(57)【要約】【課題】Ｇ３ファクシミリ装置において、ノイズ性に優れた等化機能を有し、かつフォールバックを最小限に抑えて高速通信ができるファクシミリ通信システムを提供する。【解決手段】標本化部１は、入力されたPCM信号のサンプリング周波数がシンボル周波数の整数倍になるようにアップサンプリングを行う。検波処理部２は、入力されたPCM信号のキャリア周波数とシンボル周波数との間の位相誤差及び振幅誤差が最小になるような、最適キャリア位相、最適シンボル位相、及び最適振幅を算出する。係数処理部３は、一定時間に亘って蓄積されたシンボルデータごとにシンボル点誤差を統計的に算出し、そのシンボル点誤差が最小となるような最適等化器フィルタ係数を算出する。適応等化部３は、最適キャリア位相、最適シンボル位相、最適振幅、及び最適等化器フィルタ係数に基づいてPCM信号の歪波形を補償し、フォールバック処理を最小限にするような等化処理を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信速度に対応するファクシミリ装置であって、
一定時間に亘って蓄積された受信シンボルデータに基づいて、フォールバック処理を最小限に抑え、高伝送効率を保つ高伝送効率保持手段を備えてなることを特徴とするファクシミリ装置。
【請求項２】
前記高伝送効率保持手段として、一定時間に亘って蓄積された受信シンボルデータに基づいて、フォールバック処理を最小限に抑えるような最適等化器フィルタ係数を算出する係数算出手段を備えてなることを特徴とする請求項１記載のファクシミリ装置。
【請求項３】
前記係数算出手段は、前記受信シンボルデータと信号ダイアグラム正規点との間のシンボル点誤差が最小となるように、統計処理によって前記最適等化器フィルタ係数を算出することを特徴とする請求項２記載のファクシミリ装置。
【請求項４】
前記係数算出手段は、
入力されたＰＣＭ信号のキャリア周波数とシンボル周波数との間の位相誤差及び振幅誤差が最小になるような、最適キャリア位相、最適シンボル位相、及び最適振幅を算出する検波処理部と、
一定時間に亘って蓄積された前記受信シンボルデータごとに前記シンボル点誤差を統計的に算出し、そのシンボル点誤差が最小となるような前記最適等化器フィルタ係数を算出する係数処理部と、
前記最適キャリア位相、前記最適シンボル位相、前記最適振幅、及び前記最適等化器フィルタ係数に基づいて前記ＰＣＭ信号の歪波形を補償し、前記フォールバック処理を最小限にするような等化処理を行う適応等化部とを備えてなることを特徴とする請求項３記載のファクシミリ装置。
【請求項５】
前記係数処理部は、前記最適等化器フィルタ係数を学習係数として記録する学習係数記録部を備え、
次回の等化処理を行うときは、前記学習係数記録部に記録された前記学習係数の中から最適な学習係数を探索し、前記最適等化器フィルタ係数として適用することを特徴とする請求項４記載のファクシミリ装置。
【請求項６】
複数の通信速度に対応するＧ３ファクシミリ装置からなることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１つに記載のファクシミリ装置。
【請求項７】
複数の通信速度に対応するファクシミリ通信方法であって、
一定時間に亘って受信シンボルデータを蓄積する蓄積処理と、蓄積した前記受信シンボルデータに基づいて、フォールバック処理を最小限に抑える高伝送効率保持処理とを行うことを特徴とするファクシミリ通信方法。
【請求項８】
前記高伝送効率保持処理段として、一定時間に亘って蓄積された受信シンボルデータに基づいて、フォールバック処理を最小限に抑えるような最適等化器フィルタ係数を算出する係数算出処理を行うことを特徴とする請求項７記載のファクシミリ通信方法。
【請求項９】
前記係数算出処理は、前記受信シンボルデータと信号ダイアグラム正規点との間のシンボル点誤差が最小となるように、統計処理によって前記最適等化器フィルタ係数を算出することを特徴とする請求項８記載のファクシミリ通信方法。
【請求項１０】
複数の通信速度に対応するファクシミリ通信方法であって、
