JP4290597B2 - 波形等化器 - Google Patents

Description

本発明は、波形等化器、特に、多端子に接続された送電線路や配電線添架メタルケーブルなどのインパルス系雑音が発生する伝送路における、ディジタル伝送システムに用いられる波形等化器に関する。

一般に、多端子接続の送電線路を用いた電力線搬送システムにおいて、電力系統の運用操作などで行なわれる開閉器のサージ雑音が発生する環境や、誘導雷サージ雑音の影響を受ける環境下であっても、ディジタル伝送を効率良く行なうためには、インパルス系雑音を除去するための波形等化技術が重要となってくる。
以下に、送電線路を用いた電力線搬送装置の伝送例と雑音の存在とについて、図を用いて説明する。図４は、本発明の適用分野の一例を説明するために示すものであり、従来の送電線用高周波搬送装置の接続構成と、雑音の存在について説明するための説明図である。

図４に示す多端子接続の送電線系統において、変電所１００、１１０には、電源周波数を通過させ、電力線搬送用の高周波信号を阻止するためのライントラップ１０２、１１２と、電力線搬送用の高周波信号を通過させるカップリングキャパシタ１０３、１１３とが設置され、送電線用高周波搬送装置１０１、１１１がそれぞれカップリングキャパシタ１０３、１１３を介して送電線路２００に接続されて、送電線路２００を経由した通信回線が構成されている。

また、変電所１２０、１３０に送電線路２００から電力が供給される場合、送電線路２００にはそれぞれ分岐個所１２３、１３３が設けられ、電力線搬送用の高周波信号を阻止するためのライントラップ１２２、１３２が、分岐個所１２３、１３３から分岐された送電線１２１、１３１にそれぞれ挿入されている。

このような送電線系統において、変電所１００の力率調整用コンデンサー１０５に接続する開閉器１０４などがオンもしくはオフした場合や、送電線路２００に誘導雷を受けた場合、大きな振幅のサージ雑音２００ａが送電線路２００に印加されることがある。このサージ雑音２００ａの影響により、ディジタル伝送システムに用いられる波形等化器の誤差量が等化能力より上回る結果として、波形等化機能が維持不能（以下、“発散”と称する）となることが明らかとなっており、何らかの解決策が求められている。

多端子接続となる送電線路２００のような有線伝送路において、ディジタルデータ通信を行なう場合、例えば送電線用高周波搬送装置１０１の送信機から送信した高周波信号は、該高周波信号を受信する例えば送電線用高周波搬送装置１１１の受信機において、図５に示すように、送信機側からの高周波信号として直接受信される直接信号１０１ａ（以下、“直接波１０１ａ”と称する）の他に、分岐個所１２３，１３３などや送電線用高周波搬送装置１１１の受信機などの端末個所で反射した信号が、直接波より遅れて受信される遅延信号１０１ｂ（以下、“遅延波１０１ｂ”と称する）が発生している。ここに、図５は、多端子送電線路における直接波と遅延波との電力特性を示した特性図である。送電線用高周波搬送装置１１１の受信機において受信されたこれら直接波１０１ａ、遅延波１０１ｂは、到達時間や振幅が異なるため、受信信号波形のオーバーラップによる符号間干渉が発生し、高周波信号からなるディジタルデータの伝送品質に影響を与える。

送電線路２００のような有線伝送路系においては、図５に示すように、直接波１０１ａの電力Ｄが、遅延波１０１ｂの電力Ｕよりも大きい最小位相系（Ｄ＞Ｕ）のみの伝送路環境となるため、高品質なデータ通信を可能とするために、例えば送電線用高周波搬送装置１０１の送信機からの高周波信号を受信する送電線用高周波搬送装置１１１の受信機側では、符号間干渉を補償するフィードフォワード型適応波形等化器を適用している。

以下に、図６を用いて従来のフィードフォワード型適応波形等化器（以下、波形等化器と略す）について説明する。図６は、例えば特許文献２に示す特開２００１−３４５７４３号公報などに記載されている従来の波形等化器の概略構成を示す概略ブロック構成図である。図６の波形等化器６０において、入力信号は、タップ乗算器２と遅延器１とに入力される。遅延器１に入力された入力信号は、１シンボル周期ずつシフトされて遅延して、それぞれで補償すべき遅延時間量に相当する個別遅延器Ｔ１〜Ｔｎにより、遅延された遅延信号として生成され、タップ乗算器２に対してそれぞれ出力されていく。

