JP3316594B2 - 波形等化器 - Google Patents

波形等化器

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、データ伝送系又はデー
タ記録系に於ける受信信号又は再生信号の波形を等化す
る波形等化器に関する。データ伝送系に於ける有線又は
無線の伝送路を介して受信した信号は、伝送路の損失や
周波数特性等により波形歪が大きいものとなるから、等
化した後に識別検出する必要がある。同様に、データ記
録系に於いても、再生信号は符号間干渉を受けることに
より、信号波形が大きく歪むものであるから、等化した
後に識別検出する必要がある。その為に、パーシャルレ
スポンス方式の波形等化器が採用されている。このよう
な波形等化器の特性を改善することが要望されている。
【0002】
【従来の技術】従来例のパーシャルレスポンス方式の
(1+D)n の波形等化器は、例えば、図4に示すよう
に、複数の1サンプル時間の遅延時間を有する遅延素子
51と、複数の係数乗算器52と、加算器53とからな
り、アナログ入力信号がサンプリングされてディジタル
信号に変換され、縦属接続された遅延素子51に加えら
れる。入力信号と各遅延素子51の出力信号とがそれぞ
れ係数乗算器52に加えられ、それぞれ係数K1 ’〜K
m ’が乗算されて加算器53に入力される。各係数乗算
器52の出力信号が加算器53により加算されることに
より、波形等化された信号が出力される。
【0003】係数乗算器52に於ける係数K1 ’〜
m ’は、入力信号と(1+D)n の等化波形とに基づ
いて選定される。又n=1とすると、(1+D)となる
から、等化出力信号のレベルは3値となり、n=2とす
ると、(1+2D+D2 )となり、等化出力信号は5値
となる。即ち、nを大きくするに従って、等化出力信号
のレベルは多値となり、高域ノイズ成分による影響を少
なくして、入力信号を等化することができる。
【0004】波形等化器の等化出力信号は、例えば、ビ
タビ復号器に入力されて、データの識別検出が行われる
もので、ビタビ復号器は、例えば、等化出力信号と、仮
定データ列に対応した仮定値との差の二乗演算を行った
二乗誤差信号をACS回路に入力する。このACS回路
は、加算器(A)と比較器(C)と選択器(S)とから
構成され、このACS回路の加算器(A)により前回の
パスメトリック値と二乗誤差信号とを加算し、二種類の
加算出力信号を比較器(C)により比較し、小さい値の
方を選択するように選択器(S)を制御し、選択器
(S)から今回のパスメトリック値を出力し、その時の
選択情報をパスメモリに保持し、パスメモリの最終段か
ら最尤パスに対応する値を、最尤復号出力信号として出
力する。
【0005】
【発明が解決しようとする問題点】前述の(1+D)n
の波形等化器に於いては、その等化出力信号を基にクロ
ック信号の抽出や自動等化制御等を行うものであるが、
nを大きくする程、信号の高域成分が抑圧されるから、
クロック信号抽出が容易でなくなり、クロック信号再生
の為の回路構成が複雑化する欠点がある。又係数乗算器
52を適応的に制御する場合のループの追従性が劣化す
る欠点があった。本発明は、等化制御構成を簡単化し、
且つクロック信号の抽出も簡単となるようにすることを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の波形等化器は、
図1を参照して説明すると、符号間干渉を有する入力信
号波形を、1ビット周期の遅延時間をDとして、パーシ
ャルレスポンス方式の(1+D)n (但し、n≧2)
波形に等化を行う波形等化器に於いて、前段等化部1と
後段等化部2とを従属接続した構成とし、前段等化部1
は、複数の従属接続した遅延素子3と、各遅延素子3の
出力信号に係数を乗算する係数乗算器4と、各係数乗算
器4の出力信号を加算する加算器5とにより、(1+
D)の波形に等化してクロック抽出する構成を有し、後
段等化部2は、遅延素子6と加算器7とからなる(1+
D)の演算回路8をn−1個従属接続した構成を有する
ものである。
【0007】なお、前段等化部1は、遅延素子3と係数
乗算器4と加算器5とからなる(1+D)の等化特性を
有し、後段等化部2は、(1+D)の演算を行う演算回
路8をn−1個有するもので、n≧2として、(1+
D) n の等化を行う波形等化器を、前段等化部1と後段
等化部2とにより構成するものである。
【0008】又前段等化部1をインパルス応答波形に等
化する構成とし、後段等化部2を、n個の演算回路8の
縦属接続により構成し、全体で(1+D)n の等化特性
