JPH0152944B2

JPH0152944B2 -

Info

Publication number: JPH0152944B2
Application number: JP54051316A
Authority: JP
Inventors: Fuan Chu Ran; Furederitsuku Kuromaa Za Saado Fuiritsupusu; Ruu Kao Min; Hawaado Paritsushu Henrii
Original assignee: REIKARU MIRUGO Inc
Current assignee: REIKARU MIRUGO Inc
Priority date: 1978-04-26
Filing date: 1979-04-25
Publication date: 1989-11-10
Also published as: GB2075808B; DE2911845A1; FR2435870A1; SE458327B; FR2433865A1; FR2435870B1; GB2075806B; GB2022376B; GB2075807B; JPS556989A; SE7903648L; GB2022376A; FR2437747B1; BE875902A; GB2075807A; CH645764A5; GB2076266A; GB2075808A; FR2437747A1; GB2075806A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はデータ通信イコライザに係り、特に高
速データモデムに利用される自動適応イコライザ
に係る。本発明の等化方式は、特にマイクロプロ
セツサの制御により実施出来るように構成してあ
り、単一の通信されたテストパルスに対するチヤ
ンネル応答について動作して、高精度・超高速等
化を行なう方法及び装置を提供する。

従来の技術とその問題点本発明にイコライザは、特に高速ポーリングに
適するものである。このような使用においては、
中央局より多数の地方（端末）局（例えば異なる
都市の局）に対して高速で順次情報の有無を問い
合わせる。各地方局から通信を行なう場合、新し
い通信ラインを使うことになり、新たに地方局を
呼ぶ毎に、等化を改めて行なう必要がある。従つ
て、データ量を増加させるためには、等化時間を
出来るだけ短かくすることが望ましい。

従来のイコライザは新しい通信ラインへの接続
に際する等化動作は比較的遅く、貴重なデータス
ループツト・タイムが無駄となるものであつた。
特に、ランダムデータの分析又は多くのテストパ
ルスを有するトレーニングパターンの分析に比較
的長い時間を要するため、イコライザタツプの調
整にはそれだけ時間を費やすことになる。

従来の方式として、単一の通信されたテストパ
ルスについて等化する方式が提案されているが、
これは実際には多数のテストパルスが必要であ
る。この方式は、ベルシステムテクニカル
ジヤーナル、Vol.50、No.６、1969−2041頁、「高
速始動デジタル通信用の新規なイコライザ」、ロ
バート・ダブリユーチヤン著に記載されてい
る。

デビツト・モントレー他による米国特許第
3962637号に開示されている別の従来方式は、周
知の零強制方式に似たものであり、且つ信号サン
プルの相関を利用しない技術を利用する。二つの
通信インパルスに対する応答期間に等化を行なう
方式である。この方式による等化動作のために
は、ライン信号の位相を調整する特別のインパル
スを必要とし、これにより正しいサンプリングが
行なわれる。しかし、この方式は零強制方式に似
た方式を利用するため、ひどく歪んだラインにつ
いては、及び高精度を必要とされるときには、正
常に動作しなくなる。この方式は、4800bpsで動
作するものであり、より高速のデータ速度
9600bps（本発明のイコライザはこの速度で動作
し得る）には適さない。

またIEEEトランズアクシヨンズオンコミ
ユニケーシヨン、Vol.Com−23、No.６、1975年
６月において、ピー・バトラー氏は、行列方程式
を、単側波帯方式でのイコライザタツプ定数の設
定を表わす実関数について、直接に解く方法を示
している。しかし、この技術は単一のインパルス
応答を当化するものではなく、相当長いトレーニ
ングシーケンスを使用することによつて初めて実
関数を本発明の方式の場合より正確に求めること
が出来る。また、この方式では、複素変数行列方
程式は解くことが出来ない。従つて、本発明の場
合のように両測波帯方式で等化を行なう場合には
使うことが出来ない。

そこで、本発明は、より高速で動作し且つより
高精度なデータ通信方式用イコライザを提供する
ことを目的とする。

問題点を解決するための手段本発明になる実動適応イコライザは、搬送波の
み期間、クロツクのみ期間、及び単一のテストイ
ンパルスを有するテストパターンによいて動作す
る。このイコライザは、マイクロプロセツサによ
り制御されるトランスバーサルフイルタを使用す
る。受信したインパルス応答の同相及び直角位相
成分のサンプルの相互相関及び自己相関から、最
適なイコライザタツプ設定を表わす複素数行列方
程式の要素が形成される。マイクロプロセツサ
は、この行列方程式の要素を利用して特定の反復
計算を行ない、タツプ定数の最適初期設定を迅速
且つ正確に行なう。テストパターンのクロツクの
みの部分は分析されて、サンプリングクロツクが
正確に設定されるので受信されたインパルスは正
しくサンプリングされる。これによりタツプ定数
計算が受信されたインパルスの期間内で行なわれ
る。初期等化動作は、毎秒当り9600ビツトのデー
タ速度の場合には約30ミリ秒で行なわれる。

本発明の別の目的は、単一の通信パルスの分析
をするだけで、イコライザタツプを、広範囲に亘
るライン歪及びデータ速度に対し初期設定しうる
実用的なイコライザを提供するにある。

本発明の別の目的は、イコライザタツプ定数が
近似値してではなく、正確に計算されるイコライ
ザを提供するにある。

本発明の別の目的は、送信されたインパルスの
応答が受信される間に反復技術により正確な計算
を行なうことにある。即ち、イコライザタツプ定
数は、インパルス期間の終りから最初の受信デー
タがイコライザの主要なタツプに到達するまでに
計算され設定される。

本発明の別の目的は、9600bpsのデータ速度の
場合は30ミリ秒内、4800bpsのデータ速度の場合
は15−20ミリ秒内等の非常に高速な初期設定を正
確に行ない得るイコライザを提供するにある。

