JPH10327073A - シンボルテーブル動的最適化システム - Google Patents
シンボルテーブル動的最適化システムInfo
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- JPH10327073A JPH10327073A JP10106381A JP10638198A JPH10327073A JP H10327073 A JPH10327073 A JP H10327073A JP 10106381 A JP10106381 A JP 10106381A JP 10638198 A JP10638198 A JP 10638198A JP H10327073 A JPH10327073 A JP H10327073A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
- H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
- H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
- H04L25/4917—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes
- H04L25/4927—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems using multilevel codes using levels matched to the quantisation levels of the channel
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- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Transmission Systems Not Characterized By The Medium Used For Transmission (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シンボルテーブルを動的に最適化するシステ
ムおよび方法を実現し、そのシステムあるいは方法を用
いたモデムが、ＰＳＴＮにディジタル接続されたリモー
トシステムとの間で正確にデータを送受信する能力を向
上させる。 【解決手段】 本発明のシステムは、ｎレベルのシンボ
ルテーブル１１１から、信号変換値の関数としてｎ以下
のｍ個のシンボルを選択する論理回路と、ディジタル通
信ネットワーク１５３にディジタル接続されたリモート
デバイス１７０へ、そのｍ個のシンボルを識別するデー
タを送信する送信回路とからなる。このデータにより、
アナログ通信デバイス１１０とリモートデバイス１７０
は、ディジタル通信ネットワーク１５３のアナログイン
タフェースの信号変換値に動的に適応する共通のシンボ
ルテーブルで通信することが可能となる。一実施例で
は、ｍ個のシンボルは、隣接する信号変換値間の最小間
隔を最大にするシンボルである。
ムおよび方法を実現し、そのシステムあるいは方法を用
いたモデムが、ＰＳＴＮにディジタル接続されたリモー
トシステムとの間で正確にデータを送受信する能力を向
上させる。 【解決手段】 本発明のシステムは、ｎレベルのシンボ
ルテーブル１１１から、信号変換値の関数としてｎ以下
のｍ個のシンボルを選択する論理回路と、ディジタル通
信ネットワーク１５３にディジタル接続されたリモート
デバイス１７０へ、そのｍ個のシンボルを識別するデー
タを送信する送信回路とからなる。このデータにより、
アナログ通信デバイス１１０とリモートデバイス１７０
は、ディジタル通信ネットワーク１５３のアナログイン
タフェースの信号変換値に動的に適応する共通のシンボ
ルテーブルで通信することが可能となる。一実施例で
は、ｍ個のシンボルは、隣接する信号変換値間の最小間
隔を最大にするシンボルである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、データ通信に関
し、特に、シンボルテーブルを動的に最適化するシステ
ムおよび方法ならびにそのシステムまたは方法を用いた
変復調器（モデム）に関する。
し、特に、シンボルテーブルを動的に最適化するシステ
ムおよび方法ならびにそのシステムまたは方法を用いた
変復調器（モデム）に関する。
【０００２】
【従来の技術】インターネットへの公衆アクセスが一般
に利用可能であることは、オンライン情報サービスの増
大を加速している。現在では実質的に、テキスト、グラ
フィクス、オーディオ、および完全動画さえも含めて、
考え得るあらゆるタイプの情報を「オンライン」で見つ
けることが可能である。しかし、さまざまなタイプのデ
ータを受信あるいは送信する能力は、ネットワーク、あ
るいはユーザのモデムが、十分に高速なレートでデータ
を受信あるいは送信することができないことにより制限
されることが多い。
に利用可能であることは、オンライン情報サービスの増
大を加速している。現在では実質的に、テキスト、グラ
フィクス、オーディオ、および完全動画さえも含めて、
考え得るあらゆるタイプの情報を「オンライン」で見つ
けることが可能である。しかし、さまざまなタイプのデ
ータを受信あるいは送信する能力は、ネットワーク、あ
るいはユーザのモデムが、十分に高速なレートでデータ
を受信あるいは送信することができないことにより制限
されることが多い。
【０００３】ほとんどのユーザの場合、インターネット
へのアクセスは、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続さ
れたモデムを用いて行われる。本来ＰＳＴＮはアナログ
システムであるため、従来のモデムはアナログの方法を
用いて、ＰＳＴＮに接続されたリモートシステムと通信
している。しかし、もともとのアナログＰＳＴＮは、最
近ますますディジタルネットワークによって置換されて
きている。ほとんどの地域では、ネットワークのうちア
ナログ伝送を使用する残りの部分は、各ユーザを中央局
（ＣＯ）に接続する加入者（ローカル）ループである。
各ＣＯは、ディジタルネットワークを用いて他のＣＯと
通信し、さらに、ディジタルコネクションを通じてＰＳ
ＴＮに接続された中央サイト（例えば、インターネット
サービスプロバイダ）のデバイス（例えばディジタル
「モデム」）と通信する。しかし、従来のアナログモデ
ムは、ほとんどのネットワークを通じて伝送される信号
がディジタル化されているのにもかかわらず、ＰＳＴＮ
全体をアナログシステムとしてみている。
へのアクセスは、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）に接続さ
れたモデムを用いて行われる。本来ＰＳＴＮはアナログ
システムであるため、従来のモデムはアナログの方法を
用いて、ＰＳＴＮに接続されたリモートシステムと通信
している。しかし、もともとのアナログＰＳＴＮは、最
近ますますディジタルネットワークによって置換されて
きている。ほとんどの地域では、ネットワークのうちア
ナログ伝送を使用する残りの部分は、各ユーザを中央局
（ＣＯ）に接続する加入者（ローカル）ループである。
各ＣＯは、ディジタルネットワークを用いて他のＣＯと
通信し、さらに、ディジタルコネクションを通じてＰＳ
ＴＮに接続された中央サイト（例えば、インターネット
サービスプロバイダ）のデバイス（例えばディジタル
「モデム」）と通信する。しかし、従来のアナログモデ
ムは、ほとんどのネットワークを通じて伝送される信号
がディジタル化されているのにもかかわらず、ＰＳＴＮ
全体をアナログシステムとしてみている。
【０００４】ユーザが、中央サイトのディジタル接続モ
デムへ発呼すると、クライアント（すなわちユーザ）の
モデムによって送信されるアナログ信号は、ＰＳＴＮの
ディジタル部分へのアナログインタフェース内のアナロ
グ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）によってディジタル化
される。米国および日本では、このＡＤＣは「μ則」量
子化アルゴリズムを用いる。これは、アナログ−ディジ
タルサンプル点の間隔を決めるのに用いられる技術によ
ってつけられた名前である。欧州では、「Ａ則」と呼ば
れる別の量子化方が一般に用いられる。μ則およびＡ則
はいずれも、ディジタル化前にアナログ信号のダイナミ
ックレンジを最適化（すなわち修正）するためにディジ
タル通信システムで用いられる信号圧縮アルゴリズムで
ある。
デムへ発呼すると、クライアント（すなわちユーザ）の
モデムによって送信されるアナログ信号は、ＰＳＴＮの
ディジタル部分へのアナログインタフェース内のアナロ
グ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）によってディジタル化
される。米国および日本では、このＡＤＣは「μ則」量
子化アルゴリズムを用いる。これは、アナログ−ディジ
タルサンプル点の間隔を決めるのに用いられる技術によ
ってつけられた名前である。欧州では、「Ａ則」と呼ば
れる別の量子化方が一般に用いられる。μ則およびＡ則
はいずれも、ディジタル化前にアナログ信号のダイナミ
ックレンジを最適化（すなわち修正）するためにディジ
タル通信システムで用いられる信号圧縮アルゴリズムで
ある。
【０００５】μ則（およびＡ則）圧縮は、従来の音声通
信用にＰＳＴＮを最適化するために用いられている。音
声の広いダイナミックレンジは効率的な線形ディジタル
符号化に向いていない。しかし、μ則符号化は、信号の
ダイナミックレンジを効果的に縮小することにより、符
号化効率を増大し、その結果、線形符号化によって得ら
れるよりも大きい信号対歪み比を得る。音響スペクトル
を通常の人間の音声の帯域幅に人工的に制限することに
よって、各通話に必要なネットワーク帯域幅が縮小し、
それにより、同時に可能な通話数が増大する。このアプ
ローチは音声通信ではうまく機能するが、データ通信に
は重大な制限を課す。
信用にＰＳＴＮを最適化するために用いられている。音
声の広いダイナミックレンジは効率的な線形ディジタル
符号化に向いていない。しかし、μ則符号化は、信号の
ダイナミックレンジを効果的に縮小することにより、符
号化効率を増大し、その結果、線形符号化によって得ら
れるよりも大きい信号対歪み比を得る。音響スペクトル
を通常の人間の音声の帯域幅に人工的に制限することに
よって、各通話に必要なネットワーク帯域幅が縮小し、
それにより、同時に可能な通話数が増大する。このアプ
ローチは音声通信ではうまく機能するが、データ通信に
は重大な制限を課す。
【０００６】クライアントモデムは、データを送信する
とき、ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を用いて
ディジタル信号をアナログ信号に変換する。このアナロ
グ信号は、ＰＳＴＮ内のＡＤＣによって受信されてディ
