DE112017007088B4

DE112017007088B4 - Signalübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112017007088B4
Application number: DE112017007088.0T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kuwahara; Yoshihiro Akeboshi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2021-04-22
Anticipated expiration: 2037-03-22
Also published as: JPWO2018173111A1; US20200052725A1; CN110431773B; DE112017007088T5; CN110431773A; US10693505B2; JP6548851B2; WO2018173111A1

Abstract

Signalübertragungsvorrichtung, umfassend:eine Sendeeinheit (1; 1a; 1b; 1c), die enthält: eine sendeseitige Signalverarbeitungseinheit (12; 12a) zum Durchführen einer Zahlenwertberechnung von Datensignalen von mehreren Sequenzen; und DA-Wandler (13a; 13b) zum Umwandeln der von der sendeseitigenSignalverarbeitungseinheit ausgegebenen Signale in analoge Signale und Aussenden der analogen Signale an einen aus mehreren Leitern ausgebildeten Übertragungspfad (3), wobei eine Anzahl der DA-Wandler gleich einer Anzahl der Datensignale der mehreren Sequenzen ist; undeine Empfangseinheit (2; 2a; 2b; 2c), die enthält: AD-Wandler (21a; 21b) zum Umwandeln der durch den Übertragungspfad empfangenen Signale in digitale Signale, wobei eine Anzahl der AD-Wandler gleich einer Anzahl der Sequenzen der Datensignale in der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit ist; und eine empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit (22; 22a) zum Anweisen der Datensignale der mehreren Sequenzen von den durch die AD-Wandler ausgegebenen Signalen, wobeidie sendeseitige Signalverarbeitungseinheit Ausgangssignale unter Verwendung einer Matrix berechnet, die aus Eigenvektoren entsprechend Übertragungseigenmodi ausgebildet ist, in denen sich die Signale durch den Übertragungspfad ausbreiten,die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit die Datensignale der mehreren Sequenzen durch das Inverse der in der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit verwendeten Matrix berechnet, wobeidie sendeseitige Signalverarbeitungseinheit ein Ergebnis des Zusammenaddierens von Zweisequenz-Datensignalen mit einem Gewichtskoeffizienten (1 - α) multipliziert und eine Resultierende als ein Ausgabedatum ermöglicht und ein Resultat des Subtrahierens der Datensignalevoneinander mit einem Gewichtskoeffizienten α multipliziert und eine Resultierende als anderes Ausgabedatum ermöglicht, unddie empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit das empfangene eine Ausgabedatum mit einem Gewichtskoeffizienten 1/(1 - α) multipliziert und das andere Ausgabedatum mit einem Gewichtskoeffizienten 1/α multipliziert und das eine Ausgabedatum und das andere Ausgabedatum zusammenaddiert und erlaubt, dass eine Resultierende als ein Datensignal aus den Zweisequenzdatensignalen dient, und das eine Ausgabedatum und das andere Ausgabedatum voneinander subtrahiert und gestattet, dass eine Resultierende als ein anderes Datensignal dient.

Description

ERFINDUNGSGEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Signalübertragungsvorrichtung, die den Einfluss von Signalstörung wie etwa Nebensprechen sogar in benachbarten Signalleitungen beim Durchführen einer Hochgeschwindigkeits-Metallleitungs-Signalübertragung unter Verwendung einer Leiterplatte, eines Kabels usw. unterdrücken kann.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise besteht als ein Verfahren zum Erhöhen der übertragenen Datenmenge ohne Vergrößern der Anzahl von Signalleitungen eine Technik, bei der andere Datensignale auf einem Paar von zwei Differenzsignalleitungen überlagert werden. Als eine derartige Technik gibt es beispielsweise eine Signalübertragungsvorrichtung, bei der zwei Gleichtaktfilter für jeweilige zwei Signalleitungen eines in einem Differenzübertragungspfad enthaltenen Paars vorgesehen sind, wodurch Eintaktmodussignale von zwei Kanälen unter Verwendung von zwei Signalleitungen einander überlagert werden, die ein Paar von Differenzsignalleitungen übertragen (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Patentliteratur 2 offenbart ein Verfahren zur Kommunikation zwischen Computerbauteilen. Darin werden sende- und empfangsseitige Signalverarbeitungseinheiten offenbart, in denen zu sendende bzw. empfangende Signale miteinander addiert oder voneinander subtrahiert werden.
ENTGEGENHALTUNGSLISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: WO 2012/114672 A
Patentliteratur 2: DE 69730593 T2

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
ERFINDUNGSPROBLEM
Die herkömmliche Signalübertragungsvorrichtung besitzt jedoch ein Problem dahingehend, dass durch Nebensprechen verursachte Signalstörung zwischen benachbarten Signalverdrahtungsleitungen auftritt, was eine Qualitätsverschlechterung wie etwa einen Kommunikationsfehler verursacht. Alternativ muss zum Unterdrücken von Signalstörung Platz zwischen den Signalverdrahtungsleitungen sichergestellt werden, und es ist schwierig, hochdichte Verdrahtungsleitungen bereitzustellen, die eine derartige Anforderung erfüllen, was ein Problem einer Vergrößerung der Bauelementgröße verursacht.
Die Erfindung wurde gemacht, um solche Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Signalübertragungsvorrichtung, die den Einfluss von Signalstörung wie etwa Nebensprechen selbst dann unterdrücken kann, wenn der Platz zwischen Signalverdrahtungsleitungen verengt ist, und kann dadurch eine Miniaturisierung erzielen, während die Qualität beibehalten wird.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Eine Signalübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung enthält eine Sendeeinheit, die enthält: eine sendeseitige Signalverarbeitungseinheit zum Durchführen einer Zahlenwertberechnung von Datensignalen von mehreren Sequenzen; und DA-Wandler zum Umwandeln der von der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit ausgegebenen Signale in analoge Signale und Aussenden der analogen Signale an einen aus mehreren Leitungen ausgebildeten Übertragungspfad, wobei eine Anzahl der DA-Wandler gleich einer Anzahl der Datensignale der mehreren Sequenzen ist; und eine Empfangseinheit, die enthält: AD-Wandler zum Umwandeln der durch den Übertragungspfad empfangenen Signale in digitale Signale, wobei eine Anzahl der AD-Wandler gleich einer Anzahl der Sequenzen der Datensignale in der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit ist; und eine empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit zum Anweisen der Datensignale mehrerer Sequenzen von den durch die AD-Wandler ausgegebenen Signalen, wobei die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit Ausgangssignale unter Verwendung einer Matrix berechnet, die aus Eigenvektoren entsprechend Übertragungseigenmodi ausgebildet ist, bei der sich die Signale durch den Übertragungspfad ausbreiten, und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit die Datensignale von mehreren Sequenzen durch das Inverse der in der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit verwendeten Matrix berechnet,
wobei
die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit ein Ergebnis des Zusammenaddierens von Zweisequenz-Datensignalen mit einem Gewichtskoeffizienten (1 - α) multipliziert und eine Resultierende als ein Ausgabedatum ermöglicht und ein Resultat des Subtrahierens der Datensignale voneinander mit einem Gewichtskoeffizienten α multipliziert und eine Resultierende als anderes Ausgabedatum ermöglicht, und
die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit das empfangene eine Ausgabedatum mit einem Gewichtskoeffizienten 1/(1 - α) multipliziert und das andere Ausgabedatum mit einem Gewichtskoeffizienten 1/α multipliziert und das eine Ausgabedatum und das andere Ausgabedatum zusammenaddiert und erlaubt, dass eine Resultierende als ein Datensignal aus den Zweisequenzdatensignalen dient, und das eine Ausgabedatum und das andere Ausgabedatum voneinander subtrahiert und gestattet, dass eine Resultierende als ein anderes Datensignal dient.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Bei der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung berechnet die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit Ausgangssignale unter Verwendung einer Matrix, die aus Eigenvektoren entsprechend Übertragungseigenmodi ausgebildet ist, bei der sich die Signale durch den Übertragungspfad ausbreiten, und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit berechnet Datensignale von mehreren Sequenzen durch das Inverse der durch die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit verwendeten Matrix. Dadurch kann, selbst falls der Platz zwischen Signalverdrahtungsleitungen verengt ist, der Einfluss einer Signalstörung wie etwa Nebensprechen unterdrückt werden, und infolgedessen kann eine Miniaturisierung der Signalübertragungsvorrichtung erzielt werden, während die Qualität aufrechterhalten wird.
