(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全２重ＰＣＭモデムシステム内のモデムがループバックタイミングによりネットワークタイミングに固定されている、前記全２重ＰＣＭモデムシステムにおいて、該システムの送信機と受信機との間のエコー経路による、前記システム内のモデムでのチャネル推定に対するエコーの影響を除去する方法であって、
チャネル推定が行われることになっている時間の間、送信機をキーオフし、
該チャネル推定中に前記送信機からの送信を停止させ、よって、前記チャネル推定への影響を除去し、
前記ループバックタイミングを逸する前に前記送信機がキーオンに戻される、
方法。
【請求項２】
ネットワークチャネルを介して相互接続されたアナログモデムとデジタルモデムとを備える全２重ＰＣＭモデムシステムにおいて、前記デジタルモデムでのチャネル推定におけるエラーを減少させる方法であって、前記全２重ＰＣＭモデムシステム内のモデムがループバックタイミングによりネットワークタイミングに固定されており、前記方法が、
前記アナログモデムにおいてトレーニング信号のシーケンスを生成するステップと、
前記トレーニング信号をネットワークチャネルを介して前記デジタルモデムに送信するステップと、
前記トレーニング信号が前記デジタルモデムで受信された後、チャネル推定が行われる期間中、前記デジタルモデムの送信機をキーオフし、それによって通常前記デジタルモデムの送信機から前記デジタルモデムの受信機への信号に関連するエコーが除去され、よって前記デジタルモデムの前記受信機でのチャネル推定からエコーによるエラー要素を無くすステップと、
を含み、
前記ループバックタイミングを逸する前に前記送信機がキーオンに戻される、
方法。
【請求項３】
前記デジタルモデムが速度再交渉シーケンス内でスタートアップモードに切り替えられ、
前記デジタルモデムがスタートアップモードに切り替わったことの検出に基づいて、前記送信機の前記キーオフが行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記チャネル推定に基づいて、前記アナログモデムによって使用される、マッピングパラメータ、コンステレーションセット、前置等化パラメータのいずれかである新しいパラメータセットを生成するステップを更に含む、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記デジタルモデムの前記送信機をキーオンした後、前記新しいパラメータセットを前記アナログモデムに送信するステップを更に含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前置等化パラメータである前記新しいパラメータセットを使用して前記アナログモデムの前置補償要素を設定するステップを更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
ネットワークチャネルを介して接続されたアナログモデムとデジタルモデムとを備え、全２重ＰＣＭモデムシステム内のモデムがループバックタイミングによりネットワークタイミングに固定されている前記全２重ＰＣＭモデムシステムにおいて、前記デジタルモデムでのチャネル推定においてエラーを減少させるための装置が、
前記デジタルモデムにおける送信機と、
チャネル推定中に前記送信機からの送信を停止させ、よって前記チャネル推定に対するエコーの影響を除去するユニットとを備え、
前記ループバックタイミングを逸する前に前記送信機がキーオンに戻される、装置。
【請求項８】
前記送信機をキーオン及びキーオフするユニット（５４）を備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記デジタルモデムを速度の再交渉シーケンス内でスタートアップモードに切り替える回路（６０）と、
前記デジタルモデムが前記スタートアップモードに切り替えられたことを検出する検出ユニット（６２）と、
を備え、
前記デジタルモデムがスタートアップモードに切り替わったことの検出に基づいて、前記送信機の前記キーオフが行われる、請求項７又は８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】（発明の分野）
本発明は、電気通信分野に関し、より詳細には、通常速度（ｒｅｇｕｌａｒｒａｔｅ）の再交渉シーケンス内の沈黙期間中に、アップストリームチャネル障害または変動が測定される全２重ＰＣＭモデムシステムに関する。
【０００２】（発明の背景）