図６に示すように、タップ乗算器２に直接入力されてくる入力信号及び遅延器１の個別遅延器Ｔ１〜Ｔｎから出力されてくる各遅延信号は、個別タップ乗算器Ｗ０及び個別タップ乗算器Ｗ１〜Ｗｎにおいて、タップ係数更新部６１からそれぞれ出力された更新後のタップ係数ｋ０及びｋ１〜ｋｎとの間で乗算され、これら各乗算信号は、加算器３に対してそれぞれ出力される。加算器３においては、各乗算信号が個別加算器Ａ１〜Ａｎにより順次加算され、加算信号として出力される。

加算器３から出力される加算信号は、データ判定部４と誤差推定部５とに入力され、データ判定部４では、入力されてきた加算信号を基に、送信側から送信されていた高周波信号に最も近い信号を“判定信号”として判定して出力する。

切替部７１では、データ通信期間を示す“トラッキングモード”にある場合には、入力端子位置は、データ判定部４からの出力信号である判定信号側に切り替わり、当該波形等化器６０の初期化期間を示す“トレーニングモード”にある場合には、入力端子位置は、波形等化器６０を初期化するためにトレーニング信号側に切り替わる。

切替部７１のいずれかの入力端子に入力された信号は、誤差推定部５に入力され、誤差推定部５において、加算器３から出力されてきた加算信号との差分を演算して、誤差量に応じた誤差信号として出力され、タップ係数更新部６１に入力される。

タップ係数更新部６１では、入力されてきた誤差信号に基づいて、ＬＭＳ（Least Mean Square： 最小平均二乗法）アルゴリズムなどの等化処理用適応アルゴリズムによりトラッキングモード用の値として規定されたフィードバック係数を用いて、タップ乗算器２の個別タップ乗算器Ｗ０〜Ｗｎに対する各タップ係数ｋ０〜ｋｎが更新されて設定され、タップ乗算器２の個別タップ乗算器Ｗ０〜Ｗｎへ入力される。

以上のように、波形等化器６０は、高周波信号のディジタルデータを送受信する回線状態にリアルタイムで適応すべく、シンボルごとに、これらの波形等化処理を繰り返し、誤差推定部５で推定される誤差量が最小になるように、絶えず、タップ乗算器２の個別タップ乗算器Ｗ０〜Ｗｎに対するタップ係数ｋ０〜ｋｎが更新されることにより、伝送路が自動等化される。
特開２００１−３４５７４３号公報

しかしながら、図６に示したような従来の波形等化器６０は、伝送路の特性が変化していないにも関わらず、サージ雑音を含んだ受信信号で波形等化器６０の誤差量が急激に増大してしまう場合を防ぐことができない。即ち、図４に示す接続構成において、データ通信期間を示す“トラッキングモード”としてデータ通信中（以下、“トラッキングシーケンス”と称する）の状態にある場合に、送信側の変電所１００における開閉器１０４のサージ雑音や送電線路２００への誘導雷のサージ雑音などが伝送路に印加して、受信側の変電所１１０の送電線用高周波搬送装置１１１において、受信信号よりも振幅が大きいサージ雑音を受信してしまった場合、波形等化器６０は伝送路の特性が変化していないにも関わらず、サージ雑音を含んだ信号で波形等化器６０の誤差量が急激に増大してしまう場合が生じる。この結果、タップ乗算器２で乗算すべきタップ係数がトラッキングモード用の定常時の値から大きくかけ離れ、等化機能がオーバーフローして発散してしまうことになる。

このように、等化機能がオーバーフローして発散した場合には、切替部７１により、誤差推定部５への入力信号を、あらかじめ設定してある波形等化機能初期化手順（以下、“トレーニングシーケンス”）によるトレーニング信号に切り替えて、波形等化器６０のタップ係数ｋ０〜ｋｎの設定を、その都度、更新して設定し直し、発散している波形等化器機能を復旧（以下、“収束”と称する）させている。

このため、波形等化器６０が一旦発散した場合、たとえば、トラッキングモードとしてデータ通信中の状態で、振幅が大きいサージ雑音を受信した場合、その都度、トラッキングモードから、波形等化器の機能を収束させるためのトレーニングモードに切り替えてトレーニングシーケンスを実行することが必要になる。しかし、このトレーニングシーケンスの実行は、数百ｍｓ以上のトレーニングシーケンス時間相当分の間継続することになるため、該トレーニングシーケンス時間相当分の間は、データ通信が通信途絶する状態となり、データ通信におけるビットエラーレート特性に大きく影響を与えることが懸念されている。