上記の各目的及び利点は、送信器より通信媒体
上に送信された信号を分析することにより達成さ
れる。この信号としては、例えば、単一の受信し
たインパルス応答が挙げられる。受信した信号よ
り、装置は同相及び直角位相インパルス応答信号
を形成する。同相及び直角位相のインパルス応答
信号は、通常帯域周波数、ベース帯域周波数、又
は他へ変換された周波数である。これらの同相及
び直角位相のインパルス応答信号のサンプル値
は、複素数行列方程式を定めるのに使われる。上
記方程式の複素数行列は、二つのインパルス応答
信号より得られたサンプル値の自己及び相互相関
により形成される要素からなる。本発明のイコラ
イザは、上記の複素数行列方程式を解いて、全部
のイコライザタツプの初期設定のための正確な値
を得る。初期のイコライザ設定により、トレーニ
ング信号が送信される通信媒体の歪が十分に且つ
完全に補償される。また本発明のイコライザ装置
において、初期設定の後については、従来の等化
動作がデータが受信されている間行なわれる。

本発明の装置によれば、受信されたインパルス
が受信される媒体での歪が大幅に変化するにも拘
らず、微小な時間内で、サンプル等化定数を正確
に計算できるという主な利点を有する。本発明を
利用することにより、初期等化を、データ速度
9600bpsである場合には30ミリ秒程度で行ない得
るイコライザが構成される。これは現在の方式に
比べて、略５倍の速さとなる。

本発明の実施例では、等化は単一の受信インパ
ルスに応じて行なわれる。本装置の重要な特徴
は、インパルス応答をこれに受信する前にサンプ
ルする最適の時間を定める手段を設けたことにあ
る。

また、本実施例では等化動作は、基本帯域周波
数を有する同相及び直角位相インパルス応答信号
を使用して行なわれるが、この信号は通過帯域周
波数又は他の変換周波数であつてもよい。

実施例以下図面と共に本発明の一実施例について説明
する。

本発明になる自動適応イコライザについては、
便宜上、第１図に示すように自動利得制御、タイ
ミング及び等化を設定するのに利用されるトレー
ニングパターンと波形と共に説明する。

第１図のトレーニングパターンは、送信後にお
ける受信器側でのアナログ復調パターンである。
本実施例の方式は、特に直交振幅変調（QAM）
技術に関するものである。

トレーニングパターンは、数ボーの搬送波のみ
期間１１、数ボーのクロツクのみ期間１３、静止
即ちスケルチ期間１５、一の受信インパルス１
７、及び別のスケルチ期間１９が順に並んだもの
である。また、トレーニングパターンは、顧客デ
ータ２０の送信前の個所に微調期間を有すること
もある。

実施例の場合には、８ボーの搬送波のみ期間１
１及び17ボーのクロツクのみ期間１３が送り出さ
れる。スケルチ期間１５及び１９は、夫々27ボー
及び21ボーの時間長さを有し、インパルスの持続
時間は送られる時には１ボーの時間長さを有す
る。勿論、ボーの時間長さを変えることもでき
る。また、期間１１，１７，１５及び１９の長さ
は最大歪に応じて定まるものである。ライン歪が
僅かな場合には、上記期間の夫々については、特
に期間１７，１５及び１９については、ボーの数
は少なくてよく、然して同調のための全体の時間
は短かくなる。逆に、ライン歪がひどい場合に
は、各期間についてはより多くのボーが必要とな
り、全体の同調時間が長くなる。

第１図中での搬送波のみ期間１３については、
ライン上での搬送波エネルギの最初の発生又は存
在が検知され（搬送波検知）、システムは動作を
開始する。搬送波検知がなされると、粗タイミン
グカウンタKSTMXが動作を開始し、これによ
りインパルス応答１７の発生が待機されることに
なる。KSTMXは１ボー毎に一つ計数する。

次いで自動利得制御動作が、搬送派のみ信号１
１について行なわれる。所定のボー数の搬送波の
み信号１１が検知されると、装置はトレーニング
パターンを実際に受信していることを認識して、
クロツクのみ信号１３の入来を待機する。

クロツクのみパターン１３の間、装置は送信さ
れたパターンを調べて、やがて入来するインパル
ス応答１７をサンプルするに最適な時点を定め
る。装置は次いでインパルス応答サンプリング動
作に対応した状態に設定される。予め計算されて
ある最良サンプリング時点が、サンプリングクロ
ツクを最良のサンプリング位置へ飛び越し又はプ
リセツトするのに用いられる。なお、好ましい実
施例では、送信されたインパルス１７に対する応
答をサンプルするようにしてあるが、これらのサ
ンプルを表わす信号を発生する手段を使用するこ
とも出来る。

スケルチ期間１５については、粗タイミングカ
ウンタKSTMX（搬送波のみ信号の検知により動
作を開始している）は計数を継続し、次いで装置
に、同相及び直角位相インパルス応答１７のサン
プリング開始する時点を指示する（第１Ｂ図及及
び第１Ｃ図）。次いでサンプリングがなされ、サ
ンプルは記憶され、相関がとられることにより行
列が形成される。行列が形成された後、後述する
ように、特定の反復計算を行なうことで初期イコ
ライザ設定が正確に行なわれる。

上記の動作を行なう装置を、第２図にブロツク
的に示す。同図に示す装置は、アナログ−デジタ
ル（Ａ／Ｄ）変換器と自動利得制御（AGC）と
のブロツク２１、デジタルプロセツサ２３、及び
トランスバーサルイコライザ２８を有する。この
イコライザ２８は図示の便宜上概念的に示されて
おり、デジタル的に動作を行なうものである。こ
の場合には、イコライザ２８は、デジタルプロセ
ツサ２３の一部として示すことも出来る。

QAM信号の同相（Ｘ）及び直角位相（Ｙ）基
本帯域成分へのデジタル復調動作は、デジタルプ
ロセツサ２３で行なわれる。復調された同相及び
直角位相基本帯域成分のアナログ形態を夫々第１
Ｂ図及び第１Ｃ図に示す。なお復調動作は他の周
知の技術でも行なわれる。この場合には、デジタ
ルプロセツサ２３以外の装置により行なわれるも
のである。なお、上記AGC又は復調技術は、本
発明の構成部分とは無関係である。

復調により得たＸ及びＹ位相成分は、基本帯域
信号のデジタル形態でのサンプルを表わすもので
ある。ここで、Ｙ成分サンプルは、Ｘ成分サンプ
ルを復調する搬送波より90度位相の異なる搬送波
によつて復調される。なお、クロツクのみ期間で
のサンプリング時間を計算するために、１ボー当
り二つのサンプルが取り出されることが望まし
い。また、クロツク位相が最適に設定された後
は、装置は各ボー毎に一のサンプルを取り出す。