を得るものである。
【0009】又前段等化部1の(1+D)の等化出力信
号又はインパルス応答波形の等化出力信号を基にクロッ
ク信号を再生する構成とするものである。
【0010】又後段等化部2を構成する遅延素子6と加
算器7とからなる演算回路8の接続段数を切替える構成
とするものである。
【0011】
【作用】波形等化器を、前段等化部1と後段等化部2と
に分けて構成し、前段等化部1は、図示のように、遅延
素子3と係数乗算器4と加算器5とにより構成し、係数
乗算器4の係数K1 〜Km の選定により、(1+D)の
等化又はインパルス応答波形の等化を行うことができる
ものであり、係数乗算器4の係数K1 〜Km の選択が容
易となるから、適応的に制御することができる。又後段
等化部2は、遅延素子6と加算器7とからなる演算回路
8を縦属接続して構成したもので、乗算器を含まないか
ら、回路規模は僅かな増加で済むことになる。
【0012】又前段等化部1を(1+D)の等化特性と
した場合は、後段等化部2を(1+D)n-1 の等化特性
が得られるように、演算回路8をn−1個縦属接続する
ことにより、前段等化部1と後段等化部2とにより(1
+D)n の等化特性が得られる。
【0013】又前段等化部1をインパルス応答波形の等
化特性とした場合は、(1+D)nのnを0にした場合
に相当するから、後段等化部2により(1+D)n の等
化特性が得られるように、遅延素子6と加算器7とから
なる演算回路8をn個縦属接続するものである。
【0014】又前段等化部1の(1+D)又はインパル
ス応答波形の等化出力信号は、信号の高域成分を多く含
むものであるから、クロック信号の抽出が容易となる。
特にインパルス応答波形の等化出力信号は、(1+D)
の等化出力信号よりも、クロック信号成分を多く含むも
のであるから、クロック信号の抽出が容易となる。
【0015】又後段等化部2にビタビ復号器を接続した
場合、符号間干渉が大きい時に、等化特性の次数nを大
きくし、反対に符号間干渉が小さい時に、等化特性の次
数nを小さくすることにより、入力信号のS/Nが小さ
い場合でも、復号誤り率が劣化しないものであるから、
等化特性の次数nは、後段等化部2の演算回路8の接続
段数を切替えることにより、容易に対処できることにな
る。
【0016】
【実施例】図2は本発明の一実施例の説明図であり、1
1は前段等化部、12は後段等化部、13は1ビット周
期の遅延時間Dの遅延素子、14は加算器、15は演算
回路、16はAD変換器(A/D)、17は電圧制御発
振器(VCO)、18はループフィルタ(LPF)、1
9はDA変換器(D/A)、20はループフィルタ(L
PF)、21は3値判定器、22,23は演算回路であ
る。
【0017】この実施例は、前段等化部11を(1+
D)の等化特性とし、後段等化部12を(1+D)n-1
の等化特性とするもので、この後段等化部12は遅延素
子13と加算器14とからなる演算回路15をn−1個
縦属接続して構成されている。この演算回路15は、遅
延素子13により1Dの遅延を受けた信号と、遅延を受
けない信号とを加算器14により加算するものであるか
ら、(1+D)の演算を行う構成となる。又前段等化部
11は、図1に示す前段等化部1と同様に、複数の遅延
素子3と複数の係数乗算器4と加算器5とから構成さ
れ、係数乗算器4の係数K1 〜Km を選定することによ
り、(1+D)の等化特性を得ることができる。
【0018】データ伝送系の伝送路を介して伝送された
受信信号、又はデータ記録系の記録媒体からヘッドによ
り読出した再生信号を入力信号として、AD変換器16
に加えるもので、AD変換器16に於いては、電圧制御
発振器17の出力信号を再生クロック信号として、入力
信号のサンプリングを行い、そのサンプル値をディジタ
ル信号に変換して、前段等化部11に入力することにな
る。
【0019】前段等化部11により(1+D)の等化が
行われた等化出力信号Yは、後段等化部12と、3値判
定器21と、演算回路22,23とに入力される。等化
出力信号Yは3値信号となるから、3値判定器21によ
りレベル判定されて、判定出力信号Xは演算回路22,
23に入力される。演算回路22は、(−Yt-1 t
t t-1 )の演算を行う構成を有し、或る時刻tより
1ビット周期前の時刻t−1に於ける等化出力信号Y
t-1 と、時刻tに於ける判定出力信号Xt との積と、時
刻tに於ける等化出力信号Yt と、その時刻tより1ビ
ット周期前の時刻t−1に於ける判定出力信号Xt-1
の積との差分を出力するもので、その演算出力信号をD
