JPH0257373B2 - - Google Patents
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- JPH0257373B2 JPH0257373B2 JP55502636A JP50263680A JPH0257373B2 JP H0257373 B2 JPH0257373 B2 JP H0257373B2 JP 55502636 A JP55502636 A JP 55502636A JP 50263680 A JP50263680 A JP 50263680A JP H0257373 B2 JPH0257373 B2 JP H0257373B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L27/00—Modulated-carrier systems
- H04L27/01—Equalisers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
請求の範囲
1 出力unおよびu^nを有する通過域等化器内で
フイルタリング機能と等化機能とを結合させる受
信機において、該受信機はanとa^nを予め定めら
れた値を有する実数、g(t)を実関数、Tをあ
らかじめ定められたシンボル周期、そしてωcを
選択された搬送波角周波数としたとき、次式で表
わされる信号s(t)に応動するものであり、 s(t)=Re[ 〓m (an+ja^n)g(t−mT)ej〓ct] 該信号の最高周波数成分の少なくとも2倍の予
め定められた標本化周波数で、該信号の受信され
たものの連続するライン標本を形成する手段(例
えば11d)と、 p nを該標本の先に形成されたM個のものから
なるベクトル、Mをあらかじめ定められた数、c
T nとd T nを該m番目の間隔に関連した値を持つM個
のタツプ係数からなるベクトルc nとd nの各々を
転置したものとしたとき、 連続するT秒間隔の第m番目のものの間に次式
で与えられる第1と第2の通過帯域等化器出力
unとu^nを形成する手段(例えば122、35、38)
と、 un=c T n p n、u^n==d T n p n an+ja^nの可能な値のどれがun+ju^nによつてよ
り近く表わされているかを判定し、判定出力とし
てan+ja^nに最も近い値を形成する手段(例えば
25、31)とからなることを特徴とする受信機。
フイルタリング機能と等化機能とを結合させる受
信機において、該受信機はanとa^nを予め定めら
れた値を有する実数、g(t)を実関数、Tをあ
らかじめ定められたシンボル周期、そしてωcを
選択された搬送波角周波数としたとき、次式で表
わされる信号s(t)に応動するものであり、 s(t)=Re[ 〓m (an+ja^n)g(t−mT)ej〓ct] 該信号の最高周波数成分の少なくとも2倍の予
め定められた標本化周波数で、該信号の受信され
たものの連続するライン標本を形成する手段(例
えば11d)と、 p nを該標本の先に形成されたM個のものから
なるベクトル、Mをあらかじめ定められた数、c
T nとd T nを該m番目の間隔に関連した値を持つM個
のタツプ係数からなるベクトルc nとd nの各々を
転置したものとしたとき、 連続するT秒間隔の第m番目のものの間に次式
で与えられる第1と第2の通過帯域等化器出力
unとu^nを形成する手段(例えば122、35、38)
と、 un=c T n p n、u^n==d T n p n an+ja^nの可能な値のどれがun+ju^nによつてよ
り近く表わされているかを判定し、判定出力とし
てan+ja^nに最も近い値を形成する手段(例えば
25、31)とからなることを特徴とする受信機。
2 請求の範囲第1項に記載の受信機において;
該判定形成手段が、
該m番目の間隔に関連する値を持つ復調搬送波
位相評価子をθn *とした場合 yn=uncosθn *+u^nsinθn * y^n=−unsinθn *+u^ncosθn * で与えられる第1と第2の基底帯域等化器出力
ynとy^nを形成する手段(25)、及び 予め定められた幾つかの値の1つにynが最も
近くなるようにan *の値を決定し、該幾つかの値
の1つにy^nが最も近くなるようにa^n *の値を決定
するための手段(31)を含むことを特徴とする受
