(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アナログコンポーネントおよびディジタルコンポーネントを含む電話ネットワークを介して接続された送信側モデムと、受信側モデムとの間の信号伝送における電話ネットワーク劣化を検出し補償する方法であって、
（ｉ）  前記送信側モデムから発信されたテスト信号を、前記電話ネットワークを通じて前記受信側モデムへ送信するステップと、
（ｉｉ）  前記電話ネットワークに存在する、デジタル劣化およびアナログ劣化を含む電話ネットワーク劣化を示す、送信されたテスト信号についての全電話ネットワーク劣化値を決定するステップと、
（ｉｉｉ）  前記全電話ネットワーク劣化値を解析するステップと、
（ｉｖ）  前記電話ネットワーク劣化を補償するステップとを含むことを特徴とする、電話ネットワーク劣化を検出し補償する方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｉｉｉ）は、
前記送信されたテスト信号と、受信されたテスト信号との間のアナログ劣化を計算するステップと、
前記全電話ネットワーク劣化値から前記アナログ劣化を差し引くことによってディジタル劣化を計算するステップとを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ディジタル劣化は非線形であり、前記アナログ劣化は線形であり、前記方法は、
前記送信されたテスト信号の振幅レベルを所定の反転ファクタだけ縮小することによって前記アナログ劣化を補償するステップと、
前記送信されたテスト信号の直接逆写像により前記ディジタル劣化を補償するステップとを連続して有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記補償するステップはいずれも前記送信側モデムによって実行されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記補償するステップはいずれも前記受信側モデムによって実行されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記所定逆転ファクタは、前記アナログ劣化に反比例することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記アナログ劣化を計算するステップは、
前記送信されたテスト信号に対応する、既知の標準の要素であるアナログレベルを決定するステップと、
前記アナログレベルを前記受信されたテスト信号と比較するステップと、
前記アナログレベルと前記受信されたテスト信号の差を求めることによって前記アナログ劣化を計算するステップとを有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項８】
前記既知の標準はμ則標準であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記既知の標準はＡ則標準であることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記送信側モデムと前記受信側モデムの間の各信号伝送ごとに前記ステップ（ｉ）〜（ｉｖ）を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
アナログコンポーネントおよびディジタルコンポーネントを含む電話ネットワークを介して接続された送信側モデムと、受信側モデムとの間の信号伝送における電話ネットワーク劣化を検出し補償する装置であって、
前記送信側モデムと前記受信側モデムの間の、デジタル劣化およびアナログ劣化を含む電話ネットワーク劣化を検出する検出手段と、
前記電話ネットワーク劣化を補償する手段とを含むことを特徴とする電話ネットワーク劣化を検出し補償する装置。
【請求項１２】
前記検出手段は、
前記送信側モデムと前記受信側モデムの間のアナログ劣化を計算する第１計算手段と、
前記送信側モデムと前記受信側モデムの間のディジタル劣化を計算する第２計算手段とを有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２計算手段は、