ジタル形式に逆変換される。しかし、クライアントモデ
ム内のＤＡＣによって用いられるアナログ信号レベルが
ＰＳＴＮ内のＡＤＣによって用いられる量子化間隔に正
確に対応していない場合、送信されたデータはＡＤＣに
よってディジタル形式に正しく逆変換されないことがあ
り得る。ＡＤＣが、クライアントモデムによって送信さ
れたアナログ信号を不正確に変換した場合、中央サイト
モデムは、送信されたのと同じデータを受信しないこと
になり、その結果通信誤りが生じる。場合によっては、
誤り検査プロトコルが通信誤りを検出し、クライアント
モデムに対して、破損したデータを再送するよう指示す
ることが可能である。しかし、定期的にデータを再送す
ることが必要となれば、平均データ送信レートが大幅に
低下することにより、ユーザが効率的にデータを送信す
る能力は制限されることになる。
とき、ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）を用いて
ディジタル信号をアナログ信号に変換する。このアナロ
グ信号は、ＰＳＴＮ内のＡＤＣによって受信されてディ
ジタル形式に逆変換される。しかし、クライアントモデ
ム内のＤＡＣによって用いられるアナログ信号レベルが
ＰＳＴＮ内のＡＤＣによって用いられる量子化間隔に正
確に対応していない場合、送信されたデータはＡＤＣに
よってディジタル形式に正しく逆変換されないことがあ
り得る。ＡＤＣが、クライアントモデムによって送信さ
れたアナログ信号を不正確に変換した場合、中央サイト
モデムは、送信されたのと同じデータを受信しないこと
になり、その結果通信誤りが生じる。場合によっては、
誤り検査プロトコルが通信誤りを検出し、クライアント
モデムに対して、破損したデータを再送するよう指示す
ることが可能である。しかし、定期的にデータを再送す
ることが必要となれば、平均データ送信レートが大幅に
低下することにより、ユーザが効率的にデータを送信す
る能力は制限されることになる。
【０００７】従来のアナログモデムは、各信号レベルあ
るいは量子化間隔に対応するディジタルビットパターン
を含む「シンボル」テーブルを使用する。データがクラ
イアントモデムによって送信されるとき、データストリ
ーム内の特定のビットパターンがシンボルに関連づけら
れ、各シンボルに応じてクライアントモデム内のＤＡＣ
は固有の（一意的な）アナログ信号をＰＳＴＮへ送信す
る。しかし、中央サイトモデムが正確に送信データを受
信するためには、ＰＳＴＮ内のＡＤＣが、クライアント
モデムから受信したアナログ信号をもとのディジタルビ
ットパターンに逆変換しなければならない。
るいは量子化間隔に対応するディジタルビットパターン
を含む「シンボル」テーブルを使用する。データがクラ
イアントモデムによって送信されるとき、データストリ
ーム内の特定のビットパターンがシンボルに関連づけら
れ、各シンボルに応じてクライアントモデム内のＤＡＣ
は固有の（一意的な）アナログ信号をＰＳＴＮへ送信す
る。しかし、中央サイトモデムが正確に送信データを受
信するためには、ＰＳＴＮ内のＡＤＣが、クライアント
モデムから受信したアナログ信号をもとのディジタルビ
ットパターンに逆変換しなければならない。
【０００８】"SYSTEM AND METHOD FOR ITERATIVELY DET
ERMINING QUANTIZATION INTERVALSOF A REMOTE ADC AND
MODEM EMPLOYING THE SAME"という名称の米国特許（出
願）（譲受人は本願の出願人と同一）には、ＰＳＴＮへ
のアナログインタフェース内のＡＤＣの実際の量子化間
隔を判定するシステムおよび方法、ならびにそれを用い
たモデムが記載されている。ＰＳＴＮへのアナログイン
タフェース内のＡＤＣの量子化間隔を判定することによ
り、クライアントモデムは、アナログインタフェースを
通じて、ＤＡＣのアナログ信号レベルを、ＡＤＣの（理
想のではなく）実際の量子化間隔と対応するように設定
することによって、データ伝送の精度を改善することが
できる。しかし、本発明の原理は、リモートＡＤＣの実
際の量子化間隔あるいはリモートＤＡＣの実際の信号レ
ベルを判定する特定の手段あるいは方法に限定されるも
のではない。本発明の原理は、所定の実際の量子化間隔
および信号レベルに関して最適化されたシンボルテーブ
ルを動的に選択するものである。
ERMINING QUANTIZATION INTERVALSOF A REMOTE ADC AND
MODEM EMPLOYING THE SAME"という名称の米国特許（出
願）（譲受人は本願の出願人と同一）には、ＰＳＴＮへ
のアナログインタフェース内のＡＤＣの実際の量子化間
隔を判定するシステムおよび方法、ならびにそれを用い
たモデムが記載されている。ＰＳＴＮへのアナログイン
タフェース内のＡＤＣの量子化間隔を判定することによ
り、クライアントモデムは、アナログインタフェースを
通じて、ＤＡＣのアナログ信号レベルを、ＡＤＣの（理
想のではなく）実際の量子化間隔と対応するように設定
することによって、データ伝送の精度を改善することが
できる。しかし、本発明の原理は、リモートＡＤＣの実
際の量子化間隔あるいはリモートＤＡＣの実際の信号レ
ベルを判定する特定の手段あるいは方法に限定されるも
のではない。本発明の原理は、所定の実際の量子化間隔
および信号レベルに関して最適化されたシンボルテーブ
ルを動的に選択するものである。
【０００９】従来、アナログモデムによって用いられる
シンボルテーブルは静的である。すなわち、クライアン
トモデム内のＤＡＣの信号レベルは、ＰＳＴＮ内のＡＤ
Ｃによって用いられる量子化間隔の関数として設定可能
ではなく、例えばμ則標準（ＩＴＵ勧告Ｇ．７１１）に
よって定義される理想基準値に基づいてあらかじめ定め
られている（事前選択）。ＰＳＴＮ内の各μ則ＡＤＣの
実際の量子化間隔は同一ではなく、一般には理想基準レ
ベルからずれるので、静的なシンボルテーブルでは、最
適なデータ通信のための適当なシンボルのセット（すな
わち「コンステレーション」）を常に提供することはで
きない。
シンボルテーブルは静的である。すなわち、クライアン
トモデム内のＤＡＣの信号レベルは、ＰＳＴＮ内のＡＤ
Ｃによって用いられる量子化間隔の関数として設定可能
ではなく、例えばμ則標準（ＩＴＵ勧告Ｇ．７１１）に
よって定義される理想基準値に基づいてあらかじめ定め
られている（事前選択）。ＰＳＴＮ内の各μ則ＡＤＣの
実際の量子化間隔は同一ではなく、一般には理想基準レ
ベルからずれるので、静的なシンボルテーブルでは、最
適なデータ通信のための適当なシンボルのセット（すな
わち「コンステレーション」）を常に提供することはで
きない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従って、従来技術にお
いて必要とされているのは、シンボルテーブルを動的に
最適化するシステムおよび方法を実現し、そのシステム
あるいは方法を用いたモデムが、ＰＳＴＮにディジタル
接続されたリモートシステムとの間で正確にデータを送
受信する能力を向上させることである。
いて必要とされているのは、シンボルテーブルを動的に
最適化するシステムおよび方法を実現し、そのシステム
あるいは方法を用いたモデムが、ＰＳＴＮにディジタル
接続されたリモートシステムとの間で正確にデータを送
受信する能力を向上させることである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】従来技術の上記の欠点を
解決するため、本発明は、ディジタル通信ネットワーク
のアナログインタフェースに接続された、ｎレベルのシ
ンボルテーブルに対応する信号変換値を有するアナログ
通信デバイスで使用するために、ｎレベルのシンボルテ
ーブルからシンボルのコンステレーションを動的に選択
するシステムおよび方法と、そのシステムあるいは方法
を用いた変復調器（モデム）を実現する。本発明のシス
テムは、（１）ｎレベルのシンボルテーブルから、信号
変換値の関数としてｎ以下のｍ個のシンボルを選択する
論理回路と、（２）ディジタル通信ネットワークにディ
ジタル接続されたリモートデバイスへ、そのｍ個のシン
ボルを識別するデータを送信する送信回路とからなる。
このデータにより、アナログ通信デバイスとリモートデ
バイスは、ディジタル通信ネットワークのアナログイン
タフェースの信号変換値に動的に適応する共通のシンボ
ルテーブルで通信することが可能となる。一実施例で
は、ｍ個のシンボルは、ｎレベルのシンボルテーブル内
のシンボルのうち、隣接する信号変換値間の最小間隔が
最大の信号変換値に対応するシンボルである。
解決するため、本発明は、ディジタル通信ネットワーク
のアナログインタフェースに接続された、ｎレベルのシ
ンボルテーブルに対応する信号変換値を有するアナログ
通信デバイスで使用するために、ｎレベルのシンボルテ
ーブルからシンボルのコンステレーションを動的に選択
するシステムおよび方法と、そのシステムあるいは方法
を用いた変復調器（モデム）を実現する。本発明のシス
テムは、（１）ｎレベルのシンボルテーブルから、信号
変換値の関数としてｎ以下のｍ個のシンボルを選択する
論理回路と、（２）ディジタル通信ネットワークにディ
ジタル接続されたリモートデバイスへ、そのｍ個のシン
ボルを識別するデータを送信する送信回路とからなる。
このデータにより、アナログ通信デバイスとリモートデ
バイスは、ディジタル通信ネットワークのアナログイン
タフェースの信号変換値に動的に適応する共通のシンボ
ルテーブルで通信することが可能となる。一実施例で
は、ｍ個のシンボルは、ｎレベルのシンボルテーブル内
のシンボルのうち、隣接する信号変換値間の最小間隔が
最大の信号変換値に対応するシンボルである。
【００１２】一実施例では、アナログインタフェース
は、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）を有し、信
号変換値すなわち「特性」は、ＡＤＣの量子化間隔を定
義する量子化しきい値であり、各量子化間隔はｎレベル
のシンボルテーブル内のシンボルに対応する。関連実施
例では、アナログインタフェースはディジタル−アナロ
グ変換器（ＤＡＣ）を有し、信号変換値すなわち「特
性」は、ＤＡＣのアナログ信号レベルであり、各アナロ
グ信号レベルはｎレベルのシンボルテーブル内のシンボ
ルに対応する。
は、アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）を有し、信
号変換値すなわち「特性」は、ＡＤＣの量子化間隔を定
義する量子化しきい値であり、各量子化間隔はｎレベル
のシンボルテーブル内のシンボルに対応する。関連実施
例では、アナログインタフェースはディジタル−アナロ
グ変換器（ＤＡＣ）を有し、信号変換値すなわち「特
性」は、ＤＡＣのアナログ信号レベルであり、各アナロ
グ信号レベルはｎレベルのシンボルテーブル内のシンボ
ルに対応する。
【００１３】このように、本発明は、シンボルテーブル
