JP3049624B2 - Waveform shaping filter and waveform shaping high-pass filter - Google Patents

Waveform shaping filter and waveform shaping high-pass filter

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JP3049624B2
JP3049624B2 JP4193969A JP19396992A JP3049624B2 JP 3049624 B2 JP3049624 B2 JP 3049624B2 JP 4193969 A JP4193969 A JP 4193969A JP 19396992 A JP19396992 A JP 19396992A JP 3049624 B2 JP3049624 B2 JP 3049624B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、主として既存の電話加
入者線であるメタリックのペアケーブルを用いて、高速
のディジタルデータを送受双方向に同時または交互に伝
送するディジタル加入者線インターフェース装置の受信
信号の処理の中で用いられる波形成形フィルタおよび波
形成形高域通過フィルタに関し、特に、データのサンプ
リングタイミングの制御が可能なように受信信号の波形
を成形して孤立波レスポンスの波形を成形する波形成形
フィルタおよびそれに高域通過フィルタの機能を組み込
んだ波形成形高域通過フィルタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital subscriber line interface apparatus for transmitting high-speed digital data simultaneously or alternately in both directions by using a metallic pair cable, which is an existing telephone subscriber line. The present invention relates to a waveform shaping filter and a waveform shaping high-pass filter used in processing of a received signal, and in particular, to shape a waveform of a received signal and to shape a waveform of an isolated wave response so that data sampling timing can be controlled. The present invention relates to a waveform shaping filter and a waveform shaping high-pass filter incorporating the function of the high-pass filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】ISDN等のディジタル通信網の普及を
図るため、音声帯域信号の伝送に用いられている既存の
メタリックのペアケーブルを用いて高速のディジタルデ
ータを伝送するディジタル加入者線伝送方式が開発され
ている。この場合、加入者線間の距離の違いによる伝送
損の変動、通過帯域の制限および既存の加入者線に存在
する先端開放のブリッジタップ(BT)による反射等を
原因とする符号間干渉歪みに対処する必要がある。ま
た、伝送方式としては、送信と受信を時分割で交互に行
なういわゆるピンポン伝送方式と、ハイブリッド回路お
よびエコーキャンセラを使用して、送信と受信を同時に
行なうエコーキャンセラ方式とが開発されている。
2. Description of the Related Art In order to spread a digital communication network such as ISDN, a digital subscriber line transmission system for transmitting high-speed digital data using an existing metallic pair cable used for transmitting voice band signals has been developed. Is being developed. In this case, inter-symbol interference distortion caused by fluctuation of transmission loss due to a difference in distance between subscriber lines, limitation of a pass band, reflection by an open-ended bridge tap (BT) existing in an existing subscriber line, and the like are given. It needs to be addressed. As a transmission method, a so-called ping-pong transmission method in which transmission and reception are alternately performed in a time-division manner, and an echo canceller method in which transmission and reception are simultaneously performed using a hybrid circuit and an echo canceller have been developed.

【0003】図6はこのうちエコーキャンセラ方式が採
用された従来のディジタル加入者線インターフェース装
置の概略構成を表わすブロック図である。図6におい
て、加入者線10を経て受信された受信信号は、2線−
4線変換のためのハイブリッド12を経てオーバーサン
プリングA/D変換器14でディジタル信号に変換さ
れ、波形成形フィルタ16、高域通過フィルタ18を経
て、減算器20において送信データからエコーキャンセ
ラ22で生成された擬似エコーを減算することにより、
ハイブリッド回路12における送信信号の廻り込み分が
除去され、AGC回路24において伝送路の減衰特性が
補正され、判定帰還等化器(DFE)26において符号
間干渉歪が除去されるとともに、例えば±1,±3の4
値が判定されて出力される。判定帰還等化器26で算出
された係数の一部はタイミング制御部28のタイミング
制御に使用される。オーバーサンプリングA/D変換器
14としては、ΔΣ変換器27およびデシメーションフ
ィルタ29縦続接続が使用される。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional digital subscriber line interface device employing the echo canceller system. In FIG. 6, a received signal received via the subscriber line 10 is a two-line signal.
The signal is converted into a digital signal by an oversampling A / D converter 14 through a hybrid 12 for four-wire conversion, and is generated by a echo canceller 22 from transmission data in a subtracter 20 through a waveform shaping filter 16 and a high-pass filter 18. By subtracting the obtained pseudo echo,
The wraparound of the transmission signal in the hybrid circuit 12 is removed, the attenuation characteristic of the transmission path is corrected in the AGC circuit 24, the intersymbol interference distortion is removed in the decision feedback equalizer (DFE) 26, and for example, ± 1. , ± 3 of 4
The value is determined and output. Some of the coefficients calculated by the decision feedback equalizer 26 are used for timing control of the timing control unit 28. As the oversampling A / D converter 14, a delta-sigma converter 27 and a decimation filter 29 cascade connection are used.