既知の標準に従って、送信されたテスト信号に対応するアナログレベルを決定する決定手段と、
前記アナログレベルを受信されたテスト信号と比較する比較手段と、
前記アナログレベルと前記受信されたテスト信号の差を求めることによって前記アナログ劣化を計算する計算器とを有することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記既知の標準はμ則標準であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記既知の標準はＡ則標準であることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記補償手段は、
送信されたテスト信号の振幅レベルを所定の反転ファクタだけ縮小することが可能なアナログ劣化補償手段と、
前記送信されたテスト信号の直接逆写像が可能なディジタル劣化補償手段とを有することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１７】
前記所定逆転ファクタは、前記アナログ劣化に反比例することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
アナログコンポーネントおよびディジタルコンポーネントを含む電話ネットワークを介して接続された第１モデムと、第２モデムとの間の信号伝送における、デジタル劣化およびアナログ劣化を含む電話ネットワーク劣化を検出し補償する第１モデムであって、
前記第１モデムと前記第２モデムの間の電話ネットワーク劣化を検出する検出手段と、
前記電話ネットワーク劣化を補償する手段とを含むことを特徴とする電話ネットワーク劣化を検出し補償する第１モデム。
【請求項１９】
前記検出手段は、
前記第１モデムと前記第２モデムの間のアナログ劣化を計算する第１計算手段と、
前記第１モデムと前記第２モデムの間のディジタル劣化を計算する第２計算手段とを有することを特徴とする請求項１８に記載のモデム。
【請求項２０】
前記第２計算手段は、
既知の標準に従って、送信されたテスト信号に対応するアナログレベルを決定する決定手段と、
前記アナログレベルを受信されたテスト信号と比較する比較手段と、
前記アナログレベルと前記受信されたテスト信号の差を求めることによって前記アナログ劣化を計算する計算器とを有することを特徴とする請求項１９に記載のモデム。
【請求項２１】
前記既知の標準はμ則標準であることを特徴とする請求項２０に記載のモデム。
【請求項２２】
前記既知の標準はＡ則標準であることを特徴とする請求項２０に記載のモデム。
【請求項２３】
前記補償手段は、
送信された信号の振幅レベルを所定の反転ファクタだけ縮小することが可能なアナログ劣化補償手段と、
前記送信された信号の直接逆写像が可能なディジタル劣化補償手段とを有することを特徴とする請求項１８に記載のモデム。
【請求項２４】
前記所定逆転ファクタは、前記アナログ劣化に反比例することを特徴とする請求項２３に記載のモデム。
【請求項２５】
前記第１モデムは送信側モデムであり、前記第２モデムは受信側モデムであることを特徴とする請求項１８に記載のモデム。
【請求項２６】
前記第１モデムは受信側モデムであり、前記第２モデムは送信側モデムであることを特徴とする請求項１８に記載のモデム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号処理に関し、特に、高速モデム間での信号伝送中に電話ネットワークのアナログおよびディジタル劣化によって引き起こされる誤りの解決に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電話ネットワークは、一般に、音声とともにデータ通信に用いられる。データ通信に関しては、複数の高速モデム（そのうちの１つは通常、顧客の宅内に離れて（リモート）配置される）が電話ネットワークを通じて接続される。各モデムは通常、地域電話事業者（ＬＥＣ：local exchange carrier）加入者線(subscriber loop)によって電話ネットワークに接続される。