（すなわち、シンボルの「コンステレーション」）を、
ディジタル通信ネットワークへのアナログインタフェー
スの信号変換特性に動的に適応させるという一般的概念
を導入する。以下で詳細に説明するように、シンボルテ
ーブルを、ディジタル通信ネットワークへのアナログイ
ンタフェースの信号変換特性に動的に適応させることに
より、モデムのようなアナログ通信デバイスによって用
いられるアナログ信号レベルは、アナログインタフェー
ス内のＡＤＣの量子化間隔に関して最適化されるため、
「アップストリーム」通信が改善される。同様に、アナ
ログ通信デバイス内のＡＤＣの量子化間隔のセットとし
て、ディジタル通信ネットワークへのアナログインタフ
ェース内のＤＡＣのアナログ信号レベルに関して最適化
されたものが選択されることにより、「ダウンストリー
ム」通信が改善される。
（すなわち、シンボルの「コンステレーション」）を、
ディジタル通信ネットワークへのアナログインタフェー
スの信号変換特性に動的に適応させるという一般的概念
を導入する。以下で詳細に説明するように、シンボルテ
ーブルを、ディジタル通信ネットワークへのアナログイ
ンタフェースの信号変換特性に動的に適応させることに
より、モデムのようなアナログ通信デバイスによって用
いられるアナログ信号レベルは、アナログインタフェー
ス内のＡＤＣの量子化間隔に関して最適化されるため、
「アップストリーム」通信が改善される。同様に、アナ
ログ通信デバイス内のＡＤＣの量子化間隔のセットとし
て、ディジタル通信ネットワークへのアナログインタフ
ェース内のＤＡＣのアナログ信号レベルに関して最適化
されたものが選択されることにより、「ダウンストリー
ム」通信が改善される。
【００１４】
【発明の実施の形態】まず、図１は、公衆交換電話網
（ＰＳＴＮ）１５０を通じてクライアントモデム１１０
がリモート通信デバイス（あるいは「中央サイトデバイ
ス」）１７０と通信する高水準概略図である。ここで、
「クライアント」とは一般に、アナログローカルループ
を通じてＰＳＴＮに接続されたデバイスを指し、「中
央」とは一般に、クライアントデバイスと通信するため
にＰＳＴＮにディジタル接続されたデバイスを指すため
に用いる。従って、図１では、コンピュータ１００は、
中央サイトデバイス１７０と通信するために、クライア
ントモデム１１０を介してＰＳＴＮ１５０に接続されて
いる。
（ＰＳＴＮ）１５０を通じてクライアントモデム１１０
がリモート通信デバイス（あるいは「中央サイトデバイ
ス」）１７０と通信する高水準概略図である。ここで、
「クライアント」とは一般に、アナログローカルループ
を通じてＰＳＴＮに接続されたデバイスを指し、「中
央」とは一般に、クライアントデバイスと通信するため
にＰＳＴＮにディジタル接続されたデバイスを指すため
に用いる。従って、図１では、コンピュータ１００は、
中央サイトデバイス１７０と通信するために、クライア
ントモデム１１０を介してＰＳＴＮ１５０に接続されて
いる。
【００１５】一実施例では、クライアントモデム１１０
は、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１１３と、符
号器／復号器（コーデック）１１２を有する。コーデッ
ク１１２は、アナログローカルループ１５１を通じて送
信するためにディジタル信号をアナログ信号に変換する
ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１１５と、アナ
ログローカルループ１５１を通じて受信したアナログ信
号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変
換器（ＡＤＣ）１１６を有する。クライアントモデム１
１０は、ハイブリッド１１４を介して、ＰＳＴＮ１５０
のアナログローカルループ１５１に接続される。「ハイ
ブリッド」とは、１対の導体（すなわち、アナログロー
カルループ１５１）上で伝送される二重アナログ信号
（例えば、離れた電話機ユーザ間の会話）を２対の導体
上で伝送される別々のアナログ信号に変換するために用
いられる受動デバイスである。当業者には、ハイブリッ
ドデバイスの用法および動作は周知であるため、それに
関する詳細な説明は、当業者が本発明を実施するために
は不要である。
は、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１１３と、符
号器／復号器（コーデック）１１２を有する。コーデッ
ク１１２は、アナログローカルループ１５１を通じて送
信するためにディジタル信号をアナログ信号に変換する
ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１１５と、アナ
ログローカルループ１５１を通じて受信したアナログ信
号をディジタル信号に変換するアナログ−ディジタル変
換器（ＡＤＣ）１１６を有する。クライアントモデム１
１０は、ハイブリッド１１４を介して、ＰＳＴＮ１５０
のアナログローカルループ１５１に接続される。「ハイ
ブリッド」とは、１対の導体（すなわち、アナログロー
カルループ１５１）上で伝送される二重アナログ信号
（例えば、離れた電話機ユーザ間の会話）を２対の導体
上で伝送される別々のアナログ信号に変換するために用
いられる受動デバイスである。当業者には、ハイブリッ
ドデバイスの用法および動作は周知であるため、それに
関する詳細な説明は、当業者が本発明を実施するために
は不要である。
【００１６】ＰＳＴＮ１５０における従来のアナログイ
ンタフェースは、ハイブリッド１５４およびコーデック
１５２を有する。本発明の一実施例では、コーデック１
５２はμ則コーデックである。当業者には、非線形のμ
則およびＡ則の信号圧縮アルゴリズムは周知である。μ
則アルゴリズムは２５５個の離散的な信号変換値を有
し、Ａ則は２５６個の値を使用する。しかし、本発明の
一般的原理は、特定の量子化方式に限定されない。μ則
コーデック１５２は、アナログローカルループ１５１を
通じてクライアントモデム１１０から受信したアナログ
信号を、ＰＳＴＮのディジタル部分１５３を通じて中央
サイトデバイス１７０へ送信するためのディジタル信号
に変換するＡＤＣ１５５と、ディジタル部分１５３を通
じて中央サイトデバイス１７０から受信したディジタル
信号を、アナログローカルループ１５１を通じてクライ
アントモデム１１０へ送信するためのアナログ信号に変
換するＤＡＣ１５６とを有する。
ンタフェースは、ハイブリッド１５４およびコーデック
１５２を有する。本発明の一実施例では、コーデック１
５２はμ則コーデックである。当業者には、非線形のμ
則およびＡ則の信号圧縮アルゴリズムは周知である。μ
則アルゴリズムは２５５個の離散的な信号変換値を有
し、Ａ則は２５６個の値を使用する。しかし、本発明の
一般的原理は、特定の量子化方式に限定されない。μ則
コーデック１５２は、アナログローカルループ１５１を
通じてクライアントモデム１１０から受信したアナログ
信号を、ＰＳＴＮのディジタル部分１５３を通じて中央
サイトデバイス１７０へ送信するためのディジタル信号
に変換するＡＤＣ１５５と、ディジタル部分１５３を通
じて中央サイトデバイス１７０から受信したディジタル
信号を、アナログローカルループ１５１を通じてクライ
アントモデム１１０へ送信するためのアナログ信号に変
換するＤＡＣ１５６とを有する。
【００１７】通常、ＡＤＣ１５５は、２５５個の非一様
間隔の量子化間隔を使用する。これは、小さいアナログ
信号値に対しては狭い間隔であり、大きい信号に対して
は広い間隔である。ＡＤＣ１５５は、アナログローカル
ループ１５１を通じてクライアントモデム１１０から受
信したアナログ信号を、ＰＳＴＮのディジタル部分１５
３を通じて中央サイトデバイス１７０へ送信するための
２５５個の固有のディジタルビットパターンすなわち
「シンボル」のうちの１つに変換する。各量子化間隔
は、上下のしきい値すなわちアナログ電圧レベルによっ
て定義される。ある間隔の上しきい値は、その上の量子
化間隔の下しきい値である。アナログ信号は、ＡＤＣ１
５５によって受信されると、そのアナログ信号値が属す
る量子化間隔に対応する固有のシンボルに変換される。
同様に、ＤＡＣ１５６は、中央サイトデバイス１７０か
ら受信したシンボルを、アナログローカルループ１５１
を通じてクライアントモデム１１０へ送信するための２
５５個の固有のアナログ信号レベルのうちの１つに変換
する。
間隔の量子化間隔を使用する。これは、小さいアナログ
信号値に対しては狭い間隔であり、大きい信号に対して
は広い間隔である。ＡＤＣ１５５は、アナログローカル
ループ１５１を通じてクライアントモデム１１０から受
信したアナログ信号を、ＰＳＴＮのディジタル部分１５
３を通じて中央サイトデバイス１７０へ送信するための
２５５個の固有のディジタルビットパターンすなわち
「シンボル」のうちの１つに変換する。各量子化間隔
は、上下のしきい値すなわちアナログ電圧レベルによっ
て定義される。ある間隔の上しきい値は、その上の量子
化間隔の下しきい値である。アナログ信号は、ＡＤＣ１
５５によって受信されると、そのアナログ信号値が属す
る量子化間隔に対応する固有のシンボルに変換される。
同様に、ＤＡＣ１５６は、中央サイトデバイス１７０か
ら受信したシンボルを、アナログローカルループ１５１
を通じてクライアントモデム１１０へ送信するための２
５５個の固有のアナログ信号レベルのうちの１つに変換
する。
【００１８】上記のように、クライアントモデム１１０
は、ＰＳＴＮ１５０を通じて中央サイトデバイス１７０
に接続される。クライアントモデム１１０と中央サイト
デバイス１７０の間でデータを通信するため、各デバイ
スはシンボルテーブル１１１および１７１をそれぞれ使
用する。当業者には、「シンボルテーブル」を用いて、
効率的にディジタルデータを伝送するために使用可能な
所定のシンボルを記憶することは周知である。一実施例
では、データがクライアントモデム１１０によって中央
サイトデバイス１７０へ送信される（すなわち「アップ
ストリーム」データ）場合、ＤＳＰ１１３は、そのデー
タを表すシンボルをシンボルテーブル１１１から選択
し、そのシンボルをＤＡＣ１１５へ送る。ＤＡＣ１１５
は、そのシンボルを離散的なアナログ信号レベルに変換
する。このアナログ信号レベルは、上記のように、ＰＳ
ＴＮ１５０へのアナログインタフェース内のＡＤＣ１５
５によって受信されシンボルへと逆変換される。一実施
例では、中央サイトデバイス１７０（「ディジタルモデ
ム」とも呼ぶことができる）は、ＰＳＴＮ１５０のディ
ジタル部分１５３からシンボルを受信するＤＳＰ１７２
を有する。しかし、本発明の原理は、中央サイトデバイ
ス１７０の特定のハードウェアあるいはソフトウェアの
実装に限定されない。中央サイトデバイス１７０はま
た、シンボルテーブル１７１を有する。シンボルテーブ
ル１７１は、ＤＳＰ１７２が、受信したシンボルを、ク
ライアントモデム１１０へ送信するデータに逆変換する
ために用いられる。
