JP2797828B2 - 波形等化器 - Google Patents

波形等化器

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  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディジタル無線通信シス
テムにおいて受信信号の波形の歪を補正する波形等化器
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ディジタル無線通信システムにおいて、
フェージング等により受信信号が歪むと、符号間干渉が
発生し、符号誤り率が劣化するので、波形等化器により
歪を自動等化するのが一般的である。
【0003】図4は従来の波形等化器の構成例を示した
ものであり、以下、その構成および動作を説明する。
【0004】受信信号101は送信側でディジタル変調
されて空間を伝播した後に受信された信号であり、復調
器10へ入力される。
【0005】復調器10は受信信号101を復調・識別
し、第1のベースバンドディジタル信号102を波形等
化器11へ出力する。
【0006】波形等化器11はトランスバーサルフィル
タ13と誤差信号生成器14と相関器15と計数器17
とで構成されており、その処理は次のように行われる。
【0007】トランスバーサルフィルタ13は第1のベ
ースバンドディジタル信号102にフィルタリングを行
って波形整形を行い、第2のベースバンドディジタル信
号103として誤差信号生成器14に出力する。
【0008】誤差信号生成器14は第2のベースバンド
ディジタル信号103を識別して主信号104を後続の
信号処理部(図示せず)に出力すると共に、波形整形後
の残留誤差成分に対応した誤差信号105を相関器15
に出力する。
【0009】相関器15は第1のベースバンド信号10
2と誤差信号105とを入力し、両者の間の相関演算を
各タップ制御タイミングに応じて行い、相関器出力信号
106を計数器17に出力する。例えば、相関演算を簡
単にするため、演算に使用する信号を第1のベースバン
ドディジタル信号102のMSBと誤差信号105のM
SBとに限定すると、両信号の極性が一致した場合には
相関結果は“1”となり、一致しない場合には“0”が
相関器出力信号106として出力される。
【0010】計数器17はN段(Nは自然数)の計数器
であり、相関器出力信号106が“1”のときは+1を
計数し、“0”のときは−1を計数する。
【0011】そして、計数器17はそのNビットの計数
出力のうち上位のMビット(MはN以下の正の整数)を
トランスバーサルフィルタ13のタップ重み付け制御信
号107として出力する。
【0012】しかして、計数器17の出力であるタップ
重み付け制御信号107は、トランスバーサルフィルタ
13による波形整形後の残留誤差成分が最小になるよう
に変化して行くため、その変化が受信信号101に追随
可能な範囲においては、適切な波形等化が行え、主信号
104は正確なものとなる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】ところで、伝播路がフ
ェージングのない良好な条件のもとでは、トランスバー
サルフィルタ13のタップ重み付け係数が瞬時のノイズ
等により容易にゆらぐことがないように、タップ重み付
け制御信号107が安定した状態に保たれることが要求
される。そのためには、計数器17の段数Nが充分に大
きいことが望まれる。
【0014】一方、伝播路でフェージングが発生するこ
とにより受信信号101に波形歪が発生し、更に、その
歪量が時間の経過とともに高速に変化する場合は、トラ
ンスバーサルフィルタ13のタップ重み付け係数が高速
で変化することが要求される。
【0015】しかし、前述した従来の波形等化器11で
はタップ重み付け制御信号107を発生する計数器17
の段数Nが固定であったため、ノイズ等に対する安定性
を重視して段数Nを大きくすると、タップ重み付け係数
の変化が遅くなって時間的に高速で変化する波形歪に対
する追随能力が劣り、反対に、フェージングに対する追
随性を重視して段数Nを小さくすると、ノイズ等に対す
る安定性が悪化するという欠点があった。
【0016】本発明は上記の点に鑑み提案されたもので
あり、その目的とするところは、ノイズ等に対する安定
性を犠牲にすることなく、無線通信の伝播路で発生する
時間的に変化するフェージングに起因する波形歪に対し
て追随特性の優れた波形等化器を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、ディジタル無線通信システムの受信信号を
復調器により復調・識別した第1のベースバンドディジ
タル信号を入力とし、フィルタリングを行って第2のベ
ースバンドディジタル信号を出力するトランスバーサル
フィルタと、第1もしくは第2のベースバンドディジタ
ル信号と第2のベースバンドディジタル信号に含まれる
残留誤差成分との相関演算を行う相関器と、受信信号の
波形歪の変化速度を検出し、検出結果に基づいて段数切
り替え制御信号を出力する歪速度検出器と、相関器の相
関結果を計数してトランスバーサルフィルタのタップ重
み付け制御信号を出力すると共に、段数切り替え制御信
号に応じて計数の変化量を変化させる段数可変計数器と
を備えるようにしている。
【0018】
【作用】本発明の波形等化器にあっては、トランスバー
サルフィルタが、ディジタル無線通信システムの受信信
号を復調器により復調・識別した第1のベースバンドデ
