JP3500345B2 - 自動等化回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル変調方式
の伝送システム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】デジタル変調方式の信号伝送システムで
は、伝送路の遅延歪み特性や振幅歪み特性を等化するた
め、復調側に等化器を設け、データの伝送に先立って送
信側からトレーニング信号と呼ばれる信号を送り出し、
これを復調側で受信して等化器の等化特性を最適な状態
にする自動等化回路が知られている。そこで、このよう
な従来技術によ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は、絶対リ
ファレンス方式と呼ばれているもので、まず受信された
搬送波周波数ｆの変調波信号は、アナログのＢＰＦ(帯
域ろ波器)１に入力され、ここで帯域制限された上でＡ
ＧＣ(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。
このとき、乗算器５Ａに入力される正弦波信号はｃｏｓ
(ωt)と表わし、乗算器５Ｂに入力される正弦波信号は
ｓｉｎ(ωt)と表わす。なお、ω＝２πｆである。

【０００６】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。そし
て、この自動等化器９により等化されたデータ信号Ｉ
a、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
データが得られて後段(図示せず)へ出力されることにな
る。

【０００７】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。

【０００８】ところで、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１８Ａ、１８Ｂと、４個のトランスバーサルフィルタ
１９Ａ〜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。

【０００９】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。

【００１０】(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。

【００１１】Ｉa＝Ｉr・Ｃi−Ｑr・Ｃq Ｑa＝Ｉr・Ｃq＋Ｑr・Ｃi 自動等化器９の各トランスバーサルフィルタ１９Ａ〜１
９Ｄ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Ｃi、Ｃq は、
各乗算器１９２に設定される係数Ｃ１〜ＣＮにより設定
される。

【００１２】これらの係数Ｃ１〜ＣＮ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が、こ
の等化特性の設定は、次のようにして行われる。まず、
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、これを受信側のトレ
ーニング信号発生器１４に予め設定しておく。

【００１３】そして、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動作が開
始されるようにしてある。

【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と同じフ
ォーマットを有して基準となるトレーニング信号Ｉt(同
相成分)、Ｑt(直交成分)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、各加算器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、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に示したＮ
個の乗算器１９２に与えられている係数Ｃ１〜ＣＮ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 、Ｑ
a が得られることになる。

【００１９】ＣＮ^(T+1)＝ＣＮ^(T)−ｇ・Ｘ^*・Ｅ ＣＮ^(T)：時刻Ｔにおけるタップ係数Ｃ１〜ＣＮ ＣＮ^(T+1)：時刻Ｔ＋１におけるタップ係数Ｃ１〜ＣＮ ｇ ：定数（スカラー量） Ｘ^*：入力信号の複素共役数＝Ｉr−ｊ・Ｑr Ｅ ：Ｅi＋ｊ・Ｅq＝(Ｉa−Ｉd)＋ｊ・(Ｑa−Ｑd) ここで、斜体は複素数を表わし、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
ある波形歪みなど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】従って、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ので、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。

【００３１】ところで、この方式の場合、図８から明ら
かなように、データＤＡの伝送期間ｔd に対するトレー
ニング信号ＤＴの伝送期間ｔt の比で伝送効率が決り、
従って、この比ｔd／ｔt は可能な限り大きくするのが
望ましい。

【００３２】しかし、伝送効率だけを考え、データ伝送
期間をあまり長くしたとすると、上述のように、復調器
の自動等化器が等化状態から外れたとき、次に送られて
くる筈のトレーニング信号がなかなか来ないことになっ
て、自動等化器が再び等化状態になるまでの時間が長く
なり、伝送エラーが多くなってしまうので、伝送路の特
性変化とデータ伝送効率の兼ね合いから、上記の比を決
めている。

【００３３】特に、変調速度に対して、等化状態に引き
込むための自動等化器のタップ更新処理時間が長い場合
には、トレーニング信号が受信されている期間内ではタ
ップ更新処理ができない。そこで、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設
けるようにした従来技術による自動等化回路の一例につ
いて、図９により説明する。

【００３４】この図９も同じく絶対リファレンス方式に
よるもので、図において、アナログＢＰＦ１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。

【００３５】また、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１３、
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。

【００３６】この図９の従来技術では、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
してあり、このため、スイッチ回路２０Ａ、２０Ｂが設
けてあり、且つ、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。