【０００３】
一般に、電話ネットワークは、アナログおよびディジタルの両方のコンポーネントを含む。ディジタルコンポーネントには、Ｔ１ディジタルリンク、サービス総合ディジタル網（ＩＳＤＮ）、光ファイバケーブルネットワーク、同軸ケーブルネットワーク、衛星ネットワーク、あるいはワイヤレスディジタル通信ネットワークがある。さらに、ＬＥＣ加入者線には、アナログおよびディジタルのいずれの通信パスもある。
【０００４】
リモート配置されたモデム間のデータ通信セッション中には、一方のモデム（送信側モデム）はデータ送信を開始し、他方のモデム（受信側モデム）がその送信されたデータを受信する。通常、ネットワークのアナログ部分からのアナログ信号を、その後ネットワークのディジタル部分を通じて伝送するためのディジタル信号に変換するために、Ａ／Ｄ変換器が必要である。同様に、ネットワークのディジタル部分で伝送されたディジタル信号を、その後ネットワークのアナログ部分を通じて伝送するために、Ｄ／Ａ変換器が必要である。
【０００５】
北米および日本では、電話ネットワークを通じてのデータ通信は、パルス符号変調（ＰＣＭ）μ則符号化・復号方式に従って行われる。ヨーロッパでは、通信は、Ａ則符号化・復号方式に従って行われる。これらの周知のＰＣＭ  μ則またはＡ則方式によれば、信号は、ＰＣＭ信号の形式で伝送される。ＰＣＭ信号は、一般に、２元（バイナリ）符号語の列からなり、各符号語は、周期的にサンプリングされ量子化されたアナログ信号の瞬間値を表す。通常使用時には、これらの符号語は、シリアルビットストリームの形式で受信側加入者線へ伝送され、受信側で、もとのアナログ信号を再構成した信号に復号される。
【０００６】
ＰＣＭ符号が電話ネットワークを通るとき、ＰＣＭ符号値は、電話ネットワークにおけるディジタル交換により変化することがある。このような変化は、劣化として知られる誤り要素を生じる。劣化は、ディジタルおよびアナログの両方の成分を有し得る。アナログおよびディジタルの両成分をまとめてネットワーク劣化という。ネットワーク劣化は、ＰＣＭモデムが信号を誤って符号化することを引き起こし、データ通信の性能を損なう。
【０００７】
ネットワーク劣化を補償するためのいくつかの技術が試みられてきている。これには、μ則またはＡ則標準によるディジタル符号語に対応するあらかじめ選択されたアナログレベルを表すディジタル劣化テーブルを保持する符号器・復号器の使用がある。
【０００８】
図４に、このような従来技術の１つを実現する従来の電話ネットワーク構成１０を示す。図４において、２つのリモート配置された（クライアントサイトの）モデム１０１と１１５は、通常の電話ネットワークを通じて接続される。発信（送信）方向では、モデム１０１は、第１のハイブリッド１０３へ信号を送信する。ハイブリッド１０３は、モデム１０１から受信される双方向アナログ信号を分離して一方向送信信号にする。この一方向送信信号を、Ａ／Ｄ変換器１０５でディジタル信号に変換する。このディジタル信号を、符号器１０７でＰＣＭ信号に符号化する。符号器１０７は、符号化した信号（符号化信号）をディジタルネットワーク１１３へ送る。ディジタルネットワーク１１３を通った後、符号化信号は復号器１０９で復号された後、Ｄ／Ａ変換器１１１でアナログ信号に逆変換（再生）される。このアナログ信号は第２のハイブリッド１０３Ａに出力される。第２のハイブリッド１０３Ａは、Ｄ／Ａ変換器１１１から受信される一方向信号を双方向信号にまとめ、この双方向信号を第２のモデム１１５へ送る。
【０００９】
逆の着信（受信）方向では、信号は、第２のハイブリッド１０３Ａ、Ａ／Ｄ変換器１０５Ａ、符号器１０７Ａ、ディジタルネットワーク１１３、復号器１０９Ａ、Ｄ／Ａ変換器１１１Ａ、および第１のハイブリッド１０３を通る、逆方向のほぼ同一のパスをたどる。
【００１０】
図４の構成において、通常の信号は、電話ネットワーク１０を通って伝送される間に多数回符号化・復号される。符号化・復号およびディジタル信号とアナログ信号の間の変換の繰り返しは、伝送される信号に固有の量子化誤りを生じる。この誤りは、再生されるアナログ信号の振幅が、もとの信号のアナログ信号レベルに正確に一致しないことから生じる。