ィジタル信号を入力とし、フィルタリングを行って第2
のベースバンドディジタル信号を出力する。相関器は第
1もしくは第2のベースバンドディジタル信号と第2の
ベースバンドディジタル信号に含まれる残留誤差成分と
の相関演算を行い、段数可変計数器は相関結果を計数し
てトランスバーサルフィルタのタップ重み付け制御信号
を出力する。一方、歪速度検出器は受信信号の波形歪の
変化速度を検出し、検出結果に基づいて段数可変計数器
の段数切り替え制御信号を出力し、段数可変計数器は段
数切り替え制御信号に応じて計数の変化量を変化させ
る。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て説明する。
【0020】図1は本発明の波形等化器の一実施例を示
す構成図である。
【0021】図1において、本実施例は、復調器10
と、歪速度検出器12,トランスバーサルフィルタ1
3,誤差信号生成器14,相関器15,段数可変計数器
16を含む波形等化器11とから構成されている。各部
の機能等の詳細については、重複を避けるため、以下の
動作を通して説明することとする。
【0022】図1において、受信信号101は送信側で
ディジタル変調されて空間を伝播した後に受信された信
号であり、復調器10と波形等化器11の歪速度検出器
12へ入力される。
【0023】復調器10は受信信号101を復調・識別
し、第1のベースバンドディジタル信号102を波形等
化器11のトランスバーサルフィルタ13へ出力する。
【0024】トランスバーサルフィルタ13は第1のベ
ースバンドディジタル信号102にフィルタリングを行
って波形整形を行い、第2のベースバンドディジタル信
号103として誤差信号生成器14に出力する。
【0025】誤差信号生成器14は第2のベースバンド
ディジタル信号103を識別して主信号104を後続の
信号処理部(図示せず)に出力すると共に、波形整形後
の残留誤差成分に対応した誤差信号105を相関器15
に出力する。
【0026】相関器15は第1のベースバンドディジタ
ル信号102と誤差信号105とを入力し、両者の間の
相関演算を各タップ制御タイミングに応じて行い、相関
器出力信号106を段数可変計数器16に出力する。例
えば、相関演算を簡単にするため、演算に使用する信号
を第1のベースバンドディジタル信号102のMSBと
誤差信号105のMSBとに限定すると、両信号の極性
が一致した場合には相関結果は“1”となり、一致しな
い場合には“0”が相関器出力106として出力され
る。
【0027】一方、歪速度検出器12は受信信号101
の波形歪の変化の速度を検出し、予め定められた速度以
上で歪が変化している場合は“1”を、変化がそれ未満
の遅い場合は“0”を段数切り替え制御信号108とし
て段数可変計数器16へ出力する。
【0028】図2は歪速度検出器12の構成例を示した
ものである。
【0029】入力である受信信号101は帯域通過フィ
ルタ20,21,22へ入力され、帯域通過フィルタ2
0,21,22はそれぞれフィルタリングを行い、帯域
通過フィルタ出力信号220,221,222を検波回
路23,24,25に出力する。
【0030】ここで、帯域通過フィルタ20は受信信号
101の帯域の中心より低い周波数に通過帯域の中心を
有し、帯域通過フィルタ21は受信信号101の帯域の
中心付近に通過帯域の中心を有し、帯域通過フィルタ2
2は受信信号101の帯域の中心より高い周波数に通過
帯域の中心を有し、各帯域通過フィルタ20,21,2
2の通過帯域の半値幅が重ならないようにそれぞれの通
過帯域が設定されている。
【0031】検波回路23,24,25は帯域通過フィ
ルタ出力信号220,221,222のレベルを検出
し、検波回路出力信号223,224,225を演算回
路26,27に出力する。
【0032】演算回路26は検波回路出力信号223と
検波回路出力信号225との差分演算を行い、演算回路
出力信号226を微分回路28に出力する。ここで、演
算回路出力信号226は受信信号101の1次歪の量に
対応したものとなる。
【0033】また、演算回路27は検波回路出力信号2
23,225の平均値と検波回路出力信号224との差
をとり、演算回路出力信号227として微分回路29に
出力する。ここで、演算回路出力信号227は受信信号
101の2次歪の量に対応したものとなる。
【0034】微分回路28,29はそれぞれ演算回路出
力信号226,227を時間微分し、微分回路出力信号
228,229を識別回路30に出力する。ここで、微
分回路出力信号228,229はそれぞれ受信信号10
1の1次歪,2次歪の変化の速度に対応したものとな
る。
【0035】識別回路30は微分回路出力信号228,
229の少なくとも一方が予め定められた閾値を越えた
ときに“1”を、越えないときに“0”を段数切り替え
制御信号108として段数可変計数器16に出力する。
【0036】図1において、段数可変計数器16はN段
(Nは正の整数)の計数器であり、相関器出力信号10
6および段数切り替え制御信号108を入力とし、段数
切り替え制御信号108が“0”で相関器出力信号10
6が“1”のときは+1を、相関器出力信号106が
“0”のときは−1を計数する。また、段数切り替え制
御信号108が“1”で相関器出力信号106が“1”
のときは+2を、相関器出力信号106が“0”のとき
は−2を計数する。そして、段数可変計数器16はその
Nビットの計数出力のうち上位のMビット(MはN以下