【0004】波形成形フィルタ16については後述す
る。高域通過フィルタ18はエコーキャンセラ22のタ
ップ数を減らして回路を簡単にするために設けられてい
る。ハイブリッド回路12からライン方向をみたインピ
ーダンス特性は理想的でないため、ハイブリッド回路1
2において送信信号が受信側に廻り込んでエコーを発生
する。このエコー成分の消去のためにエコーキャンセラ
22が設けられるのであるが、その規模を表わす指標と
なるタップ数はエコーの孤立波レスポンスの持続時間に
よって決まる。ディジタル加入者線インターフェース装
置にはハイブリッド回路12としてハイブリッドトラン
スまたはそれと類似の2線4線変換器が使用されるが、
それらはカットオフ周波数が数100Hz以下の高域通過
フィルタと等価であるため、そのエコーの孤立波レスポ
ンスは極めてゆっくりと減衰する波形となり、例えば8
0kHz のシンボル周波数に対して100〜200タップ
を有する大規模なエコーキャンセラが必要である。そこ
で、もっと高いカットオフ周波数をもつ高域通過フィル
タ18で低周波成分を除去することにより、エコーの減
衰を早くし、エコーキャンセラのタップ数を20〜30
程度にすることが行なわれる。なお、この高域通過フィ
ルタ18としては、図6に示されるように1サンプル周
期離れたサンプル間の差をとるという、伝達関数(1−
-1)を有する簡単なものが使用される。
The waveform shaping filter 16 will be described later. The high-pass filter 18 is provided to reduce the number of taps of the echo canceller 22 and simplify the circuit. Since the impedance characteristic in the line direction from the hybrid circuit 12 is not ideal, the hybrid circuit 1
In 2, the transmission signal wraps around to the receiving side to generate an echo. An echo canceller 22 is provided to eliminate the echo component. The number of taps serving as an index indicating the size of the echo component is determined by the duration of the solitary wave response of the echo. The digital subscriber line interface device uses a hybrid transformer or a similar two-wire to four-wire converter as the hybrid circuit 12,
Since they are equivalent to a high-pass filter having a cutoff frequency of several hundreds Hz or less, the solitary wave response of the echo has a very slowly attenuating waveform.
A large-scale echo canceller having 100 to 200 taps for a symbol frequency of 0 kHz is required. Therefore, the high-pass filter 18 having a higher cutoff frequency removes low frequency components, thereby speeding up echo attenuation and reducing the number of taps of the echo canceller to 20 to 30.
To the extent that is done. As shown in FIG. 6, the high-pass filter 18 has a transfer function (1−1) that takes the difference between samples separated by one sample period.
The simple one with z -1 ) is used.

【0005】判定帰還等化器26は図7に示すような構
成である。減算器30の出力を判定器32で判定して±
1,±3の判定結果として出力し、減算器34で判定の
前後の差をとって判定誤差とする。この判定誤差と判定
結果を1シンボル分の遅延時間Tを有する複数の遅延器
36の縦続接続で遅延させた信号とから係数演算回路3
8で係数C-1,C0 ,C1 ,…Cm を演算し、そのうち
1 ,…Cm (ポストカーソル値)を係数とする乗算器
40で判定結果の遅延信号を乗算し、加算器42で加算
して帰還信号とし、減算器30で入力信号から帰還信号
を減算して判定器32の入力とする。係数演算回路38
における係数の演算には、例えば周知のLMS(Least
mean square )アルゴリズムが使用される。
The decision feedback equalizer 26 has a configuration as shown in FIG. The output of the subtracter 30 is determined by the determiner 32 and ±
The result is output as a determination result of 1, ± 3, and the difference before and after the determination is taken by the subtractor 34 to be used as a determination error. The coefficient calculation circuit 3 determines the determination error and a signal obtained by delaying the determination result by cascade connection of a plurality of delay units 36 having a delay time T of one symbol.
8 by the coefficient C -1, C 0, C 1 , ... calculates the C m, of which C 1, ... multiplied by the delayed signal of the determination result in the multiplier 40 to C m (post-cursor value) coefficients, summing The feedback signal is subtracted from the input signal by the subtractor 30 and is input to the decision unit 32. Coefficient operation circuit 38
In the calculation of the coefficient in, for example, a well-known LMS (Least
mean square) algorithm is used.

【0006】係数演算回路38において係数C-1
0 ,C1 ,…Cm が収束したとき、それらは、判定帰
還等化器26の入力までの伝送路の孤立波レスポンスの
サンプル値に相当する。これらのうちポストカーソル値
1 ,…Cm を遅延信号に乗算して重ね合わせることに
より、後方への符号間干渉歪波が生成され、減算器30
でそれが除去されるのである。一方、係数C-1,C0
それぞれプリカーソル値、メインカーソル値と呼ばれ、
それらの時刻はそれぞれプリカーソル、メインカーソル
と呼ばれる。プリカーソル値C-1は、以下に述べるよう
にタイミング制御部28におけるタイミング制御に用い
られる。
In the coefficient operation circuit 38, the coefficients C -1 ,
When C 0 , C 1 ,..., C m converge, they correspond to sample values of the solitary wave response of the transmission path up to the input of the decision feedback equalizer 26. The post-cursor values C 1 ,..., C m are multiplied by the delayed signals and superimposed to generate a backward intersymbol interference distortion wave, and the subtractor 30
It is eliminated. On the other hand, the coefficients C -1 and C 0 are called a precursor value and a main cursor value, respectively.
These times are called a pre-cursor and a main cursor, respectively. The precursor value C -1 is used for timing control in the timing control unit 28 as described below.