本発明は、前述のような実情を考慮してなされたものであり、振幅が大きいサージ雑音の受信に伴い波形等化器を発散方向へ移行させるおそれがある事態が発生した場合、発散方向へ移行しようとしていることを検知して、該波形等化器の波形等化機能が完全に発散することを事前に阻止し、なおかつ、波形等化機能の復旧手順であるトレーニングモードを実行することなく、波形等化器の波形等化機能を復旧させて収束可能とし、その収束までの時間を大幅に短縮することを可能とし、もって、振幅が大きいインパルス性雑音が発生する伝送路においても、ビットエラーレートを改善することができる波形等化器及び波形等化方法を提供することを目的としている。

前述の目的を達成するために、本発明に係る波形等化器は、次のように構成されている。
インパルス性雑音が重畳する環境下におけるディジタルデータ伝送路に適用される波形等化器において、
当該波形等化器の誤差量を監視し、該誤差量が、あらかじめ設定している上限閾値を超えていることが検出されて当該波形等化器が発散方向へ移行しようとしていることを検知した場合に、その直前に設定されている当該波形等化器のタップ係数を自動記憶し、
前記上限閾値を超えている誤差量の推移状態を第１の所定の設定時間内で監視し、前記誤差量が前記上限閾値を超えている状態が、前記第１の所定の設定時間継続した場合、前記タップ係数更新用の等化処理用適応アルゴリズムのフィードバック係数をゼロに設定して前記タップ係数の更新を停止すると共に、前記自動記憶された前記タップ係数値を、当該波形等化器のタップ係数として再設定し、
前記再設定の後、さらに第２の所定の設定時間内で前記上限閾値を超えている誤差量の推移状態を監視し、当該誤差量が前記上限閾値以下の値となった場合には、前記フィードバック係数をゼロから、等化処理用適応アルゴリズムとしてあらかじめ規定されているトラッキングモード用の規定値に再設定して、トラッキングシーケンスへ移行させてタップ係数の更新を再開させ、
当該誤差量が前記上限閾値以下の値にならなかった場合には、前記フィードバック係数をあらかじめ規定されているトレーニングモード用の係数に変更し、トレーニング信号に基づいてタップ係数を更新して設定するトレーニングシーケンスを実行させる波形等化器を特徴とする。

以上のような各種の手段から構成される本発明に係る波形等化器及び波形等化方法によれば、開閉器のサージ雑音や誘導雷のサージ雑音など、通常受信する入力信号よりも振幅の大きいインパルス性雑音が伝送路に印加したような場合であっても、波形等化器の発散を事前に阻止し、トレーニングシーケンスに移行せずに、当該波形等化器の波形等化機能を安定的に収束させ、もって、当該波形等化器の収束時間を大幅に短縮することが可能となる。

即ち、多端子送電線路などを用いてディジタルデータ伝送を行なう際に必要とされる波形等化器について、開閉器の開閉に伴うサージなど、大振幅のインパルス性雑音が伝送路に印加した場合であっても、該波形等化器を発散させることなく、なおかつ、トレーニングシーケンスを実施せずに波形等化器を短時間で収束させることが可能であり、これにより、送受信するディジタルデータのビットエラーレートへの影響を軽減することが可能である。

また、送電線用ディジタルデータ電力線搬送システムに限らず、メタルケーブルを用いた多端子系統でのマルチポイントディジタルデータ伝送システムなどへも同様に適用することが可能である。

本発明は、図４に示したような送電線用ディジタルデータ電力線搬送システムやメタルケーブルを用いた多端子系統マルチポイントディジタルデータ伝送システムなどの振幅が大きいインパルス性雑音が発生するような環境に適用される波形等化器及び波形等化方法に関するものであり、前述のように、インパルス性雑音が重畳する環境下におけるディジタルデータ伝送路に適用される適応波形等化器（以下、波形等化器と略す）において、入力されたインパルス性雑音により当該波形等化器の波形等化機能が維持不能な発散方向へと移行しようとした場合、発散方向へ移行しようとしていることを検知して、当該波形等化器の波形等化機能が完全に発散することを事前に阻止し、かつ、波形等化機能の復旧手順であるトレーニングシーケンスを実行することなく、波形等化機能を復旧させて収束可能とすることを特徴とする波形等化器及び波形等化方法であり、もって、当該波形等化器の収束時間を大幅に短縮することが可能となり、送受信するディジタルデータのビットエラーレートへの影響を軽減することが可能である。