これら取り出されたサンプルＸ，Ｙは、夫々ト
ランスバーサルイコライザ２８の別々のチヤンネ
ル２５及び２７に送られる。各チヤンネル２５，
２７は、従来技術で知られているように、等間隔
で配設されたデジタル遅延素子２９及び３１、及
びデジタル乗算器３０，３２，３３、及び３５を
有する。乗算器３２及び３３は夫々遅延サンプル
X_nに係数c_pi及びc_qiを乗算し、また別の乗算器３
０及び３５は夫々遅延サンプルY_nに係数c_pi及び
c_qiを乗算する（この係数は定数とよばれること
もある）。各々乗算器３０，３１，３３及び３５
の出力は夫々加算器４０，４２，４４，４６で加
算され、更に加算器３６に送られる。加算器３７
において、加算器４６の出力が別の加算器４２の
出力より減算され、加算器３７は出力データ信号
EQXを送り出す。他の二つの加算器４０及び４
４の出力は、加算器３６で加算され、これより出
力データ信号EQYが送り出される。

なお、第３図により詳細に示すように、本発明
の実施例は、プログラムされたマイクロプロセツ
サ本体及びイコライザ装置を有する。イコライザ
装置３４は、本出願人が譲受人である米国特許第
4035625号に記載されているように、イコライザ
２８（第２図）の機能を有し、最適な等化動作を
安定に行なう。また、好ましくは、イコライザ装
置３４は、後述する初期の等化設定動作を行なう
回路を有するものである。

第３図のマイクロプロセツサ本体は、適宜のも
のであり、プログラム記憶部１６、これをアドレ
スするプログラムカウンタ１８、プログラム記憶
部１６よりの命令をデコードして制御信号を発生
する指令デコーダ１４、及びデコーダ１４よりの
制御信号に応答して命令を行なう演算装置２２を
有する。またマイクロプロセツサ本体は、データ
記憶メモリ２６、及びこれをアドレスするアドレ
スデコーダ２４を有する。プログラム記憶部１６
は、後述する等化動作を行なうための命令を記憶
する十分な容量の適宜のリードオンリメモリ
（ROM）であり、４個のAMD 9216ROMチツプ
より構成される。またプログラムカウンタ１８
は、指令デコーダ１４よりの制御信号に応じて必
要に応じてロード又はジヤンプがなされる適宜の
カウンタである。また演算装置２２も適宜の構成
のものであり、後述する如く、必要な動作を行な
う十分な能力を有する。データ記憶メモリ２６
は、定数の記憶部と256語分のランダムアクセス
メモリを有し、３個のAM91L12ADC RAMチツ
プと１個のゼネラルインストルメント製のRO−
5120チツプとより構成してある。また、ランダム
アクセスメモリは、計算中に入来するインパルス
応答１７及びこれに引き続くデータ２０のサンプ
ルを記憶するのに使われる。

上述の第３図に示す装置は、初期のイコライザ
タツプ乗数を高速で計算して、高速初期等化動作
を行なう。以下、この計算方法及び第３図に示す
装置の機能及び構成について詳述する。

まず計算すべき乗数を、c_p1、c_p2、c_p3、……c_pi
及びc_q1、c_q2、c_q3、……c_qiとする（第２図参照）。
また、イコライザタツプ定数は、次のように複素
数で表わされる。

c_i＝c_pi＋jc_qi、ｉ＝１、２、３……ｎここで、第１Ｂ図及び第１Ｃ図に示す一対の復
調インパルス応答よりイコライザ定数c_iを計算す
るに当つて、以下のように定義する。

rT₀＝_M 〓^m=1 （X_n ²＋Y_n ²） (1) rT₁＝_M-1 〓^m=1 （X_nX_n+1＋Y_nY_n+1）＋ｊ_M-1 〓^m=1 （X_nX_n+1−Y_nX_n+1） (2) rT₂＝_M-2 〓^m=1 （X_nX_n+2＋Y_nY_n+2）＋ｊ_M-2 〓^m=1 （X_nY_n+2−Y_nX_n+2） (3) rT_o-1＝_M-o+1 〓^m=1 （X_nX_n+o-1＋Y_nY_n+o-1）＋ｊ_M-o+1 〓^m=1 （X_nY_n+o-1−Y_nY_n+o-1） (4) また、h_k、r_iを次のように定義する。

h_k＝X_o-q-k−jY_o-q-k／rT₀ ｋ＝１、２……ｎ (5) r_i＝rT_i／rT₀ ｉ＝１、２……ｎ−１ (6) 上記式(1)〜(6)において、X_n及びY_nは夫々、自
己相関及び相互相関を計算するのに利用されるイ
ンパルス応答の同相及び直角位相のｍ番目のサン
プルである。また、式(2)、(3)、(4)は、サンプル
X_nとY_nとの自己相関及び相互相関を表わす。

上記式(1)乃至(6)において、Ｍは自己相関及び相
互相関を計算するのに利用されるサンプルの総数
である。ｎはタツプ数と等しい数である。本実施
例では、Ｍは20、ｎは16である。ｑは、h_kを計算
するのに実際上使用される最初のサンプルの下側
の添字と等しい。変数ｑは、本実施例では、取り
出された全てのサンプルが使用されない場合、即
ち後に詳述するようにｎ＜Ｍである場合のための
ものである。ここで、ｎ＝Ｍであるときは、ｑ＝
１となる。

以上の定義をした場合、ｎ個のタツプのイコラ
イザでの最適タツプ定数C₁、C₂、……c_oを定義す
る方程式は、以下のマトリツクス（行列）として
表わされる。

この(7)式において、r₁……r_i及びh₁……h_oは複
素定数であり、c₁……c_oは複素変数である。星印
（＊）は複素共役数であることを示す。

本発明によれば、この式(7)を以下に説明する如
く特定の解法で高速に解くことにより、第１図の
トレーニング方式により必要とされる時間とデー
タがイコライザの入力と出力との間を進行するに
要する時間遅延とを加算した時間内で、タツプ定
数c₁……c_iを反復計算により正確に求めることが
可能となる。この解法により計算が非常に短時間
に行なわれる。