A変換器19によりアナログ信号に変換し、ループフィ
ルタ18を介して電圧制御発振器17の制御電圧とする
ものである。それにより、電圧制御発振器17の出力信
号の位相、即ち、クロック信号の位相を制御するループ
が構成される。
【0020】又演算回路23は、(Yt-1 t +Yt+1
t )の演算を行う構成を有し、或る時刻tより1ビッ
ト周期前の時刻t−1に於ける等化出力信号Yt-1 と、
時刻tに於ける判定出力信号Xt との積と、或る時刻t
より1ビット周期後の時刻t+1に於ける等化出力信号
t+1 と、時刻tに於ける判定出力信号Xt との積との
和を出力するもので、その演算出力信号をループフィル
タ20を介して、前段等化器11の係数乗算器の係数を
制御する制御信号Kとするものである。それにより、
(1+D)の等化特性を適応的に制御する自動等化特性
を得ることができる。
【0021】又後段等化部12は、(1+D)n-1 の等
化特性を得る為に、1ビット周期の遅延時間Dの遅延素
子13と、2入力の加算器14とからなる演算回路15
をn−1個縦属接続して構成したもので、遅延素子13
と加算器14との構成は比較的簡単であり、前段等化部
11のように、係数乗算器を含まないから、演算回路1
5の縦属接続数をn−1個としても、回路規模の増大は
比較的少なくて済む利点がある。
【0022】図3は本発明の他の実施例の説明図であ
り、31は前段等化部、32は後段等化部、33は1ビ
ット周期の遅延時間Dの遅延素子、34は加算器、35
は演算回路、36はAD変換器(A/D)、37は電圧
制御発振器(VCO)、38はループフィルタ(LP
F)、39はDA変換器(D/A)、40はループフィ
ルタ(LPF)、41は3値判定器、42は演算回路で
ある。
【0023】前段等化部31は、図1に示す前段等化部
1と同様に、遅延素子3と係数乗算器4と加算器5から
なり、その係数乗算器4の係数K1 〜Km を選定するこ
とにより、インパルス応答波形が得られる等化特性とす
るものである。又後段等化部32は、1ビット周期の遅
延時間Dを有する遅延素子33と加算器34とからなる
(1+D)の演算を行う演算回路35をn個縦属接続し
て(1+D)n の等化特性を得るものである。
【0024】又前段等化部31の等化出力信号Yと、そ
の等化出力信号Yを3値判定器41により判定した判定
出力信号Xとを演算回路42に入力する。この演算回路
42を、(Yt-1 t +Yt+1 t )の演算を行う構成
とし、演算出力信号をループフィルタ40を介して、前
段等化部31の係数乗算器の係数を制御する制御信号K
とし、又DA変換器39によりアナログ信号に変換し、
ループフィルタ38を介して電圧制御発振器37の制御
電圧とし、AD変換器36に加えるクロック信号の位相
を制御する。
【0025】図2に示す実施例に比較して、演算回路4
2の演算出力信号を、係数制御用とクロック信号再生用
とに兼用していることになり、その為に、演算回路42
の演算出力信号が正の場合は、前段等化部31に加える
制御信号Kを増加し、電圧制御発振器37に加える制御
電圧をクロック周波数を減少する方向に制御し、又演算
出力信号が負の場合は、反対に、前段等化部31に加え
る制御信号Kを減少し、電圧制御発振器37に加える制
御電圧をクロック周波数を増加する方向に制御するもの
である。このような制御は、例えば、DA変換器39の
変換特性の設定等により容易に実現することができる。
【0026】図3に示す実施例に於いても、図2に示す
実施例と同様に、2個の演算回路を設けて、前段等化部
31の制御と、クロック信号位相の制御とを別個のルー
プで行う構成とすることもできる。又インパルス応答波
形に等化するものであるから、波形整形等によりディジ
タル信号化して、ディジタルPLL回路によりクロック
信号を再生することもできる。又等化出力信号のピーク
検出によりクロック信号のタイミングを得ることができ
る。又はタンク回路を用いてクロック信号を再生するこ
とも可能となる。
【0027】前述の各実施例に於いて、後段等化部1
2,32は、演算回路15,35を縦属接続して構成し
たものであり、この後段等化部12,32の等化出力信
号をビタビ復号器(図示せず)に入力して、最尤復号機
能によりデータの識別検出を行う場合、波形等化器への
入力信号の符号間干渉の大きさに従って、波形等化器の
等化特性を切替えることが好適である。
【0028】例えば、符号間干渉が大きい場合に、波形
等化器の(1+D)n のnを大きくし、符号間干渉が小
さい場合には、nを小さくすることにより、所定の誤り