Figurenliste

1 ist ein Ausbildungsdiagramm einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Hardwareausbildungsdiagramm der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit der Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein veranschaulichendes Diagramm, das ein Beispiel eines Übertragungspfads der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein veranschaulichendes Diagramm, das die Verarbeitungsoperation einer sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit und einer empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Operationsflussdiagramm der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist ein veranschaulichendes Diagramm der Operation der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Operationsflussdiagramm einer Empfangseinheit der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein veranschaulichendes Diagramm der Operation der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9A und 9B sind veranschaulichende Diagramme, die durch Vergleich Demodulationsergebnisse der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform und eine herkömmliche Ausbildung zeigen.
10 ist ein Ausbildungsdiagramm einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Operationsflussdiagramm einer Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Ausbildungsdiagramm einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist ein Operationsflussdiagramm einer Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 ist ein Ausbildungsdiagramm einer Signalübertragungsvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
15 ist ein Operationsflussdiagramm einer Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit der Signalübertragungsvorrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Zur ausführlicheren Beschreibung der Erfindung werden im Folgenden Modi zum Ausführen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Ausbildungsdiagramm, das eine Signalübertragungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
In der Zeichnung ist die Signalübertragungsvorrichtung so ausgelegt, dass eine Sendeeinheit 1 und eine Empfangseinheit 2 durch einen Übertragungspfad 3 miteinander verbunden sind. Die Signalübertragungsvorrichtung ist derart ausgebildet, dass die Sendeeinheit 1 und die Empfangseinheit 2 unterschiedliche Signalverarbeitung durchführen können und somit auch eine Metallleitungskommunikation durchführen können, die beispielsweise analoge modulierte und demodulierte Signale wie etwa OFDM-Signale zusätzlich zu digitalen Signalen enthalten kann.
Zuerst wird eine Ausbildung jeder Einheit beschrieben. In 1 enthält die Sendeeinheit 1 eine Sendedaten-Ablageeinheit 11, die Sendedaten zur Kommunikation speichert; eine sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12, die Doppelsequenz-Sendedaten in Kommunikationssignale für einen Zweikanal-Übertragungspfad umwandelt; und einen ersten DA-Wandler 13a und einen zweiten DA-Wandler 13b, die digitale Signaldaten, die einer Signalverarbeitung durch die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 unterzogen worden sind, in analoge Signaldaten umwandeln, um die analogen Daten an den Übertragungspfad 3 auszugeben. Man beachte, dass in der Sendedaten-Ablageeinheit 11 Eintaktmodus-Signale von zwei Sequenzen gespeichert sind.
Die Empfangseinheit 2 enthält einen ersten AD-Wandler 21a und einen zweiten AD-Wandler 21b, die Eingangssignale von dem Übertragungspfad 3 in digitale Signale umwandeln; eine empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22, die die von dem ersten AD-Wandler 21a und dem zweiten AD-Wandler 21b ausgegebenen Datensignale in Eintaktmodus-Signale von zwei Sequenzen rekonstruiert; und eine Empfangsdaten-Ablageeinheit 23, die die rekonstruierten Daten speichert.
Der Übertragungspfad 3 enthält zwei Signalleitungen 31 und 32 und ist beispielsweise ein Kabel oder eine Leiterplatte. Im Fall einer Signalübertragungsvorrichtung im Backplane-Modus beispielsweise kann es so angesehen werden, dass die Sendeeinheit 1 und die Empfangseinheit 2 eine Rolle als Tochterkarten spielen und es sich bei dem Übertragungspfad 3 um Verdrahtungsleitungen auf einer Rückplatine handelt. Außerdem ist die Anzahl von Signalleitungen in dem Übertragungspfad 3 nicht auf zwei beschränkt, und in einem Fall eines Übertragungssystems mit einem Paar von zwei Signalleitungen kann durch Erhöhen der Anzahl von Übertragungspfaden und der DA-Wandler und AD-Wandler auf Basis der Anzahl von Übertragungspfaden die vorliegende Erfindung auch auf mehrere Paare angewendet werden.
2 ist ein Hardwareausbildungsdiagramm der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12 und der empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit 22. Obwohl 2 nur die Ausbildung der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12 zeigt, besitzt die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22 auch die gleiche Ausbildung. Wie in der Zeichnung gezeigt, enthält die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 einen Prozessor 101, einen Speicher 102 und einen Bus 103. Der Prozessor 101 ist eine Rechenvorrichtung, die eine Funktion der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12 durch Ausführen eines Programms für eine Signalverarbeitung umsetzt, und der Speicher 102 ist eine Ablagevorrichtung, die das Programm für die Signalverarbeitung speichert und einen Arbeitsbereich dafür bildet, wenn der Prozessor 101 das Programm ausführt. Außerdem ist der Bus 103 ein Kommunikationskanal, der den Prozessor 101 mit dem Speicher 102 verbindet, und wird zum Durchführen der Eingabe und Ausgabe von Daten mit einer externen Quelle verwendet. Außerdem können die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22 aus einem feldprogrammierbaren Gatearray (FPGA) zusammengesetzt sein.