【００１１】
図５に、Ａ／ＤあるいはＤ／Ａ変換およびディジタル信号とアナログ信号の間の符号化・復号の必要性を低減した代替電話ネットワーク構成２０を示す。これは、中央サイトモデム２０１（ネットワークモデム）がクライアントモデム２１０に情報をダウンロードするような通信ネットワークの代表的構成である（例えば、ネットワークモデムが大きい情報ブロックをクライアントサイトモデム（クライアント側モデム）２１０にダウンロードするようなインターネットアプリケーション）。図５の構成では、中央サイトモデム２０１は、ディジタルネットワーク２１３に直接に接続される。モデム２０１とディジタルネットワーク２１３の間に変換や符号化・復号化がないため、量子化誤りが低減される。ディジタルネットワーク２１３とクライアントサイトモデム２１０の間の接続は、図４における接続と本質的に同一である。
【００１２】
米国特許第５，７２４，３９３号には、モデム間の伝送における符号化・復号から生じる量子化誤りを低減する方法が記載されている。この米国特許に説明されているように、送信側モデムによって生成される信号の振幅レベルを所定低減ファクタだけ縮小してから、μ則符号化された信号の振幅レベルを所定の反転ファクタだけ拡大することによって、量子化誤りは低減される。
【００１３】
電話ネットワーク劣化を低減するための通常の従来技術のシステムは、最も一般的に使用される電話交換機のあらかじめ定義された劣化テーブルの使用に基づいている。大規模なあらかじめ定義された電話ネットワーク劣化テーブルを使用する必要があることは、このような従来技術のシステムのフレキシビリティを損ない、コストを増大させる。さらに、このような解決法は、異なるタイプの交換機（例えば、Ａ則標準とμ則標準の混合）を結合する長距離電話ネットワークで展開するのは困難となることがある。どの標準が使用されるかによって、システムで使用される符号器および復号器が、システム全体にわたり異なるからである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、広いダイナミックレンジにわたり（最小の量子化誤りで）一定の信号性能が得られるとともに、μ則およびＡ則の混合したネットワークを含むさまざまなネットワークに適用可能な、電話ネットワーク劣化を検出し補償するための一般的な低コストの方法が必要とされている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、電話ネットワークにおいて電話ネットワーク劣化を自動的に検出し補償する方法および装置が実現される。本発明の方法は、あらかじめ定義されたディジタル劣化テーブルが不要であり、さまざまなタイプの交換機およびμ則／Ａ則混合交換機を利用するものを含む任意の電話ネットワークに適用可能である。また、本発明の方法は、符号器・復号器の使用による信号伝送において一般に生じる量子化誤りを除去する。本発明の方法は、低コストの解決法であり、電話ネットワークに関する事前の知識を必要とせず、現在開発中の交換機や頻繁にアップグレードされる交換機を配備した電話ネットワークでも使用可能である。
【００１６】
本発明によれば、第１のモデム（送信側モデムとして作用する）は、電話ネットワークにより、第２のモデム（受信側モデムとして作用する）に接続される。第１モデムは、実際のデータ伝送セッションを確立する前に、アナログおよびディジタル劣化を計算する。送信側モデム（通常はディジタルモデム）は、受信側モデムへ、ディジタルテスト信号を送る。受信されたテスト信号は解析され、電話ネットワークにおける全ネットワーク劣化（アナログおよびディジタルの組合せ）が、送信テスト信号を受信テスト信号と比較し、差（例えば符号化誤り）を識別することによって決定される。受信信号は、アナログ成分およびディジタル成分を有する。
【００１７】