【0007】波形成形フィルタ16がないとき、判定帰
還等化器26の入力までの伝送路の孤立波レスポンスは
図8(a)の様である。そこで、波形成形フィルタ16
を挿入することによって、図8(b)に示すようにプリ
カーソル付近すなわち、孤立波レスポンス振幅が最大と
なるメインカーソルから1サンプル前のプリカーソルに
おいて負から正へ変化する特性にする。こうしておい
て、判定帰還等化器26において算出されるプリカーソ
ル値C1 が負ならサンプルタイミングを遅らせ、正なら
進ませる制御がタイミング制御部28で行なわれ、この
様にして制御されたクロックが動作クロックとして各ユ
ニットで使用されるのである。
When the waveform shaping filter 16 is not provided, the solitary wave response of the transmission line up to the input of the decision feedback equalizer 26 is as shown in FIG. Therefore, the waveform shaping filter 16
8B, the characteristic changes from negative to positive in the vicinity of the precursor, that is, in the precursor one sample before the main cursor where the solitary wave response amplitude is maximum, as shown in FIG. 8B. In this way, if the precursor value C 1 calculated by the decision feedback equalizer 26 is negative, the sample timing is delayed, and if the precursor value C 1 is positive, the control is advanced by the timing control unit 28, and the clock controlled in this manner is controlled. It is used in each unit as an operation clock.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】波形成形のために、従
来は7〜9タップ程度のトランスバーサルフィルタが使
われ、前記のような波形成形を完全に行なうにはシンボ
ル周波数で動作するのでなく、その2倍または3倍の周
波数で動作する必要があると考えられていた。普通に考
えれば、前記のような波形成形を完全に行なうには受信
信号のシンボル周期毎の振幅を制御するだけでは限界が
あり、その中間点またはシンボル周期を3等分した点の
振幅も制御する必要があると考えられるからである。
Conventionally, a transversal filter having about 7 to 9 taps has been used for waveform shaping. To completely perform the waveform shaping as described above, it is not necessary to operate at the symbol frequency. It was believed that it was necessary to operate at twice or three times that frequency. Normally, there is a limit to complete the waveform shaping as described above by controlling the amplitude of the received signal for each symbol period. The amplitude at the intermediate point or at a point obtained by dividing the symbol period into three equal parts is also controlled. It is considered necessary to do so.

【0009】このため従来はA/D変換器14のデシメ
ーションフィルタ29の出力の周波数もシンボル周波数
の2倍または3倍である必要があった。ここでデシメー
ションフィルタ29はΔΣ変換器27においてA/D変
換出力の周波数の200倍近くという高周波数で1ビッ
ト量子化されたものの高域成分を除去することによって
多値化したディジタル値を得るためのフィルタであり、
それ自体もA/D変換出力の周波数の200倍近くの周
波数で動作する必要があり、その規模も約300タップ
という大規模なトランスバーサルフィルタであるため、
専用のハードウエァで構成されていた。一般にディジタ
ルトランスバーサルフィルタのハードウエァ規模は入力
データの周波数と出力データの周波数とタップ数の積と
強い相関があり、積が大きくなると規模も大きくなる。
従ってデシメーションフィルタ29の出力データの繰り
返し周波数がシンボル周波数の2倍または3倍でなけれ
ばならないということはデシメーションフィルタの規模
縮小を図るのを難しくしていた。またデシメーションフ
ィルタの出力データの繰り返し周波数が大きいことはフ
ィルタを高速で動作させることであり、ハードウェアの
多重使用が困難になり、その実質的な回路規模が増大す
るばかりでなく、消費電力も増大するという問題にも繋
がる。
For this reason, conventionally, the frequency of the output of the decimation filter 29 of the A / D converter 14 also needs to be twice or three times the symbol frequency. Here, the decimation filter 29 removes the high-frequency component of the 1-bit quantized signal at a high frequency of nearly 200 times the frequency of the A / D conversion output in the ΔΣ converter 27 to obtain a multivalued digital value. Filter.
It is necessary to operate at a frequency close to 200 times the frequency of the A / D conversion output itself, and the scale of the transversal filter is about 300 taps.
It consisted of dedicated hardware. In general, the hardware scale of a digital transversal filter has a strong correlation with the product of the frequency of input data, the frequency of output data, and the number of taps, and the larger the product, the larger the scale.
Therefore, the fact that the repetition frequency of the output data of the decimation filter 29 must be twice or three times the symbol frequency makes it difficult to reduce the size of the decimation filter. In addition, the fact that the repetition frequency of the output data of the decimation filter is high means that the filter operates at high speed, which makes it difficult to use multiple hardware, which not only increases the actual circuit scale but also increases power consumption. It also leads to the problem of doing.