Als ein Beispiel des Übertragungspfads 3 sind Mikrostreifenleitungen auf einer Leiterplatte, die ein Mehrleiter-Übertragungspfad ist, in 3 gezeigt. Im Allgemeinen kann ein Mehrleiter-Übertragungspfad als eine Menge von Kondensatorelementen und Induktorelementen pro Einheitsleitungslänge modelliert werden. 3 zeigt eine Querschnittsausbildung von Verdrahtungsleitungen , die zwei Signalleitungen 31 und 32 und einen GND-Leiter 33 enthalten. Wenn das Kondensatorelement jedes Leiters C_ij ist, sind in diesem Fall C₁₁ und C₂₂ GND-Kapazitäten der Signalleitungen 31 beziehungsweise 32 zu dem GND-Leiter 33. Außerdem sind C₁₂ und C₂₁ eine Kapazität zwischen der Signalleitung 31 und der Signalleitung 32.
Gleichermaßen ist das Induktorelement jedes Leiters Lij. Obwohl in 3 nicht gezeigt, sind L₁₁ und L₁₂ Eigeninduktanzen der Signalleitung 31 beziehungsweise der Signalleitung 32, und weiterhin sind L₁₂ und L₂₁ eine gegenseitige Induktanz zwischen der Signalleitung 31 und der Signalleitung 32.
In dem in 3 gezeigten Übertragungspfad wird eine Wellengleichung, die durch eine Übertragungswellenform erfüllt ist, dargestellt durch: $\frac{d^{2}}{d x^{2}} [V_{i}] \propto {[L_{i j}] \cdot [C_{i j}]} \cdot [V_{i}]$
unter Verwendung der Kapazitätsmatrix $C = [\begin{matrix} C_{11} & C_{12} \\ C_{21} & C_{22} \end{matrix}]$
und der Induktanzmatrix $L = [\begin{matrix} L_{11} & L_{12} \\ L_{21} & L_{22} \end{matrix}]$
Im Allgemeinen kann eine Matrix der Größe n diagonalisiert werden, wenn n Eigenvektoren vorliegen. Durch Verwenden der Eigenvektoren (Modussignale) als Kommunikationssignale für mehrere Signalleitungen in einem Übertragungspfad können die Matrizen [L_ij] · [C_ij] in der oben beschriebenen Wellengleichung diagonalisiert werden. Gleichzeitig werden Übertragungssignale, die sich durch den Mehrleiter-Übertragungspfad ausbreiten, Eigenmodi, was es ermöglicht, den Einfluss der Signalstörung zu eliminieren. Wenn eine aus den Eigenvektoren der Matrizen {[L_ij] · [C_ij]} ausgebildete Matrix [T_ij] ist, wird ein Vektor [V_mi] eines Modussignals, das die Gleichung $[V_{i}] = [T_{ij}] \cdot [V_{mi}]$
erfüllt, erhalten.
Wenn die Sendeeinheit 1 Kommunikationssignale V_i (i = 1 und 2) an die Signalleitung 31 und die Signalleitung 32 ausgibt, kann durch Umwandeln der Kommunikationssignale V_i zu den Vektoren V_mi (i = 1 und 2) der oben beschriebenen Modussignale der Einfluss der Signalstörung zwischen den Signalleitungen unterdrückt werden, weil V_mi Eigenmodi sind.
4 zeigt die Verarbeitungsoperation der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12 und der empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit 22. Wenn Zwei-Kanal-Kommunikationssignale V_i (i = 1 und 2) an die Signalleitung 31 und die Signalleitung 32 ausgegeben werden, berechnet die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 Eigenvektoren der Matrizen {[L_ij] · [C_ij]} für eine Übertragungspfadstruktur. Durch das Inverse der aus den Eigenvektoren gebildeten Matrix [T_ij] werden Vektoren V_mi (i = 1 und 2) von Modussignalen aus den Kommunikationssignalen V_i berechnet und an den Übertragungspfad 3 ausgegeben.
Die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22 führt einen inversen Prozess zu dem der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12 durch und rekonstruiert dadurch die Zwei-Kanal-Kommunikationssignale V_i (i = 1 und 2).
Als Nächstes wird als ein Beispiel eines allgemeinen Signalübertragungspfads wie etwa eine Leiterplatte, eines Kabels usw., ein Fall betrachtet, bei dem der Übertragungspfad 3 eine Übertragungsstruktur besitzt, bei der die Querschnittsformen der in dem Übertragungspfad 3 enthaltenen mehreren Signalleitungen 31 und 32 identisch sind und ausgezeichnete Symmetrie besitzen. Wenn die Querschnittsformen der Signalleitung 31 und der Signalleitung 32 identisch sind, besitzen Modussignale, die sich durch den Übertragungspfad ausbreiten, einen sogenannten UNGERADE-Modus und einen GERADE-Modus, und die Umwandlung in Modussignale entsprechend den Modi durch die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22 wird sehr leicht. Ein in diesem Fall durchgeführter Prozess wird unten beschrieben.
Die Sendedaten-Ablageeinheit 11 in der Sendeeinheit 1 von 1 besitzt unterschiedliche Stücke von darin gespeicherten Doppelsequenzdaten (Daten A und Daten B), und die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 erhält die Daten A und die Daten B. Dann führt die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 eine Signalverarbeitung durch, um die Daten A und die Daten B in den GERADE-Modus und den UNGERADE-Modus umzuwandeln.
Ein Operationsflussdiagramm der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12 ist in 5 gezeigt. Hier sind in den folgenden Umwandlungsgleichungen die Daten A in der Sendeeinheit 1 als „A₁“ geschrieben, die Daten B als „B₁“, UNGERADE-Modus-Daten als „UNGERADE₁“ und GERADE-Modus-Daten als „GERADE₁“. Außerdem sind die in die Empfangseinheit 2 eingegebenen UNGERADE-Modus-Daten als „UNGERADE₂“ und GERADE-Modus-Daten als „GERADE₂“ geschrieben, und von Teilen von in die Empfangsdaten-Ablageeinheit 23 eingegebenen Daten ist ein Teil von rekonstruierten Daten entsprechend A₁ als „A₂“ geschrieben, und ein Teil von rekonstruierten Daten entsprechend B₁ als „B₂“.
Die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 liest die Daten A und die Daten B in der Sendedaten-Ablageeinheit 11 (Schritt ST11) und führt einen Additionsprozess und einen Subtraktionsprozess an den Daten A und den Daten B durch (Schritt ST12) und berechnet ein GERADE-Modus-Signal und ein UNGERADE-Modus-Signal durch Zuweisen von Gewichten zu den Ergebnissen des Additions- und Subtraktionsprozesses (Schritt ST13). Für ein Verfahren zum Umwandeln der Daten A und der Daten B zu dem GERADE-Modus und dem UNGERADE-Modus durch die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 führt die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 beispielsweise die Berechnung der folgenden Gleichung (5) durch: $\begin{array}{l} {GERADE}_{1} = (B_{1} + A_{1}) / 2 \\ {UNGERADE}_{1} = (B_{1} - A_{1}) / 2 \end{array}$
Der Gewichtskoeffizient beträgt nämlich in diesem Fall 1/2 und in dem GERADE-Modus werden die Amplitude der Daten B und die Amplitude der Daten A miteinander addiert und ein Ergebnis der Addition wird mit 1/2 multipliziert, und im UNGERADE-Modus wird die Amplitude der Daten A von der Amplitude der Daten B subtrahiert und ein Ergebnis der Subtraktion wird mit 1/2 multipliziert. Man beachte, dass A und B vertauscht werden können.