【００３７】そして、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。

【００３８】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。

【００３９】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
えられるようにしてある。

【００４０】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。

【００４１】次に、この図９の従来技術の動作につい
て、図１０のタイミング図により説明すると、この場合
でも、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り、従って、データ
伝送動作が開始されると、図１０(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。

【００４２】そこで、トレーニング信号同期検出器１２
は、図１０(a)の受信信号に応じて動作し、図１０(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ＯＮ(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１０(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。

【００４３】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。

【００４４】まず、時刻ｔ₀ では、図１０(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 、
Ｑr 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Ｄ
Ｔが格納されて行く。

【００４５】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から復調された信号
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１
０(b)に示すように、メモリ１３に格納されるようにす
る。一方、このとき、自動等化器９の出力信号Ｉa 、Ｑ
a は、図１０(g)に示すように、スイッチ回路２４Ａ、
２４ＢがＯＦＦされているので、識別器１０には入力さ
れない。

【００４６】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１０(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
りなく行えるようにして、自動等化器２３によるトレー
ニング処理が実行される。

【００４７】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。

【００４８】また、この期間Ｙでは、図１０(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１０に入力され、この結果、時刻ｔ₁ からのデータ信
号ＤＡ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。

【００４９】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１０(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
１０(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。

【００５０】そのときのスイッチ回路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。

【００５１】従って、この図９の従来技術による復調回
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ＤＴ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。

【００５２】この結果、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。

【００５３】ところで、この場合、図１０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。

【００５４】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。

【００５５】つまり、この場合、更新処理時間ｔs を長
くしたとしても、それには関係なくトレーニング信号Ｄ
Ｔ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。

【００５６】この結果、この図９の従来技術によれば、
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。

【００５７】ここで、この図９の従来技術におけるデー
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。この
場合、 ｔt ＝２５６／１３.５Ｍbaud＝１８．９６μsec ｔd ＝１８９４４／１３.５Ｍbaud＝１４０３μsec となる。

【００５８】そうすると、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。

【００５９】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。

【００６０】ところで、以上の図５と図９で説明した絶
対リファレンスリ方式による自動等化回路とは別に、判
定方式の自動等化回路も従来から知られており、その一
例について、図１１により説明する。ここで、この図１
１の従来技術が、図５の従来技術と異なる点は、トレー
ニング信号発生器１４に代えて、トレーニング信号用識
別器３０とマッピング回路３１を設け、自動等化器９か
ら出力されるデータＩa、Ｑa からマッピング回路３１
により、基準となるトレーニング信号を再生するように
した点にあり、その他の構成と動作は同じである。

【００６１】トレーニング信号用識別器３０は、データ
用の識別器１０と同様にして、データＩa、Ｑa から信
号点を識別し、トレーニング信号パターンを再生する働
きをし、マッピング回路３１は、トレーニング信号用識
別器３０の出力からトレーニング信号Ｉt(同相成分)、
Ｑt(直交成分)を出力する働きをする。

【００６２】次に、トレーニング信号用識別器３０によ
る信号点の識別動作について、図１２のコンスタレーシ
ョン図を用いて説明する。まず、このとき送信側から送
信されるトレーニング信号について説明すると、例え
ば、デジタル変調方式が１６ＱＡＭ変調方式の場合、デ
ータの伝送には、図１２に示すように、１６個の信号点
が用いられるが、トレーニング信号の伝送には、Ａ点
(＋３、＋１)とＢ点(−３、−１)の２個の信号点だけを
用い、一般的には、この２個の信号点を所定のパターン
(通常は、Ｍ系列の疑似ランダムパターンが用いられる)
にしてトレーニング信号とする。

【００６３】そして、トレーニング信号用識別器３０で
は、自動等化器９から出力される信号Ｉa、Ｑa につい
て、図１２に破線で示すように、原点を通り、且つＡ点
とＢ点に対して点対称になる境界線Ｌ−Ｌ'でコンスタ
レーション全体を領域(ア)と領域(イ)に２分割し、受信
した信号点が領域(ア)にあったときは、何れの位置にあ
っても、送信側ではＡ点を送信したものとし、受信した
信号点が領域(イ)にあったら、同じく送信側ではＢ点を
送信したものと識別するのである。

【００６４】ここで、図１２でのＡ点とＢ点は、等化が
とれているときの位置を表わしており、従って、原点０
から見て対称になった同じ位置の点で表現されている
が、等化状態にないとき、つまり等化誤差量が大きい間
は、Ａ点、Ｂ点が図示の所定の位置にはなく、受信毎に
異なった位置の点として受信される。