次に、アナログ劣化を別個に計算する。アナログ劣化を計算するために、まず、送信されたディジタルテスト信号の対応するアナログレベルを、μ則符号化・復号方式またはＡ則符号化・復号方式に従って計算あるいは評価する。対応するアナログレベルがわかった後、対応するアナログレベルを受信テスト信号のアナログ成分と比較することによって、アナログ劣化を計算する。このアナログレベルと受信テスト信号の間の差がアナログ劣化（歪みともいう）である。次に、全電話ネットワーク劣化とアナログ劣化を比較し、それらの間の差を求めることによって、ディジタル劣化を計算する。
【００１８】
アナログ劣化およびディジタル劣化を計算した後、従来技術の補償方式を使用することにより、アナログ劣化およびディジタル劣化に対する適当な補償を実行する。アナログおよびディジタル劣化に対するいくつかの補償方式があり、これらの補償方式は、電話ネットワーク劣化の効果を打ち消す。
【００１９】
受信信号が劣化を受けないように、選択された補償方式を適用して、送信側モデムから受信側モデムへの実際のデータ伝送を行う。これにより、送信側モデムと受信側モデムの間の一定の信号伝送が保証される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実現に関するさまざまなステップを一般的に示す流れ図である。送信側モデムから、電話ネットワークを通じて接続された受信側モデムへデータ伝送を行う前に、通常の電話ネットワークによって確立された２つのモデム間の伝送路を通じて既知のディジタルテスト信号を送信する（ステップ４０１）。次に、ステップ４０３で、受信側モデムで受信されたテスト信号（アナログおよびディジタルの両方の成分を有する）を解析し、送信テスト信号の既知の符号化と、受信テスト信号の符号化を比較することによって、全ネットワーク劣化（アナログ劣化およびディジタル劣化の組合せ）を決定する。
【００２１】
ステップ４０５で、アナログ劣化を別個に計算する。知られているように、電話ネットワークでは、もとのテスト信号に対応する（μ則標準またはＡ則標準による）既知のアナログレベルがある。従って、もとのテスト信号に対応する既知のアナログレベルを、受信テスト信号のアナログ成分と比較することによって、アナログ劣化が計算される。
【００２２】
アナログ劣化を計算した後、ステップ４０７において、ステップ４０３で決定された全ネットワーク劣化を、ステップ４０５で決定されたアナログ劣化と比較し、それらの間の差を計算することによって、ディジタル劣化を計算する。アナログ劣化およびディジタル劣化がわかると、周知の補償方式のうちから適当な補償方式を決定し選択することができる。ステップ４１３で、受信信号が劣化を受けないように選択された補償方式を適用して、送信側モデムから受信側モデムへの実際のデータ伝送が行われる。
【００２３】
図２に、本発明の原理によるネットワーク構成例を示す。図２に示すように、ネットワークモデム３０１はディジタルネットワーク３１３に直接に接続され、Ｄ／Ａ変換器３１１が、ディジタルネットワーク３１３とアナログ加入者線３０３との間に配置される。クライアントサイトモデム３１０は、加入者ループ３０３の対向端に接続される。通常、ネットワークモデム３０１およびクライアントサイトモデム３１０はＰＣＭモデムである。
【００２４】
図２において、ネットワークモデム３０１（好ましくは、中央サイトに配置されたＰＣＭモデム）は、クライアント側モデム３１０へデータを送信する。図１に関して上記で説明した方法によれば、データの実際の伝送の前に、クライアントサイトモデム３１０に到達する際の全電話ネットワーク劣化を計算する。全電話ネットワーク劣化を計算するために、モデム３０１は、テスト信号をクライアントサイトモデム３１０へ送る。このテスト信号は、ＰＣＭ符号（ｘとする）からなり、ディジタルネットワーク３１３（ディジタルネットワーク３１３の交換機およびその他の伝送媒体）を通る。ディジタルネットワーク３１３は、別の信号ｆ（ｘ）を出力する。ｆ（ｘ）は、電話ネットワークに存在するディジタル劣化によって引き起こされた変化を含む。次に、信号ｆ（ｘ）はＤ／Ａ変換器３１１に出力される。Ｄ／Ａ変換器３１１は、ディジタル信号ｆ（ｘ）をアナログ信号ｙに変換する。ｙは、ディジタル信号ｆ（ｘ）と等価なアナログレベルである。
【００２５】