Das GERADE-Modus- und UNGERADE-Modus-Signal, durch die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 generiert, werden zu dem ersten DA-Wandler 13a und dem zweiten DA-Wandler 13b ausgegeben (Schritt ST14). Der erste DA-Wandler 13a und der zweite DA-Wandler 13b wandeln das GERADE-Modus-Signal und das UNGERADE-Modus-Signal von digitalen Signalen in analoge Signale um und geben die analogen Signale an die beiden Signalleitungen 31 und 32 in dem Übertragungspfad 3 aus. Man beachte, dass der erste DA-Wandler 13a und der zweite DA-Wandler 13b vertauscht werden können.
6 zeigt die oben beschriebene Operation. A₁ und B₁ werden durch die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12 zu GERADE₁ und UNGERADE₁ umgewandelt, und GERADE₁ und UNGERADE₁ werden zu dem ersten DA-Wandler 13a und dem zweiten DA-Wandler 13b ausgegeben.
Außerdem wird angenommen, dass in dem Übertragungspfad 3 zwischen der Signalleitung 31 und der Signalleitung 32 ein Nebensprechen auftritt. Es wird angenommen, dass die Empfangseinheit 2 die durch die Signalleitung 31 und die Signalleitung 32 in dem Übertragungspfad 3 gesendeten Zwei-Kanal-Signale GERADE₁ und UNGERADE₁ als Signale GERADE₂ und UNGERADE₂ empfängt. 7 zeigt ein Operationsflussdiagramm der Empfangseinheit 2.
In der Empfangseinheit 2 werden die analogen Signale, die GERADE₂ (GERADE-Modus-Signal) und UNGERADE₂ (UNGERADE-Modus-Signal) sind, die sich durch die beiden Signalleitungen 31 und 32 im Übertragungspfad 3 ausgebreitet haben, in den ersten AD-Wandler 21a und den zweiten AD-Wandler 21b eingegeben, und der erste AD-Wandler 21a und der zweite AD-Wandler 21b wandeln die analogen Signale in digitale Daten in eine durch die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22 berechenbare Form um und geben die digitalen Daten aus (Schritt ST21). Die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22 führt die unten gezeigte Berechnung durch, um GERADE₂ und UNGERADE₂, die digitale Daten sind, in Zwei-Kanal-Empfangssignale A₂ und B₂ zu rekonstruieren (Schritt ST22) und gibt A₂ als Daten A und B₂ als Daten B aus (Schritt ST23). $\begin{array}{l} A_{2} = {GERADE}_{2} - {UNGERADE}_{2} \\ B_{2} = {GERADE}_{2} + {UNGERADE}_{2} \end{array}$
Durch die oben beschriebene Gleichung (6) besitzen die rekonstruierten Daten A₂ keine Komponente von B, und die rekonstruierten Daten B₂ besitzen keine Komponente von A, und wenn somit das durch etwas anderes als das Nebensprechen verursachte Störungsrauschen (z.B. von den DA-Wandlern oder den AD-Wandlern auftretendes thermisches Rauschen) ignoriert wird, werden in der Empfangseinheit 2 die in der Sendedaten-Ablageeinheit 11 vorliegenden Zwei-Kanal-Daten A und Daten B bezüglich mathematischer Ausdrücke vollständig rekonstruiert. Das heißt, es ist gezeigt worden, dass in dem vorliegenden Übertragungssystem Signale der Daten A und der Daten B einander nicht stören.
8 zeigt die oben beschriebene Operation. Ein GERADE-Modus-Signal (GERADE₂) und ein UNGERADE-Modus-Signal (UNGERADE₂) werden zu Daten A (A₂) und Daten B (B₂) durch die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22 rekonstruiert.
Als solches verwendet die Signalübertragungsvorrichtung der vorliegenden Ausführungsform die Orthogonalität eines GERADE-Modus-Signals und eines UNGERADE-Modus-Signals (einer Eigenschaft, dass die Signale einander keine Nebensprechstörung geben). Ungeachtet dessen, wie eng der Raum zwischen den beiden Signalleitungen 31 und 32 in dem Übertragungspfad 3 ist, gibt es somit keinen Einfluss von Nebensprechen und somit kann ein durch Verengen des Raums zwischen den Signalleitungen in dem Übertragungspfad 3 verursachter Signalfehler vermieden werden, was wiederum zu einer Verbesserung bei der Kommunikationsqualität führt.
9 zeigt als ein Beispiel einen Vergleich bei der Kommunikationsleistung für einen Fall, bei dem die Signalübertragungsvorrichtung eine 16-QAM-Modulation und -Demodulation eines OFDM-Systems verwendet. 9A zeigt Rechenergebnisse von Zahlenwerten einer Konstellation der Empfangseinheit 2 in der ersten Ausführungsform, und 9B zeigt Ergebnisse einer herkömmlichen Ausbildung (ein Fall, bei dem Daten A und B übertragen werden, wie sie durch die beiden Übertragungspfade sind). Beide Fälle besitzen die gleiche Bedingung des Nebensprechens zwischen Signalleitungen, und in den Demodulationsergebnissen der herkömmlichen Ausbildung ist die Konstellation aufgrund von Signalstörung stark ungeordnet, wohingegen in den Demodulationsergebnissen der vorliegenden Ausführungsform 16 Signalpunkte erkannt werden können. Dadurch kann in der Ausbildung der vorliegenden Ausführungsform eine Unterdrückung des Einflusses einer Signalstörung bestätigt werden. Zudem gibt es einen anderen vorteilhaften Effekt, dass die Vorrichtung nicht durch die Übertragungsrate und die Größe der Signalamplitude beeinflusst wird.
Wie oben beschrieben, enthält die Signalübertragungsvorrichtung der ersten Ausführungsform eine Sendeeinheit, die eine sendeseitige Signalverarbeitungseinheit enthält, die eine Zahlenwertberechnung von Datensignalen von mehreren Sequenzen durchführt, und DA-Wandler, die die von der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit ausgegebenen Signale in analoge Signale umwandeln und die analogen Signale an einen aus mehreren Leitern ausgebildeten Übertragungspfad sendet, wobei die Anzahl der DA-Wandler gleich der Anzahl der Datensignale von mehreren Sequenzen ist; und eine Empfangseinheit, die AD-Wandler enthält, die die durch den Übertragungspfad empfangenen Signale in digitale Signale umwandelt, wobei die Anzahl der AD-Wandler gleich der Anzahl der Sequenzen der Datensignale in der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit ist, und eine empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit, die die Datensignale von mehreren Sequenzen von den von den AD-Wandlern ausgegebenen Signalen rekonstruiert, und die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit berechnet Ausgangssignale unter Verwendung einer Matrix, die aus Eigenvektoren entsprechend Übertragungseigenmodi gebildet wird, bei der sich die Signale durch den Übertragungspfad ausbreiten, und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit berechnet die Datensignale von mehreren Sequenzen durch das Inverse der durch die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit verwendeten Matrix, und somit kann die Signalübertragungsvorrichtung eine Miniaturisierung erzielen, während die Qualität beibehalten wird.