【0010】また従来では、デシメーションフィルタ2
9自身に波形成形機能を持たせることも行なわれてい
た。デシメーションフィルタに波形成形機能をもたせる
とそのフィルタ規模は大きくなり、少なくとも600タ
ップ程度のトランスバーサルフィルタになるが、出力周
期は図6の従来例とは異なり、シンボル周波数で済むた
めに回路の多重使用を考慮した実際のハードウェアの大
きさは図6の従来例のデシメーションフィルタと同一で
済む。この結果、図6の例の場合必要であった波形成形
フィルタ16が不要になり、回路規模がその分小さくな
る。しかしこの場合にはデシメーションフィルタのタッ
プ係数が複雑な数字になり、タップ係数をランダムロジ
ックを使って発生することが難しくなり、タップ係数を
格納するためのROMが必要になる。ROMを使うとそ
の消費電力はランダムロジックを使う場合に比べて、か
なり大きくなり、トータルとして期待したほどの回路規
模の縮小、低消費電力化の効果が得られないという問題
があった。
Conventionally, a decimation filter 2
9 itself has been provided with a waveform shaping function. When the decimation filter is provided with a waveform shaping function, the size of the filter becomes large and a transversal filter having at least about 600 taps is obtained. However, the output cycle is different from the conventional example shown in FIG. In view of the above, the size of the actual hardware can be the same as that of the conventional decimation filter shown in FIG. As a result, the waveform shaping filter 16 required in the example of FIG. 6 becomes unnecessary, and the circuit scale is reduced accordingly. However, in this case, the tap coefficients of the decimation filter become complicated numbers, and it is difficult to generate the tap coefficients using random logic, and a ROM for storing the tap coefficients is required. When a ROM is used, the power consumption is considerably larger than when a random logic is used, and there is a problem that the effects of reducing the circuit scale and reducing the power consumption as expected as a whole cannot be obtained.

【0011】したがって本発明の第1の目的は、上記の
問題を克服して、回路規模が小さく、消費電力も少ない
ディジタル加入者線インターフェース装置のフィルタ回
路を提供することにある。本発明の第2の目的は上記の
波形成形機能とともにエコーキャンセラのタップ数削減
のための高域通過機能を有する波形成形高域通過フィル
タを提供することにある。
Accordingly, it is a first object of the present invention to provide a filter circuit for a digital subscriber line interface device which overcomes the above problems and has a small circuit size and low power consumption. A second object of the present invention is to provide a waveform shaping high-pass filter having a high-pass function for reducing the number of taps of an echo canceller, in addition to the above-described waveform shaping function.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成する本
発明の波形成形フィルタは、少なくとも2値からなる多
値レベル信号を所定のシンボル周期Tで伝送する伝送路
の受信側に設けられた符号間干渉補償器の入力までの孤
立波レスポンスの波形をその最大値よりT時間前の近傍
において極性が反転するように成形するトランスバーサ
ル形波形成形フィルタであって、z変換で表現した伝達
関数H(z)が H(z)=1−az-1,ただしa>1 であることを特徴とするものである。
According to the present invention, there is provided a waveform shaping filter provided on a receiving side of a transmission line for transmitting a multilevel signal consisting of at least two values at a predetermined symbol period T. A transversal waveform shaping filter for shaping a waveform of a solitary wave response up to an input of an intersymbol interference compensator so that its polarity is inverted near T time before its maximum value, and a transfer function expressed by z-transform. H (z) is characterized in that H (z) = 1−az −1 , where a> 1.

【0013】また、本発明の波形成形高域通過フィルタ
は、少なくとも2値からなる多値レベル信号を所定のシ
ンボル周期Tで伝送する伝送路の受信側に設けられた符
号間干渉補償器の入力までの孤立波レスポンスの波形を
その最大値よりT時間前の近傍において極性が反転する
ように成形し、かつ、信号の高域成分のみを通過せしめ
るトランスバーサル形波形成形高域通過フィルタであっ
て、z変換で表現した伝達関数H(z)がH(z)=−
1/(1+a)+z-1−a/(1+a)・z-2、ただし
a>1であることを特徴とするものである。
Further, the waveform shaping high-pass filter of the present invention provides an input to an intersymbol interference compensator provided on a receiving side of a transmission path for transmitting a multilevel signal composed of at least two values at a predetermined symbol period T. A transversal waveform shaping high-pass filter that shapes the solitary wave response waveform up to T time before its maximum value so that the polarity is inverted, and passes only the high-frequency component of the signal. , The transfer function H (z) expressed by z-transform is H (z) = −
1 / (1 + a) + z −1 -a / (1 + a) · z −2 , where a> 1.