信機。
位相評価子をθn *とした場合 yn=uncosθn *+u^nsinθn * y^n=−unsinθn *+u^ncosθn * で与えられる第1と第2の基底帯域等化器出力
ynとy^nを形成する手段(25)、及び 予め定められた幾つかの値の1つにynが最も
近くなるようにan *の値を決定し、該幾つかの値
の1つにy^nが最も近くなるようにa^n *の値を決定
するための手段(31)を含むことを特徴とする受
信機。
3 請求の範囲第2項に記載の受信機において;
該間隔の(m+1)番目のものに関連する該係
数の値を発生させるよう該係数を更新する手段を
含み、該更新される係数値c n+1およびd n+1が c n+1=c n−αp nepn d n+1=d n−αp ne^pn ここでαは所定の定数であり、上式のepn及び
e^pnは epn=un−apn * e^pn=u^n−a^pn * で与えられ、さらにここで上式のapn *及びa^pn *は apn *=ancosθn *−a^n *sinθn * a^pn *=ansinθn *+a^n *cosθn * で示されるものであることを特徴とする受信機。
数の値を発生させるよう該係数を更新する手段を
含み、該更新される係数値c n+1およびd n+1が c n+1=c n−αp nepn d n+1=d n−αp ne^pn ここでαは所定の定数であり、上式のepn及び
e^pnは epn=un−apn * e^pn=u^n−a^pn * で与えられ、さらにここで上式のapn *及びa^pn *は apn *=ancosθn *−a^n *sinθn * a^pn *=ansinθn *+a^n *cosθn * で示されるものであることを特徴とする受信機。
発明の背景
本発明は伝送されたデータ信号において帯域制
限された通信路の歪み効果を打ち消す自動等化器
に関するものである。
限された通信路の歪み効果を打ち消す自動等化器
に関するものである。
自動等化器は、未知の伝送路特性を持つ帯域制
限された通信路を高速で伝送されるデータ信号の
正確な再生のために必要である。データ受信器全
体の一部を形成する等化器は、一般にそれ以前に
フイルタリングされた到来データ信号の連続する
ライン標本値をそれぞれのタツプ係数で乗算され
るトランスバーサルフイルターの形をしている。
限された通信路を高速で伝送されるデータ信号の
正確な再生のために必要である。データ受信器全
体の一部を形成する等化器は、一般にそれ以前に
フイルタリングされた到来データ信号の連続する
ライン標本値をそれぞれのタツプ係数で乗算され
るトランスバーサルフイルターの形をしている。
なお、ここでもしくはこれ以降「フイルタリン
グ」および「フイルター」の語は単なる特定帯域
の通過/阻止機能のみならず信号の位相操作をも
含む広い概念の意で用いるものとする。結果の積
は相互に加算されて、伝送されたデータを回復す
るために変調あるいはまた量子化される等化器の
出力を生成する。さらに誤差信号は等化器出力
と、伝送されたデータのシンボルを表わす参照信
号との差に等しくなる。伝送されたシンボルの値
は受信側においてあらかじめ知られているであろ
うが、これは多くの等化器において開始時配置を
する場合と同様である。あるいは適応型自動等化
器と呼ばれる場合においては、受信側でなされた
(等化器出力値を基礎として)いかなるデータシ
ンボルが伝送されたかの判定から参照信号が導き
出される。いずれの場合においても通信路におい
て導入される歪−これは主として符号間干渉と仮
定される−の測度を最少化するアルゴリズムに従
つてタツプ係数の値を更新するために誤差信号が
使われる。
グ」および「フイルター」の語は単なる特定帯域
の通過/阻止機能のみならず信号の位相操作をも
含む広い概念の意で用いるものとする。結果の積
は相互に加算されて、伝送されたデータを回復す
るために変調あるいはまた量子化される等化器の
出力を生成する。さらに誤差信号は等化器出力
と、伝送されたデータのシンボルを表わす参照信
号との差に等しくなる。伝送されたシンボルの値
は受信側においてあらかじめ知られているであろ
うが、これは多くの等化器において開始時配置を
する場合と同様である。あるいは適応型自動等化
器と呼ばれる場合においては、受信側でなされた
(等化器出力値を基礎として)いかなるデータシ