の正の整数)をトランスバーサルフィルタ13のタップ
重み付け制御信号107として出力する。
【0037】図3は段数可変計数器16の構成例を示し
たものである。
【0038】図3において、セレクタ30,31は段数
切り替え制御信号108の値に応じて入力の一方を選択
し、段数切り替え制御信号108が“0”の場合、セレ
クタ30は+1を、セレクタ31は−1を出力する。ま
た、段数切り替え制御信号108が“1”の場合、セレ
クタ30は+2を、セレクタ31は−2を出力する。
【0039】セレクタ32は相関器出力信号106の値
に応じて入力の一方を選択し、相関器出力信号106が
“1”の場合はセレクタ30の出力を通過させ、相関器
出力信号106が“0”の場合はセレクタ31の出力を
通過させる。
【0040】セレクタ32の出力は加算器33によって
レジスタ34の値と加算され、加算の結果が再びレジス
タ34に格納される。
【0041】しかして、図1において、段数可変計数器
16の出力であるタップ重み付け制御信号107は、ト
ランスバーサルフィルタ13による波形整形後の残留誤
差成分が最小になるように変化して行くが、受信信号1
01の歪の変化速度が遅い場合にはタップ重み付け制御
信号107の変化は遅く、瞬時のノイズ等により容易に
ゆらぐことがなく、安定した状態に保たれる。また、受
信信号101の歪の変化速度が速い場合にはタップ重み
付け制御信号107の変化は速く、フェージングに起因
する波形歪に対して高速に追随することが可能となる。
従って、歪の状態にかかわらず、適切な波形等化が行
え、主信号104は正確なものとなる。
【0042】なお、上記の実施例では段数切り替え制御
信号108により段数可変計数器16の段数を制御する
場合を示したが、段数切り替え制御信号108を相関器
に与え、相関器において相関器出力信号106に重み付
けを行い、重み付けした相関器出力信号106を計数器
によって計数するようにしてもよい。
【0043】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波形等化
器にあっては、受信信号の歪の変化速度を歪速度検出器
により検出し、その検出結果に基づいてトランスバーサ
ルフィルタのタップ重み付け制御信号の単位時間当たり
の変化量を可変するようにしたので、ノイズ等に対する
安定性を犠牲にすることなく、無線通信の伝播路で発生
する時間的に変化するフェージングに起因する波形歪に
対して追随特性の優れた波形等化器を提供することがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の波形等化器の一実施例を示す構成図で
ある。
【図2】図1における歪速度検出器の構成例を示す図で
ある。
【図3】図1における段数可変計数器の構成例を示す図
である。
【図4】従来の波形等化器の例を示す構成図である。
【符号の説明】
10…………………………復調器 11…………………………波形等化器 12…………………………歪速度検出器 13…………………………トランスバーサルフィルタ 14…………………………誤差信号生成器 15…………………………相関器 16…………………………段数可変計数器 101………………………受信信号 102,103……………ベースバンドディジタル信号 104………………………主信号 105………………………誤差信号 106………………………相関器出力信号 107………………………タップ重み付け制御信号 108………………………段数切り替え制御信号 20,21,22…………帯域通過フィルタ 23,24,25…………検波回路 26,27…………………演算回路 28,29…………………微分回路 30…………………………識別回路 220,221,222…帯域通過フィルタ出力信号 223,224,225…検波回路出力信号 226,227……………演算回路出力信号 228,229……………微分回路出力信号 30,31,32…………セレクタ 33…………………………加算器 34…………………………レジスタ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディジタル無線通信システムの受信信号
    を復調器により復調・識別した第1のベースバンドディ
    ジタル信号を入力とし、フィルタリングを行って第2の
    ベースバンドディジタル信号を出力するトランスバーサ
    ルフィルタと、 第1もしくは第2のベースバンドディジタル信号と第2
    のベースバンドディジタル信号に含まれる残留誤差成分
    との相関演算を行う相関器と、 受信信号の波形歪の変化速度を検出し、検出結果に基づ
    いて段数切り替え制御信号を出力する歪速度検出器と、 相関器の相関結果を計数してトランスバーサルフィルタ
    のタップ重み付け制御信号を出力すると共に、段数切り
    替え制御信号に応じて計数の変化量を変化させる段数可
    変計数器とを備えたことを特徴とする波形等化器。
  2. 【請求項2】 歪速度検出器は、 通過帯域が受信信号の帯域内にあり、それぞれ異なる通
    過帯域を有する複数の帯域通過フィルタと、 これらの帯域通過フィルタの出力レベルを比較して受信
    信号の歪量を検出する演算回路と、 演算回路の出力を時間微分して歪の変化速度を検出する
    微分回路とを備えたことを特徴とする請求項1記載の波
    形等化器。
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