この解法では、次の三つの定義がなされる。

e₁＝１−｜r₁｜² (8) ここで、｜r₁｜は複素数r₁の絶対値を表わす。

s₁ ⁽¹⁾＝−r₁ (9) ここで、肩文字「(1)」は反復の１回目ｉ＝１を
示す。

c₁ ⁽¹⁾＝h₁ (10) これらの定義をすると、タツプ定数の正確な反復
解法は次の如く表わされる。

c⁽ⁱ⁺¹⁾ _i+1＝（h_i+1−_i 〓^m=1 c⁽ⁱ⁾ _nr_i-n+1）（z_i） (11) s⁽ⁱ⁺¹⁾ _i+1＝−（r_i+1＋_i 〓^m=1 s⁽ⁱ⁾ _nr_i-n+1）（z_i） (12) c⁽ⁱ⁺¹⁾ _j＝c⁽ⁱ⁾ _j＋c⁽ⁱ⁺¹⁾ _i+1s^*(i) _i-j+1 １ｊｉ
（13） s⁽ⁱ⁺¹⁾ _j＝s⁽ⁱ⁾ _j＋s⁽ⁱ⁺¹⁾ _i+1s^*(i) _i-j+1 １ｊｉ
（14） e_i+1＝e_i（１−｜s⁽ⁱ⁺¹⁾ _i+1｜²）（15） z_i+1＝１／e_i+1 （16）ここで、肩文字は、特定の反復における変数の
値を示す。上記式(7)〜（16）が、複素数行列方程
式(7)中のタツプ定数C_iを迅速に且つ正確に計算す
るための簡単な手段を提供する。この反復計算に
より、本発明装置は定数C_iを計算することが出
来、且つイコライザを全体のトレーニング時間内
で初期の等化を行ない得るように設定することが
可能となる。ここでトレーニング時間は、搬送波
のみの最初から顧客データの最初のビツトまでの
時間であり、2400ボーの装置の場合は約30ミリ秒
である。

なお、行列方程式(7)の変形例を、本発明の範囲
から逸脱することなく記述し解を求めることがで
きる。

次に第３図に示す装置の構成及び動作を、第４
図乃至第８図を参照して更に詳細に説明する。

搬送波が検知されてクロツクKSTMXが始動
した後、装置は第４図のフローチヤートに沿つて
動作する。第４図のフローチヤートは、自動利得
制御機能、フイルタ、復調、トレーニングパター
ン存在（TPP）の検出、及び第７図に示す引き
続いての動作で使われる最適サンプリング点の計
算を行なうためのものである。搬送波のみ信号の
二つのサンプルは、搬送波のみ信号１１の８ボー
の各ボー毎に処理される。またカウンタＮは、一
８に設定されており、直接的に動作する。

ここで、Ｎが零より小なるときには、フローチ
ヤート中左側枝４３に沿つて動作し、各サンプル
は自動利得制御動作（AGC）４７、波及び復
調動作４９、及びテストパターン存在検知
（TPP）５１に順次加えられる。テストパターン
検知部は連続した６ボーの搬送波のみ信号をチエ
ツクし、次いでテストパターンが実際に受信され
たことを支持するフラツグを設定する。なお、カ
ウンタＮは、カウンタKSTMXの場合と同様に、
各ボー毎に１つずつカウントする。

Ｎが零のとき、クロツクのみ信号１３が開始す
る。この場合、AGC４７は動作せず、フローチ
ヤートは右側枝５３がたどられる。即ち、波及
び復調動作５５が行なわれ、TPPフラツグテス
ト５７が行なわれる。ここで、TPPが検知され
てTPPフラツグが設定されたとすると、高速習
得クロツク動作（FLCLK）５９が行なわれる。
この動作の間、装置は、復調されたクロツクのみ
の情報に基づいて、入来するインパルスの最適サ
ンプリング時点を計算する。各ボー毎に二個のサ
ンプルが復調されてFLCLKプロセスで使用され
た後、カウンタKSTMXがＮカウンタの場合と
同様に、１つだけカウントして増加する。
FLCLKが行なわれると、流れは第６図に移る。

次にトレーニングパターン検知動作の態様につ
いて、第５図と共に詳細に説明する。

復調された基本帯域信号のＸ及びＹサンプル
は、１ボー当り２つのサンプルの割合で、夫々の
入力部に供給される。

入力部Ｘに供給されたサンプルは、次の通り処
理される。各サンプルはまず乗算器６３により自
乗され乗算器６３の出力は遅延素子６５で、１サ
ンプル時間に亘つて保たれる。乗算器６３の現在
の出力は、加算器６７において、上記乗算器６３
の前回の出力の逆符号の値と加算される。この加
算器６７の出力は、−の入力として第２の加算器
６９に供給される。

また、Ｘ入力は、第２の１サンプル遅延素子７
１にも供給される。この第２の１サンプル遅延素
子７１の出力は、第２の乗算器７３（Ｘ入力を供
給されている）に供給され、ここで現在のＸ入力
サンプルに直前のＸサンプルが乗算される。第２
の乗算器７３の出力は、第３の加算器７５の一の
入力に送られる。

なおＹ入力についても、上記と同様に動作す
る。即ち、遅延素子７７はＹ入力の最初のサンプ
ルを遅延し、逓倍器７９はＹ入力の最初のサンプ
ルを遅延されたサンプル倍して第２の加算器７５
に供給する。また、入力Ｙは自乗され、自乗され
たＹ入力が遅延素子８１に供給される。遅延され
た自乗サンプルは、加算器８３で、現在の自乗サ
ンプルより減算され、得られた出力が第２の加算
器６９に加えられる。

第３の加算器７５の出力は乗算器８５で「２」
を乗算され、出力ACKを得る。第２の加算器６
９の出力をBCKで表わす。ここで、アークタン
ジエントACK／BCKが求められ、これによりサ
ンプリング角θ_oを定める。角度θ_oの現在値が遅延
素子８７で保たれる。この保たれたθ_oの値は次に
述べるクロツクプリセツトで使用される。