ンボルが伝送されたかの判定から参照信号が導き
出される。いずれの場合においても通信路におい
て導入される歪−これは主として符号間干渉と仮
定される−の測度を最少化するアルゴリズムに従
つてタツプ係数の値を更新するために誤差信号が
使われる。
ある応用においては、等化の過程は特殊な信号
処理をともなう。特に、U.S.特許3755738におい
て見られるように、直交−振幅−変調(QAM)
信号に含まれるデータの回復が便宜的に、受信さ
れた帯域通過信号の2つの形−いわゆるヒルベル
ト(Hilbert)変換対−の生成を含む。これらは
例えばアナログフイルター部分を含む“位相スプ
リツタ”によつて生成される。一般的に動作にお
いては満足されるがアナログ位相スプリツタは比
較的扱いにくいので許容誤差に近づけなければな
らないし、また工場において個々に試験されなけ
ればならない。このパラメータは、温度変移や部
品の経年変化のような影響による変化にも依存す
る。
処理をともなう。特に、U.S.特許3755738におい
て見られるように、直交−振幅−変調(QAM)
信号に含まれるデータの回復が便宜的に、受信さ
れた帯域通過信号の2つの形−いわゆるヒルベル
ト(Hilbert)変換対−の生成を含む。これらは
例えばアナログフイルター部分を含む“位相スプ
リツタ”によつて生成される。一般的に動作にお
いては満足されるがアナログ位相スプリツタは比
較的扱いにくいので許容誤差に近づけなければな
らないし、また工場において個々に試験されなけ
ればならない。このパラメータは、温度変移や部
品の経年変化のような影響による変化にも依存す
る。
上記の問題は、集積回路動フイルターを用いた
位相スプリツタの実現によつて改善されうる。し
かしながら、これらは静的な放電によつて引き起
こされる無線周波数の妨害に対して敏感である。
位相スプリツタはデイジタル回路によつても実現
されうる。この方法の主たる欠点は本質的に、デ
ータの決定を行い始めるために要する時間が長く
なつてしまうことである。
位相スプリツタの実現によつて改善されうる。し
かしながら、これらは静的な放電によつて引き起
こされる無線周波数の妨害に対して敏感である。
位相スプリツタはデイジタル回路によつても実現
されうる。この方法の主たる欠点は本質的に、デ
ータの決定を行い始めるために要する時間が長く
なつてしまうことである。
発明の要約
本発明は以下の認識に基礎を置いている:
QAM信号が例えば少なくともナイキスト
(Nyquist)周波数以上の高い割り合いで標本化
されている場合、位相スプリツタは非再帰形トラ
ンスバーサルフイルターにより実現されうるであ
ろう。そのような位相スプリツタのヒルベルト
(Hilbert)変換対出力は各々位相スプリツタへ印
加されるライン標本値の線形結合で構成される。
そしてこれらは通常のトランスバーサル等化器に
入力され、その出力は再びこれに入力された信号
の線形結合から構成される。
QAM信号が例えば少なくともナイキスト
(Nyquist)周波数以上の高い割り合いで標本化
されている場合、位相スプリツタは非再帰形トラ
ンスバーサルフイルターにより実現されうるであ
ろう。そのような位相スプリツタのヒルベルト
(Hilbert)変換対出力は各々位相スプリツタへ印
加されるライン標本値の線形結合で構成される。
そしてこれらは通常のトランスバーサル等化器に
入力され、その出力は再びこれに入力された信号
の線形結合から構成される。
このことはつまり、以上で前提とした、別個の
位相スプリツタと等化フイルターの従続接続の伝
送特性が適切なタツプ係数更新アルゴリズムが用
いられた場合、2つのフイルターの従続接続と同
様であるような入力信号の等化器出力への写像を
実質的に提供する単一のトランスバーサルフイル
ターによつて実現されうる。事実、一般に位相ス
プリツタを行う帯域通過形フイルターの機能は同
様にこの配置により自動的に提供される。
位相スプリツタと等化フイルターの従続接続の伝
送特性が適切なタツプ係数更新アルゴリズムが用
いられた場合、2つのフイルターの従続接続と同
様であるような入力信号の等化器出力への写像を
実質的に提供する単一のトランスバーサルフイル
ターによつて実現されうる。事実、一般に位相ス
プリツタを行う帯域通過形フイルターの機能は同
様にこの配置により自動的に提供される。