入力されたＰＣＭ信号のキャリア周波数とシンボル周波数との間の位相誤差及び振幅誤差が最小になるような、最適キャリア位相、最適シンボル位相、及び最適振幅を算出する第１のステップと、
一定時間に亘って蓄積された受信シンボルデータごとに、前記受信シンボルデータと信号ダイアグラム正規点との間のシンボル点誤差を統計的に算出する第２のステップと、
前記第２のステップで算出されたシンボル点誤差が最小となるような最適等化器フィルタ係数を算出する第３のステップと、
前記最適キャリア位相、前記最適シンボル位相、前記最適振幅、及び前記最適等化器フィルタ係数に基づいて前記ＰＣＭ信号の歪波形を補償し、フォールバック処理を最小限にするような等化処理を行う第４のステップとを含むことを特徴とするファクシミリ通信方法。
【請求項１１】
前記第３のステップにおいて、過去に算出した最適等化器フィルタ係数がデータベースに格納されているときは、そのデータベースから探索した最適等化器フィルタ係数を用いることを特徴とする請求項５記載のファクシミリ通信方法。
【請求項１２】
請求項７乃至１１の何れか1つに記載のファクシミリ通信方法をコンピュータに実行させるためのファクシミリ通信制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の通信速度に対応できるファクシミリ装置、ファクシミリ通信方法、及びファクシミリ通信制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、アナログ電話回線を用いて高速ファクシミリ通信を行うＧ３（third-generation、第三世代）ファクシミリ装置が広く利用されている。このようなＧ３ファクシミリ装置を用いたファクシミリ通信システムにおいては、回線状態が悪いときでも回線を切断させることなく通信速度を低下させて通信を継続させる、いわゆるフォールバック処理が行われている。また、フォールバックが検出されたら、直ちに、予め設定された通信速度に切り替えることにより通信速度の更なる低下を抑え、不要なフォールバック処理を防ぐことによって通信時間の短縮化を図ったＧ３ファクシミリの技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。さらに、通信回線の特性を適応化させるために回線チェックを行ったり、モデム状態を調整したりするためのトレーニング時間を短縮化させて通信時間を短縮化させるファクシミリの技術も開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平０６−２６８８３４号公報
【特許文献２】特開平１１−２６１７８６号公報
【特許文献３】特開２００３−０６０６１６号公報
【特許文献４】特開２００４−００７２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術は、Ｇ３ファクシミリ通信等に於いて、伝送品質の悪化や想定外のインパルス・ノイズ等の影響を受けた場合は、正常なトレーニング（回線チェック等）が困難となり、通常のトレーニング状態に復旧するまでにかなりの時間を要してしまう。その理由は、従来型の逐次処理では、シンボル点ごとにシンボル周波数の位相のずれとキャリア周波数のずれを補正しきれなくなり、等化器のフィルタ係数（以下、等化器フィルタ係数という）が定まりにくくなってしまうからである。その結果、受信信号の位相や振幅が発散してしまい、通常のトレーニング状態に復旧するまでに多くの時間がかかってしまう。
【０００４】
また、回線品質の悪化やトレーニング途中に発生するインパルス・ノイズ等の影響を受けて受信側が回線品質に対応できなかった場合には、再送要求やフォールバック処理によって遅い通信速度で伝送を行わなければならないので、結果的に、通信時間が長くなって通信費が高くなる等の弊害も発生する。