次いで、θ_oが幾つかのカウントNTPPの夫々に
ついて許容範囲内にあるか否かを判定する。
NTPPが10以上であるときには、５ボーのサン
プルが検査されている。従つて、10より大なる
NTPPカウントに対し、｜θ_o−90゜｜が継続的に15
以下であるときには、搬送波が５ボーの間受信さ
れていることが確認されて、TPPフラツグが１
に等しく設定される。上記の動作は、第５図中、
ブロツク９１，９２，９３よりブロツク９４
（TPP＝１）に示されている。また｜θ_o−90゜｜が
15より大となり、TPPが１となると、装置はク
ロツクプリセツトルーチンに入る。

しかし、搬送波のみのサンプルについて｜θ_o−
90゜｜が15゜以上である場合には、テストブロツク
９５のTPP＝１は満足されず、NTPPは零にリ
セツトされる。このような場合において、
KSTMXが19より大であるときには、即ちTPP
を検知することなく19ボーが生じた場合には、
「TPP不存在」が表示される。なお、TPP検知が
行なわれなかつたことは、通常はラインドロツプ
アウトを意味する。

またトレーニングパターンが一旦検知される
と、受信したインパルス応答１７のサンプリング
のタイミングを正しく整合することが必要とな
る。このサンプリング時点はイコライザの出力エ
ラーが最小となるように計算で定められる。

本実施例でのサンプリングクロツクのプリセツ
ト（FLCLK）を行なう装置の構成を第６図に詳
細に示す。

歪及びノイズが全く無いと仮定した場合に、前
後の角度θ_oの差は当然に180゜である。従つて、大
きさφ φ＝‖θ_o−θ_o-1｜−180゜｜が数個の連続サンプルについて12゜以下である場
合には、クロツクは良いレンジ内にある。また、
θ_oがクロツクのみパターンの数個のサンプリング
期間に亘つて、良いレンジ内にあるとすると、第
６図中ブロツク１０１，１０２，１０３，１０
４，１０５，１０６、及び１０７を含むループが
動作する。まず最初に、カウンタNCNT、
NSAMP、及びNAVが零にセツトされる。最初
のサンプルをテストする場合には、サンプリング
カウンタNSAMPがブロツク１０１で表わされる
ように１だけインクリメントされる。次いで角度
φについてテストされ、これが所定のレンジ内に
あるときには、カウンタNCNTが１だけインク
リメントされる（ブロツク１０３参照）。

上記のテストを４個の連続したサンプルについ
て行なうと、NCNTは４より大となるか又はこ
れと等しくなり（ブロツク１０４）、NAVは零
となる（ブロツク１０５）。この場合には、ブロ
ツク１０６でのテストはθ_oの大きさが90゜以下で
あることを確認するためのものとなる。θ_oの大き
さが90゜以下である場合には、カウンタNRが１に
セツトされる。また、これと同時に、平均化され
るべき数を表わすカウンタNAVは１となり、
TAGL（総角度）はθ_oと等しくなる。

ループの次の動作時、テストNAV＝０は「ノ
ー」となり、ブロツク１０８でNRが１だけ増
え、NR＋１が「２」となる。即ちNRは奇数で
なくなり、次のサンプルが取り出される。このサ
ンプリング後、φがなお許容範囲内にあるとする
と、NRは奇数（＝３）となる。この結果、平均
される数はNAV＋１＝２となり、TAGLは、以
前の角度θ_oと新たな角度θ_oとを加えたものに等し
くなる。即ち、平均すべき角度は２個ある。

なお、角度θ_oが許容範囲内に有り続けると、平
均化されるサンプルθ_oの数は「４」となり、ブロ
ツク１０９でTAGLとNAVとの商を計算するこ
とにより、角度P〓が求められる。このP〓は使用さ
れるサンプリング点の最適サンプリング点より偏
倚した角度を表わす。従つて、ブロツクP〓＝
TAGL／NAVに到るには、10個の許容範囲内の
角度差がいる。

また、歪が生じている場合には、P〓を計算で求
めるには別の手段を必要とする。例えば、φが12
より大きくて、ブロツク１０２を満足していると
きには、テスト１１０が行なわれ、計数された良
サンプルの数NCNTが「４」より大か又は等し
いか、即ち、４つの許容範囲角度テストが行なわ
れたか否かを定める。NCNTが「４」より大で
あるときには、テスト１１１がNAVカウンタに
ついてなされ、サンプルTAGLが平均値を出す
のに記憶されていたかどうかが判定される。サン
プルが記憶されていた場合には、平均値θ_av＝
TMGL／NAVLが、ブロツク１１２，１１３，
１１４，１１５に示すように計算される。これら
４個のブロツクは、NRが偶数である場合にP〓が
θ_avと等しいこと、また、NRが奇数である場合
に、P〓が〔SGN（θ_av）〕〔180゜−｜θ_av｜〕と等しいことご表わす。また、テスト１１１で
NAVが零であることが分かつた場合には、これ
はサンプルθ_oが全然蓄えられていず、P〓が現在の
サンプルθ_oであることを意味する。

またNCNT４のテスト１１０がノーである
場合には、カウンタNSTMPで示す。サンプル数
についてのテスト１１７が行なわれる。NSAMP
数が29より大きい場合（＞14ボー）には、P〓がθ_o
となる。またNCNT４でなく且つNSAMPが
29でない場合には、NCNTが零にセツトされ、
別のサンプルが検査される。上記動作過程によ
り、角度設定が最初から又は時々許容範囲外とな
つた場合には、引き続いての角度が検査されて、
上記プロセスに従つてクロツクが平均化される。

P〓は、次いで、第７図に示すマトリツクスサン
プリング動作に使用されるインパルスサンプリン
グクロツクの移相を定める。

第７図中、最初のスルーにより、新たなプログ
ラム（NP）テスト１２１が正であると、左枝１
２３に沿つて流れる。ここで、イコライザのラン
ダムアクセスメモリ（RAM）１２６がリセツト
される。また、FLCLKにより定まる最適サンプ
リング時点が利用されて、サンプリングクロツク
を飛び越して各ボー内の最適サンプリング時点に
設定される。これにより、クロツク速度が1/2に
低下して、2400Hzとなり、インパルス応答の各ボ
ーについて一のサンプルがＸ及びＹチヤンネルの
夫々により取り出される。