【００６５】そして、等化状態になっていくに従い、つ
まり等化誤差量が小さくなっていくに従い、図１２に示
したＡ点、Ｂ点の位置に収束されてゆき、やがて等化状
態になる。従って、この判定方式によれば、復調側でト
レーニング信号を発生することなく、自動等化を行うこ
とができる。

【００６６】ところで、このようなデジタル変調方式の
伝送システムでは、伝送対象となる本来のデータ以外
に、送信側の状態や送信側のモードなどの当該システム
内だけで利用するための情報の伝送が望まれる場合があ
る。

【００６７】ここで、この情報とは、例えば送信側の状
態や送信側のモードなどを受信側に伝送してモニタした
り、必要に応じて外部に出力させ、遠隔制御したりする
ための情報のことで、以下、「システム情報」と呼ぶも
のであるが、従来技術では、このシステム情報の伝送に
本来のデータの伝送期間を利用したり、トレーニング信
号の伝送期間を利用していた。

【００６８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、シス
テム情報の伝送について配慮がされているとはいえず、
システム情報伝送を行おうとする場合の伝送効率の低下
と等化性能の保持に問題があった。すなわち、このシス
テム情報の伝送には、それに相当した伝送期間を要する
ので、このシステム情報を本来のデータの伝送期間に含
めた場合には、その分、本来のデータの伝送期間が減少
してしまうので、伝送効率が低下し、トレーニング信号
の伝送期間に含めた場合には、その分、トレーニング期
間が不足して、充分な等化特定が得られなくなってしま
うのである。

【００６９】本発明の目的は、伝送効率と等化性能の低
下を伴うことなく、容易にシステム情報が伝送できるよ
うにした自動等化回路を提供することにある。

【００７０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、トレーニン
グ信号の比較により等化特性を自動的に設定する方式の
自動等化回路において、トレーニング期間の前半では絶
対リファレンス方式により等化特性を自動的に設定し、
トレーニング期間の後半では判定方式により等化特性を
自動的に設定するようにして、トレーニング期間の後半
で伝送されるトレーニング信号にシステム情報を乗せる
ことにより、送信側から受信側にシステム情報を伝送す
るようにして達成される。

【００７１】このとき、前記トレーニング期間の前半で
は、データ伝送に使用されるデジタル変調方式と同じ多
値数のパターンのトレーニング信号を伝送し、後半で
は、データ伝送に使用されるデジタル変調方式の多値数
よりも少ない多値数のパターンのトレーニング信号を伝
送するようにしても、上記目的を達成することができ、
更に前記システム情報が少なくとも送信側のアラーム情
報を含むようにしてもよく、或いは前記システム情報が
少なくとも送信側のモード情報を含み、このモード情報
に追従して受信側の動作モードが変更されるようにして
もよい。

【００７２】

【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、本発明の一実施の形態で、図において、３２はカ
ウンタで、３３Ａ、３３Ｂはスイッチ回路であり、その
他の部分は、図５と図１１で説明した従来技術による自
動等化回路と同じである。

【００７３】従って、この図１の実施形態は、図５の回
路に、図１１におけるトレーニング信号用識別器３０と
マッピング回路３１を付加し、トレーニング信号発生回
路１４の出力と、マッピング回路３１の出力を、各スイ
ッチ回路３３Ａ、３３Ｂで切換え、基準トレーニング信
号Ｉt、Ｑt として加算器１６Ａ、１６Ｂに供給するよ
うにしたものに相当する。

【００７４】カウンタ３２は、トレーニング期間Ｘにお
いて、トレーニング信号同期検出器１２から出力される
同期パルスをカウントすることにより、トレーニング期
間Ｘの開始時点からの経過時間を計測し、この期間Ｘ内
での所定の時点から伝送期間Ｘが終了する時点までの
間、所定の切換信号を発生し、スイッチ回路３３Ａ、３
３Ｂに供給する働きをする。なお、このときの期間Ｘ内
での所定の時点については、後述する。

【００７５】スイッチ回路３３Ａ、３３Ｂは、カウンタ
３２から切換信号が切換されていないときは図示の切換
位置を保って、トレーニング信号発生回路１４の出力を
加算器１６Ａ、１６Ｂに供給し、カウンタ３２から切換
信号が供給されると、図示とは反対の切換位置になり、
このときは、マッピング回路３１の出力を加算器１６
Ａ、１６Ｂに供給する働きをする。