以下に、本発明に係る波形等化方法及び波形等化器の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明による波形等化器の概略構成の一実施例を説明するための概略ブロック構成図である。図１に示す波形等化器２０において、図６に示した従来の波形等化器６０と全く同じ機能を有する回路部については、図６と同一の符号を付して示している。

図１に示す波形等化器２０において、受信した入力信号は、タップ乗算器２と遅延器１とに入力される。遅延器１は、受信した入力信号を個別遅延器Ｔ１からＴｎによりシンボルレートの周期で１シンボルずつ遅延させ、その遅延器１の個別遅延器Ｔ１〜Ｔｎによりそれぞれ遅延された遅延信号がタップ乗算器２に対して出力される。

タップ乗算器２に直接入力されてくる入力信号及び遅延器１の個別遅延器Ｔ１〜Ｔｎから出力されてくる各遅延信号は、図６に示す従来の波形等化器６０と同様に、個別タップ乗算器Ｗ０及び個別タップ乗算器Ｗ１〜Ｗｎにおいて、タップ係数更新部６から出力された更新後のタップ係数ｋ０及びｋ１〜ｋｎとの間でそれぞれ乗算され、これら各乗算信号は、加算器３に対してそれぞれ出力される。加算器３においては、それぞれに乗算されて得られた各乗算信号が個別加算器Ａ１〜Ａｎにより順次加算され、加算信号として出力される。

加算器３から出力される加算信号は、図６に示す波形等化器６０の場合と同様に、データ判定部４と誤差推定部５とに入力され、データ判定部４では、入力されてきた加算信号を基に、送信側から送信されていた高周波信号に最も近い信号を“判定信号”として判定して出力する。

切替部７では、図６に示す波形等化器６０の場合とは異なり、発散・収束検出部１０からの切替制御信号（トレーニングモードへの切り替えを指示する切替制御信号）を受けて、波形等化器２０の発散状態発生の有無に対応してトレーニングモードへの切替を実施するか否かを判定し、まだ発散状態には至っていないデータ通信期間を示す“トラッキングモード”にあると判定した場合には、入力端子位置は、データ判定部４からの出力信号である判定信号側に切り替わり、発散状態にあって当該波形等化器２０の初期化期間を示す“トレーニングモード”に移行する必要があると判定した場合には、入力端子位置は、波形等化器２０を初期化するためにトレーニング信号側に切り替わる。

切替部７のいずれかの入力端子に入力された信号は、誤差推定部５に入力され、誤差推定部５において、加算器３から出力されてきた加算信号との差分を演算して、誤差量に応じた誤差信号として出力され、図６に示す波形等化器６０の場合とは異なり、リミッタ部８に入力される。

リミッタ部８では、切替部７から入力された誤差量が、閾値設定部９よりあらかじめ任意の値に設定された上限閾値を超えていた場合は、閾値設定部９より任意の値に設定されていた前記上限閾値が最大値であるとしてリミッタ部８からタップ係数更新部６、発散・収束検出部１０及び閾値継続時間検出部１１に対してそれぞれ出力される。また、切替部７から入力された誤差量が閾値設定部９より任意の値に設定されていた前記上限閾値以下であった場合は、切替部７から入力された誤差量が、そのまま、タップ係数更新部６、発散・収束検出部１０及び閾値継続時間検出部１１に対してそれぞれ出力される。

発散・収束検出部１０では、閾値設定部９で設定された前記上限閾値が入力されており、リミッタ部１０から出力された誤差量を示す信号が、入力されている前記上限閾値と同一か否かを判定し、同一であることが検出された場合は、波形等化器２０が発散方向へ移行しようとしていることを検知したものとして、タップ係数更新部６に対して発散方向に向かっていることを示す発散検出信号を出力する。

また、発散・収束検出部１０では、該発散検出信号のタップ係数更新部６に対する出力と同時に、トレーニングシーケンスへの移行時間をカウントするために内蔵している移行タイマ１０Ａが起動される。移行タイマ１０Ａにあらかじめ設定されていた設定時間が経過するまでの範囲内に、切替部７からの誤差量が、閾値設定部９より設定された前記上限閾値以下に下回って小さい値になっていることが検出された場合は、波形等化器２０が発散方向から脱出して収束方向へ推移しているものと判定して、トレーニングシーケンスへの移行時間をカウントする移行タイマ１０Ａをリセットして起動を停止すると同時に、タップ係数更新部６に対して収束方向に向かっていることを示す収束検出信号を出力する。