【0014】[0014]

【作用】伝達関数H(z)が1−az-1であるというこ
とは、1−az-1=−a(−1/a+z-1)より、時間
域で考えると、上記伝達関数は入力信号を(−1/a)
倍した波形を入力信号を信号の1周期Tだけ後に遅らせ
た波形に加え(−a)倍する処理に相当する。すなわ
ち、成形前の孤立波レスポンスが図1(a)に実線で示
すような波形であるとすると、その(−1/a)倍した
波形は図1(a)に破線で示すような波形となり、両者
を合成すると、図1(b)のようになり、最大値より1
周期前の近傍において極性が反転するような波形に成形
される。なお、(−1/a)倍については全体のゲイン
が変わるのみで孤立波レスポンスの波形への影響はな
い。また、極性が反転する点は1周期前よりも多少最大
値側(メインカーソル側)へ寄ることになり、aが1に
近い程それが著しいが、aの値を1よりも充分に大きい
値にとればそのずれは小さく、この点を基準としてサン
プルタイミングを制御しても、波形等化および値の判別
の処理には支障はない。
The fact that the transfer function H (z) is 1-az -1 means that the transfer function is input from the viewpoint of 1-az -1 = -a (-1 / a + z -1 ) in the time domain. Signal (-1 / a)
This corresponds to a process of adding the multiplied waveform to the waveform of the input signal delayed by one cycle T of the signal later and multiplying by (-a). That is, assuming that the solitary wave response before shaping has a waveform shown by a solid line in FIG. 1A, a waveform multiplied by (−1 / a) becomes a waveform shown by a broken line in FIG. When the two are combined, the result is as shown in FIG.
The waveform is shaped so that the polarity is inverted near the period before. Note that for (−1 / a) times, only the overall gain changes and there is no effect on the waveform of the solitary wave response. In addition, the point where the polarity is inverted is slightly closer to the maximum value side (main cursor side) than one cycle before, and this is more remarkable as a is closer to 1, but the value of a is set to a value sufficiently larger than 1. , The deviation is small, and even if the sample timing is controlled based on this point, there is no problem in the processing of waveform equalization and value discrimination.

【0015】上記の伝達関数で表わされるフィルタはシ
ンボル周波数で動く2タップのフィルタで実現すること
ができ、従来方式と較べて著しく簡略化することができ
る。また、前述のように波形成形フィルタの後段に設け
られる高域通過フィルタは1−z-1の伝達関数を有して
いる。したがってこれとの合成関数H(z)は H(z)=(1−az-1)(1−z-1) =1−(1+a)z-1+az-2 となり、H(z)×(−1/(1+a))を改めてH
(z)とおくと、 H(z)=−1/(1+a)+z-1−a/(1+a)・z-2 となり、この伝達関数を有するフィルタは前述の波形成
形機能と高域通過機能を併せ持つ3タップのトランスバ
ーサルフィルタとなる。
The filter represented by the above transfer function can be realized by a two-tap filter that moves at the symbol frequency, and can be significantly simplified as compared with the conventional system. Further, as described above, the high-pass filter provided after the waveform shaping filter has a transfer function of 1-z -1 . Therefore, the combined function H (z) becomes H (z) = (1-az -1 ) (1-z -1 ) = 1- (1 + a) z -1 + az -2 , and H (z) × ( −1 / (1 + a)) is replaced by H
(Z), H (z) = -1 / (1 + a) + z -1 -a / (1 + a) .z- 2 , and the filter having this transfer function has the above-described waveform shaping function and high-pass function. This is a three-tap transversal filter that also has

【0016】[0016]

【実施例】図2は本発明の一実施例である波形成形フィ
ルタ50が使用されたエコーキャンセラ方式のディジタ
ル加入者線インターフェース装置のブロック線図であ
る。波形成形フィルタ50として伝達関数 H(z)=1−az-1、ただしa>1…(1) のものが使用されている点を除けば図6と同一である。
FIG. 2 is a block diagram of an echo canceller type digital subscriber line interface device using a waveform shaping filter 50 according to an embodiment of the present invention. 6 is the same as FIG. 6 except that a transfer function H (z) = 1−az −1 , where a> 1... (1) is used as the waveform shaping filter 50.

【0017】aの値としては、前述のように、aの値が
1に近いと極性が反転する位置のずれが大きくなり、ま
た、ポストカーソル値C1 ,C2 …Cm がメインカーソ
ル値C0 の1/2以上となって判定帰還等化器26にお
ける等化が困難になる。また、aが大き過ぎると1/a
の値が小さくなるので極性反転効果が小さくなり、波形
成形前のプリカーソル値C-1(図8(a)参照)が大き
い伝送路では極性反転が得られなくなりタイミング抽出
ができなくなる。したがって、適用される伝送路の特性
に応じて、1よりも充分に大きく、かつ、プリカーソル
付近での符号反転が生じる値を適宜選択する。例えば、
米国標準規格にある16通りの伝送路の状態について、
自装置のハイブリッドトランス12、デシメーションフ
ィルタ29等の特性を含めた計算機シミュレーションを
行って16通りの孤立波レスポンスを計算し、全体とし
てタイミング抽出や判定帰還等化器26による等化が容
易かどうかをみて適切なaの値を決定する。
As described above, when the value of a is close to 1, the displacement of the position where the polarity is inverted becomes large, and the post-cursor values C 1 , C 2 ... Cm are the main cursor values. Since it is equal to or more than 1/2 of C 0 , equalization in the decision feedback equalizer 26 becomes difficult. If a is too large, 1 / a
Becomes small, the effect of polarity reversal is reduced, and the polarity reversal cannot be obtained on a transmission line having a large precursor value C -1 before waveform shaping (see FIG. 8A), and the timing cannot be extracted. Therefore, a value that is sufficiently larger than 1 and causes a sign inversion near the precursor is appropriately selected according to the characteristics of the transmission path to be applied. For example,
Regarding the state of the 16 transmission lines in the US standard,
Computer simulation including the characteristics of the hybrid transformer 12, the decimation filter 29, etc. of the own apparatus is performed to calculate 16 kinds of solitary wave responses, and it is determined whether or not the timing extraction and the equalization by the decision feedback equalizer 26 are easy as a whole. To determine an appropriate value of a.