【０００５】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、対ノイズ性に優れた等化機能を有し、フォールバックを最小限に抑えて高速通信ができるファクシミリ装置、ファクシミリ通信方法、及びファクシミリ通信制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明の第１の構成は、複数の通信速度に対応するファクシミリ装置に係り、一定時間に亘って蓄積された受信シンボルデータに基づいて、フォールバック処理を最小限に抑え、高伝送効率を保つ高伝送効率保持手段を備えてなることを特徴としている。
【０００７】
この発明の第２の構成は、複数の通信速度に対応するファクシミリ通信方法に係り、一定時間に亘って受信シンボルデータを蓄積する蓄積処理と、蓄積した前記受信シンボルデータに基づいて、フォールバック処理を最小限に抑える高伝送効率保持処理とを行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の構成によれば、蓄積等化・統計一括処理方式によって受信信号の発散を極力抑えることができるので、伝送路の品質が悪化してトレーニング途中に発生するインパルス・ノイズや連続的なノイズの影響を受けた場合でも、安定したトレーニングを行うことができる。また、再送要求やフォールバック処理を最小限に抑えることができるので、インパルス・ノイズや連続的なノイズの影響を受けても高い通信速度を維持することができる。
【０００９】
すなわち、この発明の構成によれば、一定時間の受信シンボルデータを蓄積して、統計処理によってシンボル点誤差が最小となるような最適等化器フィルタ係数を求めることにより、等化器の発散を防止して不要なフォールバック処理が行われないようにしている。すなわち、一定時間の受信シンボルデータを蓄積し統計処理を行うことにより、インパルス的な伝送路ノイズによる影響を低減することができる。さらに、一定時間の受信シンボルデータごとに最適等化器フィルタ係数を求めて等化器の発散を防止することにより、フォールバック処理を低減させることができる。その結果、高い通信速度を維持することができるので通信費を削減させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する各実施形態において、同一の構造要素は同一の符号を付して示し、かつ重複する説明は省略する。
【実施形態１】
【００１１】
図１は、この発明の第1の実施形態に係るファクシミリ通信システム（ファクシミリ装置）の構成図である。図1に示すファクシミリ通信システムは、アップサンプリングでＰＣＭ（pulse-code modulation）信号を補間する標本化部１と、同期検波を行う検波処理部２と、歪んだ波形を補償する適応等化部（等化器）３と、適応等化部３の係数最適化及び係数更新を行う係数処理部４と、信号点をビットに復号化する復号部５と、スクランブル化された信号を元の信号に戻すデスクランブル部６とを備えて構成されている。
【００１２】
標本化部１は、入力されたＰＣＭ信号の位相誤差補正や搬送波再生の精度を高めるために、サンプリング周波数がシンボル周波数の整数倍になるようにアップサンプリングを行う。検波処理部２は、位相誤差計算／搬送波再生部２ａと、２つの乗算器２ｂ１、２ｂ２と、２つの低域通過フィルタ（ＬＰＦ）２ｃ１、２ｃ２とを備え、位相誤差計算／搬送波再生部２ａが、シンボル周波数及びキャリア周波数の位相ずれ（位相誤差）を計算して補正し、かつ搬送波を再生して検波を行う。さらに、入力信号と位相誤差計算／搬送波再生部２ａからの各信号[cos2πfc（t+t0）とsin2πfc（t+t0）]とを乗算器２ｂ１、２ｂ２によって乗算し、各ＬＰＦ２ｃ１、２ｃ２によって高調波を取り除く処理を行う。
【００１３】
適応等化部３は、伝送路の品質悪化等により歪んだ信号波形を補償するための適応等化処理を行う。この適応等化部３はトランスバーサルフィルタを使用し、基本的なアルゴリズムはＬＭＳ（Least Mean Square：最小自乗平均）方式を採用する。係数処理部４は、誤差計算／係数適応化処理を行う。すなわち、一定時間の受信シンボルデータごとに、信号ダイアグラム正規点と入力信号ダイアグラムの入力点との誤差を蓄積等化・統計一括処理により計算し、かつ誤差が最小となるような最適な等化器フィルタ係数を導き出す。そして、その等化器フィルタ係数は次回の等化処理を行うときに使用される。