Zweite erfindungsgemäße Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform ist ein Beispiel, bei dem die Übertragungseffizienz durch Ändern des Gewichtungsverhältnisses zwischen dem GERADE-Modus und dem UNGERADE-Modus verbessert wird.
10 ist ein Ausbildungsdiagramm einer Signalübertragungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform. Die Signalübertragungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass eine Sendeeinheit 1a und eine Empfangseinheit 2a durch den Übertragungspfad 3 miteinander verbunden sind. Die Sendeeinheit 1a enthält die Sendedaten-Ablageeinheit 11, eine sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a, den ersten DA-Wandler 13a, den zweiten DA-Wandler 13b, eine Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 und eine Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15. Außerdem enthält die Empfangseinheit 2a den ersten AD-Wandler 21a, den zweiten AD-Wandler 21b, eine empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a und die Empfangsdaten-Ablageeinheit 23.
Die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a in der Sendeeinheit 1a ist ausgebildet zum Multiplizieren eines Ergebnisses des miteinander Addierens von Zwei-Sequenz-Datensignalen mit einem Gewichtskoeffizienten (1 - α) und Berechnen der Resultierenden als ein Ausgabedatum und Multiplizieren eines Ergebnisses des Subtrahierens der Datensignale voneinander mit einem Gewichtskoeffizienten α und Berechnen der Resultierenden als das andere Ausgabedatum. Außerdem ist die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a ausgebildet, in der Lage zu sein, den Gewichtskoeffizienten α auf Basis einer Anweisung zum Ändern des Gewichtskoeffizienten von der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15 zu ändern. Die Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 ist eine Verarbeitungseinheit, die die Werte der Reflexionsausmaße des einen Ausgabedatums und des anderen Ausgabedatums in dem Übertragungspfad 3 detektiert. Die Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15 ist eine Verarbeitungseinheit, die die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a anweist, den Wert des Gewichtskoeffizienten α zu ändern, der bewirkt, dass das durch die Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 detektierte Reflexionsausmaß kleiner oder gleich einem eingestellten Wert wird. Außerdem ist die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a in der Empfangseinheit 2a ausgebildet zum Modifizieren des empfangenen einen Ausgabedatums mit 1/(1 - α) und Multiplizieren des anderen Ausgabedatums mit 1/α und Zusammenaddieren des einen Ausgabedatums und des anderen Ausgabedatums und Gestatten, dass die Resultierende als ein Datensignal (A) der Zwei-Sequenz-Datensignale dient, und Subtrahieren des einen Ausgabedatums und des anderen Ausgabedatums voneinander und Gestatten, dass die Resultierende als das andere Datensignal (B) dient. Weiterhin ist die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a dazu ausgebildet, in der Lage zu sein, den Gewichtskoeffizienten α auf der Basis einer Anweisung zum Ändern des Gewichtskoeffizienten von der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15 zu ändern.
Andere Ausbildungen sind die gleichen wie jene der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform, und somit sind entsprechende Abschnitte mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung davon entfällt.
Die Hardwareausbildungen der Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 und der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15 können auch durch ein FPGA usw. wie bei den Hardwareausbildungen der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12a und der empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit 22a umgesetzt werden oder können die in 2 gezeigte Hardwareausbildung sein.
Als Nächstes wird die Operation der Signalübertragungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform beschrieben.
Die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a der zweiten Ausführungsform führt einen unten gezeigten Prozess an Zwei-Kanal-Daten A und -Daten B durch, die in der Sendedaten-Ablageeinheit 11 gespeichert sind. Das eine Ausgabedatum ist nämlich GERADE und das andere Ausgabedatum ist UNGERADE. $\begin{array}{l} GERADE = (1 - α) \times (A + B) \\ UNGERADE = α \times (B - A) \end{array}$
Hier ist α der Gewichtskoeffizient zwischen den Modi und wird durch den Zustand des Übertragungspfads 3 durch eine unten gezeigte Technik bestimmt. Der Prozess von Gleichung (7) ist der gleiche wie der des in 5 gezeigten Flussdiagramms und differiert von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Gewichtskoeffizienten von 1/2 zu α und (1 - α) geändert sind.
Außerdem berechnet in der zweiten Ausführungsform die Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 den Wert einer Reflexionsfehlanpassung in dem Übertragungspfad 3. Die Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 findet beispielsweise die Reflexionsausmaße Sdd11 und Scc11. Da die Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 Ausgangsspannungswerte von dem ersten DA-Wandler 13a und dem zweiten DA-Wandler 13b beispielsweise durch Messen der Spannungswerte des ersten DA-Wandlers 13a und des zweiten DA-Wandlers 13b und eines Spannungswerts auf dem Übertragungspfad 3 unter Verwendung eines AD-Wandlers kennen kann, wie er auch in dem ersten AD-Wandler 21a und dem zweiten AD-Wandler 21b verwendet wird, kann die Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 die Reflexionsausmaße von den durch die AD-Wandler gemessenen Spannungswerten und den ausgegebenen Spannungswerten von den DA-Wandlern finden.
Wenn beispielsweise für die von dem ersten DA-Wandler 13a und dem zweiten DA-Wandler 13b in der Sendeeinheit 1a ausgegebenen UNGERADE-Modus- und GERADE-Modus-Daten die charakteristischen Impedanzen von Signalleitungen in der Sendeeinheit 1a von den charakteristischen Impedanzen der Signalleitung 31 und der Signalleitung 32 in dem Übertragungspfad 3 differieren, werden die Signale an einem Eingangsabschnitt des Übertragungspfads 3 reflektiert. Außerdem kann aus dem gleichen Grund eine Signalreflexion auch an einem Abschnitt zwischen dem Übertragungspfad 3 und der Empfangseinheit 2a auftreten. Das Reflexionsausmaß wird allgemein als Sdd11 in dem UNGERADE-Modus und als Scc11 in dem GERADE-Modus dargestellt, und ein größeres Reflexionsausmaß (Signalpegel = Amplitude) führt zu einer geringeren Übertragungseffizienz. Somit findet die Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 die Größen (Amplituden oder elektrische Leistung) von Sdd11 und Scc11.
Als Nächstes wird die Operation der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15 unter Verwendung eines Flussdiagramms von 11 beschrieben.
