JPS6232731A - 信号エネルギ低下検出装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明はアナログ信号によるデータ伝送に関するもので
、特に、アナログ信号の形でデータを伝送するシステム
の受信器に受信されるデータ信号のエネルギ低下を検出
する装置に関するものである。

Ｂ、従来技術とその問題点 電話回線を使用してアナログ信号の形でデータを発信お
よび受信するシステムにおいては、データは搬送信号の
変調状態によって表わされる。変調状態は、有限個の離
散振幅値及び位相値のいずれか、または両方から取られ
る。一般に、搬送信号は、送信端において変調装置によ
り変調され。

受信端において復調装置により復調される。変復調装置
アセンブリは「モデム」と呼ばれる。

伝送システムによっては「連続搬送」モードで作動する
ものがある６すなわち、データが伝送されないときにも
、搬送信号は電話回線を伝送される。

しかし分岐通信方式の伝送システムには、端末装置がデ
ータを制御装置に交替で伝送することが必要なものがあ
る。１つの“端末装置が伝送を停止すると、制御装置が
他の端末装置に伝送する機会を与えるように、搬送波も
中断する必要がある。

伝送が停止した正確な瞬間を検出することは不可能であ
るため、このシステムでは、伝送の終結を検出して、正
確な伝送終結時刻と、伝送終結の検出時刻との時間間隔
を最少にする装置を設けなければならない。

伝送終結を検出する最も容易な方法は、データに一連の
「ゼロ」を加えることである。受信装置が一定数の「ゼ
ロ」を受信すると、検出論理装置は伝送が終ったと判断
する。しかし、残念ながら、回線に何らかの乱れがある
場合は、伝送の終結が検出できないことがある。

他の方法は、特定のビット・シーケンスにより伝送終結
を示すプロトコルを使用するものである。

この方法にもいくつかの欠点がある。その第１は、一連
の「ゼロ」と異なり、回線の遮断があると検出論理装置
は特定のビット・シーケンスを受信できない。さらに、
この方法は特定のビット・シーケンスとして使用するビ
ットの組合わせを排除するため、処理能力の大きいシス
テムを必要とする。

また、効率の良いノイズ防止を必要とする場合には、十
分に長い特定のビット・シーケンスを使用しなければな
らず、したがって伝送終結を検出するのに長時間を要す
る。

上記の欠点を除去し、また回線の遮断が原因の伝送終結
も検出できるようにするために、受信信号のエネルギ低
下を検出する方法が使用されている。受信信号はサンプ
リングされ、各サンプリングについてエネルギを測定し
、予め定めた閾値との比較が行なわれる。

後者の方法は位相変調を用いる伝送システムに応用する
ことができる。しかし、複数の振幅レベルからとった変
調状態を使用する現在の高速伝送システムでは、伝送の
終結は振幅の高レベルまたは低レベルのいずれかで起る
。信号エネルギは、伝送終結が振幅の高レベルで起こる
か低レベルで起こるかによって、予め定めたエネルギの
閾値より小さくなるのにかかる時間が異なる。したがっ
て、実際の伝送終結時刻と、伝送終結を検出した時刻と
の間の時間間隔を完全に知ることは不可能である。

したがって２本発明の目的は、エネルギの低下が、デー
タ伝送の終結によるものでも、回線の遮断によるもので
も、データ伝送システムの受信器が受信したエネルギの
低下を迅速に検出する装置を提供することにある。

Ｃ０問題点を解決するための手段 本発明の装置は、データ信号の各サンプルをディジタル
積分して、前記信号のエネルギを示す信号を発生する手
段と、エネルギ低下速度が所定の値を超えるときのエネ
ルギ値を記憶する手段と、各サンプリング時に、記憶し
たエネルギ値を信号の各サンプルのエネルギ値と比較し
、比較によりデータ信号のエネルギを示す信号のサンプ
ルのエネルギ値が、記憶したエネルギ値の所定の値より
小さい場合は、エネルギ低下信号を発生させる手段とを
含んでいる。

本発明の他の特徴は、データ信号のエネルギを示す信号
値と最小エネルギ値を比較して、エネルギを示す信号の
値が最小エネルギ値未満に低下した場合に、エネルギ低
下を指示する信号を発生させることである。