なお、発散・収束検出部１０において、移行タイマ１０Ａの設定時間内に、リミッタ部８からから入力された誤差量を示す信号（即ち、切替部７から入力されてきた誤差量）が閾値設定部９より設定されていた前記上限閾値以下に下回ったことが検出されなかった場合には、波形等化器２０が完全に発散状態にあるものとして、トレーニングシーケンスへ移行するための切替制御信号が、切替部７とタップ係数更新部６とに出力される。

閾値継続時間検出部１１では、閾値設定部９で設定された前記上限閾値が入力され、リミッタ部８から出力された誤差量（即ち、波形等化器２０の誤差量）を示す信号をリアルタイムに監視し、閾値設定部９から入力された前記上限閾値を超えている誤差量が検出された場合には、発散方向へ移行しようとしているとの検出結果をタップ係数更新部６に発散直前信号として出力する。

タップ係数更新部６では、リミッタ部８から入力されてきた誤差量に基づいて、ＬＭＳ（Least Mean Square：最小平均二乗法）アルゴリズムやＲＬＳ（Recursive Least Square）などの等化処理用適応アルゴリズムによりあらかじめ規定されたフィードバック係数μで、タップ乗算器２の個別タップ乗算器Ｗ０〜Ｗｎに対する各タップ係数ｋ０〜ｋｎが更新されて算出され、タップ乗算器２の個別タップ乗算器Ｗ０〜Ｗｎへそれぞれ入力される。以下の説明においては、等化処理用適応アルゴリズムとして、ＬＭＳアルゴリズムを用いる場合について説明することにするが、本発明は、かかるＬＭＳアルゴリズムのみに限るものではなく、フィードフォワード型適応波形等化方法として適用可能なアルゴリズムであれば如何なるものであっても構わない。

ここで、閾値継続時間検出部１１より発散方向へ移行しようとしている旨を示す発散直前信号が入力されてきた場合、タップ係数更新部６は、更新されて現在設定されているタップ係数ｋ０〜ｋｎを、発散直前のタップ係数値として、タップ係数記憶部１２に記憶させる。

また、タップ係数更新部６では、閾値継続時間検出部１１から、あらかじめ任意の継続時間を設定することができる閾値時間設定部１３により継続タイマ１１Ａに設定されていた、設定した継続時間が超過しても、誤差量が閾値設定部９から入力された前記上限閾値を継続して超えていることを示す検出信号が入力されてきた場合、ＬＭＳアルゴリズムのフィードバック係数μをトラッキングモード用としてあらかじめ規定されている通常の規定値から、ゼロに変更して設定すると共に、タップ係数記憶部１２に記憶されていた発散直前のタップ係数値をロードし、タップ係数更新部６のタップ係数ｋ０〜ｋｎとして強制的に設定して、タップ係数更新部６からタップ乗算器２の個別タップ乗算器Ｗ０〜Ｗｎに対するタップ係数ｋ０〜ｋｎとしてそれぞれ出力するように設定する。以降においては、タップ係数更新部６では、発散・収束検出部１０より収束方向にあることを示す収束検出信号が出力されてくるまで、ＬＭＳアルゴリズムのフィードバック係数μ及びタップ係数ｋ０〜ｋｎの更新は一切実行せずに、現状をそのまま維持させる。

しかる後、タップ係数更新部６に対して、発散・収束検出部１０より収束方向にあることを示す収束検出信号が入力されてきた場合、ＬＭＳアルゴリズムのフィードバック係数μをゼロの状態から脱して、ＬＭＳアルゴリズムとしてあらかじめ規定している通常のトラッキングモード用の規定値に再設定して、リミッタ部８から入力される誤差量に基づいてタップ乗算器２の個別タップ乗算器Ｗ０〜Ｗｎに対する各タップ係数ｋ０〜ｋｎの更新を再開させると同時に、タップ係数記憶部１２に記憶していた情報をリセットさせるための信号を出力させ、最小の誤差量に関する情報と誤差量最小時のタップ係数値に関する情報とをクリアして、波形等化器２０をトラッキングモードへ移行させ、タップ係数の更新を再開させる。

なお、発散・収束検出部１０の移行タイマ１０Ａがあらかじめ設定していた設定時間を経過してトレーニングシーケンスへの移行を促す切替制御信号が、発散・収束検出部１０より出力されてきた場合、タップ係数更新部６では、切替部７の切り替えによりトレーニングモードへ移行したものと判断して、ＬＭＳアルゴリズムのフィードバック係数μをトレーニングモード用の係数値に変更して設定し直し、トレーニング信号に基づいてタップ係数ｋ０〜ｋｎを更新して設定するトレーニングシーケンスを実行させて、波形等化器２０を収束させるように動作する。

