JP2001285145A

JP2001285145A - 自動等化回路

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Publication number: JP2001285145A
Application number: JP2000094670A
Authority: JP
Inventors: Garo Kokuryo; 賀郎国領; Nobuo Tsukamoto; 信夫塚本; Hiroyuki Hamazumi; 啓之濱住
Original assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc; Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Hitachi Kokusai Electric Inc; Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-12
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: US20010033615A1; EP1139621A3; JP3898415B2; EP1139621A2

Abstract

(57)【要約】【課題】データ伝送誤りを抑えながら充分に伝送効率
の向上が図れるようにした多値デジタル信号復調回路を
提供すること。【解決手段】データを再生するための自動等化器９と
は別に、等化用の自動等化器２３を設け、受信したトレ
ーニング信号を一旦メモリ２１、２２に格納した上で、
所定の時点で、メモリ２１、２２に格納されているデー
タを読出して等化用の自動等化器２３のタップ係数の更
新処理を行ない、その結果をデータ再生用の自動等化器
９に与えて等化特性が設定されるようにしたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多値デジタル変調
信号の復調回路における等化回路に係り、特に、トレー
ニング信号により等化特性を自動的に設定する方式の自
動等化回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】多値デジタル変調方式による信号伝送シ
ステムも含めて、どのような伝送系でも、波形歪みやエ
コーなどは少ないに越したことはなく、このため、従来
から、多値デジタル変調方式の復調回路に自動等化器を
適用した例が知られているが、このような多値デジタル
変調方式の従来技術による復調回路における自動等化回
路の一例について、図５のブロック図により説明する。

【０００３】この図５に示した自動等化回路では、まず
受信された搬送波周波数ｆの変調波信号は、アナログＢ
ＰＦ(帯域ろ波器)１に入力され、ここで帯域制限された
上でＡＧＣ(自動利得制御部)２により、受信されたとき
のレベルにかかわらず、一定のレベルにされてからＡ／
Ｄコンバータ(アナログ−デジタル変換器)３に入力さ
れ、デジタル化されて受信電力計算部４と乗算器５Ａ、
５Ｂに供給される。

【０００４】そして、受信電力計算部４では、Ａ／Ｄコ
ンバータ３から出力されるデジタル信号に基づいて、受
信された信号のレベルが計算され、それがＡＧＣ２の制
御入力にフィードバックされ、この結果、Ａ／Ｄコンバ
ータ３には、結果的に一定レベルにされたデジタル信号
が入力されるようになる。

【０００５】乗算器５Ａ、５Ｂに入力されたデジタル信
号は、ここで正弦波発生器７から供給されている周波数
ｆの搬送波信号と夫々乗算され、同相成分(Ｉ成分)と直
交成分(Ｑ成分)が取り出される。このとき、乗算器５Ａ
には、正弦波発生器７から直接搬送波信号が供給される
が、乗算器５Ｂには位相シフト器６を介してπ／２位相
シフトされた搬送波信号が供給され、直交復調される。

【０００６】ここで乗算器５Ａに入力される正弦波信号
は、ｃｏｓ(ωt)として表わし、乗算器５Ｂに入力され
る正弦波信号は、ｓｉｎ(ωt)として表わす。なお、ω
＝２πｆである。乗算器５Ａ、５Ｂから出力された同相
成分(Ｉ成分)と直交成分(Ｑ成分)は、夫々ロールオフフ
ィルタ８Ａ、８Ｂにより波形整形され、出力信号Ｉｒ、
Ｑｒとして取り出されて自動等化器９に供給される。

【０００７】そして、この自動等化器９により等化され
たデータ信号Ｉa、Ｑa が識別器１０に入力され、ここ
で送信側で送った送信点を識別し、この識別結果がデー
タ信号Ｉd、Ｑd として出力され、これらがＰ／Ｓ変換
器(並列／直列変換器)１１により直列信号に変換され、
復調された受信データが得られることになる。

【０００８】ここで、自動等化器９は、伝送路での伝送
信号に与えられてしまう波形歪みやエコーなどの影響を
除去するために受信した信号を等化する働きをするもの
であるが、このためには、自動等化器９に予め所定の等
化特性を設定しておく必要がある。

【０００９】ここで、この自動等化器９としては同相成
分と直交成分とからなる複素数で演算を行なう構成によ
るものが一般的であり、その一例を図６により説明す
る。この図６に示した自動等化器９は、２個の加算器１
８Ａ、１８Ｂと、４個のトランスバーサルフィルタ１９
Ａ〜１９Ｄで構成されたもので、入力と出力の関係は、
次のようになっている。

【００１０】いま、各トランスバーサルフィルタ１９Ａ
〜１９Ｄのタップ係数をそれぞれ図のようにＣi 、Ｃq
とする。さらに、Ｉr、Ｑr の値をそれぞれＩr、Ｑr と
表わすこととすると、信号複素数で表わした入力信号の
値(Ｉr＋ｊ・Ｑr)と伝達特性Ｃi、Ｃq の関係は、次の式
で表わせる。