Ｄ、実施例 本発明のエネルギ低下検出装置は、第２図に概略を示す
ように、モデムを有するデータ受信装置に使用される。

ラインを通じて受信したアナログ信号は、ライン・コン
バータ・インターフェース１で形成され、適合され、デ
ィジタル信号に変換される。このディジタル信号は、ヒ
ルベルト・フィルタ２により処理される。このフィルタ
は、信号の直交位組成　　　。

分を、信号スペクトル周波数を等化する等花器３に送る
。等花器３から出力されたディジタル信号は、デコーダ
４で復号される。

データ端末装置（ＤＴＥ）への伝送に備えてＤＴＥイン
ターフェース５に送られる前に、デコーダ４から一連の
ビットとして出力されるディジタルデータは、データの
始め及び終りを検出するデータ検出装置６により処理さ
れる。データの始めは１等化器３で２つの異なる点を相
関させることにより検出されるが、これは本発明の目的
ではないため、本明細書では述べない。データの終りは
。

ヒルベルト・フィルタ２が出力するディジタル信号成分
から、本発明のエネルギ低下検出装置７により発生され
るエネルギ低下信号に応じて検出される。

次に第１図を参照して、本発明のエネルギ低下検出装置
について説明する。

ヒルベルト・フィルタ２からのディジタル直交位相成分
Ｘ及びＹは１乗算器１１および１２で２乗され、加算器
１３で加算される。したがって。

加算器１３は、分析される信号の２乗和（ｘ２＋ｙ　２
　）を示すディジタル信号を出力し、これにより位相制
限から解放される。

ディジタル信号のサンプルＡ。（ｎはサンプリング・タ
イムを示す）は、分析される信号の経時的な平均エネル
ギを与えるためのディジタル積分器の入力端に伝送され
る。信号に与えられるサンプリング周波数は、サンプリ
ング定理を満足させるために、少くともデータ変調速度
の２倍でなければならない。

ディジタル積分器は、２つの乗算器１４．１５、加算器
１６およびレジスタ１７からなる。

加算器１６は、分析される信号のエネルギを示す信号Ｂ
Ｉ、を出力する。各サンプリング・タイムに、エネルギ
信号の値Ｂ、、が、レジスタ１７に記憶される。

サンプリング・タイムｎにおいて、加算器１６の一方の
入力は、乗算器１４で信号Ａ、、に係数に１を掛けた値
を受取り、他方の入力は、レジスタ１７に記憶されてい
たサンプリング・タイムｎ　−１におけるエネルギ信号
値Ｂｎ−１に、乗算器１５で係数に２を掛けた値を受取
る。したがって、加算器１６が出力するエネルギ信号値
Ｂ、、は下記のように示される。

−Ｂ、＝に１・Ａｎ＋に２・Ｂｒ１−０係数に１はスケ
ール係数であり、係数に２はディジタル積分器の時定数
を調整するためのものである。入力信号の１つと等価な
振幅を持ったエネルギ信号を得るため、Ｋ１およびに２
は次のように遭定される。

Ｋ１＋に２＝１ 下記の値は特に適当なものである。

エネルギ信号値Ｂ０と、レジスタ１７により出力され１
乗算器１８で係数に３を掛けたエネルギ信号値Ｂ。−８
とは、比較器１９の入力に送られる。

値Ｂ。が（Ｋ３・Ｂｎ−１）以上か否かによって、比較
器１９はｌ（Ｉ　Ｐ＋または“ＯＩｔを出力する。比較
器１９の出力が１１１　Ｉｔの場合は、ＡＮＤ回路２０
が導通し、エネルギ値Ｂ１１はレジスタ２１に送られる
。

したがって、各サンプリング・タイムには、その時のエ
ネルギ値Ｂ、、が下記の関係を満足する場合、この値は
レジスタ２１にロードされる。

Ｂｌ、≧に３・Ｂ　Ｉｔ−１ すなわち Ｂ　ｎ／　Ｂｎ−ｔ≧に３ に３が１よりわずかに小さい値、たとえばに３＝６３／
６４の場合は、エネルギ信号減少速度１−Ｂｌ、／Ｂ、
１ が所定の値、たとえば本例では １−に３＝１／６４ を超えない限り、新しいエネルギ信号の値がレジスタ２
１に記憶される。