以上に説明したように、例えば図４に示したように開閉器１０４のサージ雑音や送電線路２００への誘導雷サージ雑音など、大振幅のインパルス性雑音が、伝送路に印加された場合であっても、受信側の波形等化器２０を発散させることなく、波形等化器２０を自動的に収束させることを可能とし、もって、その収束までの時間を大幅に短縮することが可能となる。

図２は、前述した本発明の波形等化処理シーケンスの一例を示すものとして、本発明による波形等化設定手順の一例を説明するためのフローチャートである。図２のフローチャートにおいて、トレーニングモードからトラッキングモードへ移行した後では、タップ係数更新部６において、ＬＭＳアルゴリズムなどの等化処理用適応アルゴリズムによりあらかじめ規定している通常のトラッキングモード用の規定値のフィードバック係数μを用いて、リミッタ部８から入力される誤差量に基づいてタップ乗算器２に対するタップ係数ｋ０〜ｋｎが更新されている（ステップＳ１）。

更に、閾値継続時間検出部１１においてリミッタ部８から入力されてくる波形等化器２０の誤差量をリアルタイムに監視し、閾値設定部９で設定された上限閾値よりも小さい値であるか否かを判別し、上限閾値レベルを超えた値が検出された場合は（ステップＳ２のＹＥＳ）、直ちに、閾値継続時間検出部１１から誤差量が上限閾値を超えた旨を示す発散直前信号をタップ係数更新部６に送出し、該発散直前信号を受信したタップ係数更新部６において発散直前信号が得られた際に更新されて設定されていたタップ係数ｋ０〜ｋｎを、発散直前のタップ係数値として、タップ係数記憶部１２の記録内容をリアルタイムに自動記憶する（ステップＳ３）。しかる後、誤差量が上限閾値を超えている継続時間が閾値継続時間設定部１３に予め設定されている継続時間を超過してしまって、発散方向に推移したか否かを判定できるように、任意の継続時間を設定できる閾値継続時間設定部１３から閾値継続時間検出部１１の継続タイマ１１Ａに継続時間を設定して、継続時間監視用の継続タイマ１１Ａを起動する（ステップＳ４）。一方、リミッタ部８から入力された誤差量が上限閾値レベル以下として検出された場合は（ステップＳ２のＮＯ）、タップ係数記憶部１２の記録内容の自動記録は実行されない。

即ち、リミッタ部８から入力された誤差量が閾値設定部９にあらかじめ設定された上限閾値以下に小さい場合は（ステップＳ２のＮＯ）、定常のトラッキングシーケンス処理を継続するものとして、ステップＳ１に戻って、通常通り、タップ係数更新部６において更新されて設定されるタップ乗算器２に対するタップ係数ｋ０〜ｋｎを用いて波形等化器２０の誤差量を算出するシーケンス、即ち、ステップＳ１からステップＳ２に至るまでの処理が繰り返して処理される。

波形等化器２０の発散方向に推移していることを判定するために、ステップＳ４において起動された継続タイマ１１Ａに設定されていた継続時間以上経過しても、誤差量が上限閾値の値を超えている状態が継続した場合は（ステップＳ５のＹＥＳ）、波形等化器２０は発散しようとして発散方向へ推移していると判断し、ＬＭＳアルゴリズムのフィードバック係数μをゼロに変更して設定し、タップ乗算器２に対するタップ係数ｋ０〜ｋｎの更新を停止させる（ステップＳ６）。

しかし、継続タイマ１１Ａに設定されていた継続時間を超過していない場合（ステップＳ５のＮＯ）、誤差量が上限閾値レベルの値以下になったかを判定し、上限閾値以下になっていない場合（ステップＳ１６のＮＯ）、再度、ステップＳ５に戻り、閾値継続時間検出部１１では、閾値設定部９から入力された上限閾値とリミッタ部８からの誤差量との比較、及び、起動した継続タイマ１１Ａの継続時間の超過判定とが繰り返し行なわれる（ステップＳ５、Ｓ１６）。起動した継続タイマ１１Ａの前記継続時間が経過するまでの間に（ステップＳ５のＮＯ）、リミッタ部８から入力されてくる誤差量が、発散方向にあるか否かを判定するための前記上限閾値レベル以下になっていると判定された場合（ステップＳ１６のＹＥＳ）、波形等化器２０は、発散動作が収束したと判断し（ステップＳ１７）、起動していた継続時間監視用の継続タイマ１１Ａの起動をオフにし（ステップＳ１８）、ステップＳ１に戻る。