【００１１】(Ｉr＋ｊ・Ｑr)・(Ｃi＋ｊ・Ｃq)＝(Ｉr・Ｃi
−Ｑr・Ｃq)＋ｊ・(Ｉr・Ｃq＋Ｑr・Ｃi) よって、出力信号Ｉa 、Ｑa の値は、入力信号Ｉr、Ｑr
と伝達特性Ｃi、Ｃqにより次式で表わせ、従って、伝
達特性Ｃi、Ｃq を変えることにより、入力信号Ｉr 、
Ｑr に対する出力信号Ｉa、Ｑa の特性、つまり等化特
性を変えることができる。

【００１２】Ｉa＝Ｉr・Ｃi−Ｑr・Ｃq Ｑa＝Ｉr・Ｃq＋Ｑr・Ｃi ここで、自動等化器９の各トランスバーサルフィルタ１
９Ａ〜１９Ｄは、何れも、図７に示すように、(Ｎ−１)
個の遅延素子１９１と、Ｎ個の乗算器１９２、それに総
和器１９３からなる一般的なもので、その伝達特性Ｃ
i、Ｃq は、各乗算器１９２に設定される係数Ｃ１〜Ｃ
Ｎにより設定されるが、これらの係数はタップ係数と呼
ばれており、自動等化器９は、これらのタップ係数の更
新により等化特性が設定されるようになっている。

【００１３】そこで、この等化特性の設定は、次のよう
にして行われる。すなわち、所定のフォーマットのトレ
ーニング信号と呼ばれる信号を基準の信号として設定し
ておき、本来のデータ信号の伝送開始に先立って、ま
ず、このトレーニング信号が送信側から受信側に送信さ
れるようにし、これにより上記した等化特性の設定を行
い、設定完了後、本来のデータ信号の伝送処理に移行す
るのである。

【００１４】このとき、受信側では、受信されたトレー
ニング信号を、トレーニング信号発生器１４から発生さ
れているトレーニング信号と比較し、その差を誤差とし
てこの誤差に応じて自動等化器９の等化特性を変えて行
き、その誤差が最も小さくなったとされたところで、そ
の等化特性を自動等化器９に設定するようになってい
る。

【００１５】このため、図５に示すようにトレーニング
信号同期検出器１２とスイッチ回路１５Ａ、１５Ｂ、そ
れに加算器１６Ａ、１６Ｂを設け、トレーニング信号が
受信され、それがトレーニング信号同期検出器１２で検
出されたらスイッチ回路１５Ａ、１５Ｂを接点ｂ側に切
換えると共に、タップ係数更新器１３に検出信号を供給
し、上に述べたような等化特性を変えていくことを開始
するようにしてある。

【００１６】この結果、送信側から送信されたトレーニ
ング信号が受信側で検出されている間は、自動等化器９
の出力信号Ｉa 、Ｑa が加算器１６Ａ、１６Ｂに供給さ
れるが、このとき加算器１６Ａ、１６Ｂの減算入力に
は、送信側で発生されているトレーニング信号のフォー
マットと同じフォーマットのトレーニング信号Ｉt 、Ｑ
t がトレーニング信号発生器１４から供給されている。

【００１７】そこで、これらの加算器１６Ａ、１６Ｂの
出力には、自動等化器９の出力Ｉa、Ｑa と、基準トレ
ーニング信号Ｉt、Ｑt の夫々の差である等化誤差信号
Ｅi、Ｅq が取り出される。これにより、タップ係数更
新器１３は、これら加算器１６Ａ、１６Ｂの出力信号を
等化誤差信号Ｅi 、Ｅq として入力し、所定の最小誤差
法による等化処理アルゴリズムに従って自動等化器９の
タップ係数を更新する。

【００１８】このタップ係数は、上述の図７に示されて
いるＮ個の乗算器１９２に与えられている係数Ｃ１〜Ｃ
Ｎのことで、これらの各タップ係数Ｃ１〜ＣＮを以下に
示す式に従って、等化誤差値Ｅが最小になるように更新
して行くことにより、必要な等化が与えられた出力信号
Ｉa 、Ｑa が得られることになる。

【００１９】ＣＮ^(T+1)＝ＣＮ^(T)−ｇ・Ｘ^*・ＥＸ^*：入力信号の複素共役数＝Ｉr−ｊ・Ｑr Ｅ：Ｅi＋ｊ・Ｅq＝(Ｉa−Ｉd)＋ｊ・(Ｑa−Ｑd) ｇ：定数（スカラー量）ＣＮ^(T)：時刻Ｔにおけるタップ係数Ｃ１〜ＣＮＣＮ^(T+1)：時刻Ｔ＋１におけるタップ係数Ｃ１〜ＣＮここで、ｊは複素数の虚数部を表わす。

【００２０】なお、この等化特性設定のアルゴリズムの
詳細については、例えば次の文献に開示されている。電子通信学会編、宮川洋外著『デジタル信号処理』昭和５０年１１月、ｐｐ２３１〜２４３タップ係数更新器１３によるタップ係数値の更新処理は
１／変調速度の周期で実施され、この所定の周期毎に繰
り返され、この結果、等化誤差Ｅi、Ｅq は逐次減少し
て零に近づいていく。

【００２１】従って、等化誤差Ｅi、Ｅq が充分に小さ
な値になったら、伝送路の状態によって発生することが
ある波形歪み等の影響をなくすようにするため、受信側
で受信された信号が自動等化器９により等化され、誤り
のないデータの再生が可能になっている状態が得られた
ことになり、最適な等化特性の設定が得られることにな
る。