率が得られる入力信号のS/Nを低くすることができ
る。即ち、同一のS/Nの入力信号に対して、符号間干
渉の大小に対応して、nを切替えることにより、誤り率
の小さい等化検出が可能となる。その場合に、後段等化
部12,32は、演算回路15,35を縦属接続して構
成してあるから、接続段数を切替えることにより、簡単
にnの値を切替えることができる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、符号間
干渉を有する入力信号波形を、1ビット周期の遅延時間
をDとして、パーシャルレスポンス方式の(1+D) n
(但し、n≧2)の波形に等化を行う波形等化器であっ
て、前段等化部1と後段等化部2とに分けて、前段等化
部1の出力信号を後段等化部に入力するように従属接続
した構成とし、前段等化部1は、複数の遅延素子3を順
次接続し、各遅延素子3の出力信号に係数乗算器4によ
り係数を乗算し、各乗算出力信号を加算器5により加算
して、(1+D)の波形に等化してクロック抽出する構
成を有するもので、クロック抽出が容易となる。又係数
乗算器4の係数は比較的簡単となるから、自動等化器と
して制御することも容易となる。又後段等化部2は、遅
延素子6と加算器7とからなる(1+D)の演算回路8
をn−1個従属接続して構成するもので、比較的簡単な
構成で実現できるものである。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、パーシ
ャルレスポンス方式の(1+D)n の等化を行う波形等
化器に於いて、前段等化部1と後段等化部2とに分け、
後段等化部2を、1個の遅延素子6と1個の加算器7と
からなる(1+D)の演算回路8を縦属接続して構成し
たものであり、前段等化部1を(1+D)又はインパル
ス応答波形の等化特性とすることにより、この前段等化
部1の等化出力信号を用いて、容易にクロック信号を再
生することができる。又前段等化部1を構成する係数乗
算器の係数は比較的簡単となるから、自動等化器として
制御することが容易となる。
【0031】又後段等化部2は、遅延素子6と加算器7
とからなる演算回路8により構成され、乗算器を含まな
いから、回路規模の増加は僅かで済むことになり、又等
化特性のnを切替えることが容易となるから、ビタビ復
号器と組合せた場合に、等化検出の最適化構成を実現す
ることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理説明図である。
【図2】本発明の一実施例の説明図である。
【図3】本発明の他の実施例の説明図である。
【図4】従来例の波形等化器の説明図である。
【符号の説明】
1 前段等化部 2 後段等化部 3 遅延素子 4 係数乗算器 5 加算器 6 遅延素子 7 加算器 8 演算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下田 金保 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56−58121(JP,A) 特開 昭64−51725(JP,A) 特開 平2−312018(JP,A) 特開 昭54−88754(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03H 15/00 G11B 20/14 321 H03H 17/06 615 H03H 17/06 633 H04B 3/06

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 符号間干渉を有する入力信号波形を、
    ビット周期の遅延時間をDとして、パーシャルレスポン
    ス方式の(1+D)n (但し、n≧2)の波形に等化を
    行う波形等化器に於いて、 前段等化部と後段等化部とを従属接続した構成とし、 前記前段等化部は、複数の従属接続した遅延素子と、各
    遅延素子の出力信号に係数を乗算する係数乗算器と、各
    係数乗算器の出力信号を加算する加算器とにより、(1
    +D)の波形に等化してクロック抽出する構成を有し、 前記後段等化部は、遅延素子と加算器とからなる(1+
    D)の演算回路をn−1個従属接続した構成を有する
    とを特徴とする波形等化器。
  2. 【請求項2】 前記後段等化部を構成する複数の演算回
    路の接続段数を切替える構成を有することを特徴とする
    請求項1記載の波形等化器。
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