また、ステップＳ６を経由して、波形等化器２０は発散方向へ推移していると判断していた場合は、ステップＳ３においてタップ係数記憶部１２に自動記憶していた発散直前のタップ係数値をロードして、タップ係数更新部６はタップ乗算器２に対するタップ係数ｋ０〜ｋｎとして強制的に再度設定する（ステップＳ７）。

さらに、あらかじめ設定した設定時間内に、発散方向へ推移している波形等化器２０が、発散方向から収束処理に変化して推移することなく、完全に発散状態に陥っているか否かを監視するために、トレーニングシーケンスへの移行時間をカウントする移行タイマ１０Ａを起動する（ステップＳ８）。ただし、移行タイマ１０Ａにあらかじめ設定される該設定時間は任意の値とすることが可能である。移行タイマ１０Ａの起動後においては、ステップＳ９とステップＳ１０とで、リミッタ部８から入力されてくる誤差量と上限閾値レベルとの比較判定と、起動した移行タイマ１０Ａの設定時間超過判定とが繰り返し行なわれる（ステップＳ９、Ｓ１０）。

起動した移行タイマ１０Ａの前記設定時間が経過するまでの間にリミッタ部８から入力されてくる誤差量が、発散方向にあるか否かを判定するための前記上限閾値レベル以下になっていると判定された場合（ステップＳ９のＮＯ）、ステップＳ７においてタップ係数記憶部１２に自動更新記憶していた誤差量最小時のタップ係数値を用いて強制的に設定していたタップ係数ｋ０〜ｋｎにより、波形等化器２０は、発散方向から脱出して収束方向に推移していると判断し（ステップＳ１３）、起動していたトレーニングシーケンスへの移行を監視する移行タイマ１０Ａの起動をオフにする（ステップＳ１４）。

次に、ＬＭＳアルゴリズムのフィードバック係数μをゼロ状態から通常のトラッキングモード用としてあらかじめ規定されている規定値に再設定して、リミッタ部８からの誤差量に応じてタップ係数ｋ０〜ｋｎを更新して設定する動作を開始する（ステップＳ１５）。さらに、タップ係数記憶部１２に記憶していた誤差量最小時のタップ係数値を消去して、再びトラッキングシーケンスへと復帰し（ステップＳ１５）、ステップＳ１に戻って、ＬＭＳアルゴリズムのトラッキングモード用のフィードバック係数μを用いて誤差量に応じて更新されるタップ乗算器２に対するタップ係数ｋ０〜ｋｎの更新処理が再開される。

一方、起動した移行タイマ１０Ａの設定時間が経過するまでの間にリミッタ部８から入力されてくる誤差量が、発散方向にあるか否かを判定する上限閾値レベル以下の値に変化していると判定されずに（ステップＳ９のＹＥＳ）、トレーニングシーケンスへ推移することを促す移行タイマ１０Ａの設定時間が超過してしまった場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）、発散・収束検出部１０は、トラッキングモードのままでは、波形等化器２０の自動的な収束が不可能な完全な発散状態へ陥っているものと判断し、移行タイマ１０Ａの起動を停止すると共に、切替器７とタップ係数更新部６とに対してトレーニングシーケンスへの切替制御信号を出力し、トレーニングシーケンスが実行される（ステップＳ１１）。トレーニング信号を用いたトレーニングシーケンス（波形等化機能の復旧手順）の実行結果、波形等化器２０が発散状態から脱して収束状態に落ち着いた状態になると、トラッキングモードへと復帰し、ステップＳ１に戻る（ステップＳ１２）。

図３の特性図には、図６に示すような波形等化器６０を用いた従来のトレーニングシーケンス方式による波形等化器の収束特性ｂと、図１に一例を示すような本発明に係る波形等化器２０を用いている場合の波形等化器の収束特性ａとを対比して示している。従来のトレーニングシーケンス方式においては、収束特性ｂに示すように、サージ雑音など大振幅のインパルス性雑音が伝送路へ印加された場合、誤差推定部５において図３の発散点で示すような大きな誤差量が算出されてしまい、図６のタップ係数更新部６１では波形等化器６０が発散状態にあると直ちに推定してしまい、必ずトレーニングモードへ移行することになるため、波形等化器６０の収束までに多くの時間を要していた。