【００２２】ところで、このようにして受信側での等化
特性の設定が得られたら、ここでスイッチ回路１５Ａ、
１５Ｂを接点ａ側に戻し、本来のデータの伝送動作に移
行するのであるが、このとき、送信側では、受信側で等
化特性の設定が終わった時点を知る術がない。

【００２３】そこで、従来は、受信側でのトレーニング
信号による等化特性の設定にかかる時間を見込んで、予
めトレーニング信号の送出時間を決めておき、この時間
が経過したら、その時点でトレーニング信号の送信を止
め、本来のデータの伝送動作に移行するようにしてい
た。

【００２４】そして、このようにしてトレーニング信号
が途切れると、これが受信側のトレーニング信号同期検
出器１２により検出され、この時点でスイッチ回路１５
Ａ、１５Ｂを接点ａ側に切換える。従って、この後は、
データ信号Ｉa 、Ｑa が識別器１０に入力されるように
なり、この結果、Ｐ／Ｓ変換器１１から直列データ信号
が出力されるという通常のデータ伝送動作に移行するこ
とになる。

【００２５】ところで、このようにして、自動等化器９
の等化特性の設定を終え、データ伝送処理に移行した後
で、データ信号が受信されている状態のとき、例えば位
相ヒットや振幅ヒット、瞬断などが発生し、伝送路の状
態が急変したとすると、自動等化器９では等化状態でな
くなり、いわゆる発散状態になってしまうことがある。

【００２６】この場合、トレーニング信号を用いないで
データ信号によって自動等化器９を等化状態にすること
は難しく、たとえ何らかの方法により等化状態にするこ
とができたとしても、それまでには非常に長い時間がか
かってしまう。

【００２７】ここで、データの伝送に代えて、送信側か
らトレーニング信号を送信してやれば、短時間で再び受
信側の自動等化器９を等化状態にすることができるが、
このためには、受信側で自動等化器９の発散状態が生じ
たことを送信側で検出する必要がある。

【００２８】このとき、データの伝送が双方向に行なわ
れている場合には、この自動等化器９が発散状態となっ
たことも、その双方向データ伝送に関わる何らかの方法
により受信側から送信側に伝送できるかも知れないが、
データ伝送が片方向の場合には、これも不可能である。

【００２９】そこで、従来技術では、図８に示すよう
に、受信側での自動等化器の等化状態とは無関係に、ト
レーニング信号ＤＴを常時、所定の周期で、本来のデー
タ信号ＤＡと交互に送信し、受信側では、トレーニング
信号ＤＴが受信されたら、たとえ自動等化器が発散して
いなくても、このトレーニング信号ＤＴによる自動等化
器の等化設定処理が実行されるようにしていた。

【００３０】自動等化器に発散が発生したときは、受信
側では正しいデータの再生ができなくなるので、ビット
誤りとなってしまう。しかし、データ信号伝送中、自動
等化器に発散が生じたとしても、所定期間後にはトレー
ニング信号が必ず送信されるので、周期毎に送られてく
る次のトレーニング信号が受信された時点で等化処理が
実行され、再び等化状態に復旧することができる。

【００３１】従って、この従来技術によれば、たとえ自
動等化器が発散状態になったとしても、データ信号の伝
送にビット誤りが生じるのは、次にトレーニング信号が
受信され、再び等化状態になるまでの期間に限定され、
トレーニング信号が受信されて、等化状態になった後
は、また誤りのない正しいデータ信号を再生することが
できる。

【００３２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、トレ
ーニング信号の伝送に伴う伝送効率の低下に配慮がされ
ておらず、データ伝送誤りと伝送効率が、トレーニング
信号の伝送頻度によっては、一方を抑えると他方が増す
という、いわゆるトレードオフ関係になってしまうとい
う問題があった。

【００３３】図８で説明したように、従来技術では、デ
ータ信号ＤＡの送信に際して、それの送信を期間Ｙ毎に
区切り、その間にトレーニング信号ＤＴが挿入される
が、ここで、トレーニング信号ＤＴが送信されている期
間Ｘは、本来伝送すべきデータ信号ＤＡは送信できない
ので、トレーニング信号ＤＴが送信された分、データ伝
送効率は低下してしまう。

【００３４】いま、図８に示すように、期間Ｙでの１回
当りのデータ信号ＤＡの送信時間をｔd 、期間Ｘでの１
回当りのトレーニング信号の送信時間ｔt とすると、ト
レーニング信号ＤＴの送信周期は(ｔd＋ｔt)となり、伝
送効率はｔd ／(ｔd＋ｔt)となるので、このデータ信号
の伝送効率を上げるには、１回当りのトレーニング信号
の送信時間ｔt をなるべく短くし、トレーニング信号の
送信周期(ｔd＋ｔt)はなるべく長くなるようにする必要
がある。

【００３５】ここで、１回当りのトレーニング信号の送
信時間を短くするには、等化アルゴリズムの選択と自動
等化器のタップ数に依存するが、データ信号伝送のビッ
トレートが高く、伝送速度が速い場合には、等化アルゴ
リズムと併せて、それの実現に使用するハードウェアの
動作速度が無視できなくなる。