【００７６】次に、この図１の実施形態の動作について
説明する。はじめに、この実施形態が適用される伝送シ
ステムにおけるトレーニング信号の伝送形式について説
明すると、例えば図５に示した従来技術による自動等化
回路の場合は、既に図８で説明したように、図３(a)に
示すようになっている。

【００７７】しかし、この図１の自動等化回路が適用さ
れた多値変調伝送システムでは、この図３(a)に示すト
レーニング信号期間Ｘについて、同図(b)に示すよう
に、前半の期間Ｘ１と後半の期間Ｘ２とに分け、各期間
で送信側から夫々異なったトレーニング信号が送信され
るようになっている。

【００７８】従って、このときの期間Ｘ１から期間Ｘ２
に移る時点が上記した所定の時点となり、この時点は、
カウンタ３２がカウントアップされるのに要するカウン
ト値により任意に設定することができ、送信側から送信
される２種のトレーニング信号にタイミングを合わせる
ことができる。

【００７９】そして、まず、前半の期間Ｘ１では、図５
の従来技術の場合と同様なトレーニング信号、すなわ
ち、デジタル変調方式が例えば１６ＱＡＭ変調方式の場
合は、図１２に示す二重の黒点で示した信号点位置をも
つ所定の符号列のパターンからなるトレーニング信号を
送信し、次に、後半の期間Ｘ２では、図１１の従来技術
の場合と同様に、２個の二重の黒点Ａ、Ｂで示した信号
点位置をもつ、いわば２ＱＡＭ変調方式とでも言うべき
パターンからなるトレーニング信号を送信する。

【００８０】そして、このとき、後半の期間Ｘ２で送信
されるトレーニング信号に、上記したシステム情報を多
値変調して送信するのである。このときトレーニング信
号に乗せて伝送させるシステム情報としては、図１２の
各信号点Ａ、Ｂの位置が、夫々の領域(ア)、(イ)から外
れない範囲のデータ量のものに限定されるようにしてお
く。

【００８１】そして、この図１の実施形態でも、既に従
来技術で説明したように、トレーニング期間Ｘになる
と、その都度、まずトレーニング信号同期検出器１２の
働きにより、スイッチ回路１５Ａ、１５Ｂが切換わっ
て、トレーニング信号による自動等化動作が開始され
る。

【００８２】上記したように、カウンタ回路３２は、期
間Ｘに入ったとき、つまり時点ｔ１からカウント動作を
開始し、時間の計測を行っているので、各時点ｔ２、ｔ
３、つまり期間Ｘ１が終了して期間Ｘ２に入った時点
と、期間Ｘ２が終了してトレーニング期間Ｘからデータ
期間Ｙに入った時点とを知ることができる。

【００８３】そうすると、この実施形態では、トレーニ
ング期間Ｘの開始時点から期間Ｘ１が経過するまでの間
はスイッチ回路３３Ａ、３３Ｂが図示の状態のままに保
たれるので、このときは、トレーニング信号発生回路１
４から出力される基準トレーニング信号による自動等化
動作、つまり図５により説明した従来技術と同様な絶対
リファレンス方式による自動等化動作が働くことにな
る。

【００８４】次に、期間Ｘ１が経過して期間Ｘ２に入る
と、スイッチ回路３３Ａ、３３Ｂが図示の状態から切換
わるので、今度はマッピング回路３１から出力される基
準トレーニング信号による自動等化動作、つまり図１１
により説明した従来技術と同様な判定方式による自動等
化動作が働くことになる。

【００８５】このときの状態を図４により説明すると、
まず、図の横軸は時間ｔを表わしており、ここでトレー
ニング期間Ｘの開始時点をｔ１とし、期間Ｘ１の終了時
点をｔ２、そして期間Ｘ２の終了時点をｔ３とする。従
って、トレーニング期間Ｘは時点ｔ１から時点ｔ３まで
となり、期間Ｘ１は時点ｔ１から時点ｔ２までで、期間
Ｘ２は時点ｔ２から時点ｔ３までとなる。

【００８６】一方、図４の縦軸は、図示のように、等化
誤差量を表わしており、従って、この図４には、トレー
ニング期間Ｘの間に、トレーニング信号による自動等化
が行われ、自動等化器９のタップ係数値が適正値に近づ
くようにして更新され、等化誤差量が逐次減少されてい
く状態が示されていることになる。

【００８７】詳しく説明すると、まず、図４の時点ｔ１
から時点ｔ２までの期間Ｘ１においては、トレーニング
信号発生回路１４から発生される基準トレーニング信号
による自動等化動作、つまり絶対リファレンス方式の自
動等化動作により、所定の等化誤差量ａまで等化誤差を
減少させる。