Zuerst erhält die Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15 einen Wert der Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 (Schritt ST31). Dann wird der erhaltene Wert mit einem zuletzt erhaltenen Wert verglichen, und falls der Wert von dem letzten Mal gestiegen ist, geht die Verarbeitung weiter zu Schritt ST34 und geht ansonsten weiter zu Schritt ST33 (Schritt ST32). Man beachte, dass, wenn ein zuletzt erhaltener Wert aufgrund der ersten Steuerung nicht vorliegt, usw., ein Standardwert verwendet wird, oder nach dem Erhalten eines zuletzt erhaltenen Werts wird ein Vergleichsprozess durchgeführt. Bei Schritt ST33 wird der aktuelle α-Wert als ein optimaler Kandidat für den Gewichtskoeffizienten gesichert, und bei Schritt ST34 wird eine Anweisung zum Ändern des α-Werts an die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a geliefert. Man beachte, dass der α-Wert in einem Bereich von 0 < a < 1 liegt. Die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a ändert den α-Wert auf Basis der Anweisung zum Ändern des α-Werts von der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15 bei Schritt ST34. Die Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15 bestimmt dann, ob alle Werte der Reflexionsausmaße für einen Fall des Änderns des α-Werts gefunden worden sind (Schritt ST35) und führt Prozesse von Schritt ST31 durch, bis alle Werte der Reflexionsausmaße auf Basis der Änderung beim α-Wert gefunden worden sind. Falls bei Schritt ST35 bestimmt wird, dass alle Werte der Reflexionsausmaße gefunden worden sind, wird ein α-Wert, bei dem der Mindestwert des Reflexionsausmaßes erhalten wird, als ein optimaler Gewichtskoeffizient bestimmt (Schritt ST36).
Für die Operation der Empfangseinheit 2a führt die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a einen inversen Prozess zu dem von Gleichung (7) durch und rekonstruiert die Daten A und die Daten B durch Ändern des α-Werts auf Basis einer Anweisung zum Ändern des α-Werts von der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15.
In der vorliegenden Ausführungsform stellt die Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 15 auf Basis der Rechenwerte von Sdd11 und Scc11 den Wert des Gewichtskoeffizienten α optimal auf Basis der Charakteristika des Übertragungspfads 3 ein und somit kann ein vorteilhafter Effekt einer Verbesserung bei der Übertragungseffizienz erhalten werden.
Wie oben beschrieben multipliziert gemäß der Signalübertragungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit ein Ergebnis des Zusammenaddierens von Doppel-Sequenz-Datensignalen mit einem Gewichtskoeffizienten (1 - α) und berechnet die Resultierende als ein Ausgabedatum und multipliziert ein Ergebnis des Subtrahierens der Datensignale voneinander mit einem Gewichtskoeffizienten α und berechnet die Resultierende des anderen Ausgabedatums, und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit multipliziert das empfangene eine Ausgabedatum mit 1/(1 - α) und multipliziert das andere Ausgabedatum mit 1/α und addiert das eine Ausgabedatum und das andere Ausgabedatum miteinander und gestattet, dass die Resultierende als ein Datensignal unter den Doppel-Sequenz-Datensignalen dient und subtrahiert das eine Ausgabedatum und das andere Ausgabedatum voneinander und gestattet, dass die Resultierende als das andere Datensignal dient, und somit kann der Gewichtskoeffizient zusätzlich zu dem vorteilhaften Effekt der ersten Ausführungsform auf einen willkürlichen Wert eingestellt werden.
Da die Signalübertragungsvorrichtung der zweiten Ausführungsform Folgendes enthält: eine Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit, die die Werte der Reflexionsausmaße des einen Ausgabedatums und des anderen Ausgabedatums in dem Übertragungspfad empfängt; und eine Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit, die die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit anweist zum Ändern des Werts des Gewichtskoeffizienten α, der bewirkt, dass die Reflexionsausmaße kleiner oder gleich einem eingestellten Wert werden, kann außerdem die Übertragungseffizienz zusätzlich zu dem vorteilhaften Effekt der ersten Ausführungsform verbessert werden.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform ist ein Beispiel, bei dem das Gewichtungsverhältnis zwischen dem GERADE-Modus und dem UNGERADE-Modus auf Basis von Empfangserfolgsraten geändert wird.
12 ist ein Ausbildungsdiagramm einer Signalübertragungsvorrichtung der dritten Ausführungsform. Eine Empfangseinheit 2b der dritten Ausführungsform enthält eine Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit 24 und eine Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 25. Die Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit 24 ist eine Verarbeitungseinheit, die Empfangserfolgsraten berechnet durch Vergleichen von von einer Sendeeinheit 1b gesendeten Datensignalen mit durch die Empfangseinheit 2b empfangenen Datensignalen. Die Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 25 ist eine Verarbeitungseinheit, die die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a anweist zum Ändern des Werts eines Gewichtskoeffizienten, der bewirkt, dass die durch die Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit 24 berechneten Empfangserfolgsraten größer oder gleich einem eingestellten Wert werden. Andere Ausbildungen sind die gleichen wie jene der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform, außer dass die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a in der Sendeeinheit 1b und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a in der Empfangseinheit 2b den Gewichtskoeffizienten α gemäß einer Änderungsanweisung von der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 25 ändern, und somit sind entsprechende Abschnitte mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung davon entfällt.
Die Hardwareausbildungen der Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit 24 und der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 25 können auch durch ein FPGA usw. wie bei den Hardwareausbildungen der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12a und der empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit 22a umgesetzt werden oder können die in 2 gezeigte Hardwareausbildung sein.
Als Nächstes wird die Operation der Signalübertragungsvorrichtung der dritten Ausführungsform beschrieben.
Bei der Signalübertragungsvorrichtung der dritten Ausführungsform, werden bekannte Testdaten (die als Trennungsdaten bezeichnet werden können) als Daten A(A₁) und Daten B(B₁) in der Sendedaten-Ablageeinheit 11 an die Empfangseinheit 2b gesendet, und die Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit 24 berechnet als Empfangserfolgsraten, wie viele Daten A(A₂) und Daten B(B₂) in der Empfangsdaten-Ablageeinheit 23 in der Empfangseinheit 2b den Daten A(A₁) und Daten B(B₁) in der Sendedaten-Ablageeinheit 11 entsprechen. Alternativ können als Mittel zum Berechnen von Empfangserfolgsraten in der Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit 24 Bitfehlerraten (BERs) der Empfangsdaten A(A₂) und der Empfangsdaten B(B₂) in der Empfangsdaten-Ablageeinheit 23 verwendet werden. Dass die Empfangserfolgsrate hoch ist und die BER nahe an null liegt, hat hier die gleiche Bedeutung.
Als Nächstes wird die Operation der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 25 unter Verwendung eines Flussdiagramms von 13 beschrieben.