【００３６】つまり、或る等化アルゴリズムによれば、
理論的には短いトレーニング信号での等化が可能であっ
たとしても、それを実現するためのハードウェアの動作
速度がトレーニング信号の長さに比較して遅い場合に
は、１回当りのトレーニング信号を短くすることは不可
能で、ハードウェアの動作速度に合わせた長さのトレー
ニング信号としなければならない。

【００３７】例えば、変調速度が１３.５Ｍbaud のシス
テムで、複素数形自動等化器のタップ数が３０タップ
で、等化アルゴリズムとして最小誤差を用いた場合、等
化状態になるまでに、およそ１ｍsec〜１０ｍsec の処
理時間が必要である。

【００３８】しかしながら、トレーニングにこれだけの
時間が必要であるとすると、実際にデータを伝送する期
間をトレーニング時間の少なくとも１０倍にするように
し、データ伝送効率が極端に低下しないようにする。で
きれば５０倍〜１００倍以上にすることが理想的であ
る。

【００３９】ここで、例えばデータ伝送時間ｔd をトレ
ーニング伝送時間ｔt の５０倍にしたとすれば、伝送効
率は９８％(４９÷５０＝０.９８)になり、トレーニン
グ信号ＤＴの伝送による効率低下はかなり少なくて済
む。

【００４０】ところが、このデータ伝送時間ｔd は、あ
まり長く取ると、データ受信中に自動等化器の発散が発
生した場合、次のトレーニング信号を受信するまでの時
間が長くなってしまい、受信側でのビットエラーが長い
間続き、データ伝送誤りが多くなってしまう。

【００４１】例えば、上記のように、トレーニング伝送
時間ｔt が、最小でも１ｍsec 必要であるとすると、こ
の場合は、データ伝送時間ｔd は、最小でも５０ｍsec
とかなり長くなってしまい、もしもエラーがデータ伝送
期間ｔd のほとんどを占めてしまうと、長いビットエラ
ー期間になってしまう。

【００４２】従って、従来技術では、データ伝送誤りと
伝送効率がトレードオフ関係になってしまい、データ伝
送誤りを抑え、且つ、伝送効率を上げる点に問題を生じ
てしまうのである。本発明の目的は、データ伝送誤りを
抑えながら充分に伝送効率の向上が図れるようにした多
値デジタル信号復調回路を提供することにある。

【００４３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、データ信号と自動等化器用のトレーニン
グ信号を交互に受信し、受信されたトレーニング信号に
基づいて、データ信号の復調に必要な等化特性を自動的
に更新設定する方式の自動等化回路において、データ再
生用の自動等化器と等化トレーニング用の自動等化器と
を設け、前記トレーニング信号が受信されたとき、それ
を逐次一旦メモリに格納した上で所定の時点で逐次読出
し、前記等化トレーニング用の自動等化器を用いて等化
特性を更新する処理を実行し、この更新結果を前記デー
タ再生用の自動等化器に逐次設定することにより前記デ
ータ信号の復調に必要な等化特性が更新されて行くよう
にしたものである。

【００４４】このとき、更に、前記データ再生用の自動
等化器の入力に、トレーニング信号とデータ信号の１回
分の伝送に要する時間と同じ遅延時間を有する遅延回路
が設けられるようにしてもよい。

【００４５】この結果、本発明によれぱ、自動等化器の
タップ更新処理に時間がかかることを前提にした上で、
データ伝送効率を下げず、また、自動等化器が発散して
も、復旧するまでの時間が短くでき、受信側でのビット
エラーが少なくできることになる。

【００４６】つまり、トレーニング信号の時間を自動等
化のタップ更新に必要な時間とは無関係に、等化アルゴ
リズムで必要とするトレーニング信号データ量を送るこ
とができる長さとし、その時間をより短くすることで、
データ伝送期間の時間を伝送効率のより高い長さに設定
するものである。

【００４７】具体的には、受信したトレーニング信号を
一旦メモリに格納し、データを再生するためのデータ再
生用の自動等化器とは別に等化トレーニング用の自動等
化器を備え、メモリに格納された情報を用いて等化トレ
ーニング用の自動等化器のタップ係数の更新処理を行な
い、データを受信するのと並行して、この更新処理を行
なうので、データも受信可能となる。

【００４８】そして、次のトレーニング信号が受信され
たとき、等化トレーニング用の自動等化器で等化状態と
なった各タップ係数値をデータ再生用の自動等化器のタ
ップにそれぞれ書き込みを行なう。そうすることによ
り、１周期遅れではあるが、自動等化器のタップ係数は
適応的に更新されていくことになる。

【００４９】そうすることにより、データ伝送効率が下
がらず、しかも受信側の自動等化器の発散からの復旧が
早くなり、ビットエラーが発生している期間を短くする
ことができる。また、適応的にタップ更新が行われるの
で、伝送路の特性の時間的な変化に対しても追従するこ
とができ、常に等化状態を保ちながら正しくデータの伝
送を行なうことが可能となる。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による自動等化回路
について、図示の実施の形態により、詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態で、ここで、アナログＢＰ
Ｆ１からＰ／Ｓ変換器１１までの構成は、図５で説明し
た従来技術による自動等化回路と同じである。