相互接続されたアナログモデムとデジタルモデムとを有する全２重モデムシステムにおいて、初期のスタートアップ手順の後に双方のモデムがデータ伝送を開始すると、デジタルモデムがアナログモデムのパラメータを更新する必要性を検出または検知するときとなり得る。これは、アップストリームチャネルを再探知して、誤り率が増加しているかどうかを確認することによって行われる。初期のスタートアップが完了しているので、アナログモデム伝送はループバック・タイミング・スキームによってネットワークタイミングに固定されている。ループバックタイミングはチャネルを正確に推定するための必須条件であるため、このネットワークタイミングへの固定は重要である。
【０００３】  ループバックタイミングを得るためには、モデムが全２重モードでなければならない。しかしながら、この場合、エコーが問題となる。全２重モードの場合、モデム送信機はキーオン（ｋｅｙ  ｏｎ）されており、モデム送信機から、デジタル−アナログコンバータおよびアナログ／デジタルコンバータを通って、チャネルの探知が行われるモデム受信機へと続くエコー経路が存在する。デジタルモデムのエコーキャンセルは極めて有効なものであるが、１００％有効とは言えない。
【０００４】  より具体的には、チャネル変動を考慮に入れるために自身を再構成するアナログモデムによって使用される１連のパラメータをデジタルモデムで生成できることが重要である。デジタルモデムで測定されるのは、これらのチャネル変動または障害である。アップストリーム通信チャネルにおける変動を吸収するには、アナログモデムでの前置等化（ｐｒｅ−ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ）パラメータ、送信コンステレーション、送信電力を、収容するため変更する必要がある場合がある。これらの変更は、デジタル側でチャネル変動が検知された場合、アナログモデムの性能を最大化できるように、アナログ側で行われる。
【０００５】  全２重ＰＣＭモデムシステムにおいては、アナログモデムおよびデジタルモデムの双方でエコーキャンセルが用いられ、モデム送信機によって生成されるエコーがチャネル測定またはデータ伝送自体に干渉するのを防止する。従来、様々な種類の歪みを防ぐのには、エコーキャンセルが有効であった。しかし、エコーキャンセラが、通常モデムの受信機内にエコーとして跳ね返る送信されたエネルギーのすべてを消去するような高い品質を有することは、かろうじてに過ぎない。これは、全２重モデムの作動中にチャネル変動または障害を測定する場合は、特に困難である。
【０００６】  デジタルモデムがアップストリームチャネル特性を測定できるようにするために、テストプロトコルまたはトレーニングプロトコルをアナログモデムからデジタルモデムへ送信する。テストプロトコルまたはトレーニングプロトコルは、チャネルによって変更されデジタルモデムで検出される特性を認識しており、そのためチャネルの影響が確認され得る。チャネル変動または障害を確認すると、一連のパラメータがアナログモデムに送信し戻され、アナログモデムを再構成または再設定して、検知された特定のチャネル特性に対して該アナログモデムを最適化する。代表的なパラメータは、マッピングパラメータ、コンステレーションセット、前置等化パラメータである。
【０００７】  全２重伝送では、送信機から、中央局すなわちＣＯにあるデジタル−アナログコンバータを介し、さらにアナログ／デジタルコンバータを介し、チャネル特性が測定される受信機へと戻るエコー経路が生じることが知られている。認識されるように、受信信号に対するエコーの影響を十分に消去できないため、チャネルの誤測定が生じ、したがって最適ではない一連のパラメータがデジタルモデムからアナログモデムへと送信し戻されることとなる。
【０００８】（発明の概要）
本発明においては、全２重モードにおいてデジタルモデムおよびアナログモデムの双方を作動させるのではなく、速度再交渉シーケンスにおいて、アナログ側からのテストプロトコルまたはトレーニングプロトコルが送信されるウィンドウ中、デジタルモデムからの送信が阻止される。デジタルモデムでの送信の停止によって、デジタルモデムの受信機における要因としてのエコーが完全に除去され、そのためテストプロトコル信号またはトレーニングプロトコル信号を用いてアップストリームチャネルを正確に測定することができる。沈黙期間が長引くとループバックタイミングを逸してしまうため、沈黙期間は制限されることに留意されたい。ループバックタイミングを逸すると、チャネルを正確に推定することができなくなる。
【０００９】  チャネル特性のエコーのない測定では、アナログモデムへ返信、すなわち送り戻されたパラメータは、より正確にチャネルの状況を反映し、したがってアナログモデムで使用される前置補償要素をより正確に設定できるようになる。一般に、前置補償（ｐｒｅ−ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）は前置等化定数、アナログモデムの出力を設定するためのマッピングパラメータ、データ伝送用コンステレーションを最適化するための送信コンステレーションの設定を含む。