第７図の第２回目のスルーでは、第２の枝１２
５に沿う。検知されたサンプルは復調され（ブロ
ツク１２７）、次いでKSTMXについてこれが45
よりなるかどうかのテスト１２９が行なわれる。
KSTMXが45より大きくない場合には、
KSTMXはインクリメントされる（サンプリン
グ１３１）。また、KSTMXが45より大きくなる
と、サンプリングされたインパルス１７に基づく
行列形成１３３が開始する。

KSTMX45のときには、流れ図中復調出力
エネルギテストが行なわれ、これにより装置は顧
客データではなく、イコライザテストパターンを
受信していることが確認される。KSTMXが38
より大となると、エネルギはブロツク１３４及び
１３８で示されるように定まる。また、エネルギ
が設定レベルE_ref′より低い場合には、スケルチ
期間が検知されたものと推定され、トレーニング
パターンが存在することがわかる。また、エネル
ギが設定レベルE_ref′より大なる場合に、これは
トレーニングパターンTPPの不存在を示すもの
である。これにより、トレーニングパターンの存
在について、二重チエツクが行なわれることにな
る。

インパルス波形１７のサンプリングを第１Ｂ及
び第１Ｃ図中複数の縦線で表わす。サンプルの数
がカウンタＫにより計数される。この計数は
KSTMX＝45のとき開始される。各サンプルは
Ｘ成分x_iとＹ成分y_iを生ずる。サンプルx_i及びy_i
が順次取り出されるにつれて、上記定義式(1)、
(2)、(3)及、び(4)に従つて、行列(7)が形成される。
例えば、最初のボーの期間には、x₁及びy₁が取り
出されてRAM２５に記憶され、x₁ ²＋y₁ ²、即ち
式(1)中rT₀についての最初の反復を計算するのに
利用される。２番目及びこれに引き続いてのサン
プルの期間では、rT₀についての反復、及び相関
式rT₁、rT₂……が計算される。

２番目のサンプルx₂，y₂が取り出されると、こ
れはRAM２６に記憶され、その大きさの自乗x₂ ²
＋y₂ ²が第１のサンプルの大きさの自乗x₁ ²＋y₁ ²
と比較され、どちらが大きいかを決める。大きい
方が残され、次のサンプルの大きさの自乗と比較
され、最大値サンプル、即つサンプルされたイン
パルス応答１７のピーク１８０が決められる。ピ
ーク１８０が発生したボーKPは、記憶されて以
後の動作に利用される。また全部のサンプルx_i，
y_iも記憶される。

サンプリング動作は、第７図中テスト１３７に
より表わされる二つの状態のうちの一つが生じた
際に終了する。本実施例では、ピークに先行して
８個のサンプル、またはピークの後に11個のサン
プルを有する。ピークの後に11個のサンプリング
が発生すると、Ｋ＝KP＋11となり、行列形成は
終了する。また、Ｋ＜８であるときには、KPは
８と等しくされ（ブロツク１３５，１３６）、Ｋ
＝KP＋11となつてマトリツクス形成が終了する
までに、少なくとも19個のサンプルが取り出され
る必要がある。また、全体で24個のサンプルが取
り出されると、形列形成が終了して、フラツグが
セツトされる。

行列フラツグがセツトされると、次のスルーは
分枝１３２に沿い、テスト１４１（Ｋ＞20）（第
８図））が行なわれる。サンプル数が20より多い
場合にはテスト１４１は「イエス」となり、プロ
セツサ２３は、サンプル数の多すぎる行列につい
ての結果を補正する。

即ちＫ＞20は、カウンタKSTMXの整合がお
おまかであることに起因して、ピーク１８０が生
ずる以前に取り出されたサンプルの数が多すぎる
ことを意味する。このような過剰のサンプルは精
度の低下を引き起こすため、その効果はSUB１
で表わす動作１４３により減算される。この減算
は、最初のサンプルx₁及びy₁をメモリより取り出
して、これらのrT₀、rT₁、rT₂などに関する式
(1)、(2)、(3)の値に対する影響を計算し、この計算
により求められた影響を減算することによりなさ
れる。最初のサンプルx₁，y₁の効果が減算された
後、サンプルカウンタＫは「１」だけデクリメン
トされ（ブロツク１４５）、Ｋ＞20テスト１４１
が再び行なわれる。テスト１４１の結果が「イエ
ス」である場合には、第２番目のサンプルx₂、y₂
の効果が計算されて減算される。この計算、減算
はＫ20まで行なわれる。Ｋ20となると、残り
のサンプルx_i，y_iにより決められた値が以後の行
列計算で用いられる。

またＫが減つて20となると、動作は分枝１４７
に移行し、式(5)、(6)、(8)〜（16）についてタツプ
定数計算が行なわれる。まず、最初に、計算が既
に行なわれたか否かを定めるテスト１４９が行な
われる。計算プロセスの初期に、カウンタＮが零
にセツトされる。次いでＮの値についてのテスト
１５１が行なわれる。

Ｎ＝０として場合での計算プロセスの第１のス
テツプ153は、ノーマライゼーシヨンプロセスで
ある。このステツプの間で、式(6)及び(5)にr_i及び
h_kが第３図に示すマイクロプロセツサ本体により
計算される。

分枝１４７を通して次のプロセスにおいては、
Ｎが「１」とされ（ブロツク１５５）、この状態
でマイクロプロセツサが式(11)〜（16）を順次反復
して計算することにより、等化定数c_iを得る。

Ｎ＝２の場合には、第３図のマイクロプロセツ
サ本体はイコライザ装置３４と、下記の態様で相
互作用を開始する。マイクロプロセツサは式(11)及
び(12)を計算し、次いで行列「ｒ」（式７）及び他
の中間計算結果がイコライザ装置３４に送られ
る。このように、マイクロプロセツサは計算任務
の一部をイコライザ装置３４に移し、これにより
マイクロプロセツサは入来するデータについて自
由に対処し得る状態となる。