【００５１】そして、アナログＢＰＦ１に入力された搬
送波周波数ｆの変調波信号が、Ｐ／Ｓ変換器１１から復
調された受信データ信号として得られ、このとき更にト
レーニング信号同期検出器１２とタップ係数更新器１
３、それにトレーニング信号発生回路１４を備え、これ
により、結果的に自動等化器９の等化特性が設定され、
正しい受信データが復調されるように構成されている点
も同じである。

【００５２】従って、まず、この図１の実施形態が、図
５の従来技術と異なる点は、ロールオフフィルタ８Ａ、
８Ｂの出力にトレーニング信号が現れたら、それを一
旦、メモリ２１、２２に記憶させるように構成した点に
ある。そして、このため、スイッチ回路２０Ａ、２０Ｂ
が設けてある。

【００５３】次に、この図１の実施形態が、図５の従来
技術と異なる点は、自動等化器９とは別に、更に等化ト
レーニング用として、本来のデータ再生用の自動等化器
９と全く同じ構成の自動等化器２３が設けてある点にあ
る。

【００５４】そして、まず、この自動等化器２３に、所
定の時点で、メモリ２１、２２から読出したトレーニン
グ信号を入力し、タップ係数更新器１３を動作させ、所
定の等化状態が得られるまで、自動等化器２３のタップ
を更新して行くようにする。

【００５５】こうして自動等化器２３によりトレーニン
グ処理を行った結果、タップが更新され、所定の等化状
態が得られたら、その後、このタップ更新結果を自動等
化器９に与え、この時点で始めて自動等化器９のタップ
が設定され、等化状態が得られるようにしてある。

【００５６】このため、一方ではスイッチ回路２４Ａ、
２４Ｂを設け、これによりトレーニング信号が受信され
ているときは、自動等化器９の出力信号Ｉa 、Ｑa が識
別器１０の入力から切り離されるように構成し、他方で
はスイッチ２５を設け、これにより所定の時点で、自動
等化器２３に設定されたタップ設定結果が自動等化器９
に与えられるように構成してある。

【００５７】従って、スイッチ回路２０Ａ、２０Ｂは、
トレーニング信号同期検出器１２により、トレーニング
信号が検出されている期間だけ閉じるように制御され、
スイッチ回路２４Ａ、２４Ｂは、反転回路２６の存在に
より、スイッチ回路２０Ａ、２０Ｂとは反対に、トレー
ニング信号が検出されている期間だけ開くように制御さ
れる。なお、スイッチ回路２５の動作タイミングについ
ては後述する。

【００５８】次に、この図１の実施形態の動作につい
て、図２のタイミング図により説明する。まず、この実
施形態による自動等化回路の適用に際しては、上記した
従来技術と同じく、送信側では、図８に示すように、ト
レーニング信号ＤＴとデータ信号ＤＡを、期間ｔt と期
間ｔd 毎に交互に周期的に送信するようにしてある。

【００５９】従って、データ伝送動作が開始されると、
図１の自動等化回路では、図２(a)に示すように、トレ
ーニング信号ＤＴとデータ信号ＤＡが交互に受信され
る。ここで、期間Ｘはトレーニング信号ＤＴが送信され
ている期間を表わし、期間Ｙはデータ信号ＤＡが送信さ
れている期間を表わす。

【００６０】そこで、トレーニング信号同期検出器１２
は、図２(a)の受信信号に応じて動作し、図２(e)に示す
ように、トレーニング信号ＤＴが検出されているときＯ
Ｎ(オン)になり、データ信号ＤＡが検出されているとき
はＯＦＦ(オフ)になる制御信号Ｓ１と、図２(f)に示す
ように、この制御信号Ｓ１がＯＮからＯＦＦになる時点
でパルス状にＯＮになる制御信号Ｓ２を発生するように
構成されている。

【００６１】従って、各スイッチ回路の動作タイミング
は、夫々図２の(e)、(f)、(g)に示す通りになる。な
お、ここでは、理解を容易にするため、図示の時刻ｔ₀
で信号の送信が開始され、復調動作が開始されたものと
して説明する。

【００６２】まず、時刻ｔ₀ では、図２(e)に示すよう
に、スイッチ回路２０Ａ、２０ＢがＯＮにされる。この
結果、トレーニング信号ＤＴが受信されている期間Ｘで
は、ロールオフフィルタ８Ａ、８Ｂの出力信号Ｉr 、Ｑ
r はメモリ２１、２２に供給され、従ってこれらのメモ
リ２１、２２には、時刻ｔ₀ からトレーニング信号ＤＴ
が格納されて行く。

【００６３】このときトレーニング信号同期検出器１２
は、ロールオフフィルタ８Ａ、８Ｂの出力信号Ｉr、Ｑr
を入力し、トレーニング信号ＤＴが受信されている
間、このトレーニング信号ＤＴと同期してロールオフフ
ィルタ８Ａ、８Ｂの出力信号Ｉr 、Ｑr が、図２(b)に
示すように、メモリ２１、２２に格納されるようにす
る。