【００１０】  最適な一連のパラメータを使用すると、より頑強な通信が実施され、またシステムが動作し得る速度が上昇することが理解されるであろう。このような状況でない場合は、チャネル状態の変化によって高い誤り率が発生する通常の場合のように、速度を低減、すなわち減速しなければならない。
【００１１】  要するに、全２重ＰＣＭモデムシステムにおいては、アナログモデムによるトレーニング信号の生成中、デジタルモデムの送信機が沈黙させられ、このデジタルモデムの送信機を沈黙させることにより、デジタルモデムでのチャネル測定中のエコーに関する問題が排除される、頑強な通信チャネル測定の方法および装置が提供される。したがって上記の方法によって、チャネル推定中のエコーが除去され、通常使用されるエコーキャンセラの性能に依存することがなくなる。
【００１２】  これらおよびその他の図面は、詳細な説明および図面と合わせると、より理解されるであろう。
（詳細な説明）
図１を参照すると、ＰＣＭモデムシステム１０は、アナログ加入者回線（ｌｏｃａｌ  ａｎａｌｏｇ  ｌｏｏｐ）１６を介して、ハイブリッド回路１４によって中央局１８に結合されたアナログモデム１２を備える。アナログモデムにおいては、アナログ−デジタルコンバータは通常受信経路にあり、デジタル−アナログコンバータは通常送信経路にあることに留意されたい。中央局においては、ハイブリッド回路２０が、矢印２２によって示すようにアップストリーム方向において、アナログ−デジタルコンバータ２４を使用してアナログデータをデジタルストリームに変換する。この情報は、デジタルモデム２６の受信部分に適用されて、とりわけ、符号２８に示すようなチャネル測定およびパラメータ生成を可能にする。
【００１３】  一般に、デジタルモデム２６の送信部分は連続的に送信し、出力信号はデジタル−アナログコンバータ３０を介し、そこから中央局１８内の回路２０に結合される。中央局からの信号は、矢印３２によって示すようにダウンストリーム方向において、アナログ加入者回線１６および回路１４を介してアナログモデム１２の受信部分に適用される。この送信の目的は、パラメータＰ１，Ｐ２，Ｐ３を送信して、チャネルに対してアナログモデムの出力を最適化するのに使用される、アナログモデム内の前置補償回路を構成すなわち設定することである。パラメータＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、とりわけアナログモデムの送信出力を制御するのに使用される前置等化器、送信コンステレーション、マッピングパラメータの設定を指す。
【００１４】  理解されるように、点線で示したエコー経路３４はアナログモデムの送信機からハイブリッドを通って受信機まで続いており、そのため送信されたエネルギーが受信機に流れて戻っていく。アナログ側でのエコーの影響を消去するために、符号３６に示すようなエコーキャンセラが使用されてきた。
【００１５】  符号４０に示すようなデジタルモデムにおいて、同種類のエコーキャンセルが用いられてきた。デジタルモデムのエコーキャンセラのなかには、エコーキャンセルの性能を向上するために、ダウンストリーム、アップストリームでのデジタル障害の影響を考慮するものもある。エコーキャンセラは、エコーの影響を消去するために、送信機と受信機の間で、点線４２で示すエコー経路に接続している。このエコー経路は送信側からデジタル−アナログコンバータを通り、ハイブリッド２０を介し、さらにアナログ−デジタルコンバータを通り受信機ノード４４まで続いている。通常、エコーキャンセラは送信側からの信号を取り出し、エコーの影響を消去するためノード４４に位相のずれた信号を供給する。
【００１６】  このような方式の問題点は、残余エコーがいくらか残ることである。常に望ましくない要素がデジタルモデムの受信機に戻って行き、その残余エコー信号によってユニット２８におけるチャネル測定がしばしば改悪される。その結果、上述したように、最適状態ではないチャネル推定により余り正確ではないパラメータＰ１，Ｐ２，Ｐ３が生成される。これらのパラメータがエラーを発生しやすい場合、アナログモデムが正しくセットアップされない。その結果、データ伝送速度が減少し、スループットが低下する。
【００１７】  パラメータＰ１，Ｐ２，Ｐ３の提供は、それらのパラメータがアナログモデムの様々な前置補償要素に対して設定される、いわゆる速度再交渉シーケンス（ｒａｔｅ  ｒｅｎｅｇｏｔｉａｔｉｏｎ  ｓｅｑｕｅｎｃｅ）内で行われることが理解されよう。通常、テストシーケンスまたはトレーニングシーケンスがアナログモデムからデジタルモデムへ送信される手順中、およびチャネル測定がこのアプリオリ信号ストリームに基づいて行われる手順中に、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が設定される。この再交渉シーケンスにおいては、チャネルの誤測定により、パラメータＰ１，Ｐ２，Ｐ３の設定に誤りが生じる。