【0018】前述したように、高域通過フィルタ18に
は伝達関数 1−z-1…(2) のものが使用されている。波形成形フィルタ50と高域
通過フィルタ18とを図3(a)に表わすようにそれぞ
れ別なブロックとして、縦続接続して用いても良いが、
これらのフィルタは共にシンボル周波数で動作するトラ
ンスバーサルフィルタであるから、1つのフィルタとし
て動作させる方が効率的である。
As described above, the high-pass filter 18 has a transfer function 1-z -1 (2). The waveform shaping filter 50 and the high-pass filter 18 may be used as separate blocks as shown in FIG.
Since these filters are both transversal filters operating at the symbol frequency, it is more efficient to operate them as one filter.

【0019】合成関数をもつフィルタを波形成形高域通
過フィルタと呼ぶこととすると、その伝達関数H
(z-1)は次式で表わされる。 H(z-1)=(1−az-1)(1−z-1) =1−(1+a)z-1+az-2 定数を掛けることは全体のゲインを変えることに相当す
るのみであるから−1/(1+a)を掛けたものを改め
てH(z-1)とおくと、 H(z-1)=−1/(1+a)+z-1−a(1+a)z-2…(3) となる。これをブロック線図で表わすと、図3(b)の
ように3タップのトランスバーサルフィルタの構成とな
る。
If a filter having a synthesis function is called a waveform shaping high-pass filter, its transfer function H
(Z -1 ) is represented by the following equation. Multiplying H (z -1 ) = (1-az -1 ) (1-z -1 ) = 1- (1 + a) z -1 + az -2 only corresponds to changing the overall gain. putting a -1 / (1 + a) again and multiplied by H (z -1) from, H (z -1) = - 1 / (1 + a) + z -1 -a (1 + a) z -2 ... (3 ). If this is represented by a block diagram, a three-tap transversal filter is configured as shown in FIG.

【0020】(3)式のaの値として3,7,15…の
ように(1+a)が4,8,16と2の羃乗数になるよ
うに設定すれば、−1/(1+a)は2の羃乗数とな
る。−a/(1+a)=1−1/(1+a)であるから
−a/(1+a)も2の羃乗数の差として表されるか
ら、このフィルタの演算は加算器とシフターからなる数
値演算ブロック(ALU)を使って数ステップで処理で
きる。
If (1 + a) is set to be a power of 4, 8, 16, and 2 as the value of a in equation (3), such as 3, 7, 15,..., -1 / (1 + a) becomes It is a power of two. Since −a / (1 + a) = 1−1 / (1 + a), −a / (1 + a) is also expressed as a difference of a power of 2, so that the operation of this filter is a numerical operation block composed of an adder and a shifter. (ALU) can be processed in several steps.

【0021】具体例としてa=7としたとき伝達関数は
次式となる。 H(z-1)=−0.125+z-1−0.875z-2…(4) =−2-3+z-1+(2-3−1)z-2 …(5) (4)の伝達関数をもつフィルタの出力での孤立波レス
ポンスの例を図4に示す。この図を見ると、信号のピー
クとなる時刻のほぼ1周期前の時刻に信号の振幅は負か
ら正に変化しており、プリカーソル点での特性をタイミ
ング制御に用いることができることを示している。
As a specific example, when a = 7, the transfer function is as follows. H (z −1 ) = − 0.125 + z −1 −0.875 z −2 (4) = − 2 −3 + z −1 + (2 −3 −1) z −2 (5) FIG. 4 shows an example of a solitary wave response at the output of a filter having a transfer function. Referring to this figure, the amplitude of the signal changes from negative to positive at approximately one cycle before the peak time of the signal, indicating that the characteristic at the precursor point can be used for timing control. I have.

【0022】a=7のとき、トランスバーサルフィルタ
のタップ係数は(5)式のような2の羃定数の組み合わ
せで表わされるので、(4)式で表わされるフィルタの
処理を図5に示すような2入力加算器52とシフタ54
からなるALU(演算ユニット)56を使用して行なう
場合、次の4ステップの処理で終了する。 最新の入力データの極性を反転して3ビット右シフ
トして零に加算する。
When a = 7, the tap coefficient of the transversal filter is represented by a combination of exponential constants of 2 as shown in equation (5), and the processing of the filter represented by equation (4) is shown in FIG. Two-input adder 52 and shifter 54
When the processing is performed using the ALU (arithmetic unit) 56 composed of the following, the processing ends in the following four steps. The polarity of the latest input data is inverted, shifted right by 3 bits, and added to zero.