【００６４】一方、このとき、自動等化器９の出力信号
Ｉa 、Ｑa は、スイッチ回路２４Ａ、２４Ｂが、図２
(g)に示すように、ＯＦＦされているので、識別器１０
には入力されない。

【００６５】次に、この期間Ｘに続く次のデータ信号Ｄ
Ａが受信されている期間Ｙでは、まず、図示の時刻ｔ₁
からタップ係数更新器１３が動作を開始し、図２(c)に
示すように、期間ｔs においてメモリ２１、２２から読
出したデータ信号Ｉr'、Ｑr'により、上記した従来技術
のときと異なりタップ更新処理が期間ＤＴの長さに係り
なく行える様にして、自動等化器２３によるトレーニン
グ処理が実行される。

【００６６】そして、このときメモリ２１、２２から読
出したトレーニング信号ＤＴのデータ信号Ｉr'、Ｑr'に
よる自動等化器２３の出力信号Ｉa'、Ｑa'と、トレーニ
ング信号発生器１４から供給されている基準のトレーニ
ング信号Ｉt 、Ｑt との差を最小にするタップが得られ
るまで、タップ係数更新器１３によるタップの更新が実
行され、処理時間ｔs が経過した時点で上記した差が最
小になり、タップの更新処理が終了する。

【００６７】また、この期間Ｙでは、図２(g)に示すよ
うに、スイッチ回路２４Ａ、２４ＢがＯＮされるので、
自動等化器９の出力信号Ｉa 、Ｑa はそのまま識別器１
０に入力され、この結果、時刻ｔ₁ からのデータ信号Ｄ
Ａを復調したデータがＰ／Ｓ変換器１１から出力されて
いることになる。

【００６８】そして、時刻ｔ₃ 、すなわち時刻ｔ₂ から
のトレーニング信号ＤＴの送信が終わり、次の期間Ｙが
始まる直前で、再び図２(f)に示すように、スイッチ回
路２５が短時間閉じられるが、この時刻ｔ₃ では、図２
(c)に示すように、自動等化器２３によるタップの更新
が済んでいる。

【００６９】そのときスイッチ回路２５を介して、この
タップの更新結果が自動等化器９に設定され、この結
果、以後、自動等化器９による正しい等化を受けたデー
タ信号ＤＡが復調され、Ｐ／Ｓ変換器１１から出力され
ることになる。そして、時刻ｔ₃ 以後は、再び上記した
時刻ｔ₁ から時刻ｔ₃ までの動作を繰り返す。

【００７０】従って、この図１の復調回路では、データ
の送信が開始され、データが受信された後、そこに含ま
れてトレーニング信号ＤＴが２回、受信された時点で自
動等化器９は正しい等化状態にされ、以後、トレーニン
グ信号ＤＴが現れる毎に、１回前のトレーニング信号Ｄ
Ｔによる自動等化器２３のタップの更新が行われ、この
タップ更新結果が、次のトレーニング信号ＤＴが現れる
毎に、自動等化器９に与えられ、タップ更新されるとい
う動作が繰り返されることになる。

【００７１】この結果、この実施形態によれば、データ
伝送中、たとえ自動等化器９が発散状態になったとして
も、データ伝送にビット誤りが生じてしまうのは、次に
トレーニング信号ＤＴが受信されるまでの期間に限定さ
れ、トレーニング信号が受信された後は、再び誤りのな
い正しいデータを再生することができる。

【００７２】ところで、この復調回路の場合、図２から
明らかなように、タップ係数更新器１３によるタップ係
数の更新処理時間ｔs は、トレーニング信号ＤＴの送信
期間ｔt 内に限られるのではなくて、それよりも長くで
き、最大では、データ信号ＤＡの送信期間ｔd を越え、
これらの期間の和(ｔt＋ｔd)に近い長さになっても良い
ことが判る。

【００７３】そこで、メモリ２１、２２から、そこに記
憶しておいたトレーニング信号ＤＴをデータ信号Ｉr'、
Ｑr'として読出すとき、その読出速度をタップ係数更新
器１３によるタップ係数の更新処理速度に合わせて読出
してやれば、タップ係数更新器１３によるタップ係数の
更新処理速度が遅くて、トレーニング信号ＤＴの送信期
間ｔt の間における処理量ではタップが更新できない場
合でも、問題無く、充分に対応できることになる。

【００７４】つまり、この場合、更新処理時間ｔs が長
くても、それには関係なくトレーニング信号ＤＴの期間
ｔt を、等化アルゴリズムに依存するが、短くできるこ
とになり、この結果、データ信号ＤＡの送信期間ｔd に
比べトレーニング信号ＤＴの送信期間ｔt をより短くす
ることができる。

【００７５】この結果、この実施形態によれば、タップ
係数更新器１３によるタップ係数の更新処理速度に限定
されることなく、トレーニング信号ＤＴの送信期間ｔt
をデータの変調速度に応じて充分に短縮させることがで
き、データ伝送誤りの増加を伴うことなく、伝送効率を
充分に向上させることができる。

【００７６】ここで、上記実施形態におけるデータ伝送
誤りと伝送効率について、具体的に説明する。まず、こ
こで、データの変調速度が１３.５Ｍbaud で、トレーニ
ング信号には２５６シンボルを割り当て、データ信号に
は１８９４４シンボルを割り当てたとする。そうする
と、この場合、ｔt ＝２５６／１３.５Ｍbaud＝１８．９６μsec ｔd ＝１８９４４／１３.５Ｍbaud＝１４０３μsec となる。