イコライザ装置３４は、式(11)〜（14）の計算を
引き続いて反復して行なうハードワイヤードロジ
ツクを内蔵してなるものである。Ｎ＝２の場合に
は、イコライザは式（13）と（14）とを計算す
る。イコライザ装置３４での式(11)乃至（14）の反
復しての各計算の終りにおいて（Ｎ＝２の場合は
式（13）と（14））、プロセツサは量z_i+1、式
（15）及び（16）を計算し、この値をイコライザ
３４に戻して、イコライザが式(11)乃至（14）を再
度反復して計算するのに供する。このようにマイ
クロプロセツサとイコライザ装置とを計算動作に
ついて配置した理由は、単に装置を効率良く利用
せんがためである。

また、上記より明らかなように、式(11)〜（14）
の計算をイコライザ装置３４と関連する回路網に
任せる方法は、イコライザ設定を瞬時に計算する
ための方法であつて、全ての計算を行なう能力の
大なるマイクロプロセツサを利用してもよい。

Ｎ＝15のときには、行列方程式はタツプ定数c_k
について解かれ、反復動作フラツグが設定され
る。最後のタツプ定数が計算されると、h_kが記憶
されて上記のプロセスによつて決定された最終イ
コライザ定数c_iがセツトされる。

上記の動作によれば、16個のタツプを設定でき
る。

ここで、ライン信号が弱く、さらにタツプが必
要である場合には、微調プロセスが行なわれる。
このプロセスにおいて、公知の二相データの追加
ボーが送り出され、エラー差が検知されて適宜の
プロセスによる追加されたタツプの調整に使用さ
れる。

また、上述したように、本発明の範囲より逸脱
することなく、多くの変形例が可能となるもので
ある。

例えば、第９，１０及び１１図に示すように、
本発明のイコライザで利用される同相及び直角位
相信号は、基本帯域以外より導かれ、また種々の
変調方式を利用する方式によつても得られる。

第９図は、基本帯域信号ｘ（ｔ）及びｙ（ｔ）が
同相及び直角位相信号を構成する、簡単な直交復
調技術を示す。第９図中、入力ライン２０１上へ
の受信信号は、第１及び第２の混合器２０３及び
２０５へ供給され、そこで、夫々信号cosω_ctと−
sinω_ctと混合される。ここでω_ctは搬送波周波数で
ある。混合された信号の成分は基本帯域フイルタ
２０７及び２０９で夫々波され、基本帯域直角
位相成分ｘ（ｔ）及びｙ（ｔ）が得られる。

第１０図において、受信信号は、インパルス応
答ｈ（ｔ）を有する第１の通過帯域フイルタ２１
１及びインパルス応答h^（ｔ）を有する第２の通
過帯域フイルタ２１３に加えられる。ここで、イ
ンパルス応答h^（ｔ）は、第１のフイルタのイン
パルス応答ｈ（ｔ）をヒルベルト変換したもので
ある。フイルタ２１１，２１３の夫々の出力ｈ
（ｔ）、h^（ｔ）は、夫々通過帯域周波数であり、
本発明のイコライザによりサンプリングされ得る
同相及び直角位相信号を構成する。

第１１図において、フイルタ２１１の出力ｈ
（ｔ）は第１の混合器２１５及び第４の混合器２
２１に供給される。フイルタ２１３の出力h^（ｔ）
は第２の混合器２１７及び第３の混合器２１９に
供給される。なお、４つの混合器２１５，２１
７，２１９、及び２２１には、夫々第２の入力
cosω_ct、sinω_ct、cosω_ct及びsinω_ctが供給されてい
る。ここで、ω_cは搬送波周波数である。

第１及び第２の混合器２１５及び２１７の出力
は、加算器２１８で加算されて、復調基本帯域信
号ｘ（ｔ）が得られる。また、第４の混合器２２
１の出力は加算器２２０において、第３の混合器
２１９の出力より減算され、復調帯域信号ｙ（ｔ）
が得られる。

また、第１１図中、ｘ（ｔ）及びｙ（ｔ）は夫々
同相及び直角位相信号であり、これらは本発明に
よりサンプリングされて、イコライザタツプの初
期設定が行なわれる。

なお、本発明は特許請求の範囲内で上記とは異
なる態様で実施することも出来るものである。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は本実施例になるイコライザを利用し
た場合の受信信号の波形図、第１Ｂ図及び第１Ｃ
図は夫々第１Ａ図と同じ時間軸での受信信号より
得た２つの直交する位相成分を示す図、第２図は
本実施例イコライザの構成及び動作を示す図、第
３図は本発明の実施例で利用されるデジタル処理
装置を示す図、第４図は本実施例での受信信号の
サンプリングの時間合わせをする全体の構成及び
動作を示すフローチヤート、第４図は本実施例で
の受信信号のサンプリングの時間合わせをする全
体の構成及び動作を示すフローチヤート、第５図
は本実施例での受信信号の存在を検知するための
方法及び装置のフローチヤート、第６図は受信信
号をサンプルする時点を適当に定める方法及び装
置を示す詳細なフローチヤート、第７図は受信し
た信号のサンプルよりイコライザタツプ定数設定
を定める方法及び装置を示す詳細なフローチヤー
ト、第８図は第７図より続くフローチヤート、第
９図は直角位相信号を発生する回路を示す回路
図、第１０図は直角位相信号を発生する別の回路
を示す回路図、第１１図は直角位相信号を発生す
る更に別の回路を示す回路図である。１１……搬送波のみ期間、１３……クロツクの
み期間、１４……指令デコーダ、１５，１９……
スケルチ期間、１６……プログラム記憶部、１７
……インパルス、１８……プログラムカウンタ、
２０……顧客データ、２１……アナログ−デジタ
ル変換・自動利得制御回路、２２……演算装置、
２３……デジタルプロセツサ、２４……アドレス
デコーダ、２５，２７……チヤンネル、２６……
データ記憶メモリ、２８……トランスバーサルイ
コライザ、２９，３１……デジタル遅延素子、３
０，３２，３３，３５……デジタル乗算器、３４
……イコライザ装置、３６，３７，４０，４２，
４４，４６，６７，６９，７５，８３，２１８，
２２０……加算器、４３……左側枝、４７……自
動利得制御動作（AGC）、４９，５５……波・
復調動作、５１……テストパターン存在検知
（TPP）、５３……右側枝、５７……TPPフラツ
グテスト、５９……高速習得クロツク動作
（FLCLK）、６３，７３，７９，８５……乗算
器、６５，７１，７７，８１，８７……遅延素
子、９１，９２，９３，９４，９５，１０１，１
０２，１０３，１０４，１０５，１０６，１０
７，１０８，１１２，１１３，１１４，１１５，
１２７，１３４，１３８……ブロツク、１１０，
１１１，１２１，１２９，１３５，１３７，１４
１，１５１，１６１……テスト、１２３，１２
５，１４７……枝、１３３……行列形成、１８０
……ピーク、２０１……入力ライン、２０３，２
０５，２１５，２１７，２１９，２２１……混合
器、２０７，２０９……基本帯域フイルタ、２１
１，２１３……通過帯域フイルタ。