は、ＰＳＴＮ１５０を通じて中央サイトデバイス１７０
に接続される。クライアントモデム１１０と中央サイト
デバイス１７０の間でデータを通信するため、各デバイ
スはシンボルテーブル１１１および１７１をそれぞれ使
用する。当業者には、「シンボルテーブル」を用いて、
効率的にディジタルデータを伝送するために使用可能な
所定のシンボルを記憶することは周知である。一実施例
では、データがクライアントモデム１１０によって中央
サイトデバイス１７０へ送信される（すなわち「アップ
ストリーム」データ）場合、ＤＳＰ１１３は、そのデー
タを表すシンボルをシンボルテーブル１１１から選択
し、そのシンボルをＤＡＣ１１５へ送る。ＤＡＣ１１５
は、そのシンボルを離散的なアナログ信号レベルに変換
する。このアナログ信号レベルは、上記のように、ＰＳ
ＴＮ１５０へのアナログインタフェース内のＡＤＣ１５
５によって受信されシンボルへと逆変換される。一実施
例では、中央サイトデバイス１７０（「ディジタルモデ
ム」とも呼ぶことができる）は、ＰＳＴＮ１５０のディ
ジタル部分１５３からシンボルを受信するＤＳＰ１７２
を有する。しかし、本発明の原理は、中央サイトデバイ
ス１７０の特定のハードウェアあるいはソフトウェアの
実装に限定されない。中央サイトデバイス１７０はま
た、シンボルテーブル１７１を有する。シンボルテーブ
ル１７１は、ＤＳＰ１７２が、受信したシンボルを、ク
ライアントモデム１１０へ送信するデータに逆変換する
ために用いられる。
【００１９】同様に、データが中央サイトデバイス１７
０によってクライアントモデム１１０へ送信される（す
なわち「ダウンストリーム」データ）場合、ＤＳＰ１７
２は、そのデータを表すシンボルをシンボルテーブル１
７１から選択し、そのシンボルを、ＰＳＴＮ１５０のデ
ィジタル部分１５３を通じて送信する。上記のように、
このシンボルは、ＰＳＴＮ１５０へのアナログインタフ
ェース内のＤＡＣ１５６によって受信され、離散的なア
ナログ信号レベルに変換される。この離散的なアナログ
信号レベルは、クライアントモデム１１０内のＡＤＣ１
１６によって受信されシンボルへと逆変換される。クラ
イアントモデム１１０内のＤＳＰ１１３は、シンボルテ
ーブル１１１を用いて、受信したシンボルを、中央サイ
トデバイス１７０によって送信されたデータへと逆変換
する。
０によってクライアントモデム１１０へ送信される（す
なわち「ダウンストリーム」データ）場合、ＤＳＰ１７
２は、そのデータを表すシンボルをシンボルテーブル１
７１から選択し、そのシンボルを、ＰＳＴＮ１５０のデ
ィジタル部分１５３を通じて送信する。上記のように、
このシンボルは、ＰＳＴＮ１５０へのアナログインタフ
ェース内のＤＡＣ１５６によって受信され、離散的なア
ナログ信号レベルに変換される。この離散的なアナログ
信号レベルは、クライアントモデム１１０内のＡＤＣ１
１６によって受信されシンボルへと逆変換される。クラ
イアントモデム１１０内のＤＳＰ１１３は、シンボルテ
ーブル１１１を用いて、受信したシンボルを、中央サイ
トデバイス１７０によって送信されたデータへと逆変換
する。
【００２０】上記のように、クライアントモデム１１０
から中央サイトデバイス１７０へデータを正確に伝送す
ることは、クライアントモデム１１０がアナログローカ
ルループ１５１を通じて送信する各アナログ信号が、Ｄ
ＡＣ１１５が送信アナログ信号に変換したのと同じ（デ
ィジタル）シンボルに、ＡＤＣ１５５によって正しく再
変換されることを仮定している。従って、「アップスト
リーム」方向で各シンボルが正しく伝送されることを保
証するには、ＤＡＣ１１５のアナログ信号レベルは、Ａ
ＤＣ１５５の正しい量子化間隔内になければならない。
これは、ＰＳＴＮ１５０へのアナログインタフェース内
のＡＤＣ１５５の各間隔の実際の量子化しきい値を判定
することを必要とする。同様に、「ダウンストリーム」
方向で各シンボルが正しく伝送されることを保証するに
は、ＰＳＴＮ１５０へのアナログインタフェース内のＤ
ＡＣ１５６の実際のアナログ信号レベルを判定しなけれ
ばならない。ここで、ＡＤＣ１５５の量子化しきい値お
よびＤＡＣ１５６のアナログ信号レベルは「信号変換
値」と言い換えられる。本発明の一実施例では、この信
号変換値はｎレベルのシンボルテーブルに対応する。す
なわち、それぞれの固有の信号変換値は、ｎレベルのシ
ンボルテーブル内の固有のシンボルに対応する。
から中央サイトデバイス１７０へデータを正確に伝送す
ることは、クライアントモデム１１０がアナログローカ
ルループ１５１を通じて送信する各アナログ信号が、Ｄ
ＡＣ１１５が送信アナログ信号に変換したのと同じ（デ
ィジタル）シンボルに、ＡＤＣ１５５によって正しく再
変換されることを仮定している。従って、「アップスト
リーム」方向で各シンボルが正しく伝送されることを保
証するには、ＤＡＣ１１５のアナログ信号レベルは、Ａ
ＤＣ１５５の正しい量子化間隔内になければならない。
これは、ＰＳＴＮ１５０へのアナログインタフェース内
のＡＤＣ１５５の各間隔の実際の量子化しきい値を判定
することを必要とする。同様に、「ダウンストリーム」
方向で各シンボルが正しく伝送されることを保証するに
は、ＰＳＴＮ１５０へのアナログインタフェース内のＤ
ＡＣ１５６の実際のアナログ信号レベルを判定しなけれ
ばならない。ここで、ＡＤＣ１５５の量子化しきい値お
よびＤＡＣ１５６のアナログ信号レベルは「信号変換
値」と言い換えられる。本発明の一実施例では、この信
号変換値はｎレベルのシンボルテーブルに対応する。す
なわち、それぞれの固有の信号変換値は、ｎレベルのシ
ンボルテーブル内の固有のシンボルに対応する。
【００２１】上記の米国特許（出願）には、クライアン
トモデム１１０がＡＤＣ１５５の量子化間隔を反復的に
判定することが可能なシステムおよび方法が記載されて
いる。ＤＡＣ１５６のアナログ信号レベルを判定するに
は、例えば、トレーニングシーケンスを用いればよい。
その場合、中央サイトデバイス１７０は、ＤＡＣ１５６
の２５５個のμ則信号レベルに対応する２５５個のシン
ボルを送信する。ＤＡＣ１５６は、２５５個のシンボル
をそれぞれアナログ信号レベル（すなわち電圧）に変換
し、これはクライアントモデム１１０内のＡＤＣ１１６
によって受信され変換される。当業者には、リモートＡ
ＤＣの量子化間隔、あるいはリモートＤＡＣのアナログ
信号レベルを判定する他のシステムおよび方法も考えら
れるであろう。しかし、本発明の原理は、リモートＡＤ
ＣあるいはＤＡＣの動作特性を判定する特定のシステム
あるいは方法に限定されない。
トモデム１１０がＡＤＣ１５５の量子化間隔を反復的に
判定することが可能なシステムおよび方法が記載されて
いる。ＤＡＣ１５６のアナログ信号レベルを判定するに
は、例えば、トレーニングシーケンスを用いればよい。
その場合、中央サイトデバイス１７０は、ＤＡＣ１５６
の２５５個のμ則信号レベルに対応する２５５個のシン
ボルを送信する。ＤＡＣ１５６は、２５５個のシンボル
をそれぞれアナログ信号レベル（すなわち電圧）に変換
し、これはクライアントモデム１１０内のＡＤＣ１１６
によって受信され変換される。当業者には、リモートＡ
ＤＣの量子化間隔、あるいはリモートＤＡＣのアナログ
信号レベルを判定する他のシステムおよび方法も考えら
れるであろう。しかし、本発明の原理は、リモートＡＤ
ＣあるいはＤＡＣの動作特性を判定する特定のシステム
あるいは方法に限定されない。
【００２２】一実施例では、ＡＤＣ１５５の各量子化間
隔（および、同様に、ＤＡＣ１５６の信号レベル）は、
ＰＳＴＮ１５０を通じてデータを送信するために用いら
れる固有のシンボルに対応する。例えば、クライアント
モデム１１０が、２つのバイナリ値（０および１）を表
すために使用可能な２つの離散的なアナログ信号レベル
（例えば電圧）のみを送信することが可能であると仮定
する。ＰＳＴＮのネットワーククロックレート（あるい
はサンプリングレート）は８０００Ｈｚであるので、ク
ライアントモデム１１０は、毎秒８０００ビット（８０
００ｂｐｓ）のレートでバイナリデータを送信すること
も可能である。しかし、クライアントモデム１１０が４
個の離散的なアナログ信号レベルを送信することができ
る場合、２ビット（すなわち、００、０１、１０、およ
び１１）を各レベルに割り当てることにより、モデムは
１６，０００ｂｐｓ（２ビット／サンプル×８０００サ
ンプル／秒）で通信することが可能となる。
隔（および、同様に、ＤＡＣ１５６の信号レベル）は、
ＰＳＴＮ１５０を通じてデータを送信するために用いら
れる固有のシンボルに対応する。例えば、クライアント
モデム１１０が、２つのバイナリ値（０および１）を表
すために使用可能な２つの離散的なアナログ信号レベル
（例えば電圧）のみを送信することが可能であると仮定
する。ＰＳＴＮのネットワーククロックレート（あるい
はサンプリングレート）は８０００Ｈｚであるので、ク
ライアントモデム１１０は、毎秒８０００ビット（８０
００ｂｐｓ）のレートでバイナリデータを送信すること
も可能である。しかし、クライアントモデム１１０が４
個の離散的なアナログ信号レベルを送信することができ
る場合、２ビット（すなわち、００、０１、１０、およ
び１１）を各レベルに割り当てることにより、モデムは
１６，０００ｂｐｓ（２ビット／サンプル×８０００サ
ンプル／秒）で通信することが可能となる。
【００２３】図２に、さまざまなデータレートに対し
て、必要なアナログ信号レベル数と、対応するレベルあ
たりのビット数（すなわち、シンボルあたりのビット
数）を示す。ＰＳＴＮは、最適に動作すれば、６４Ｋｂ
ｐｓで通信することが可能である。しかし、ＰＳＴＮに
接続されたモデムがこの速度で動作する能力を制限する
さまざまな問題がある。米国では、例えば、ＰＳＴＮ１
５０のディジタル部分１５３は、呼経過識別情報のため
に「略奪ビットシグナリング」(robbed bit signaling)
を利用するＴ１回線である。略奪ビットシグナリング
は、着呼（発呼）の状態を示すために、フレームあたり
２個のサンプル内の低位サンプルビットを「盗む」。ネ
ットワークによってこのビットが使用されることは、中
央サイトデバイス１７０がサンプルあたり８ビットを常
に利用することができるとは限らないことを意味し、従
って、達成可能な最大データレートが制限されるにな
る。さらに、アナログローカルループ１５１の回線ノイ
ズおよびその他の受動的および非線形特性が伝送信号を
歪ませるために、ＡＤＣ１５５、およびＡＤＣ１１６
が、それぞれＤＡＣ１１５、およびＤＡＣ１５６の近接
するアナログ信号レベルどうしを正確に弁別する能力を
損なう可能性がある。
て、必要なアナログ信号レベル数と、対応するレベルあ
たりのビット数（すなわち、シンボルあたりのビット
数）を示す。ＰＳＴＮは、最適に動作すれば、６４Ｋｂ
ｐｓで通信することが可能である。しかし、ＰＳＴＮに
接続されたモデムがこの速度で動作する能力を制限する
さまざまな問題がある。米国では、例えば、ＰＳＴＮ１
５０のディジタル部分１５３は、呼経過識別情報のため