【００１４】
復号部５は、係数処理部４で等化処理された信号点をビット列（１，０）に復号化する処理を行う。デスクランブル部６は、スクランブルされたビット列のデスクランブル処理を行い、情報語を抽出する処理を行う。
【００１５】
尚、図１に示すファクシミリ通信システムの構成要素のうち、標本化部１、復号部５、及びデスクランブル部６は周知の技術であり、かつ本実施形態とは直接的には関係ないので詳細な説明は省略する。すなわち、本実施形態のファクシミリ通信システムは、検波処理部２と適応等化部３と係数処理部４からなる係数算出手段によって、一定時間の受信シンボルデータごとに信号ダイアグラム正規点と入力信号ダイアグラムの入力点との誤差を蓄積等化及び一括処理して、Ｇ３ファクシミリ装置のフォールバック処理を最小限に抑えるような最適等化器フィルタ係数の算出を行う。
を特徴としている。
【００１６】
次に、図１に示すファクシミリ通信システムの動作についてフローチャートを用いて説明する。図２は、図１に示すファクシミリ通信システムの動作の流れを示すフローチャートである。
【００１７】
図２において、標本化部１にＰＣＭ信号（ｆｓ[ｋＨｚ]）のデータが入力されると（ステップＳ１）、標本化部１は、そのデータに対して位相誤差補正及び搬送波再生の精度を高めるために、ＰＣＭ信号のサンプリング周波数がシンボル周波数の整数倍（Ｎ×ｆｓ[ｋＨｚ]）になるようにアップサンプリングを行う（ステップＳ２）。
【００１８】
次に、シンボル周波数の整数倍（Ｎ×ｆｓ[ｋＨｚ]）のＰＣＭ信号が検波処理部２に入力されると、検波処理部２は、キャリア位相を一定としてシンボル周波数位相を順次変化させ、この時点での位相誤差が最小となるような最適シンボル位相を算出する（ステップＳ３）。そして、その最適シンボル位相を基準としてキャリア周波数位相を順次変化させ、この時点での位相誤差が最小となるような最適キャリア位相を算出する（ステップＳ４）。
【００１９】
さらに、検波処理部２は、シンボル周波数及びキャリア周波数を基準として振幅を順次変化させ、この時点での振幅誤差が最小となるような最適振幅を算出する（ステップＳ５）。そして、シンボル点を算出してＩ値及びＱ値を求め、算出されたシンボル点と正規シンボル点との誤差を算出する（ステップＳ６）。
【００２０】
次に、適応等化部３が、ステップ６で算出されたシンボル点と正規シンボル点との誤差（シンボル点誤差）が最小になるように等化器フィルタ係数を求めて等化器フィルタ係数の最適化を行う（ステップＳ７）。そして、最適化された等化器フィルタ係数を検波処理部２へフィードバックして、再度、最適シンボル位相の算出処理（ステップＳ３）と、最適キャリア位相の算出処理（ステップＳ４）と、最適振幅の算出処理（ステップＳ５）とを行う。
【００２１】
次に、係数処理部４が、一定時間の受信シンボルデータごとに蓄積等化・統計一括処理を行って、一定時間の受信シンボルデータと正規点との誤差を統計的に算出し（ステップＳ９）、一定時間の受信シンボルデータと正規点との誤差が最小となるような等化器フィルタ係数を求めて、等化器フィルタ係数の最適化処理を行う（ステップＳ１０）。そして、復号部５が、最終的に等化された信号点のＩ値、Ｑ値を求めてビット復号処理を行い（ステップＳ１１）、デスクランブル部６がスクランブル化された信号のデスクランブル処理を行う（ステップＳ１２）。
【００２２】
次に、検波処理部２、適応等化部３、及び係数処理部４からなる係数算出手段が行う蓄積等化・統計一括処理方式の詳細について、図３及び図４を用いて説明する。図３は、従来のファクシミリ通信システムが行う逐次等化処理と、本実施形態のファクシミリ通信システムが行う蓄積等化・統計一括処理の具体的な流れを示すタイムチャートである。また、図４は、図1に示すファクシミリ通信システムの係数処理部４が行う正規点と入力点の誤差計算イメージを示す図である。
【００２３】