反対に、　Ｂｒｌ／Ｂ、、＜Ｋ３であると、比較器１９
はＡＮＤ回路２１の使用を禁止する値“０″を出力し、
ＢｏはまだＢ。−４を含むレジスタ２１に記憶されない
。したがって、レジスタ２１に含まれるエネルギ信号値
は、その値からの信号低下速度が所定の値（たとえば１
／６４）を超えるものである。

本発明はＢ。値をＢｎ−□と比較するだけの上記の実施
例に限定されるものではない。一般的に云うと、レジス
タ２１には、下記に示す関係が満たされればサンプリン
グ・タイムｎで得られる値Ｂ。

がロードされる。

Ｂｎ≧ａ１・Ｂ、、−８＋ａ　：ｌｌ”Ｂｎ−２＋ａ　
３・Ｂｎ−、＋　・・・式中Ｂ　ｎ−＋＋　１３．ｌ−
、、Ｂ、、−、＋・・は、サンプリング・タイムｎ−１
、ｎ−２、ｎ−３・・・におけるエネルギ値であり、ａ
ｌ、Ｂ２．Ｂ３・・・は所定の定数である。このような
関係を実現する回路は周知のものであり、本明細書には
説明しない。

サンプリング・タイムｎにおけるエネルギ信号値Ｂ、は
まだ比較器２３への入力も形成する。比較器２３への第
２の入力は、その時レジスタ２１に記憶されているエネ
ルギ信号値Ｂｓに、乗算器２２で係数に４を乗じたもの
である。レジスタ２１に記憶されている値Ｂｓは、上記
のように、そこからのエネルギ信号低下速度が所定の値
を超えるものであるため、数回前のサンプリング・タイ
ムにレジスタ２１に記憶されたエネルギ信号値であり得
ることに注意されたい。

値Ｂ、、かに４・Ｂｓ以上が否かにより、比較器２３は
ＬＬ　Ｉ　＋＋またはＬＬ　Ｏ＋＋を出方する。係数に
４はＯと１との間の数である。比較器２３はサンプリン
グ・タイムｎにおけるエネルギ信号の値Ｂｌ。

が、 Ｂｌ、〈Ｒ４・Ｂｓ の場合にのみＩｔ　Ｏ＋＋を出方する。その場合、値Ｂ
ｎは、エネルギ低下速度が所定の値を超える閾値Ｂｓの
所定の百分率未満に低下している。Ｋ４＝３７８の値は
特に本発明を説明するのに適したものである。比較器２
３の出力は、ＮＡＮＤ回路２４の入力を制御する。した
がって、比較器２３の出力がＩＩ　Ｏ＋＋の場合、すな
わち、エネルギ低下が検出されている場合は、出力Ｓと
して１１１　Ｉ＋ビットがライン２５を通じて謙られる
。

エネルギ値Ｂ、、が低く、上記のエネルギ低下検出装置
を使用する必要のない場合があるが、この場合は値Ｂ。

は比較器２６で最小値Ｂｔｓと比較される。値Ｂ。がＢ
１より小さい場合は、比較器２６は“０”を出力し、Ｎ
ＡＮＤ回路２４の入力端に送られ、ＮＡＮＤ回路２４は
ライン２５上にＩｔ　Ｉ　１１ビツトを出力する。

本発明の装置はプログラム制御データ処理装置でも実施
することができる。その場合、本装置によるすべての機
能は、装置のメモリに記憶されたマイクロコードの制御
により行われる。

第３図は、本発明のエネルギ低下検出装置における各手
順を示すフローチャートで、容易にプログラムとして実
施できるものである。

各サンプリング時に、命令１０１および１０２により、
受信した信号のサンプル値Ａ。およびエネルギ信号値Ｂ
　ｎ−ｘにそれぞれ係数に１およびに２を乗じたものが
レジスタＲ１およびＲ２にそれぞれロードされる。これ
らの内容は次の命令１０３で加算され、その結果がＢｎ
として別のレジスタにロードされる。次に、命令１０４
によりＢｒｌが所定の最小値Ｂ、より小さいかどうかが
チェックされる。小さければ、信号エネルギがＢ□の値
未満に低下していることを示す値１がレジスタＳにロー
ドされる（ステップ１ｏ５）。Ｂ、１がＢ、以上であれ
ば、レジスタＣにステップ１０６で次の値がロードされ
る。