に「略奪ビットシグナリング」(robbed bit signaling)
を利用するＴ１回線である。略奪ビットシグナリング
は、着呼（発呼）の状態を示すために、フレームあたり
２個のサンプル内の低位サンプルビットを「盗む」。ネ
ットワークによってこのビットが使用されることは、中
央サイトデバイス１７０がサンプルあたり８ビットを常
に利用することができるとは限らないことを意味し、従
って、達成可能な最大データレートが制限されるにな
る。さらに、アナログローカルループ１５１の回線ノイ
ズおよびその他の受動的および非線形特性が伝送信号を
歪ませるために、ＡＤＣ１５５、およびＡＤＣ１１６
が、それぞれＤＡＣ１１５、およびＤＡＣ１５６の近接
するアナログ信号レベルどうしを正確に弁別する能力を
損なう可能性がある。
【００２４】一般に、利用可能なすべての信号変換値、
およびそれに対応するシンボルを使用することはできな
いため、利用可能なシンボルからサブセットを選択する
必要がある。従来技術のモデムは、理想信号変換値の組
合せに対応するあらかじめ定義された（すなわち静的
な）シンボルセット（すなわち「コンステレーショ
ン」）を使用している。相異なるシンボルセットは相異
なるデータ伝送レートに対応する。しかし、一般にμ則
コーデック１５２内のＡＤＣ１５５、あるいはＤＡＣ１
５６の実際の信号変換値は理想値からずれるため、あら
かじめ定義されたコンステレーションでは最適な通信が
できない可能性がある。本発明は、ＰＳＴＮ１５０への
アナログインタフェース内のＡＤＣ１５５およびＤＡＣ
１５６の実際の信号変換値をリモートで判定することが
できることの認識から、コンステレーション（すなわち
「シンボルテーブル」）を動的に最適化して、ＰＳＴＮ
１５０へのアナログインタフェース内のＡＤＣ１５５あ
るいはＤＡＣ１５６の理想信号変換値におけるずれから
生じるデータ通信に対する悪影響を最小化するシステム
および方法を実現する。
およびそれに対応するシンボルを使用することはできな
いため、利用可能なシンボルからサブセットを選択する
必要がある。従来技術のモデムは、理想信号変換値の組
合せに対応するあらかじめ定義された（すなわち静的
な）シンボルセット（すなわち「コンステレーショ
ン」）を使用している。相異なるシンボルセットは相異
なるデータ伝送レートに対応する。しかし、一般にμ則
コーデック１５２内のＡＤＣ１５５、あるいはＤＡＣ１
５６の実際の信号変換値は理想値からずれるため、あら
かじめ定義されたコンステレーションでは最適な通信が
できない可能性がある。本発明は、ＰＳＴＮ１５０への
アナログインタフェース内のＡＤＣ１５５およびＤＡＣ
１５６の実際の信号変換値をリモートで判定することが
できることの認識から、コンステレーション（すなわち
「シンボルテーブル」）を動的に最適化して、ＰＳＴＮ
１５０へのアナログインタフェース内のＡＤＣ１５５あ
るいはＤＡＣ１５６の理想信号変換値におけるずれから
生じるデータ通信に対する悪影響を最小化するシステム
および方法を実現する。
【００２５】次に、図３に、ＰＳＴＮ１５０へのアナロ
グインタフェース内のＡＤＣ１５５の例示的な理想量子
化しきい値と、ＡＤＣ１５５の例示的な実際の量子化し
きい値と、理想量子化しきい値に基づく例示的なコンス
テレーションと、実際の量子化しきい値に基づく例示的
な最適コンステレーションを示す。「アップストリー
ム」方向における本発明の原理を説明するため、８レベ
ルのみを有する基本コンステレーションを用いる。しか
し、実際には、基本コンステレーションは一般に、（Ｉ
ＴＵ勧告Ｇ．７１１で定義された）２５５個のμ則（あ
るいは２５６個のＡ則）量子化レベルに対応する。こう
して、説明の目的で、ＰＳＴＮ１５０へのアナログイン
タフェース内のＡＤＣ１５５は、図３に示した９個の例
示的な理想量子化しきい値３０１、３０２、３０３、３
０４、３０５、３０６、３０７、３０８、および３０９
によって定義される８個の量子化間隔によって特徴づけ
られる。上記のように、μ則アルゴリズムは非線形であ
るため、隣接する量子化しきい値間の間隔は非一様であ
る。同じく上記のように、ＡＤＣの実際の量子化しきい
値は一般に理想値からずれる。従って、ＡＤＣ１５５の
量子化しきい値は、例示的な実際の量子化しきい値３０
１′、３０２′、３０３′、３０４′、３０５′、３０
６′、３０７′、３０８′、および３０９′に対応する
ことになる。図からわかるように、実際の量子化しきい
値は、理想値の上にずれることも下にずれることもあ
る。
グインタフェース内のＡＤＣ１５５の例示的な理想量子
化しきい値と、ＡＤＣ１５５の例示的な実際の量子化し
きい値と、理想量子化しきい値に基づく例示的なコンス
テレーションと、実際の量子化しきい値に基づく例示的
な最適コンステレーションを示す。「アップストリー
ム」方向における本発明の原理を説明するため、８レベ
ルのみを有する基本コンステレーションを用いる。しか
し、実際には、基本コンステレーションは一般に、（Ｉ
ＴＵ勧告Ｇ．７１１で定義された）２５５個のμ則（あ
るいは２５６個のＡ則）量子化レベルに対応する。こう
して、説明の目的で、ＰＳＴＮ１５０へのアナログイン
タフェース内のＡＤＣ１５５は、図３に示した９個の例
示的な理想量子化しきい値３０１、３０２、３０３、３
０４、３０５、３０６、３０７、３０８、および３０９
によって定義される８個の量子化間隔によって特徴づけ
られる。上記のように、μ則アルゴリズムは非線形であ
るため、隣接する量子化しきい値間の間隔は非一様であ
る。同じく上記のように、ＡＤＣの実際の量子化しきい
値は一般に理想値からずれる。従って、ＡＤＣ１５５の
量子化しきい値は、例示的な実際の量子化しきい値３０
１′、３０２′、３０３′、３０４′、３０５′、３０
６′、３０７′、３０８′、および３０９′に対応する
ことになる。図からわかるように、実際の量子化しきい
値は、理想値の上にずれることも下にずれることもあ
る。
【００２６】上記のように、一般に、可能なすべての量
子化間隔を使用することが可能であるとは限らないた
め、それらの間隔のサブセットが選択される。すなわ
ち、アップストリーム方向の伝送用に基本コンステレー
ションのシンボルのサブセットが選択される。一実施例
では、間隔が選択されない場合、その量子化間隔は隣接
する選択された間隔と結合されて、より広い量子化間隔
を生成する。すなわち、選択されない間隔に対応するシ
ンボルが中央サイトデバイス１７０によって受信された
場合、そのシンボルは、隣接する選択された間隔に対応
するシンボルと同じであるかのように扱われる。一実施
例では、間隔は、隣接するしきい値間の最小間隔（ｄ
（ｔ）min）が最大になるように、すべての可能な間隔
のうちから選択される。
子化間隔を使用することが可能であるとは限らないた
め、それらの間隔のサブセットが選択される。すなわ
ち、アップストリーム方向の伝送用に基本コンステレー
ションのシンボルのサブセットが選択される。一実施例
では、間隔が選択されない場合、その量子化間隔は隣接
する選択された間隔と結合されて、より広い量子化間隔
を生成する。すなわち、選択されない間隔に対応するシ
ンボルが中央サイトデバイス１７０によって受信された
場合、そのシンボルは、隣接する選択された間隔に対応
するシンボルと同じであるかのように扱われる。一実施
例では、間隔は、隣接するしきい値間の最小間隔（ｄ
（ｔ）min）が最大になるように、すべての可能な間隔
のうちから選択される。
【００２７】例えば、図３に示すように８個の間隔のう
ちの６個からなるサブセットが選択されると仮定する。
当業者には認識されるように、理想量子化しきい値３０
１〜３０９を用いると、しきい値３０３および３０５を
除去するのが好ましく、この場合、８個の可能な間隔の
うちの６個を用いたコンステレーションは、理想量子化
しきい値３０１、３０２、３０４、３０６、３０７、３
０８、および３０９によって定義される間隔からなるこ
とになる。しかし、実際の量子化しきい値３０１′、３
０２′、３０４′、３０６′、３０７′、３０８′、お
よび３０９′は理想値とは異なるため、理想量子化しき
い値に基づいて選択を前もって行う場合、図３からわか
るように、結果として得られるコンステレーションは、
実際の量子化しきい値３０７′および３０８′によって
定義される間隔（これは間隔「ｄ（ｔ）min」を有す
る）のように、過度に狭い間隔を有する可能性がある。
これに対して、実際の量子化しきい値３０１′〜３０
９′を用いてコンステレーションを選択する場合、しき
い値３０４′および３０７′を除去するのが好ましく、
この場合、８個の可能な間隔のうちの６個を用いたコン
ステレーションは、実際の量子化しきい値３０１′、３
０２′、３０３′、３０５′、３０６′、３０８′、お
よび３０９′によって定義される間隔からなることにな
り、隣接するしきい値間の最小間隔ｄ′（ｔ）minはｄ
（ｔ）minより大きくなる。
ちの６個からなるサブセットが選択されると仮定する。
当業者には認識されるように、理想量子化しきい値３０
１〜３０９を用いると、しきい値３０３および３０５を
除去するのが好ましく、この場合、８個の可能な間隔の
うちの６個を用いたコンステレーションは、理想量子化
しきい値３０１、３０２、３０４、３０６、３０７、３
０８、および３０９によって定義される間隔からなるこ
とになる。しかし、実際の量子化しきい値３０１′、３
０２′、３０４′、３０６′、３０７′、３０８′、お
よび３０９′は理想値とは異なるため、理想量子化しき
い値に基づいて選択を前もって行う場合、図３からわか
るように、結果として得られるコンステレーションは、
実際の量子化しきい値３０７′および３０８′によって
定義される間隔（これは間隔「ｄ（ｔ）min」を有す
る）のように、過度に狭い間隔を有する可能性がある。
これに対して、実際の量子化しきい値３０１′〜３０
９′を用いてコンステレーションを選択する場合、しき
い値３０４′および３０７′を除去するのが好ましく、
この場合、８個の可能な間隔のうちの６個を用いたコン
ステレーションは、実際の量子化しきい値３０１′、３
０２′、３０３′、３０５′、３０６′、３０８′、お
よび３０９′によって定義される間隔からなることにな
り、隣接するしきい値間の最小間隔ｄ′（ｔ）minはｄ
（ｔ）minより大きくなる。
【００２８】コンステレーションの事前選択の欠点をさ
らに説明すると、当業者には認識されるように、クライ
アントモデム１１０の各アナログ信号レベルは、ＡＤＣ
１５５の対応する量子化間隔の中点に設定されるのが好
ましい。すなわち、各信号電圧は、対応する量子化間隔
の上しきい値と下しきい値の中点にあるのが好ましい。
従って、図３に示すように、理想量子化しきい値を用い
る場合、アナログ信号レベルは、レベル３Ａ、３Ｂ、３
Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、および３Ｆに対応し、これらはそれぞ
れ理想量子化しきい値３０１−３０２、３０２−３０
４、３０４−３０６、３０６−３０７、３０７−３０