【００７７】そうすると、この場合、データ伝送効率η
は、 η＝ｔd ／(ｔd ＋ｔt ) ＝１８９４４÷(１８９４４＋２５６)＝９８.７％となるので、ほとんど１００％に近い、極めて高いデー
タ伝送効率を得ることができる。

【００７８】また、自動等化器に発散が発生して全ての
データが正しく伝送できなかった場合、データの誤りが
継続してしまう期間は、データ信号に割り当てた期間と
同じになる。そうすると、この場合、データ誤りが継続
してしまう期間は、最大でも１.４ｍsec (≒１４０３μ
sec)となり、充分に短い期間に抑えることができる。

【００７９】一方、従来技術の場合は、上記したよう
に、トレーニング信号の継続期間として１〜１０ｍsec
必要であるから、いま、これを５ｍsec と仮定したとす
ると、データ伝送効率ηを同じにするには、１回当りの
データ伝送期間を３７０ｍsec(＝５ｍsec×(１８９４４
÷２５６))にしなければならない。そうすると、すべて
のデータが正しく伝送できなかった場合、従来技術で
は、データ誤りは３７０ｍsec もの長い時間にわたり継
続してしまうことになる。

【００８０】しかして、このときデータ誤りが生じてし
まう期間を、上記本発明の実施形態と同じにするために
は、データ伝送期間を１.４ｍsec にしなければならな
いが、そうすると、トレーニング信号期間が上記したよ
うに５ｍsec なので、データ伝送効率は、２１.９％(＝
１４÷(５＋１.４))と極端に低下してしまう。

【００８１】従って、本発明の実施形態によれば、デー
タ伝送誤りの増加を抑え、且つ、伝送効率は充分に向上
できることになる。また、このとき、本発明の実施形態
では、１.４ｍsec 毎にトレーニング信号を繰り返し伝
送するので、伝送路の特性の変化に対しても充分に追従
することができ、従って、精度のよい等化特性を常に容
易に保つことができる。

【００８２】次に、本発明の他の実施形態について、図
３により説明する。この図３の実施形態は、図示のよう
に、各ロールオフフィルタ８Ａ、８Ｂと、自動等化器９
の間に、夫々遅延回路２７Ａ、２７Ｂを挿入したもの
で、その他の構成は、図１の実施形態と同じである。

【００８３】遅延回路２７Ａ、２７Ｂは夫々所定の遅延
時間τを有し、ロールオフフィルタ８Ａ、８の出力信号
Ｉｒ、Ｑｒに、この所定の遅延時間τを与え、遅延出力
信号ＩｒＤ、ＱｒＤとして自動等化器９に供給する働き
をする。ここで、この所定の遅延時間τは、１フレーム
分のデータ信号の伝送に要する時間、つまりトレーニン
グ信号ＤＴとデータ信号ＤＡの１回分の伝送時間、すな
わちτ＝ｔt＋ｔd 時間(図８参照)に設定してある。

【００８４】次に、この図３の実施形態の動作につい
て、図４のタイミング図により説明する。ここで、この
図４のタイミング図は、図２のタイミング図に、図(h)
として、遅延回路２７Ａ、２７Ｂの出力信号Ｉｒ、Ｑｒ
のタイミング図を付加したものであり、その他の図形は
同じである。

【００８５】そして、更に説明のため、同図(a)に示し
てあるトレーニング信号ＤＴとデータ信号ＤＡに番号
０、１、２、……、が付してあり、これに対応して、同
図(h)でのトレーニング信号ＤＴとデータ信号ＤＡにも
番号０、１、２、……、が付してあり、図(a)と図(h)
で、同じ番号の信号が対応していることを表している。

【００８６】いま、ここで、図２(a)の時刻ｔ０で、ロ
ールオフフィルタ８Ａ、８Ｂから出力されたトレーニン
グ信号がＤＴ１であったとすると、このトレーニング信
号ＤＴ１が、同図(b)に示すようにしてメモリ２１、２
２に取込まれ、これにより自動等化器２３による等化引
き込み処理、すなわち、タップ更新が、図(c)に示すよ
うに実行され、こうして得られたタップ係数値が、図
(d)に示すように、時刻ｔ３でスイッチ回路２５を経由
して自動等化器９に書き込まれる。

【００８７】ところが、自動等化器９に対しては、ロー
ルオフフィルタ８Ａ、８Ｂの出力信号Ｉｒ、Ｑｒが遅延
回路２７Ａ、２７Ｂにより１フレーム分遅延されて入力
されるので、タップ更新したときに使用したトレーニン
グ信号ＤＴ１及びそれに続くデータ信号ＤＡ１に対し
て、遅延出力信号ＩｒＤ、ＱｒＤでのトレーニング信号
ＤＴ１及びそれに続くデータ信号ＤＡ１が丁度同期した
形で自動等化器９にタップ係数値が書き込まれるように
なる。