【００８８】そして、時点ｔ２から時点ｔ３までの期間
Ｘ２では、マッピング回路３１から供給される基準トレ
ーニング信号による自動等化動作、つまり判定方式の自
動等化動作により、等化誤差量ａから更に小さい所定の
等化誤差量ｂまで等化誤差が抑えられるようにし、この
期間Ｘ２で、上記したように、所定のシステム情報をト
レーニング信号に乗せて伝送させるのである。

【００８９】そして、このトレーニング信号に乗せて伝
送されたシステム情報は、トレーニング信号用識別器３
０により、その出力に取り出される。従って、この図１
の実施形態によれば、トレーニング期間Ｘとデータ期間
Ｙのいずれの期間も短縮されないので、データ伝送効率
の低下を伴うことなく、システム情報を伝送することが
でき、受信側で送信側の情報を得ることができる。

【００９０】ここで、既に説明したように、判定方式の
自動等化回路では、等化がどのように外れていても、受
信した信号点Ａ、Ｂが、図１２の境界線Ｌ−Ｌ'を越え
ることはないとの前提にたっているので、図１１で説明
した従来技術による判定方式の自動等化回路では、トレ
ーニング信号を受信した初期の期間では、送信側がＡ点
を送信したにもかかわらず、受信側では破線の境界を越
えて領域(イ)に受信してしまうことがあり、この場合、
送信側がＡ点を送信したのに、領域(イ)に受信されてし
まう虞れがある。

【００９１】そして、この場合には、Ａ点が送信された
にもかかわらず、Ｂ点が送信されたものとして誤った識
別をし、その誤ったものを基準にしてタップ更新を実行
してしまうため、決められたトレーニング信号期間Ｘで
は、等化誤差量が大きく残ったままとなったり、トレー
ニング信号用識別器３０の境界を越える場合が多い場合
には、トレーニング信号を受信し終わった時点において
も、全く等化状態に至らない場合もある。

【００９２】しかしながら、この図１の実施形態では、
トレーニング期間Ｘの前半の期間Ｘ１では、トレーニン
グ信号発生回路１４で発生されているトレーニング信号
を基準とした絶対リファレンス方式により自動等化器９
のタップ係数の更新が実行されるので、この期間Ｘ１が
終了した時点ｔ２では、図４に示すように、自動等化器
９による等化誤差はかなり小さな量ａに抑えられてい
る。

【００９３】従って、時点ｔ２以降の期間Ｘ２で、判定
方式による自動等化に移行したときでも、受信した信号
点Ａ、Ｂが、図１２に示す各々の領域から境界線Ｌ−
Ｌ'を越えて他方の領域にある点として受信されてしま
う虞れはなくなっており、この結果、この期間Ｘ２にお
いて、トレーニング信号にシステム情報が乗せられてい
ても、充分に判定方式による自動等化を働かすことがで
き、図４に示すように、充分に小さな等化誤差量ｂを残
しただけの状態にすることができ、エラーの少ない多値
デジタル変調信号の復調を容易に得ることができる。

【００９４】ここで、これらの、期間Ｘ１と期間Ｘ２の
長さ(時間)の割合は、絶対リファレンス方式による等化
誤差残存量ａと送信すべきシステム情報の量を決める要
素となるので、必要に応じて任意に設定すればよい。但
し、これらはトレードオフ関係になるので、例えば等化
誤差量ａを小さくするため期間Ｘ１を長くすれば、期間
Ｘ２が短くなって、送信可能なシステム情報の量は少な
くなる。

【００９５】次に、本発明の他の実施形態について、図
２により説明する。この図２は、図９の従来技術をベー
スにして本発明を適用した場合の本発明の一実施形態で
あり、従って、図９の回路に、図１１におけるトレーニ
ング信号用識別器３０とマッピング回路３１を付加し、
トレーニング信号発生回路１４の出力と、マッピング回
路３１の出力を、各スイッチ回路３３Ａ、３３Ｂで切換
え、基準トレーニング信号Ｉt、Ｑt として加算器１６
Ａ、１６Ｂに供給するようにしたものに相当する。

【００９６】従って、この図２の実施形態による自動等
化動作は、上記した図１の実施形態による動作に、図９
の従来技術によるの動作が加えられたものであるから、
詳しい説明は割愛するが、この結果、この図２の実施形
態によれば、以下の通りの作用効果が得られる。

