante selezionata sia soggetta ad inconvenienti relativi al mezzo di comunicazione che influiscono sulla trasmissione dei dati. o oc 9. Modem per un insieme di portanti a pacchetti di B? _ (*e3 tfTtu 5 ?=J 5o dati secondo la rivendicazione 1, comprendente ulte -fS ? riormente: Q.?3 - mezzi per misurare la fase, l'ampiezza e le caratteristiche del rumore delle portanti trasmesse e corrotte da un primo mezzo di comunicazione cos? come

vengono ricevute dal suddetto demodulatore di ricezione;

- mezzi per effettuare la media statistica delle caratteristiche misurate di fase, ampiezza e rumore per

ciascuna delle suddette portanti trasmesse per una

pluralit? di periodi di epoche; e

- mezzi per 1'impacchettamento delle informazioni che

costituiscono le suddette caratteristiche di fase,

ampiezza e rumore mediate statisticamente per eia

Claims (1)

1. scuna delle suddette portanti trasmesse e per trasmettere tale informazione a pacchetto ad un luogo remoto su un secondo mezzo di comunicazione per sco pi di diagnostica,

   10, Modem per un insieme di portanti a pacchetti di dati secondo la rivendicazione 1, in cui il suddetto primo mezzo di comunicazione viene utilizzato per la trasmissione d? pacchetti di dati protetti dall?errore; ed il suddetto secondo mezzo di comuni^ cazione viene utilizzato per la trasmissione dell*in formazione diagnostica mediata statisticamente e del traffico vocale.

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