【００８８】この場合、タップ更新処理までに１フレー
ム分の時間を要しているが、等価的には、トレーニング
信号ＤＴ１により等化引き込みをした後、すぐに同一フ
レームのデータ信号ＤＡ１に等化特性が反映した形でタ
ップ更新処理が与えられることになり、従って、この図
３の実施形態によれば、各フレーム毎に、トレーニング
信号ＤＴによるタップ更新処理の結果から直ちに、同一
フレーム内のデータ信号ＤＡの等化が得られることにな
る。

【００８９】図１の実施形態では、或る時点、例えば時
刻ｔ０で受信されたトレーニング信号ＤＴ１によって等
化引き込み動作が行なわれた場合、その更新計算に時間
がかかるため、そのタップ係数値が自動等化器９に反映
されるのは、次のフレームのデータ信号ＤＡ２になって
しまい、１フレーム時間遅れてタップ係数値の更新がな
される。

【００９０】これでも、伝送路があまり変化しない場合
には問題はないが、伝送路が短期間で変化しているとき
は、１フレーム前の信号で求めた等化タップ係数値での
等化特性では、伝送路の変化に追従が遅れ、正確な等化
が得られなくなる虞れがあるが、この図３の実施形態で
は、すぐに反映された形になるので、伝送路の変化に対
して十分追従することができる。

【００９１】従って、この図３の実施形態によれば、自
動等化器に対するタップ係数値の設定が、受信信号に同
期した状態にでき、この結果、追従特性が大きく改善さ
れ、伝送路の変化が多いときでも常に正しい受信データ
を容易に再生することができる。

【００９２】なお、以上の説明では、遅延回路２７Ａ、
２７Ｂの遅延時間τを１フレーム分の伝送時間に設定し
たが、フレームの長さとタップ係数値の更新処理時間と
の関係で、遅延時間を２フレーム以上にしなければなら
ない場合もあるが、その場合には遅延回路２７Ａ、２７
Ｂの遅延時間を、その時間に合わせて延ばせばよい。

【００９３】

【発明の効果】本発明によれば、自動等化器のタップ更
新計算に時間がかかっても、トレーニング信号を長くす
る必要がないので、少ないデータ伝送誤りのもとで、充
分に伝送効率の向上が図れ、この結果、高性能で信頼性
の高い多値デジタル信号復調回路を容易に提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動等化回路の一実施形態を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態の動作を説明するためのタ
イミング図である。

【図３】本発明による自動等化回路の他の一実施形態を
示すブロック図である。

【図４】本発明の他の一実施形態の動作を説明するため
のタイミング図である。

【図５】従来技術による自動等化回路の一例を示すブロ
ック図である。

【図６】多値デジタル信号の復調回路における自動等化
器の一例を示すブロック図である。

【図７】自動等化器の構成要素であるトランスバーサル
フィルタの一例を示すブロック図である。

【図８】多値デジタル信号復調回路が対象とする信号の
一例を示す説明図である。

【符号の説明】

１アナログＢＰＦ(アナログ帯域ろ波器) ２ＡＧＣ(自動利得制御部) ３Ａ／Ｄコンバータ(アナログ−デジタル変換器) ４受信電力計算器５Ａ、５Ｂ、１９２乗算器６位相シフト器７正弦波発生器８Ａ、８Ｂロールオフフィルタ９、２３自動等化器１０識別器１１Ｐ／Ｓ直列変換器(並列／直列変換器) １２トレーニング信号同期検出器１３タップ係数更新器１４トレーニング信号発生回路１５Ａ、１５Ｂ、２０Ａ、２０Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ、２
５スイッチ回路１６Ａ、１６Ｂ、１８Ａ、１８Ｂ加算器１９(１９Ａ〜１９Ｄ) トランスバーサルフィルタ２１、２２メモリ２６反転回路２７Ａ、２７Ｂ遅延回路１９１遅延素子１９３総和器

フロントページの続き (72)発明者塚本信夫東京都小平市御幸町32番地日立電子株式会社小金井工場内 (72)発明者濱住啓之東京都世田谷区砧一丁目10番11号日本放送協会放送技術研究所内Ｆターム(参考） 5J023 AC12 AD01 DA01 DB05 DC01 DD09 5K004 AA01 AA05 BD01 FB05 FH03 5K046 EE06 EE34 EE37 EF06 EF07 EF23 EF27 EF46 EF48

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】データ信号と自動等化器用のトレーニン
グ信号を交互に受信し、受信されたトレーニング信号に
基づいて、データ信号の復調に必要な等化特性を自動的
に更新設定する方式の自動等化回路において、データ再生用の自動等化器と等化トレーニング用の自動
等化器とを設け、前記トレーニング信号が受信されたとき、それを逐次一
旦メモリに格納した上で所定の時点で逐次読出し、前記
等化トレーニング用の自動等化器を用いて等化特性を更
新する処理を実行し、この更新結果を前記データ再生用
の自動等化器に逐次設定することにより前記データ信号
の復調に必要な等化特性が更新されて行くように構成し
たことを特徴とする自動等化回路。
【請求項２】請求項１に記載の発明において、前記データ再生用の自動等化器の入力に、トレーニング
信号とデータ信号の１回分の伝送に要する時間と同じ遅
延時間を有する遅延回路が設けられていることを特徴と
する自動等化回路。