【００９７】すなわち、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、図１０
で説明したように、トレーニング信号ＤＴの送信期間ｔ
t 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
が充分に向上できる上、図１の実施形態と同様に、トレ
ーニング期間Ｘとデータ期間Ｙのいずれの期間も短縮さ
れないので、データ伝送効率の低下を伴うことなく、シ
ステム情報を伝送することができ、受信側で送信側の情
報を得ることができる。

【００９８】ここで、上記した本発明の実施形態による
効果について列挙すると、以下の通りである。データ伝
送効率の低下を伴うことなく、システム情報を伝送する
ことができるので、送信側のアラーム情報や送信側の各
種モード情報、更には送信側外部からのアラーム信号等
の情報データを容易に受信側に送ることができ、受信側
ではこれを受信することにより、送信側のアラーム状態
やモードなどを遠隔に表示できる。

【００９９】また、この結果、送信側のモード情報によ
り、送信側で設定したモードを受信側で知ることができ
るので、それに合わせて受信側のモードを変更して送信
側に追従したモードにすることができ、従って、従来技
術のように、送信側と受信側でそれぞれモードを設定す
る必要がなく、送信側の設定だけで受信側を追従させる
ことができ、受信側の設定を自動的に行うことができ
る。

【０１００】更に、情報データを送りながら、それを自
動等化器の等化引き込みにも使用しているので、データ
伝送の効率も従来技術と同じにでき、トレーニング信号
受信終了時での自動等化器の等化誤差量も、従来技術と
同様に小さくでき、データ受信時に正しい受信データを
再生することができる。

【０１０１】

【発明の効果】本発明によれば、データ伝送効率の低下
と等化特性設定性能の低下を伴うことなく、容易にシス
テム情報の伝送が得られるという効果がある。

【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３】本発明の実施形態における信号の説明図であ
る。

【図４】本発明の実施形態の動作を説明するための特性
図である。

【図５】従来技術による絶対リファレンス方式の自動等
化回路の一例を示すブロック図である。

【図６】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】自動等化回路で使用する信号の一例を示す説明
図である。

【図９】従来技術による絶対リファレンス方式の自動等
化回路の他の一例を示すブロック図である。

【図１０】従来技術による絶対リファレンス方式の自動
等化回路の他の一例の動作を説明するためのタイミング
図である。

【図１１】従来技術による判定方式の自動等化回路の一
例を示すブロック図である。

【図１２】判定方式による自動等化回路の動作を説明す
るためのコンスタレーション図である。

【符号の説明】

１ アナログＢＰＦ(アナログ帯域ろ波器) ２ ＡＧＣ(自動利得制御部) ３ Ａ／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(ＲＯＦ) ９、２３ 自動等化器 １０ 識別器 １１ Ｐ／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 ３０ トレーニング信号用識別器 ３１ マッピング回路 ３２ カウンタ ３３Ａ、３３Ｂ スイッチ回路 １９１ 遅延素子 １９３ 総和器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 哲臣 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 (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 (56)参考文献 特開 平４−196927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−182330（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−278219（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−244879（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−146846（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−18492（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−175748（ＪＰ，Ａ) 特表 平11−504178（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 1/76 H04B 3/00 H04B 7/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレーニング信号の比較により等化特性
   を自動的に設定する方式の自動等化回路において、 トレーニング期間の前半では絶対リファレンス方式によ
   り等化特性を自動的に設定し、トレーニング期間の後半
   では判定方式により等化特性を自動的に設定するように
   して、 トレーニング期間の後半で伝送されるトレーニング信号
   にシステム情報を乗せることにより、 送信側から受信側にシステム情報を伝送するように構成
   したことを特徴とする自動等化回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の発明において、 前記トレーニング期間の前半では、データ伝送に使用さ
   れるデジタル変調方式と同じ多値数のパターンのトレー
   ニング信号を伝送し、後半では、データ伝送に使用され
   るデジタル変調方式の多値数よりも少ない多値数のパタ
   ーンのトレーニング信号を伝送するように構成されてい
   ることを特徴とする自動等化回路。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の発明に置いて、 前記システム情報が、少なくとも送信側のアラーム情報
   を含むことを特徴とする自動等化回路。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の発明において、 前記システム情報が少なくとも送信側のモード情報を含
   み、 このモード情報に追従して受信側の動作モードが変更さ
   れるように構成されていることを特徴とする自動等化回
   路。