【0023】 上記の加算結果に1周期前の入力デー
タを加算する。 上記の加算結果に2周期前の入力データを反転して
加算する。 上記の加算結果に2周期前の入力データを3bit
右シフトして加算する。 なお、上記の処理において,の処理の代わりに「1
周期前の入力データに、最新の入力データを反転して3
bit右シフトして加算する」を用いてもよい。
The input data one cycle before is added to the above addition result. The input data two cycles before is inverted and added to the above addition result. 3 bits of input data two cycles before to the above addition result
Shift right and add. In the above processing, “1” is used instead of
Invert the latest input data to the input data before the cycle and
shift right and add ".

【0024】図5に示したALU56は、設定されたシ
フト数に応じてレジスタAに設定された値をシフタ54
にてシフトし、レジスタBに設定された値を加算器52
で加算して出力レジスタ62へ出力するもので、エコー
キャンセラ22等の他の処理においても共用される。他
の処理の都合上、ALUとしてさらに複雑な3入力加算
器を使わざるを得ないときには、−0.875の掛け算
は1回の処理で可能になることは明らかであり、(3)
式のaの値として例えば4.33333としたフィルタ
関数である。
The ALU 56 shown in FIG. 5 stores the value set in the register A in accordance with the set shift number in the shifter 54.
, And the value set in the register B is added to the adder 52.
And outputs the result to the output register 62, which is also used in other processes such as the echo canceller 22. It is clear that multiplication of -0.875 can be performed in a single processing when a more complicated three-input adder must be used as the ALU for other processing reasons. (3)
This is a filter function in which, for example, the value of a in the expression is 4.33333.

【0025】 H(z-1)=−0.1875+z-1−0.8125z-2 =−(0.125+0.0625)+z-1−(1−0.125− 0.0625)z-2 …(6) 等を用いることも多少処理数が増えることを許せば可能
である。(3)式に於いてa=8としたとき、伝達関数
は次式となる。
H (z −1 ) = − 0.1875 + z −1 −0.8125 z −2 = − (0.125 + 0.0625) + z −1 − (1−0.125−0.0625) z −2 . (6) can be used if the number of processes is allowed to increase somewhat. When a = 8 in the equation (3), the transfer function is as follows.

【0026】 H(z-1)=−1/9+z-1−8/9z-2 =−1+9z-1−8z-2 H(z-1)=−0.125+1.125z-1−z-2…(7) (7)式も演算処理量が(4)式と同じである波形成形
高域通過フィルタであることは明らかである。
H (z −1 ) = − 1/9 + z −1 −8 / 9z −2 = −1 + 9z −1 −8z −2 H (z −1 ) = − 0.125 + 1.125z −1 −z −2 (7) It is clear that equation (7) is also a waveform shaping high-pass filter having the same amount of calculation processing as equation (4).

【0027】なお、ポストカーソルにおける孤立波レス
ポンスの振幅はメインカーソルの1/2以下の振幅であ
ることが望ましく、そうなるようにaの値を大きくとる
必要がある。しかし伝送路によっては、極性反転のため
に1に近いaの値を使わざるを得ず、そのためポストカ
ーソルの値がメインカーソルの1/2以上になるような
場合がある。このときはさらに伝達関数 1−(1/a)z-1 を有するフィルタを縦続接続すれば、ポストカーソルの
値を確実に1/2以下にすることができる。
It is desirable that the amplitude of the solitary wave response at the post-cursor be equal to or less than half the amplitude of the main cursor, and it is necessary to increase the value of a in such a manner. However, depending on the transmission path, the value of a close to 1 must be used for polarity reversal, so that the value of the post cursor becomes half or more of that of the main cursor. In this case, if the filter having the transfer function 1- (1 / a) z -1 is further connected in cascade, the value of the post cursor can be reliably reduced to 1 / or less.

【0028】[0028]

【発明の効果】本発明をディジタル加入者線伝送インタ
ーフェース装置に適用することにより、デシメーション
フィルタの出力周期がシンボル周波数でよくなるので、
デシメーションフィルタの回路規模を縮小することが可
能となる。また、デシメーションフィルタに波形成形機
能を持たせる必要がないので、デシメーションフィルタ
のタップ係数の発生回路を簡単なランダムロジックを使
って構成することができ、ROMを使って係数を発生す
る場合にくらべて消費電力を大幅に減らすことが可能に
なる。
By applying the present invention to a digital subscriber line transmission interface device, the output period of the decimation filter can be improved at the symbol frequency.
The circuit scale of the decimation filter can be reduced. Also, since it is not necessary to provide the decimation filter with a waveform shaping function, the tap coefficient generation circuit of the decimation filter can be configured using simple random logic, compared to the case where coefficients are generated using ROM. Power consumption can be significantly reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の作用を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining the operation of the present invention.