Ｂ、−に３・Ｂ　ｎ−ｉ ステップ１０７で、Ｃが０以上が否がが判定される。０
以上であれば、ステップ１０８で値Ｂ。

がレジスタＢｓにロードされる。ステップ１０８に続い
て、またはＣが０より小さい場合、すなわち、信号エネ
ルギ低下速度が所定の値を超える場合は、ステップ１０
９でレジスタＥに下記の値がロードされる。

Ｂ、−に４・Ｂｓ 次にステップ１１０で、レジスタＥの内容が０より小さ
いかどうかが判定される。０より／ＪＸさければ、すな
わちエネルギ信号の値が閾値Ｂｓの所定の百分率未満に
低下していれば、ステップ１１１で値１がレジスタＳに
ロードされ、０以上であればステップ１１２で値０がレ
ジスタＳにロードされる。

ステップ１０５．１１１または１１２で、レジスタＳに
新しい値がロードされると、プログラムはステップ１１
３に進み、レジスタＢｎ−ｘに８０の値がロードされる
。次に、ステップ１１４で、プログラムが次のサンプリ
ング時にループされるように、カウンタがｎからｎ＋１
に増分される。

上に述べたように、本発明によれば、エネルギ低下から
検出までの時間間隔は、エネルギ低下の瞬間における信
号エネルギ・レベルの影響を受けない。

第４図は、エネルギ低下の２つの可能な場合を示す。第
１の場合は、第１図のレジスタ２１に記憶された値Ｂ、
、からのエネルギ低下で、Ｎサンプリング・タイムの後
、エネルギ値がＢｎゆＮに低下したときに検出が行われ
る。第２の場合は、レジスタ２１に記憶された値Ｂ　１
０からのエネルギ低下で、この場合もＮサンプリング・
タイムの後、エネルギ値がＢ’ｎ＋Ｎに低下したときに
検出が行われる。

このことは容易に説明できる。実際に、エネルギが低下
する前の値Ｂ。は、次のサンプリング時に得られる値が
下記の関係を満たし、 Ｂ、、１＝に３・Ｂｒ、（１） 以後のすべての値についても同様の関係を満たす。

したがって、検出信号が出力される値Ｂ　ｎ＋Ｎは、Ｂ
、、＋Ｎ＝　（Ｋ３）　Ｎ−Ｂ、　　　　　　　（２）
である。上に説明したように、エネルギ低下検出信号は
、エネルギ信号の値が、レジスタ２１に記憶された値（
Ｂ、）の所定の値と等しくなるときに発生する。したが
って、 Ｂｎ＋Ｎ＝に４・Ｂ　ｎ（３） 式（２）と式（３）を比較すると、 （Ｋ３）’＝に４ となり、サンプリング・タイム数Ｎは、エネルギ低下時
のエネルギ・レベルＢ０ともＢ１０とも無関係となる。

Ｅ９発明の効果 以上の説明により、本発明によれば、エネルギ低下時に
おけるエネルギ・レベルにも、データ伝送終結またはラ
イン切断のいずれかによるエネルギ低下の原因にも関係
なく。エネルギ低下を確実に検出することができる。さ
らに、係数に１、Ｋ２、Ｋ３およびに４の選定により、
各精度の結果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエネルギ低下検出装置を示す図、
第２図は、本発明によるエネルギ低下検出装置を備えた
データ受信装置を示す図、第３図は、本発明によるエネ
ルギ低下検出手段の概略を示すフローチャート、第４図
は、本発明によるエネルギ低下検出装置により検出され
たエネルギ低下のある各信号曲線である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 各サンプリング時に信号のエネルギ値を示す信号を発生
   させるディジタル積分手段と、 エネルギ低下速度が所定の値を超えるときのエネルギ値
   を記憶する手段と、 前記ディジタル積分手段からのエネルギ値が、前記記憶
   手段に記憶されたエネルギ値の所定の値より小さくなつ
   たときにエネルギ低下信号を発生させる閾値手段（２２
   、２３）とを含むことを特徴とする信号エネルギ低下検
   出装置。