Zuerst erhält die Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 25 einen Wert der Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit 24 (Schritt ST41). Dann wird der erhaltene Wert mit einem zuletzt erhaltenen Wert verglichen, und falls der Wert von dem letzten Mal abgenommen hat, geht die Verarbeitung weiter zu Schritt ST44 und geht ansonsten weiter zu Schritt ST43 (Schritt ST42). Man beachte, dass, wenn ein zuletzt erhaltener Wert aufgrund der ersten Steuerung nicht vorliegt, usw., ein Standardwert verwendet wird, oder nach dem Erhalten eines zuletzt erhaltenen Werts wird ein Vergleichsprozess durchgeführt. Bei Schritt ST43 wird der aktuelle α-Wert als ein optimaler Kandidat für den Gewichtskoeffizienten gesichert, und bei Schritt ST44 wird eine Anweisung zum Ändern des α-Werts an die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a geliefert. Man beachte, dass der α-Wert in einem Bereich von 0 < α < 1 liegt. Die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a ändern den α-Wert auf Basis der Anweisung zum Ändern des α-Werts von der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 25 bei Schritt ST44. Die Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 25 bestimmt dann, ob alle Werte von Empfangserfolgsraten für einen Fall des Änderns des α-Werts gefunden worden sind (Schritt ST45) und führt Prozesse von Schritt ST41 durch, bis alle Werte von Empfangserfolgsraten auf Basis der Änderung beim α-Wert gefunden worden sind. Falls bei Schritt ST45 bestimmt wird, dass alle Werte von Empfangserfolgsraten gefunden worden sind, wird ein α-Wert, bei dem der Höchstwert einer Empfangserfolgsrate erhalten wird, als ein optimaler Gewichtskoeffizient bestimmt (Schritt ST46). Dies ist nämlich, weil gesagt werden kann, dass ein höherer Wert (näher an 100%) einer Empfangserfolgsrate wünschenswerter ist.
Der auf diese Weise bestimmte Wert des Gewichtskoeffizienten α wird in einer Phase wie etwa einem Initialisierungsprozess der Signalübertragungsvorrichtung von der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12a und der empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit 22a geteilt.
Da die Signalübertragungsvorrichtung der dritten Ausführungsform Folgendes enthält: eine Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit zum Berechnen von Empfangserfolgsraten durch Vergleichen der von der Sendeeinheit gesendeten Datensignale mit den durch die Empfangseinheit empfangenen Datensignalen; und eine Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit, die die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit anweist zum Ändern des Werts eines Gewichtskoeffizienten, der bewirkt, dass die durch die Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit berechneten Empfangserfolgsraten größer oder gleich einem eingestellten Wert werden, kann, wie oben beschrieben, die Übertragungseffizienz zusätzlich zu dem vorteilhaften Effekt der ersten Ausführungsform verbessert werden.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform ist ein Beispiel, bei dem das Gewichtungsverhältnis zwischen dem GERADE-Modus und dem UNGERADE-Modus auf Basis der Durchlasscharakteristika des Übertragungspfads 3 geändert wird.
14 ist ein Ausbildungsdiagramm einer Signalübertragungsvorrichtung der vierten Ausführungsform. Eine Empfangseinheit 2c der vierten Ausführungsform enthält eine Durchlasscharakteristik-Berechnungseinheit 26 und eine Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 27. Die Durchlasscharakteristik-Berechnungseinheit 26 ist eine Verarbeitungseinheit, die die Durchlasscharakteristika eines Ausgabedatums und des anderen Ausgabedatums in dem Übertragungspfad 3 detektiert. Die Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 27 ist eine Verarbeitungseinheit, die die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a anweist zum Ändern des Werts des Gewichtskoeffizienten α, der bewirkt, dass die durch die Durchlasscharakteristik-Berechnungseinheit 26 berechneten Durchlasscharakteristika größer oder gleich einem eingestellten Wert werden. Andere Ausbildungen sind die gleichen wie jene der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform, außer dass die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a in der Sendeeinheit 1c und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a in der Empfangseinheit 2c den Gewichtskoeffizienten α gemäß einer Änderungsanweisung von der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 27 ändern, und somit sind entsprechende Abschnitte mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung davon entfällt.
Die Hardwareausbildungen der Durchlasscharakteristik-Berechnungseinheit 26 und der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 27 können auch durch einen FPGA usw. umgesetzt werden wie bei den Hardwareausbildungen der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12a und der empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit 22a oder können die in 2 gezeigte Hardwareausbildung sein.
Als Nächstes wird die Operation der Signalübertragungsvorrichtung der vierten Ausführungsform beschrieben.
In der Signalübertragungsvorrichtung der vierten Ausführungsform werden bekannte Testdaten (die als Trainingsdaten bezeichnet werden können) als Daten A und Daten B in der Sendedaten-Ablageeinheit 11 an die Empfangseinheit 2c gesendet, und die Durchlasscharakteristik-Berechnungseinheit 26 in der Empfangseinheit 2c findet die Größen (Amplituden oder elektrische Leistung) von Durchlasscharakteristika Sdd21 und Scc21 von GERADE-Modus-Daten und UNGERADE-Modus-Daten, die den Übertragungspfad 3 durchlaufen haben. Hier besteht ein Unterschied gegenüber der Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit 14 der zweiten Ausführungsform darin, dass, während in der zweiten Ausführungsform Spannungen zwischen Ausgängen von dem ersten DA-Wandler 13a und dem zweiten DA-Wandler 13b in der Sendeeinheit 1a und dem Übertragungspfad 3 gemessen werden, in der vierten Ausführungsform Spannungen zwischen dem Übertragungspfad 3 und Eingängen zu dem ersten AD-Wandler 21a und dem zweiten AD-Wandler 21b in der Empfangseinheit 2c gemessen werden.
Als Nächstes wird die Operation der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 27 unter Verwendung eines Flussdiagramms von 15 beschrieben.
Zuerst erhält die Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 27 einen Wert der Durchlasscharakteristik-Berechnungseinheit 26 (Schritt ST51). Dann wird der erhaltene Wert mit einem zuletzt erhaltenen Wert verglichen, und falls der Wert seit der letzten Zeit abgenommen hat, geht die Verarbeitung weiter zu Schritt ST54 und geht ansonsten weiter zu Schritt ST53 (Schritt ST52). Man beachte, dass, wenn ein zuletzt erhaltener Wert aufgrund der ersten Steuerung usw. nicht vorliegt, ein Standardwert verwendet wird oder nach dem Erhalten eines zuletzt erhaltenen Werts ein Vergleichsprozess durchgeführt wird. Bei Schritt ST53 wird der aktuelle α-Wert als ein optimaler Kandidat für den Gewichtskoeffizienten gesichert, und bei Schritt ST54 wird eine Anweisung zum Ändern des α-Werts an die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a geliefert. Man beachte, dass der α-Wert in einem Bereich von 0 < α < 1 liegt. Die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit 12a und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit 22a ändern den α-Wert auf Basis der Anweisung zum Ändern des α-Werts von der Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 27 bei Schritt ST54. Die Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit 27 bestimmt, ob alle Durchlasscharakteristika für einen Fall des Änderns des α-Werts gefunden worden sind (Schritt ST55) und führt Prozesse von Schritt ST51 durch, bis alle Durchlasscharakteristika auf Basis der Änderung beim α-Wert gefunden worden sind. Falls bei Schritt ST55 bestimmt wird, dass alle Durchlasscharakteristika gefunden worden sind, wird ein α-Wert, bei dem die größte Durchlasscharakteristik erhalten wird, als ein optimaler Gewichtskoeffizient bestimmt (Schritt ST56). Dies ist nämlich, weil gesagt werden kann, dass ein höherer Wert einer Durchlasscharakteristik (näher an 100%) wünschenswerter ist.