先ず、図３に示す各符号について説明する。ＣＮＧは発呼トーン、ＣＥＤは被呼局識別信号、ＤＣＳはデジタル命令信号、ＤＩＳはデジタル識別信号、ＴＣＦはトレーニングチェック信号、ＣＦＲは受信準備確認信号、Page dataは画信号、ＭＣＦはメッセージ確認信号、ＥＯＭはメッセージ終了信号、ＥＯＰは手順中断（終了）信号、ＤＣＮは回線切断命令信号である。
【００２４】
本実施形態のファクシミリ通信システムは、図３の下段２列の信号の流れ図に示すように、伝送路の品質悪化やインパルス・ノイズ等の外的要因の影響を受けても同期追従することができるように、一定時間の受信シンボルデータごとにデータをデータベース（ＤＢ）に蓄積して、統計的に等化処理を行う蓄積等化・統計一括処理機能を備えている。一方、従来のファクシミリ通信システムは、図３の上段２列の信号の流れ図に示すように、逐次等化処理を行っている。
【００２５】
すなわち、図３において、本実施形態のファクシミリ通信システムは、送信側の発呼トーン（ＣＮＧ）に基づいて、受信側が被呼局識別信号（ＣＥＤ）を受けてデジタル識別信号（ＤＩＳ）を送信側に返すと、送信側からデジタル命令信号（ＤＣＳ）とトレーニングチェック信号（ＴＣＦ）が送られてくる。そして、これらのデジタル命令信号（ＤＣＳ）及びトレーニングチェック信号（ＴＣＦ）は、一定時間の受信シンボルデータごとにデータをデータベース（ＤＢ）に蓄積される。
【００２６】
一方、従来型の逐次等化処理においては、送信側の発呼トーン（ＣＮＧ）に基づいて、受信側が被呼局識別信号（ＣＥＤ）を受けてデジタル識別信号（ＤＩＳ）を送信側に返すと、送信側からデジタル命令信号（ＤＣＳ）とトレーニングチェック信号（ＴＣＦ）が送られてくるが、ここで、ノイズ等の影響を受けて、そのままの伝送速度での送信が不可能であると判断された場合は、トレーニング失敗信号（ＦＴＴ）を送信し、低伝送速度での再送要求を行う。従って、このときにフォールバック処理が発生してしまい、通信速度を低下させしまう。
【００２７】
一方、本実施形態のファクシミリ通信システムでは、蓄積等化・統計一括処理が、従来の逐次等化処理のように、入力値（Ｉ’，Ｑ’）と正規点（Ｉ，Ｑ）との誤差ｅが最小となるように等化器フィルタ係数を補正するのではなく、図４に示すように、一定時間の受信シンボルデータ（ｎシンボルデータ）を蓄積し、それぞれの入力点（Ｉ０’，Ｑ０’）、（Ｉ１’，Ｑ１’）、（Ｉ２’，Ｑ２’）・・・（Ｉｎ’，Ｑｎ’）と、正規点（Ｉ０，Ｑ０）、（Ｉ１，Ｑ１）、（Ｉ２，Ｑ２）・・・（Ｉｎ，Ｑｎ）との誤差（ｅ０，ｅ１，ｅ２，…ｅｎ）を加算して平均化することにより残留誤差Ｅを算出する。すなわち、
Ｅ＝（ｅ０＋ｅ１＋ｅ２＋…＋ｅｎ）／（ｎ+１）を算出する。
【００２８】
次に、この残留誤差Ｅが最小になるように等化器フィルタ係数をｎシンボルデータごとに更新し、繰り返し入力点を正規点に近づけるように統計的に調整を行う。その時に算出された等化器フィルタ係数は、次に送信側から送信されてくるShort Training Sequence信号、画信号（Page data）の復調処理にも用いられ、常に等化器フィルタ係数は最適化されて更新される。この処理は入力されたＰＣＭ信号の始めから終わりまで繰り返され、信号ダイアグラム正規点と入力信号ダイアグラム全体の残留誤差Ｅが一定水準以下の値になるまで学習継続される。
【実施形態２】
【００２９】
本発明の第２の実施形態におけるファクシミリ通信システムの基本的構成は図１と同じであるが、この実施形態では係数処理部４についてさらに工夫がなされている。従って、第２の実施形態のファクシミリ通信システムでは、図1の係数処理部４を係数処理部４ａと読み替えることにする。
【００３０】
係数処理部４ａは学習係数記録部（図示せず）を備え、第1の実施形態と同様の過程で算出された等化器フィルタ係数は、データベース等に学習係数として記録される。そして、次回、同様の回線から信号を受信して等化処理を行う際には、学習係数記録部に記録された学習係数群の中から最適な学習係数を探索して、最適化された等化器フィルタ係数として適用される。
【００３１】