８、および３０８−３０９の中点にある。しかし、実際
の量子化しきい値３０１′、３０２′、３０４′、３０
６′、３０７′、３０８′、および３０９′は理想値と
は異なるため、図３からわかるように、信号レベル３Ａ
〜３Ｆはそれぞれの間隔の実際の中点には対応しない。
これに対して、実際の量子化しきい値３０１′〜３０
９′を用いてコンステレーションを選択してクライアン
トモデム１１０のアナログ信号レベルを設定する場合、
これらのアナログ信号レベルはレベル３Ａ′、３Ｂ′、
３Ｃ′、３Ｄ′、３Ｅ′、および３Ｆ′に対応し、これ
らはそれぞれ実際の量子化しきい値３０１′−３０
２′、３０２′−３０３′、３０３′−３０５′、３０
５′−３０６′、３０６′−３０８′、および３０８′
−３０９′の中点にある。
らに説明すると、当業者には認識されるように、クライ
アントモデム１１０の各アナログ信号レベルは、ＡＤＣ
１５５の対応する量子化間隔の中点に設定されるのが好
ましい。すなわち、各信号電圧は、対応する量子化間隔
の上しきい値と下しきい値の中点にあるのが好ましい。
従って、図３に示すように、理想量子化しきい値を用い
る場合、アナログ信号レベルは、レベル３Ａ、３Ｂ、３
Ｃ、３Ｄ、３Ｅ、および３Ｆに対応し、これらはそれぞ
れ理想量子化しきい値３０１−３０２、３０２−３０
４、３０４−３０６、３０６−３０７、３０７−３０
８、および３０８−３０９の中点にある。しかし、実際
の量子化しきい値３０１′、３０２′、３０４′、３０
６′、３０７′、３０８′、および３０９′は理想値と
は異なるため、図３からわかるように、信号レベル３Ａ
〜３Ｆはそれぞれの間隔の実際の中点には対応しない。
これに対して、実際の量子化しきい値３０１′〜３０
９′を用いてコンステレーションを選択してクライアン
トモデム１１０のアナログ信号レベルを設定する場合、
これらのアナログ信号レベルはレベル３Ａ′、３Ｂ′、
３Ｃ′、３Ｄ′、３Ｅ′、および３Ｆ′に対応し、これ
らはそれぞれ実際の量子化しきい値３０１′−３０
２′、３０２′−３０３′、３０３′−３０５′、３０
５′−３０６′、３０６′−３０８′、および３０８′
−３０９′の中点にある。
【００２９】次に、図４に、ＰＳＴＮへのアナログイン
タフェース内のディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）
の例示的な理想信号レベル４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４
Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、および４Ｈと、ＤＡＣの例示的な実際
の信号レベル４Ａ′、４Ｂ′、４Ｃ′、４Ｄ′、４
Ｅ′、４Ｆ′、４Ｇ′、および４Ｈ′と、理想信号レベ
ルに基づく例示的なコンステレーションと、実際の信号
レベルに基づく例示的な最適コンステレーションを示
す。「ダウンストリーム」方向における本発明の原理を
説明するため、８レベルのみを有する基本コンステレー
ションを用いる。しかし、実際には、基本コンステレー
ションは一般に、（ＩＴＵ勧告Ｇ．７１１で定義され
た）２５５個のμ則（あるいは２５６個のＡ則）レベル
に対応する。こうして、説明の目的で、ＰＳＴＮ１５０
へのアナログインタフェース内のＤＡＣ１５６は、図４
に示した８個の例示的な理想信号レベル４Ａ、４Ｂ、４
Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、および４Ｈによって特徴
づけられる。上記のように、μ則アルゴリズムは非線形
であるため、隣接する信号レベル間の間隔は非一様であ
る。同じく上記のように、ＤＡＣの実際の信号レベルは
一般に理想値からずれる。従って、ＤＡＣ１５６の実際
の信号レベルは、例示的な実際の信号レベル４Ａ′、４
Ｂ′、４Ｃ′、４Ｄ′、４Ｅ′、４Ｆ′、４Ｇ′、およ
び４Ｈ′に対応することになる。図からわかるように、
実際の信号レベルは、理想値の上にずれることも下にず
れることもある。
タフェース内のディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）
の例示的な理想信号レベル４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、４
Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、および４Ｈと、ＤＡＣの例示的な実際
の信号レベル４Ａ′、４Ｂ′、４Ｃ′、４Ｄ′、４
Ｅ′、４Ｆ′、４Ｇ′、および４Ｈ′と、理想信号レベ
ルに基づく例示的なコンステレーションと、実際の信号
レベルに基づく例示的な最適コンステレーションを示
す。「ダウンストリーム」方向における本発明の原理を
説明するため、８レベルのみを有する基本コンステレー
ションを用いる。しかし、実際には、基本コンステレー
ションは一般に、（ＩＴＵ勧告Ｇ．７１１で定義され
た）２５５個のμ則（あるいは２５６個のＡ則）レベル
に対応する。こうして、説明の目的で、ＰＳＴＮ１５０
へのアナログインタフェース内のＤＡＣ１５６は、図４
に示した８個の例示的な理想信号レベル４Ａ、４Ｂ、４
Ｃ、４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、および４Ｈによって特徴
づけられる。上記のように、μ則アルゴリズムは非線形
であるため、隣接する信号レベル間の間隔は非一様であ
る。同じく上記のように、ＤＡＣの実際の信号レベルは
一般に理想値からずれる。従って、ＤＡＣ１５６の実際
の信号レベルは、例示的な実際の信号レベル４Ａ′、４
Ｂ′、４Ｃ′、４Ｄ′、４Ｅ′、４Ｆ′、４Ｇ′、およ
び４Ｈ′に対応することになる。図からわかるように、
実際の信号レベルは、理想値の上にずれることも下にず
れることもある。
【００３０】上記のように、一般に、可能なすべての信
号レベルを使用することが可能であるとは限らないた
め、それらのレベルのサブセットが選択される。すなわ
ち、ダウンストリーム方向の伝送用に基本コンステレー
ションのシンボルのサブセットが選択される。一実施例
では、信号レベルは、隣接するレベル間の最小間隔が最
大になるように、すべての可能な信号レベルのうちから
選択される。
号レベルを使用することが可能であるとは限らないた
め、それらのレベルのサブセットが選択される。すなわ
ち、ダウンストリーム方向の伝送用に基本コンステレー
ションのシンボルのサブセットが選択される。一実施例
では、信号レベルは、隣接するレベル間の最小間隔が最
大になるように、すべての可能な信号レベルのうちから
選択される。
【００３１】例えば、図４に示すように８個の信号レベ
ルのうちの６個からなるサブセットが選択されると仮定
する。当業者には認識されるように、理想信号レベル４
Ａ〜４Ｈを用いると、レベル４Ｃおよび４Ｅを除去する
のが好ましく、この場合、８個の可能な信号レベルのう
ちの６個を用いたコンステレーションは、理想信号レベ
ル４Ａ、４Ｂ、４Ｄ、４Ｆ、４Ｇ、および４Ｈによって
定義されるレベルからなることになる。しかし、実際の
信号レベル４Ａ′、４Ｂ′、４Ｃ′、４Ｄ′、４Ｅ′、
４Ｆ′、４Ｇ′、および４Ｈ′は理想値とは異なるた
め、理想信号レベルに基づいて選択を前もって行う場
合、図４からわかるように、結果として得られるコンス
テレーションは、実際の信号レベル４Ｇ′および４Ｈ′
の間（これは間隔「ｄ（ｓ）min」を有する）のよう
に、狭い間隔の信号レベルを有する可能性がある。これ
に対して、実際の信号レベル４Ａ′〜４Ｈ′を用いてコ
ンステレーションを選択する場合、信号レベル４Ｃ′お
よび４Ｇ′を除去するのが好ましく、この場合、８個の
可能な信号レベルのうちの６個を用いたコンステレーシ
ョンは、実際の信号レベル４Ａ′、４Ｂ′、４Ｄ′、４
Ｅ′、４Ｆ′、および４Ｈ′によって定義されるレベル
からなることになり、隣接するレベル間の最小間隔ｄ′
（ｓ）minはｄ（ｓ）minより大きくなる。
ルのうちの６個からなるサブセットが選択されると仮定
する。当業者には認識されるように、理想信号レベル４
Ａ〜４Ｈを用いると、レベル４Ｃおよび４Ｅを除去する
のが好ましく、この場合、８個の可能な信号レベルのう
ちの６個を用いたコンステレーションは、理想信号レベ
ル４Ａ、４Ｂ、４Ｄ、４Ｆ、４Ｇ、および４Ｈによって
定義されるレベルからなることになる。しかし、実際の
信号レベル４Ａ′、４Ｂ′、４Ｃ′、４Ｄ′、４Ｅ′、
４Ｆ′、４Ｇ′、および４Ｈ′は理想値とは異なるた
め、理想信号レベルに基づいて選択を前もって行う場
合、図４からわかるように、結果として得られるコンス
テレーションは、実際の信号レベル４Ｇ′および４Ｈ′
の間（これは間隔「ｄ（ｓ）min」を有する）のよう
に、狭い間隔の信号レベルを有する可能性がある。これ
に対して、実際の信号レベル４Ａ′〜４Ｈ′を用いてコ
ンステレーションを選択する場合、信号レベル４Ｃ′お
よび４Ｇ′を除去するのが好ましく、この場合、８個の
可能な信号レベルのうちの６個を用いたコンステレーシ
ョンは、実際の信号レベル４Ａ′、４Ｂ′、４Ｄ′、４
Ｅ′、４Ｆ′、および４Ｈ′によって定義されるレベル
からなることになり、隣接するレベル間の最小間隔ｄ′
（ｓ）minはｄ（ｓ）minより大きくなる。
【００３２】コンステレーション選択プロセスは、「ア
ップストリーム」および「ダウンストリーム」のいずれ
の場合にも、さまざまな方法を用いて解くことが可能な
組合せ論的最適化問題として扱うことができる。しか
し、本発明の原理は、ＰＳＴＮ１５０へのアナログイン
タフェースの実際の信号変換特性にコンステレーション
を動的適応させる特定の方法に限定されない。一実施例
では、基本コンステレーションにおいて観測される（す
なわち、実際の）信号変換値（例えば、「アップストリ
ーム」方向ではＡＤＣ１５５の量子化しきい値、あるい
は、「ダウンストリーム」方向ではＤＡＣ１５６の信号
レベル）はＸi（ｉ＝１，...，ｎ）とラベルされ、ｉ≦
ｊにたいしてＸi≦Ｘjとなるように順序づけられる。目
的は、これらのレベルのうちから、最小差ｄj＝｜Ｘj+1
−Ｘj｜（すなわち、隣接する値の間隔）が可能な最大
値になるようなｍ個のＸj（ｊ＝１，...，ｍ）を選択す
ることである。ｎ個のすべてのレベルＸiを含む基本コ
ンステレーションから開始して、ｎ−１個のレベルを含
むコンステレーションは次のようにして決定される。
１．ｄjが最小となるｄjを求める。２．ｄj-1＜ｄj+1で
ある場合Ｘjを除去し、そうでない場合Ｘj+1を除去す
る。このプロセスをｎ−ｍ回反復することにより、隣接
する値の最小間隔が可能な限り最大となるｍレベルのコ
ンステレーションに到達する。
ップストリーム」および「ダウンストリーム」のいずれ
の場合にも、さまざまな方法を用いて解くことが可能な
組合せ論的最適化問題として扱うことができる。しか
し、本発明の原理は、ＰＳＴＮ１５０へのアナログイン
タフェースの実際の信号変換特性にコンステレーション