Ｄ／Ａ変換器３１１の出力におけるＰＣＭ符号値はもはやｘではなく、変換機能による新しい値（ｙとする）に変化している。ｘとｙの間の伝達関数をｆ（ｘ）とすると、ｙ＝ｆ（ｘ）である。ｆ（ｘ）は、ディジタル劣化関数を表す。これは、本質的に非線形であり、ディジタルネットワーク３１３内に配置された交換機の性質およびＤ／Ａ変換器３１１の性質に依存する。
【００２６】
次に、信号ｙは、アナログ加入者線３０３に入力される。ここで、ｙはアナログ減衰関数ｇ（ｙ）により再び新しい値ｚに変化する。ｇ（ｙ）は、個々のＰＣＭ信号に対する線形関数であるアナログ減衰であり、
ｇ（ｙ）＝ｚ、あるいは、ｚ＝Ｇ×ｙ
である。ただし、ｇ（ｙ）は線形アナログ減衰関数であり、Ｇは、すべてのＰＣＭレベルに作用するアナログラインのアナログ劣化（アナログ損失）を表す。
【００２７】
次に、信号ｚはクライアントサイトモデム３１０へ転送される。こうして、全ネットワーク劣化の後に受信される信号は、
ｚ＝Ｇ×ｆ（ｘ）
となる。
【００２８】
このように、信号ｘがネットワークモデム３０１から送信されたにもかかわらず、電話ネットワーク劣化により、信号ｚがクライアントサイトモデムで受信される（電話ネットワーク劣化は、アナログ劣化Ｇおよびディジタル劣化ｆ（ｘ）からなる）。
【００２９】
信号伝送の完全性を保証するために、この電話ネットワーク劣化を計算して補償しなければならない。全電話ネットワーク劣化を補償する方式は知られていないため、アナログ劣化およびディジタル劣化に対して別個の補償をする必要がある。
【００３０】
このため、アナログ劣化Ｇおよびディジタル劣化ｆ（ｘ）を別個に計算しなければならない。まず、アナログ劣化Ｇを計算する。アナログ劣化Ｇを計算するには多くの方法があるが、どの方法も、電話ネットワークでは、ディジタル信号に対応するアナログレベルはμ則またはＡ則標準のいずれかに従って設定されなければならないという基本原理を使用することに基づいている。
【００３１】
すなわち、ディジタル信号ｘは、あるあらかじめ定義されたμ則またはＡ則標準に従って（電話ネットワーク内に配置されたディジタルネットワーク３１３およびＤ／Ａ変換器３１１により）対応するアナログレベルｙに変換される。また、固有の共通の劣化Ｇがあり、これは、信号ｙ（Ｄ／Ａ変換器３１１による出力）と信号ｚ（クライアントサイトモデム３１０で受信される）の間の差を次のように引き起こす。
ｚ＝Ｇ×ｙ＝Ｇ×ｆ（ｘ）  （ただし、ｘ，ｙ∈Ｓuaであり、Ｓuaは、μ則（またはＡ則）標準のすべての有効な符号出力値の集合であり、
Ｇは、特定のデータ通信セッションに対するアナログ劣化を表す定数（線形）値であり、
ｆ（ｘ）は、ｘからｙへのディジタル写像（ディジタル劣化）である。）
あるいは、
ｙ＝Ｇa×ｚ  （ただし、Ｇa＝１／Ｇは、減衰値である。）
あるいは、
ｆ（ｘ）＝Ｇa×ｚ  （ただし、ｘ，ｙ∈Ｓuaである。）
【００３２】
すると、Ｇaは、上記の方程式を解くことによって計算される。上記の方程式では、ｘは既知であり、ｚは既知であり、ｙおよびｘは既知の集合Ｓuaに属しているので、上記の方程式に対する解を求めるのは容易である。次に、上記の方程式の要件を満たすような、Ｇaの適当な値を決定する。Ｇaを計算した後、Ｇaの逆数を計算することによってアナログ劣化Ｇを計算し、次いで、上記の方程式にＧaおよびｚの値を代入することによってディジタル劣化ｆ（ｘ）を計算する。
【００３３】
好ましい実施例では、Ｇaを計算するために、ただ１つのデータ伝送のセットを選択する（例えば、１つのテスト信号を送信する）が、代替実施例では、複数のデータ伝送セットを選択することも可能である。
【００３４】
代替実施例では、送信側モデム３０１は、複数のテスト信号ｘi（ただし、ｘi∈Ｓua）を送信する。次に、対応するデータ信号のセットｚi（受信側モデム３１０で受信される）を計算する。ただし、ｉ＝｛１，２，...，Ｎ｝であり、Ｎは送信されるレベルの総数である。
【００３５】
次に、以下の方程式を計算することによってＧaを解く。
ｙi＝Ｇa×ｚi∈Ｓua  （任意のｉ＝｛１，２，...，Ｎ｝に対して）
ただし、ｘi，ｙi∈Ｓuaである。すると、Ｇaはさまざまなデータレベルで次のように探索される。
ｘ0→ｙ0＝Ｇa×ｚ0
ｘ1→ｙ1＝Ｇa×ｚ1
ｘ2→ｙ2＝Ｇa×ｚ2
...