【００１８】  次に図２を参照すると、上述のテストシーケンスまたはトレーニングシーケンスが符号５０に示されている。該テストシーケンスまたはトレーニングシーケンスは、アナログモデムからデジタルモデムへのデータストリームの所定の部分内となる網掛け５２で示したウィンドウ内で、起きるように設定されている。このウィンドウの位置はデジタルモデムにおいて認識されており、ユニット５４を使用してこのウィンドウ中においてデジタルモデムの送信機をキーオフする。その結果、エコー経路４２はテストまたはトレーニングシーケンスウィンドウ中存在しなくなる。したがって、エコーを懸念することなく、ノード４４でのチャネル測定を行うことができる。
【００１９】  このように、エコーキャンセラ４０によって示されるように、エコーキャンセラは送信側と受信側との間で使用されているが、このエコーキャンセラの品質が、トレーニングシーケンス中エラーを完全に除去するまでには至らない。
【００２０】  動作中、符号６０で示すようにシステムがスタートアップモードに切り替わる。この状況はユニット６２で検出される。このユニット６２は、ユニット６４を起動し、適切な時間にデジタルモデムの送信機をキーオフして、沈黙期間を提供する。
【００２１】  デジタルモデム内のソフトウェアによって、モデムが、この沈黙期間中に符号２８で示すように受信チャネルを測定し、符号６４において新しいパラメータセットＰ１，Ｐ２，Ｐ３を生成し、デジタルモデムの送信部分をキーオンした後、矢印６７で示すように新しいパラメータ６６をアナログモデムに送信する。
【００２２】  このテストプロトコルおよびトレーニングプロトコル、並びにアナログモデムがこれらの信号をデジタルモデムに送信する方法は、１９９９年９月３日出願の「データ通信のためのパルスコード変調を用いたデジタルモデムおよびアナログモデムのスタートアップ手順のための装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  ａ  Ｓｔａｒｔｕｐ  Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ  ｆｏｒ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ａｎｄ  Ａｎａｌｏｇ  Ｍｏｄｅｍｓ  Ｕｔｉｌｉｚｉｎｇ  Ｐｕｌｓｅ  Ｃｏｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｄａｔａ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）」と題された米国特許出願第０９／３９０，１０６号に記載されている。前記出願は本明細書の譲渡人に譲渡され、参照により本願に援用される。
【００２３】  全２重モード中にチャネル測定が実施できるようにデジタルモデムの送信機を沈黙させるという観点から主題の発明について説明してきたが、またこの主題の沈黙させるシステムは、アナログモデムにも有利に使用することができる。これにより、アナログモデムはエコーによって妨げられることのないダウンストリームチャネルを検出することができるようになる。
【００２４】  しかし、１つの相違点として、アナログモデムの送信機はキーオフされても、ループバックされるタイミングは失われないということがある。これは、アナログモデムは、デジタルモデムから受信した信号を介してネットワークタイミングを追跡できるためである。アナログモデムは、一旦キーオンされると、ネットワークタイミングに固定された伝送を続けることができる。
【００２５】  したがって、デジタルモデムを例として説明したエコーキャンセルは、必要ならばアナログモデムにも反映され得る。
本発明のいくつかの実施形態およびそれらの修正形態や変形形態を記載してきたが、上記のものは単に例示の目的で示したにすぎず、限定的なものではないことが当業者には明らかであろう。多くの修正形態およびその他の実施形態は当業者の理解の範囲内であり、そして添付の請求の範囲およびそめ他の均等物によってのみ制限される本発明の範囲内に含まれると考えられよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  デジタルモデムの送信部分から中央局を介しデジタルモデムの受信部分までのエコー経路を示す、アナログモデムおよびデジタルモデムを使用する全２重ＰＣＭモデムシステムのブロック図。
【図２】  速度再交渉中のアナログモデムからデジタルモデムへのトレーニングシーケンスの伝送を示すとともに、テストシーケンスまたはトレーニングシーケンスの受信のために確立されたタイムウィンドウ中、デジタルモデムの送信機部分からの送信が中止され、したがってより正確なチャネル推定を行なうためにエコーが完全に除去されることを示した、図１の全２重ＰＣＭモデムシステムのブロック図である。
【図１】
0005337336.tif 000002
【図２】
0005337336.tif 000003