を動的適応させる特定の方法に限定されない。一実施例
では、基本コンステレーションにおいて観測される（す
なわち、実際の）信号変換値（例えば、「アップストリ
ーム」方向ではＡＤＣ１５５の量子化しきい値、あるい
は、「ダウンストリーム」方向ではＤＡＣ１５６の信号
レベル）はＸi（ｉ＝１，...，ｎ）とラベルされ、ｉ≦
ｊにたいしてＸi≦Ｘjとなるように順序づけられる。目
的は、これらのレベルのうちから、最小差ｄj＝｜Ｘj+1
−Ｘj｜（すなわち、隣接する値の間隔）が可能な最大
値になるようなｍ個のＸj（ｊ＝１，...，ｍ）を選択す
ることである。ｎ個のすべてのレベルＸiを含む基本コ
ンステレーションから開始して、ｎ−１個のレベルを含
むコンステレーションは次のようにして決定される。
１．ｄjが最小となるｄjを求める。２．ｄj-1＜ｄj+1で
ある場合Ｘjを除去し、そうでない場合Ｘj+1を除去す
る。このプロセスをｎ−ｍ回反復することにより、隣接
する値の最小間隔が可能な限り最大となるｍレベルのコ
ンステレーションに到達する。
【００３３】クライアントモデム１１０および中央サイ
トデバイス１７０が共通のシンボルテーブルを用いて通
信するため、ＡＤＣ１５５およびＤＡＣ１５６の実際の
信号変換値を判定しそれらの値に基づいて「アップスト
リーム」方向および「ダウンストリーム」方向の最適コ
ンステレーションをそれぞれ選択した後、クライアント
モデム１１０は、その最適コンステレーションを中央サ
イトデバイス１７０へ送信する。一実施例では、アップ
ストリームおよびダウンストリームのそれぞれの基本コ
ンステレーションから選択されたｍ個のシンボルを指定
するビットマップフィールドが、クライアントモデム１
１０によって中央サイトデバイス１７０へ送信される。
トデバイス１７０が共通のシンボルテーブルを用いて通
信するため、ＡＤＣ１５５およびＤＡＣ１５６の実際の
信号変換値を判定しそれらの値に基づいて「アップスト
リーム」方向および「ダウンストリーム」方向の最適コ
ンステレーションをそれぞれ選択した後、クライアント
モデム１１０は、その最適コンステレーションを中央サ
イトデバイス１７０へ送信する。一実施例では、アップ
ストリームおよびダウンストリームのそれぞれの基本コ
ンステレーションから選択されたｍ個のシンボルを指定
するビットマップフィールドが、クライアントモデム１
１０によって中央サイトデバイス１７０へ送信される。
【００３４】次に、図５は、本発明の原理を用いたクラ
イアントモデム１１０の例示的な機能概略図である。モ
デムは、ＰＳＴＮ１５０を通じてのデータ通信に用いら
れる通常のデバイスであるが、他のデバイスが本発明の
原理を用いることも有効であることがあり、本発明の原
理は、特定の通信デバイスに限定されない。クライアン
トモデム１１０は、モデムをＰＳＴＮ１５０に接続する
電話インタフェース４５０と、上記のようにＰＳＴＮ１
５０へのアナログインタフェース内のＡＤＣ１５５およ
びＤＡＣ１５６の信号変換値を判定するトレーニング回
路４１０と、アップストリームチャネルおよびダウンス
トリームチャネルのシンボルのコンステレーションを記
憶するシンボルテーブル１１１と、基本コンステレーシ
ョンから最適コンステレーションを選択する論理回路４
２０と、最適コンステレーションを中央サイトデバイス
１７０へ送信する送信回路４４０とを有する。モデム１
１０は、各機能ごとにディスクリートな回路を有するよ
うに図示されているが、当業者には認識されるように、
本発明の原理を用いたモデムは、ディジタル信号プロセ
ッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ（μｐ）、特定用
途集積回路（ＡＳＩＣ）、およびプログラマブル読み出
し専用メモリ（ＰＲＯＭ）などの１つあるいは複数の半
導体デバイス内に集積されることが可能であり、また、
これらに限定されない。
イアントモデム１１０の例示的な機能概略図である。モ
デムは、ＰＳＴＮ１５０を通じてのデータ通信に用いら
れる通常のデバイスであるが、他のデバイスが本発明の
原理を用いることも有効であることがあり、本発明の原
理は、特定の通信デバイスに限定されない。クライアン
トモデム１１０は、モデムをＰＳＴＮ１５０に接続する
電話インタフェース４５０と、上記のようにＰＳＴＮ１
５０へのアナログインタフェース内のＡＤＣ１５５およ
びＤＡＣ１５６の信号変換値を判定するトレーニング回
路４１０と、アップストリームチャネルおよびダウンス
トリームチャネルのシンボルのコンステレーションを記
憶するシンボルテーブル１１１と、基本コンステレーシ
ョンから最適コンステレーションを選択する論理回路４
２０と、最適コンステレーションを中央サイトデバイス
１７０へ送信する送信回路４４０とを有する。モデム１
１０は、各機能ごとにディスクリートな回路を有するよ
うに図示されているが、当業者には認識されるように、
本発明の原理を用いたモデムは、ディジタル信号プロセ
ッサ（ＤＳＰ）、マイクロプロセッサ（μｐ）、特定用
途集積回路（ＡＳＩＣ）、およびプログラマブル読み出
し専用メモリ（ＰＲＯＭ）などの１つあるいは複数の半
導体デバイス内に集積されることが可能であり、また、
これらに限定されない。
【００３５】モデム１１０を用いたシステムが中央サイ
トデバイス１７０に接続すると、トレーニング回路４１
０が動作して、ＰＳＴＮ１５０へのアナログインタフェ
ース内のＡＤＣ１５５およびＤＡＣ１５６の信号変換値
を判定する。この信号変換値は、基本コンステレーショ
ンのｎレベルシンボルテーブルに対応する。基本コンス
テレーションは、シンボルテーブル１１１に記憶され、
論理回路４２０によりアクセス可能である。
トデバイス１７０に接続すると、トレーニング回路４１
０が動作して、ＰＳＴＮ１５０へのアナログインタフェ
ース内のＡＤＣ１５５およびＤＡＣ１５６の信号変換値
を判定する。この信号変換値は、基本コンステレーショ
ンのｎレベルシンボルテーブルに対応する。基本コンス
テレーションは、シンボルテーブル１１１に記憶され、
論理回路４２０によりアクセス可能である。
【００３６】論理回路４２０は、上記のように最適コン
ステレーションを選択するように動作し、最適コンステ
レーションのｍ個のシンボルを反映するようにシンボル
テーブル１１１を修正する。本発明の一実施例では、こ
の論理回路は、実行可能ソフトウェア命令列として実現
され、コーデック１５２の信号変換値に対応するシンボ
ルからなる基本コンステレーション（例えば、ｎレベル
のシンボルテーブル）から最適コンステレーション（例
えば、ｍレベルのシンボルテーブル、ｎ≧ｍ）を選択す
るように動作する。当業者には、ソフトウェアを用いて
ディジタル情報を処理して電子ハードウェアの動作特性
を制御することは周知であり、論理回路をソフトウェア
で実装する利点は理解されるはずである。
ステレーションを選択するように動作し、最適コンステ
レーションのｍ個のシンボルを反映するようにシンボル
テーブル１１１を修正する。本発明の一実施例では、こ
の論理回路は、実行可能ソフトウェア命令列として実現
され、コーデック１５２の信号変換値に対応するシンボ
ルからなる基本コンステレーション（例えば、ｎレベル
のシンボルテーブル）から最適コンステレーション（例
えば、ｍレベルのシンボルテーブル、ｎ≧ｍ）を選択す
るように動作する。当業者には、ソフトウェアを用いて
ディジタル情報を処理して電子ハードウェアの動作特性
を制御することは周知であり、論理回路をソフトウェア
で実装する利点は理解されるはずである。
【００３７】送信回路４４０は、シンボルテーブル１１
１を読み出し、最適コンステレーション内のｍ個のシン
ボルを識別するビットマップフィールドを中央サイトデ
バイス１７０へ送信することにより、モデム１１０およ
び中央サイトデバイス１７０が、ＰＳＴＮ１５０のアナ
ログインタフェースの信号変換値に動的適応した共通の
シンボルテーブルを使用することが可能となる。当業者
には、最適コンステレーションデータを中央サイトデバ
イス１７０へ送信するその他の可能な手段も認識される
はずである。本発明の一般的原理はすべてのそのような
手段を含む。
１を読み出し、最適コンステレーション内のｍ個のシン
ボルを識別するビットマップフィールドを中央サイトデ
バイス１７０へ送信することにより、モデム１１０およ
び中央サイトデバイス１７０が、ＰＳＴＮ１５０のアナ
ログインタフェースの信号変換値に動的適応した共通の
シンボルテーブルを使用することが可能となる。当業者
には、最適コンステレーションデータを中央サイトデバ
イス１７０へ送信するその他の可能な手段も認識される
はずである。本発明の一般的原理はすべてのそのような
手段を含む。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、シ
ンボルテーブルを動的に最適化するシステムおよび方法
が実現され、そのシステムあるいは方法を用いたモデム
が、ＰＳＴＮにディジタル接続されたリモートシステム
との間で正確にデータを送受信する能力が向上する。
ンボルテーブルを動的に最適化するシステムおよび方法
が実現され、そのシステムあるいは方法を用いたモデム
が、ＰＳＴＮにディジタル接続されたリモートシステム
との間で正確にデータを送受信する能力が向上する。
【図１】公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）を通じてクライア
ントモデムがリモート通信デバイス（あるいは「中央サ
イトデバイス」）と通信する高水準概略図である。
ントモデムがリモート通信デバイス（あるいは「中央サ
イトデバイス」）と通信する高水準概略図である。
【図２】さまざまなデータ伝送レートに対して、必要な
アナログ信号レベル数と、対応するレベルあたりのビッ
ト数（すなわち、シンボルあたりのビット数）を示す図
である。
アナログ信号レベル数と、対応するレベルあたりのビッ
ト数（すなわち、シンボルあたりのビット数）を示す図
である。
【図３】ＰＳＴＮへのアナログインタフェース内のアナ
ログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）の例示的な理想量子
化しきい値と、ＡＤＣの例示的な実際の量子化しきい値
と、理想量子化しきい値に基づく例示的なコンステレー
ションと、実際の量子化しきい値に基づく例示的な最適
コンステレーションの図である。
ログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ）の例示的な理想量子
化しきい値と、ＡＤＣの例示的な実際の量子化しきい値
と、理想量子化しきい値に基づく例示的なコンステレー
ションと、実際の量子化しきい値に基づく例示的な最適
コンステレーションの図である。
【図４】ＰＳＴＮへのアナログインタフェース内のディ
ジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）の例示的な理想信号
レベルと、ＤＡＣの例示的な実際の信号レベルと、理想