ｘi→ｙi＝Ｇa×ｚi
...
ｘN→ｙN＝Ｇa×ｚN
【００３６】
Ｇaを計算した後、ｆ（ｘ）は、ｆ（ｘ）＝Ｇa×ｚnにより計算される。ただし、ｇ（ｙ）＝Ｇ＝１／Ｇaはアナログ劣化値であり、ｙ＝ｆ（ｘ）である。
【００３７】
Ｇおよびｆ（ｘ）を計算した後、周知の補償方式を適用することによって、アナログおよびディジタル劣化の補償を行う。この補償は、受信側モデムで受信されるテスト信号がｚではなく送信信号であったｘと等価になるようになされる。すなわち、本発明の要点は、電話ネットワーク劣化の計算に依存する。いったん電話ネットワーク劣化が計算されれば、それは、ネットワークモデム３０１とクライアント側モデム３１０の間の１つのデータ伝送セッションについては一定であるが、次のデータ伝送セッションでは変化する。次のデータ伝送セッションは、ネットワークモデム３０１と、同じクライアントサイトモデム３１０との間で行われる可能性もあるし、ネットワークモデム３０１と、別のクライアントサイトモデムの間の可能性もある。
【００３８】
図３は、一例として本発明の実現に関するステップを示すブロック図である。図３において、中央サイトモデム５０１は、ディジタルネットワーク５０３に接続される。ディジタルネットワーク５０３は、Ｄ／Ａ変換器５０５に接続される。Ｄ／Ａ変換器５０５は、アナログ加入者線５０７に接続され、アナログ加入者線５０７は、クライアントサイトモデム５１０に接続される。
【００３９】
中央サイトモデム５０１は、ディジタル信号ｘを出力する。すると、この信号は、ディジタルネットワーク５０３に送られ、ディジタルネットワーク５０３は、別の信号ｆ（ｘ）を出力する。ｆ（ｘ）は、電話ネットワークに存在するディジタル劣化によって引き起こされる変化を含む。次に、信号ｆ（ｘ）は、Ｄ／Ａ変換器５０５に出力される。Ｄ／Ａ変換器５０５は、ディジタル信号ｆ（ｘ）をアナログ信号ｙに変換する。ただし、ｙは、ディジタル信号ｆ（ｘ）と等価なアナログレベルである。次に、信号ｙはアナログ加入者線５０７に入力され、アナログ加入者線からの出力はｚであり、これがクライアントサイトモデム５１０へ転送される。
【００４０】
このように、信号ｘがディジタルモデム５０１から送信されたが、信号ｚがクライアントサイトモデム５１０に到達する。本発明では、クライアントサイトモデム５１０への入力がｚではなくｘと等価になるようにこの問題を解決する方法を提案する。
【００４１】
本発明の原理によれば、中央サイトモデム５０１とクライアントサイトモデム５１０の間の実際のデータ伝送の前に、アナログ劣化補償５０９およびディジタル劣化補償５１１を実行する。一般に、アナログ劣化補償は、信号ｚの振幅レベルを所定のファクタの逆数倍に縮小することによって実現される。この結果として得られる振幅レベルは、もとの信号ｘのアナログ振幅レベルに相当することになる。すなわち、アナログ劣化補償５０９への入力はｚであり、アナログ劣化補償５０９の出力はｙとなる。
【００４２】
ディジタル劣化補償５１１では、ｆ（ｘ）の逆として作用する逆写像関数を実行する。すなわち、ディジタル劣化補償への入力はｙであり、出力はｘ′であり、ｘ′はｘと等価である。このように、図３では、まずアナログおよびディジタル劣化を計算した後、クライアントサイトモデム５１０での受信信号がｚではなくｘと等価になるように、アナログおよびディジタル劣化に対する補償を行う。
【００４３】