一方、本発明による波形等化方法においては、収束特性ａに示すように、たとえ、インパルス性雑音により誤差推定部５において図３の発散点で示すような大きな誤差量が算出されたとしても、タップ係数更新部６に対して入力する誤差量は、リミッタ部８において上限値を制限するように、該発散点を示す値よりも小さくあらかじめ任意に定めた上限閾値として閾値設定部９に設定して、リミッタ部８に指示すると共に、誤差量が該上限閾値を超えて発散方向にあることを示す発散検出信号を設定したこと、誤差量が該上限閾値を超えて発散方向にあることを示す発散検出信号により、タップ係数更新部６において、ＬＭＳアルゴリズムのフィードバック係数をゼロとしてタップ係数の更新処理を停止したこと、さらに、タップ係数更新部６において過去誤差量が最小であった際に設定されていたタップ係数値（誤差量最小時のタップ係数値）をタップ係数ｋ０〜ｋｎとして強制的に再設定したこと、とにより、トラッキングシーケンスのままの状態で、トレーニングシーケンスへ移行することなく、波形等化器２０の発散は阻止されて、インパルス性雑音が収束した時点では、自動的に波形等化器２０は収束状態に復帰することになり、大幅に、当該波形等化器２０の収束時間を短縮することが可能となり、ビットエラー特性の改善に大きく寄与することが可能となる。

なお、本発明による波形等化器及び波形等化方法は、フィードフォワード型とフィードバック型との双方を備えた波形等化器及び波形等化方法についても全く同様に適用することが可能である。
さらに、本発明による波形等化器及び波形等化方法は、前述の実施例で説明した送電線用ディジタルデータ電力線搬送システムのみに限らず、例えば、メタルケーブルを用いた多端子系統でのマルチポイントディジタルデータ伝送システムなどに対しても全く同様に適用することが可能であることは、以上の説明から明らかである。

本発明による波形等化器の概略構成の一実施例を説明するための概略ブロック構成図である。 本発明による波形等化設定手順の一例を説明するためのフローチャートである。 従来のトレーニングシーケンス方式による波形等化器の収束特性と、本発明による波形等化器の収束特性とを対比して説明するための特性図である。 従来の送電線用高周波搬送装置の接続構成と、雑音の存在について説明するための説明図である。 多端子送電線路における直接波と遅延波との電力特性を示した特性図である。 従来の波形等化器の概略構成を示す概略ブロック構成図である。

符号の説明

１…遅延器、２…タップ乗算器、３…加算器、４…データ判定部、５…誤差推定部、６…タップ係数更新部、７…切替部、８…リミッタ部、９…閾値設定部、１０…発散・収束検出部、１０Ａ…移行タイマ、１１…閾値継続時間検出部、１１Ａ…継続タイマ、１２…タップ係数記憶部、１３…閾値継続時間設定部、２０…波形等化器、６０…波形等化器、６１…タップ係数更新部、７１…切替部、１００，１１０，１２０，１３０…変電所、１０１，１１１…送電線用高周波搬送装置、１０１ａ…直接波（直接信号）、１０１ｂ…遅延波（遅延信号）、１０２，１１２，１２２，１３２…ライントラップ、１０３，１１３…カップリングキャパシタ、２００…送電線路、２００ａ…サージ雑音。

Claims (1)

1. インパルス性雑音が重畳する環境下におけるディジタルデータ伝送路に適用される波形等化器において、
   当該波形等化器の誤差量を監視し、該誤差量が、あらかじめ設定している上限閾値を超えていることが検出されて当該波形等化器が発散方向へ移行しようとしていることを検知した場合に、その直前に設定されている当該波形等化器のタップ係数を自動記憶し、
   前記上限閾値を超えている誤差量の推移状態を第１の所定の設定時間内で監視し、前記誤差量が前記上限閾値を超えている状態が、前記第１の所定の設定時間継続した場合、前記タップ係数更新用の等化処理用適応アルゴリズムのフィードバック係数をゼロに設定して前記タップ係数の更新を停止すると共に、前記自動記憶された前記タップ係数値を、当該波形等化器のタップ係数として再設定し、
   前記再設定の後、さらに第２の所定の設定時間内で前記上限閾値を超えている誤差量の推移状態を監視し、当該誤差量が前記上限閾値以下の値となった場合には、前記フィードバック係数をゼロから、等化処理用適応アルゴリズムとしてあらかじめ規定されているトラッキングモード用の規定値に再設定して、トラッキングシーケンスへ移行させてタップ係数の更新を再開させ、
   当該誤差量が前記上限閾値以下の値にならなかった場合には、前記フィードバック係数をあらかじめ規定されているトレーニングモード用の係数に変更し、トレーニング信号に基づいてタップ係数を更新して設定するトレーニングシーケンスを実行させることを特徴とする波形等化器。

Images