このように、本実施形態では、最初から最適な等化器フィルタ係数が選択されているので、新たに学習を行う必要がなくなり、結果的に、等化及び復号化の処理を迅速に行うことができる。
【００３２】
《まとめ》
以上、説明したように、本発明の各実施形態に係るファクシミリ通信システムによれば、（１）『同期検波処理（搬送波再生処理）』、（２）『信号ダイアグラム正規位置との誤差を計算して等化器フィルタ係数を更新する処理』、（３）『学習係数の最適値探索処理』が行われる。
【００３３】
（１）『形態の同期検波処理（搬送波再生処理）』においては、シンボル周波数の位相のずれとキャリア周波数の位相のずれ（位相誤差）を求めるのに、一定時間の受信シンボルデータごとに最適値を求めて処理を行っている。
【００３４】
一方、従来の処理では、シンボル点ごとにシンボル周波数の位相のずれとキャリア周波数の位相のずれを計算して、補正しながらの処理を行っている。そのため、インパルス的なノイズが入ると、正常値に戻るまでにかなりの時間がかかるか、あるいは正常値に戻らない状態となる。
【００３５】
（２）『信号ダイアグラム正規位置との誤差を計算して等化器フィルタ係数を更新する処理』においては、一定時間の受信シンボルデータごとに最適な等化器フィルタ係数を求める処理を行っている。
【００３６】
一方、従来の処理では、シンボル点ごとに信号ダイアグラム正規位置との誤差を計算して等化器フィルタ係数を更新する処理を行っている。そのため、前述と同様に、インパルス的なノイズが入ると、正常値に戻るまでにかなりの時間がかかるか、あるいは正常値に戻らない状態となる。
【００３７】
（３）『学習係数の最適値探索処理』においては、復号化が成功したときの学習係数を記憶してデータベースに蓄積することにより、最適な等化器フィルタ係数を使用できるようにする処理を行っている。
【００３８】
一方、従来の処理では、一定の値を使用してフィルタの等化器フィルタ係数を更新している。そのため、回線品質に適応させることができないので、フォールバックが発生して通信速度が低下してしまう。
【００３９】
以上、この発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明は、複数の通信速度に対応するファクシミリ装置である限り、Ｇ３ファクシミリ装置に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明のファクシミリ通信システムは、フォールバック処理を最小限に抑えて通信速度の低下を防ぐことができるので、多機能な画像処理装置、例えば、ＭＦＰ（Multi Function Printer）などにも有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の第1の実施形態に係るファクシミリ通信システム（ファクシミリ装置）の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１に示すファクシミリ通信システムの動作の流れを示すフローチャートである。
【図３】従来のファクシミリ通信システムが行う逐次等化処理と、本実施形態のファクシミリ通信システムが行う蓄積等化・統計一括処理の具体的な流れを示すタイムチャートである。
【図４】図1に示すファクシミリ通信システムの係数処理部４が行う正規点と入力点の誤差計算イメージを示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１  標本化部
２  検波処理部
２ａ  位相誤差計算／搬送波再生部
２ｂ１、２ｂ２  乗算器
２ｃ１、２ｃ２  低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
３  適応等化部
４  係数処理部
５  復号部
６  デスクランブル部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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