図３の各ブロックは、本発明の実施例の動作に関する単なる例示である。図３において、アナログ劣化補償５０９およびディジタル劣化補償５１１はクライアントサイトモデム５１０内で実現されているが、実際には、本発明は、さまざまな方法で実現可能である。例えば、代替実施例では、アナログ劣化補償は、送信側モデム５０１内で実現することも可能である。この実施例では、送信側モデム５０１によって生成されるもとの信号をまず送信側モデム５０１で所定低減ファクタだけ縮小してから、ディジタルネットワーク５０３に出力する。振幅を縮小した後、縮小信号はアナログ信号に変換されてから逆写像される。縮小と逆写像のステップは独立に実行することも可能であり、あるいは、ディジタルネットワーク５０３自体の内部であわせて実行することも可能である。
【００４４】
好ましい実施例では、本発明は、ディジタルネットワークおよびクライアントサイトモデムに直接に接続されたネットワークモデム（ディジタルモデム）で実現され、そのクライアントサイトモデムは加入者線（アナログループ）を通じてディジタルネットワークに間接的に接続される。本発明は、ディジタルソースから電話ネットワークを通じてアナログループへ信号伝送が行われるようなさまざまな電話ネットワーク構成で実施可能である。この電話ネットワークは、アナログコンポーネント、ディジタルコンポーネント、またはアナログおよびディジタルコンポーネントの混合を使用することが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明は、コストのかかるディジタル劣化テーブルおよびμ則（またはＡ則）符号器・復号器の使用を不要にし、電話ネットワークを通じて信号を伝送するデータ通信システムに対する非線形のディジタル劣化および線形のアナログ劣化を検出し補償する一般的な低コストの方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実現に関するさまざまなステップを示す流れ図である。
【図２】ネットワークモデムとクライアント側モデムが電話ネットワークを通じて接続された、本発明の好ましい実施例のブロック図である。
【図３】一例として、本発明の実現に関するステップを示すブロック図である。
【図４】従来技術の劣化補償方式のブロック図である。
【図５】別の従来技術の劣化補償方式のブロック図である。
【符号の説明】
１０  電話ネットワーク構成
１０１  モデム
１０３  第１のハイブリッド
１０３Ａ  第２のハイブリッド
１０５  Ａ／Ｄ変換器
１０５Ａ  Ａ／Ｄ変換器
１０７  符号器
１０７Ａ  符号器
１０９  復号器
１０９Ａ  復号器
１１１  Ｄ／Ａ変換器
１１１Ａ  Ｄ／Ａ変換器
１１３  ディジタルネットワーク
１１５  モデム
２０  電話ネットワーク構成
２０１  中央サイトモデム
２１０  クライアントサイトモデム
２１３  ディジタルネットワーク
３０１  ネットワークモデム
３０３  アナログ加入者線
３１０  クライアントサイトモデム
３１１  Ｄ／Ａ変換器
３１３  ディジタルネットワーク
５０１  中央サイトモデム
５０３  ディジタルネットワーク
５０５  Ｄ／Ａ変換器
５０７  アナログ加入者線
５０９  アナログ劣化補償
５１０  クライアントサイトモデム
５１１  ディジタル劣化補償
５１３  受信器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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