【図2】本発明の一実施例である波形成形フィルタが使
用されたデジタル加入者線インターフェース装置のブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a digital subscriber line interface device using a waveform shaping filter according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の波形成形フィルタおよび波形成形高域
通過フィルタの構成を表わすブロック線図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a waveform shaping filter and a waveform shaping high-pass filter of the present invention.

【図4】(4)式の伝達関数をもつフィルタの出力にお
ける孤立波レスポンスの一例を表わす図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a solitary wave response at an output of a filter having a transfer function of Expression (4).

【図5】本発明のフィルタの演算において使用されるA
LUの構成を表わす図である。
FIG. 5 shows A used in the operation of the filter of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an LU.

【図6】従来のデジタル加入者線インターフェース装置
を表わす図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional digital subscriber line interface device.

【図7】判定帰還等化器の構成を表わすブロック線図で
ある。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a decision feedback equalizer.

【図8】波形成形を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining waveform shaping.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12…ハイブリッド 14…オーバーサンプリングA/D変換器 16,50…波形成形フィルタ 18…高域通過フィルタ 22…エコーキャンセラ 26…判定帰還等化器 Reference Signs List 12 hybrid 14 oversampling A / D converter 16, 50 waveform shaping filter 18 high-pass filter 22 echo canceller 26 decision feedback equalizer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒▲崎▼ 裕子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−67764(JP,A) 特開 昭64−4111(JP,A) 特開 昭59−94986(JP,A) 特開 平4−249429(JP,A) 特公 昭59−3046(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 15/00 - 17/08 H04B 3/04 - 3/23 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kuroko saki Yuko 1015 Ueodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (56) References JP-A-64-67764 (JP, A) JP-A Sho 64-4111 (JP, A) JP-A-59-94986 (JP, A) JP-A-4-249429 (JP, A) JP-B-59-3046 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H03H 15/00-17/08 H04B 3/04-3/23

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 少なくとも2値からなる多値レベル信号
を所定のシンボル周期Tで伝送する伝送路の受信側に設
けられた符号間干渉補償器の入力までの孤立波レスポン
スの波形をその最大値よりT時間前の近傍において極性
が反転するように成形するトランスバーサル形波形成形
フィルタであって、該フィルタのz変換で表現した伝達
関数H(z)が H(z)=1−az-1、ただしa>1 であることを特徴とする波形成形フィルタ。
1. A waveform of a solitary wave response up to an input of an intersymbol interference compensator provided on a receiving side of a transmission path for transmitting a multilevel signal composed of at least two values at a predetermined symbol period T is represented by a maximum value. A transversal waveform shaping filter for shaping the polarity so as to be inverted in the vicinity of the time before T time, wherein a transfer function H (z) expressed by z-transform of the filter is H (z) = 1-az -1. Wherein a> 1.
【請求項2】 少なくとも2値からなる多値レベル信号
を所定のシンボル周期Tで伝送する伝送路の受信側に設
けられた符号間干渉補償器の入力までの孤立波レスポン
スの波形をその最大値よりT時間前の近傍において極性
が反転するように成形し、かつ、信号の高域成分のみを
通過せしめるトランスバーサル形波形成形高域通過フィ
ルタであって、該フィルタのz変換で表現した伝達関数
H(z)が H(z)=−1/(1+a)+z-1−a/(1+a)・
-2、ただしa>1 であることを特徴とする波形成形高域通過フィルタ。
2. A waveform of a solitary wave response up to an input of an intersymbol interference compensator provided on a receiving side of a transmission path for transmitting a multilevel signal composed of at least two values at a predetermined symbol period T is represented by a maximum value. A transversal waveform shaping high-pass filter that is shaped so that the polarity is inverted near T time before and allows only the high-frequency component of the signal to pass, and a transfer function expressed by z-transformation of the filter. H (z) is H (z) = − 1 / (1 + a) + z −1 −a / (1 + a) ·
A waveform shaping high-pass filter, wherein z -2 , where a> 1.
【請求項3】 トランスバーサルフィルタの全タップ係
数が2の羃乗値または2つの2の羃乗値の和または差と
して表される請求項1または2記載のフィルタ。
3. A filter according to claim 1, wherein all tap coefficients of the transversal filter are represented as powers of two or a sum or difference of two powers of two.
【請求項4】 トランスバーサルフィルタの伝達関数H
(z)が、 H(z)=−0.125+z-1−0.875z-2 である請求項2記載の波形成形高域通過フィルタ。
4. A transfer function H of a transversal filter.
The waveform shaping high-pass filter according to claim 2 , wherein (z) is H (z) = -0.125 + z- 1 -0.875z- 2 .
【請求項5】 トランスバーサルフィルタの伝達関数H
(z)が、 H(z)=−0.125+1.125z-1−z-2 である請求項2記載の波形成形高域通過フィルタ。
5. A transfer function H of a transversal filter.
The waveform shaping high-pass filter according to claim 2 , wherein (z) is H (z) = -0.125 + 1.125z- 1 -z- 2 .
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