Claims

【特許請求の範囲】１歪を有する媒体を介して伝送されるトレーニ
ングパターン１１，１３，１５を受信し、該媒体
により該トレーニングパターンに引きおこされる
歪を補償するよう設定しうる複数のタツプ３０，
３２，３３，３５と、該トレーニングパターンの
存在を検出しサンプリング計数を開始する手段２
３と、該トレーニングパターンに応じて該サンプ
リング計数を調整する手段２３とよりなる、受信
されたトレーニングパターンを等化するイコライ
ザ２８であつて、該トレーニングパターンは伝送
される単一のインパルスに対する該媒体のインパ
ルス応答を表わすインパルス応答信号１７を含
み；該イコライザは受信されたインパルス応答信
号から同相及び直角位相インパルス応答信号を形
成する手段２１，２３と；調整されたサンプリン
グ計数に応じ該同相及び直角位相インパルス応答
信号をサンプリングして複数のサンプルを発生す
る手段２１，２３と；該サンプルを記憶する手段
２３と；該サンプルの自己相関及び相互相関から
行列方程式の要素を形成する手段２３と、該要素
は複素定数及び該タツプの最良設定を定める複素
変数からなり；該最良設定の正確な値を計算する
よう一組の反復計算により該行列方程式を解く手
段２３と；該タツプを該最良の値に設定する手段
２３とよりなり、該行列方程式の要素を形成する
手段は行列方程式の要素を形成し、ここで該行列方程式の該複素変
数はC₁乃至C_oとして計算され、該行列方程式の
該複素定数はr₁乃至r_o-1及びその共役複素数r₁ ^*乃
至r_o-1及びh₁乃至h_oであり、該行列の該要素はX_n
及びY_nをそれぞれ該インパルス応答信号のｍ番
目の同相及び直角位相の該サンプルとして rT_o-1＝_M-o+1 〓^m=1 （X_nX_n+o-1＋Y_nY_n+o-1）＋ｊ_M-o+1 〓^m=1 （X_nY_n+o-1−Y_nX_n+o-1） rT₀＝_o 〓^m=1 （X_n ²＋Y_n ²）により r_i＝rT_i／rT₀ ｉ＝１、２、……、ｎ−１ h_k＝X_o-q-k−jY_o-q-k／rT₀ ｋ＝１、２、……、ｎとして定められ、該行列方程式を解く手段は e₁＝１−｜r₁｜² s₁ ⁽¹⁾＝−r₁ c₁ ⁽¹⁾＝h₁ とし、右肩の（）で該反復計算中の特定の反復
段階における変数の値であることを示すようにし
て c⁽ⁱ⁺¹⁾ _i+1＝h_i+1−_o 〓^m=1 c⁽ⁱ⁾ _nr_i-n+1）（z_i） s⁽ⁱ⁺¹⁾ _i+1＝−（r_i+1−_o 〓^m=1 s⁽ⁱ⁾ _nr_i-n+1）（z_i） c⁽ⁱ⁺¹⁾ _j＝c⁽ⁱ⁾ _jc⁽ⁱ⁺¹⁾ _i+1s^*(i) _i-j+1 １ｊｉ s⁽ⁱ⁺¹⁾ _j＝s⁽ⁱ⁾ _j＋s⁽ⁱ⁺¹⁾ _i+1s^*(i) _i-j+1 １ｊｉ e_i+1＝e_i（１−｜s⁽ⁱ⁺¹⁾ _i+1｜² z_i+1＝１／e_i+1 によることを特徴とするイコライザ。２該インパルス応答信号のピーク最も近い該サ
ンプルの位置を検出する手段からなることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載のイコライザ。３該トレーニングパターンの存在を検出する手
段は、該同相及び直角位相インパルス応答信号か
らアークタンジエントを形成する手段と、該トレ
ーニングパターンが存在することを確認するよう
該アークタンジエントの順次の値を閾値と比較す
る手段とからなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のイコライザ。４該トレーニングパターンは搬送波のみの信号
を含み、該アークタンジエント形成手段は該搬送
波のみの信号期間中に得られる該サンプルについ
て動作することを特徴とする特許請求の範囲第３
項記載のイコライザ。５該サンプリング計数を調整する手段は、サン
プリングクロツクと、該トレーニングパターンの
伝送中に該サンプリングにより得られる該サンプ
ルに対する該クロツクの位相角度誤差を決定する
手段と、該インパルス応答信号のサンプリング点
を制御するよう該誤差を補償するように該クロツ
クの位相を調整する手段とよりなることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のイコライザ。６該位相角度誤差を決定する手段は、該サンプ
リングにより得られる相続くサンプルから発生さ
れる相続くアークタンジエントをテストする手段
からなることを特徴とする特許請求の範囲第５項
記載のイコライザ。７該比較手段は、複数のクロツクのみの信号期
間において該アークタンジエントが所定の範囲内
にあるかどうかを決める手段からなることを特徴
とする特許請求の範囲第６項記載のイコライザ。８該比較手段は、該アークタンジエントが該複
数の期間該所定の範囲内にあるよう決められる場
合該位相角度誤差を決定するよう相続くアークタ
ンジエントの平均をとる手段とからなることを特
徴とする特許請求の範囲第７項記載のイコライ
ザ。９該アークタンジエントが該複数の期間該所定
の範囲内にない場合該位相角度誤差を決定する手
段からなることを特徴とする特許請求の範囲第８
項記載のイコライザ。