Der auf diese Weise bestimmte Wert des Gewichtskoeffizienten α wird in einer Phase wie etwa einem Initialisierungsprozess der Signalübertragungsvorrichtung von der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit 12a und der empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit 22a geteilt.
Da die Signalübertragungsvorrichtung der vierten Ausführungsform Folgendes enthält: eine Durchlasscharakteristik-Berechnungseinheit, die Durchlasscharakteristika eines Ausgabedatums und des anderen Ausgabedatums in dem Übertragungspfad detektiert; und eine Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit, die die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit anweist zum Ändern des Werts des Gewichtskoeffizienten α, der bewirkt, dass die Durchlasscharakteristika größer oder gleich einem eingestellten Wert werden, kann, wie oben beschrieben, die Übertragungseffizienz zusätzlich zu den vorteilhaften Effekten der ersten Ausführungsform verbessert werden.
Man beachte, dass in der Erfindung der vorliegenden Anmeldung eine freie Kombination der Ausführungsformen, Modifikationen an einer beliebigen Komponente der Ausführungsformen oder Weglassen einer beliebigen Komponente in den Ausführungsformen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung möglich sind.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben, stehen Signalübertragungsvorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung in Beziehung zu einer Ausbildung, die das Auftreten von Signalstörung, das durch Nebensprechen zwischen benachbarten Signalverdrahtungsleitungen bewirkt wird, unterdrücken kann, und eignen sich zur Verwendung als Vorrichtungen, die Hochgeschwindigkeits-Metallleitungssignalübertragung unter Verwendung einer Leiterplatte, eines Kabels usw. durchführen.
Bezugszeichenliste

1, 1a, 1b, 1c:: Sendeeinheit,
2, 2a, 2b, 2c:: Empfangseinheit,
3:: Übertragungspfad,
11:: Sendedaten-Ablageeinheit,
12, 12a:: sendeseitige Signalverarbeitungseinheit,
13a:: Erster DA-Wandler,
13b:: Zweiter DA-Wandler,
14:: Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit,
15, 25, 27:: Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit,
21a:: Erster AD-Wandler,
21b:: Zweiter AD-Wandler,
22, 22a:: empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit,
23:: Empfangsdaten-Ablageeinheit,
24:: Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit,
26:: Durchlasscharakteristik-Berechnungseinheit und
31, 32:: Signalleitung

Claims

Signalübertragungsvorrichtung, umfassend: eine Sendeeinheit (1; 1a; 1b; 1c), die enthält: eine sendeseitige Signalverarbeitungseinheit (12; 12a) zum Durchführen einer Zahlenwertberechnung von Datensignalen von mehreren Sequenzen; und DA-Wandler (13a; 13b) zum Umwandeln der von der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit ausgegebenen Signale in analoge Signale und Aussenden der analogen Signale an einen aus mehreren Leitern ausgebildeten Übertragungspfad (3), wobei eine Anzahl der DA-Wandler gleich einer Anzahl der Datensignale der mehreren Sequenzen ist; und eine Empfangseinheit (2; 2a; 2b; 2c), die enthält: AD-Wandler (21a; 21b) zum Umwandeln der durch den Übertragungspfad empfangenen Signale in digitale Signale, wobei eine Anzahl der AD-Wandler gleich einer Anzahl der Sequenzen der Datensignale in der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit ist; und eine empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit (22; 22a) zum Anweisen der Datensignale der mehreren Sequenzen von den durch die AD-Wandler ausgegebenen Signalen, wobei die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit Ausgangssignale unter Verwendung einer Matrix berechnet, die aus Eigenvektoren entsprechend Übertragungseigenmodi ausgebildet ist, in denen sich die Signale durch den Übertragungspfad ausbreiten, die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit die Datensignale der mehreren Sequenzen durch das Inverse der in der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit verwendeten Matrix berechnet, wobei die sendeseitige Signalverarbeitungseinheit ein Ergebnis des Zusammenaddierens von Zweisequenz-Datensignalen mit einem Gewichtskoeffizienten (1 - α) multipliziert und eine Resultierende als ein Ausgabedatum ermöglicht und ein Resultat des Subtrahierens der Datensignale voneinander mit einem Gewichtskoeffizienten α multipliziert und eine Resultierende als anderes Ausgabedatum ermöglicht, und die empfangsseitige Signalverarbeitungseinheit das empfangene eine Ausgabedatum mit einem Gewichtskoeffizienten 1/(1 - α) multipliziert und das andere Ausgabedatum mit einem Gewichtskoeffizienten 1/α multipliziert und das eine Ausgabedatum und das andere Ausgabedatum zusammenaddiert und erlaubt, dass eine Resultierende als ein Datensignal aus den Zweisequenzdatensignalen dient, und das eine Ausgabedatum und das andere Ausgabedatum voneinander subtrahiert und gestattet, dass eine Resultierende als ein anderes Datensignal dient.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: eine Reflexionsausmaß-Berechnungseinheit (14) zum Detektieren von Werten von Reflexionsausmaßen des einen Ausgabedatums und des anderen Ausgabedatums in dem Übertragungspfad; und eine Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit (15) zum Anweisen der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit und der empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit zum Ändern eines Werts des Gewichtskoeffizienten α, das bewirkt, dass die Reflexionsausmaße kleiner oder gleich einem eingestellten Wert werden.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: eine Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit (24) zum Berechnen von Empfangserfolgsraten durch Vergleichen der von der Sendeeinheit gesendeten Datensignale mit den durch die Empfangseinheit empfangenen Datensignalen; und eine Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit (25) zum Anweisen der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit und der empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit zum Ändern eines Werts des Gewichtskoeffizienten α, das bewirkt, dass die durch die Empfangserfolgsraten-Berechnungseinheit berechneten Empfangserfolgsraten größer oder gleich einem eingestellten Wert werden.
Signalübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, umfassend: eine Durchlasscharakteristik-Berechnungseinheit (26) zum Detektieren von Durchlasscharakteristika des einen Ausgabedatums und des anderen Ausgabedatums in dem Übertragungspfad; und eine Gewichtskoeffizient-Änderungseinheit (27) zum Anweisen der sendeseitigen Signalverarbeitungseinheit und der empfangsseitigen Signalverarbeitungseinheit zum Ändern eines Werts des Gewichtskoeffizienten α, das bewirkt, dass die Durchlasscharakteristika größer oder gleich einem eingestellten Wert werden.