信号レベルに基づく例示的なコンステレーションと、実
際の信号レベルに基づく例示的な最適コンステレーショ
ンの図である。
ジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）の例示的な理想信号
レベルと、ＤＡＣの例示的な実際の信号レベルと、理想
信号レベルに基づく例示的なコンステレーションと、実
際の信号レベルに基づく例示的な最適コンステレーショ
ンの図である。
【図５】本発明の原理を用いたモデムの例示的な機能概
略図である。
略図である。
１００ コンピュータ １１０ クライアントモデム １１１ シンボルテーブル １１２ 符号器／復号器（コーデック） １１３ ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ） １１４ ハイブリッド １１５ ディジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ） １１６ アナログ−ディジタル変換器（ＡＤＣ） １５０ 公衆交換電話網（ＰＳＴＮ） １５１ アナログローカルループ １５２ コーデック １５３ ディジタル部分 １５４ ハイブリッド １５５ ＡＤＣ １５６ ＤＡＣ １７０ リモート通信デバイス（中央サイトデバイス） １７１ シンボルテーブル １７２ ＤＳＰ ３０１ 理想量子化しきい値 ３０２ 理想量子化しきい値 ３０３ 理想量子化しきい値 ３０４ 理想量子化しきい値 ３０５ 理想量子化しきい値 ３０６ 理想量子化しきい値 ３０７ 理想量子化しきい値 ３０８ 理想量子化しきい値 ３０９ 理想量子化しきい値 ３０１’ 実際の量子化しきい値 ３０２’ 実際の量子化しきい値 ３０３’ 実際の量子化しきい値 ３０４’ 実際の量子化しきい値 ３０５’ 実際の量子化しきい値 ３０６’ 実際の量子化しきい値 ３０７’ 実際の量子化しきい値 ３０８’ 実際の量子化しきい値 ３０９’ 実際の量子化しきい値 ４１０ トレーニング回路 ４２０ 論理回路 ４４０ 送信回路 ４５０ 電話インタフェース
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ハーバート ビー．コーヘン アメリカ合衆国，07751 ニュージャージ ー，モーガンヴィル，ウェストブルック ドライブ 33 (72)発明者 ヌリ ルヒ ダッデヴィレン アメリカ合衆国，07701 ニュージャージ ー，レッド バンク，アンバサダー ドラ イブ 39
Claims (30)
- 【請求項１】 ディジタル通信ネットワークのアナログ
インタフェースに接続されるアナログ通信デバイスで用
いられるシンボルテーブル動的最適化システムにおい
て、 前記アナログインタフェースは、ｎレベルのシンボルテ
ーブル内のシンボルに対応する信号変換値を有し、 前記システムは、 前記信号変換値の関数として、前記ｎレベルのシンボル
テーブルから、ｎ以下のｍ個のシンボルを選択する論理
回路と、 前記ｍ個のシンボルを識別するデータを、前記ディジタ
ル通信ネットワークにディジタル接続されたリモートデ
バイスへ送信する送信回路とからなり、 前記システムが前記ｎレベルのシンボルテーブルからシ
ンボルのコンステレーションを動的に選択することによ
り、前記アナログ通信デバイスと前記リモートデバイス
が前記ディジタル通信ネットワークのアナログインタフ
ェースの信号変換値に動的に適応した共通のシンボルテ
ーブルにより通信することを可能にすることを特徴とす
るシンボルテーブル動的最適化システム。 - 【請求項２】 前記アナログインタフェースはアナログ
−ディジタル変換器（以下「ＡＤＣ」という。）を有
し、前記信号変換値は該ＡＤＣの量子化間隔を定義する
量子化しきい値であり、各量子化間隔は前記ｎレベルの
シンボルテーブル内のシンボルに対応することを特徴と
する請求項１に記載のシステム。 - 【請求項３】 前記アナログインタフェースはディジタ
ル−アナログ変換器（以下「ＤＡＣ」という。）を有
し、前記信号変換値は該ＤＡＣのアナログ信号レベルで
あり、各アナログ信号レベルは前記ｎレベルのシンボル
テーブル内のシンボルに対応することを特徴とする請求
項１に記載のシステム。 - 【請求項４】 前記ｍ個のシンボルは、前記ｎレベルの
シンボルテーブル内のシンボルのうち、隣接する信号変
換値間の最小間隔を最大にする信号変換値に対応するシ
ンボルであることを特徴とする請求項１に記載のシステ
ム。 - 【請求項５】 前記信号変換値は非線形に分布すること
を特徴とする請求項１に記載のシステム。 - 【請求項６】 前記信号変換値はμ則に従って分布する
ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。 - 【請求項７】 前記信号変換値はＡ則に従って分布する
ことを特徴とする請求項５に記載のシステム。 - 【請求項８】 前記データはビットマップとして配列さ
れることを特徴とする請求項１に記載のシステム。 - 【請求項９】 前記論理回路および前記送信回路はモデ
ムの一部であることを特徴とする請求項１に記載のシス
テム。 - 【請求項１０】 前記論理回路は実行可能ソフトウェア
命令列として実現されることを特徴とする請求項１に記
載のシステム。 - 【請求項１１】 ディジタル通信ネットワークのアナロ
グインタフェースに接続されるアナログ通信デバイスで
用いられるシンボルテーブル動的最適化方法において、 前記アナログインタフェースは、ｎレベルのシンボルテ
ーブル内のシンボルに対応する信号変換値を有し、 前記方法は、 前記信号変換値の関数として、前記ｎレベルのシンボル
テーブルから、ｎ以下のｍ個のシンボルを選択する選択
ステップと、 前記ｍ個のシンボルを識別するデータを、前記ディジタ
ル通信ネットワークにディジタル接続されたリモートデ
バイスへ送信する送信ステップとからなり、 前記ｎレベルのシンボルテーブルからシンボルのコンス
テレーションを動的に選択することにより、前記アナロ
グ通信デバイスと前記リモートデバイスが前記ディジタ
ル通信ネットワークのアナログインタフェースの信号変
換値に動的に適応した共通のシンボルテーブルにより通
信することを可能にすることを特徴とするシンボルテー
ブル動的最適化方法。 - 【請求項１２】 前記アナログインタフェースはアナロ
グ−ディジタル変換器（以下「ＡＤＣ」という。）を有
し、前記信号変換値は該ＡＤＣの量子化間隔を定義する
量子化しきい値であり、各量子化間隔は前記ｎレベルの
シンボルテーブル内のシンボルに対応することを特徴と
する請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 前記アナログインタフェースはディジ
タル−アナログ変換器（以下「ＤＡＣ」という。）を有
し、前記信号変換値は該ＤＡＣのアナログ信号レベルで
あり、各アナログ信号レベルは前記ｎレベルのシンボル
テーブル内のシンボルに対応することを特徴とする請求
項１１に記載の方法。 - 【請求項１４】 前記選択ステップは、 ａ．隣接する信号変換値間の間隔を判定するステップ
と、 ｂ．前記ｎレベルのシンボルテーブル内のシンボルのう
ちから、隣接する信号変換値間の最小間隔を最大にする
信号変換値に対応するｍ個のシンボルを選択するステッ
プとからなることを特徴とする請求項１１に記載の方
法。 - 【請求項１５】 前記信号変換値は非線形に分布するこ
とを特徴とする請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記信号変換値はμ則に従って分布す
ることを特徴とする請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１７】 前記信号変換値はＡ則に従って分布す
ることを特徴とする請求項１５に記載の方法。 - 【請求項１８】 前記送信ステップは、前記データをビ
ットマップとして配列するステップを含むことを特徴と
する請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１９】 前記選択ステップおよび前記送信ステ
ップはモデムで実行されることを特徴とする請求項１１
に記載の方法。 - 【請求項２０】 前記ステップａおよびｂはソフトウェ
ア命令列を実行することにより行われることを特徴とす
る請求項１４に記載の方法。 - 【請求項２１】 ディジタル通信ネットワークのアナロ
グインタフェースに接続するための電話インタフェース
と、 ｎレベルのシンボルテーブル内のシンボルに一意的に対
応する、前記アナログインタフェースの信号変換値を判
定するトレーニング回路と、 前記信号変換値の関数として、前記ｎレベルのシンボル
テーブルから、ｎ以下のｍ個のシンボルを選択する論理
回路と、 前記ｍ個のシンボルを識別するデータを、前記ディジタ
ル通信ネットワークにディジタル接続されたリモートデ
バイスへ送信する送信回路とからなるモデムにおいて、 前記モデムが前記ｎレベルのシンボルテーブルからシン
ボルのコンステレーションを動的に選択することによ
り、前記アナログ通信デバイスと前記リモートデバイス
が前記ディジタル通信ネットワークのアナログインタフ
ェースの信号変換値に動的に適応した共通のシンボルテ
ーブルにより通信することを可能にすることを特徴とす
るモデム。 - 【請求項２２】 前記アナログインタフェースはアナロ
グ−ディジタル変換器（以下「ＡＤＣ」という。）を有
し、前記信号変換値は該ＡＤＣの量子化間隔を定義する
量子化しきい値であり、各量子化間隔は前記ｎレベルの
シンボルテーブル内のシンボルに対応することを特徴と
する請求項２１に記載のモデム。 - 【請求項２３】 前記アナログインタフェースはディジ
タル−アナログ変換器（以下「ＤＡＣ」という。）を有
し、前記信号変換値は該ＤＡＣのアナログ信号レベルで
あり、各アナログ信号レベルは前記ｎレベルのシンボル
テーブル内のシンボルに対応することを特徴とする請求
項２１に記載のモデム。 - 【請求項２４】 前記ｍ個のシンボルは、前記ｎレベル
のシンボルテーブル内のシンボルのうち、隣接する信号
変換値間の最小間隔を最大にする信号変換値に対応する
シンボルであることを特徴とする請求項２１に記載のモ
デム。 - 【請求項２５】 前記信号変換値は非線形に分布するこ
とを特徴とする請求項２１に記載のモデム。 - 【請求項２６】 前記信号変換値はμ則に従って分布す
ることを特徴とする請求項２５に記載のモデム。 - 【請求項２７】 前記信号変換値はＡ則に従って分布す
ることを特徴とする請求項２５に記載のモデム。 - 【請求項２８】 前記データはビットマップとして配列
されることを特徴とする請求項２１に記載のモデム。 - 【請求項２９】 前記リモートデバイスはディジタル信
号プロセッサからなることを特徴とする請求項２１に記
載のモデム。 - 【請求項３０】 前記論理回路は実行可能ソフトウェア
命令列として実現されることを特徴とする請求項２１に
記載のモデム。
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