本発明に従つて設計された受信器は上に示唆し
た全デイジタル従続接続より少ない乗算を要請し
ている、一般には本発明はより便宜的なアナログ
フイルターの配合における乗算の数を減少させは
しない。しかしながら、全デイジタル形の方法で
はアナログフイルターを用いる際に付随する多く
の欠点を避けうる。
た全デイジタル従続接続より少ない乗算を要請し
ている、一般には本発明はより便宜的なアナログ
フイルターの配合における乗算の数を減少させは
しない。しかしながら、全デイジタル形の方法で
はアナログフイルターを用いる際に付随する多く
の欠点を避けうる。
図面においては、
第1図は従来技術の直交−振幅−変調
(QAM)受信器のブロツク図; 第2図と第3図は、第1図の受信器においてか
わるがわるに用いられる入力回路; 第4図は本発明の原理を用いたQAM受信器の
ブロツク線図である。
(QAM)受信器のブロツク図; 第2図と第3図は、第1図の受信器においてか
わるがわるに用いられる入力回路; 第4図は本発明の原理を用いたQAM受信器の
ブロツク線図である。
詳細な説明
第1図は送信側(示されていない)から、例え
ば音声帯域電話回路のような帯域制限された伝送
路を介して送信されたデータ信号のための従来技
術による受信器10を示している。データ信号は
実例とする直交−振幅−変調(QAM)データ信
号であり、並列化された4個の情報ビツトがT=
1/2400秒の期間の連続する各シンボル間隔の間に
伝送される。かくしてシンボル速度は、2400ボー
であり、2値伝送速度は9600ビツト/秒となる。
連続するシンボル間隔の間に伝送される4ビツト
はデータシンボル成分の2つの系列に復号され
る。後者は直角の関係すなわち90度の位相差を持
つ各搬送波上に変調されている。一般には第m番
目のシンボル間隔の間に伝送される4ビツトは2
つのシンボル成分amとa^mに復号され、各々は
4つの値〔+1、−1、+3、−3〕のうちの1つ
をとりうる。成分amとa^mは各々複素データシ
ンボルAmの実部と虚部を構成する。成分amと
a^mは各々1800Hzで同位相と直交−位相の搬送波
形を振幅変調する。変調された信号は加え合わせ
られると次のような形のQAM信号S(t)を形
成する。
ば音声帯域電話回路のような帯域制限された伝送
路を介して送信されたデータ信号のための従来技
術による受信器10を示している。データ信号は
実例とする直交−振幅−変調(QAM)データ信
号であり、並列化された4個の情報ビツトがT=
1/2400秒の期間の連続する各シンボル間隔の間に
伝送される。かくしてシンボル速度は、2400ボー
であり、2値伝送速度は9600ビツト/秒となる。
連続するシンボル間隔の間に伝送される4ビツト
はデータシンボル成分の2つの系列に復号され
る。後者は直角の関係すなわち90度の位相差を持
つ各搬送波上に変調されている。一般には第m番
目のシンボル間隔の間に伝送される4ビツトは2
つのシンボル成分amとa^mに復号され、各々は
4つの値〔+1、−1、+3、−3〕のうちの1つ
をとりうる。成分amとa^mは各々複素データシ
ンボルAmの実部と虚部を構成する。成分amと
a^mは各々1800Hzで同位相と直交−位相の搬送波
形を振幅変調する。変調された信号は加え合わせ
られると次のような形のQAM信号S(t)を形
成する。
s(t)=Re〔
〓m
(an+ja^n)g(t−mT)ej〓ct〕
ここで、g(t)は、実関数であり、ωcは搬送
波の角周波数である。かくして、信号s(t)は、
受信器10に伝送される。
波の角周波数である。かくして、信号s(t)は、
受信器10に伝送される。
受信器10においては、信号s(t)を受信し
た信号Sr(t)を自動ゲイン制御回路8に渡し、
そこで信号Sr′(t)となる。次に信号Sr′(t)は
アナログ帯域通過フイルター12とアナログ位相
スプリツタ14とアナログ・デジタル(A/D)
変換器17と標本クロツク19とからなる入力回
路11に入力される。フイルター12のフイルタ
リング機能は信号Sr′(t)における対象とする伝
送帯域(この例では300〜3000Hz)以外のすべて
のエネルギーを遮断することである。また、位相
スプリツタ14のフイルタリング機能はフイルタ
ー12の出力信号q(t)に応答して信号q(t)
の2つの信号すなわちq1(t)とそのヒルベルト
(Hilbert)変換であるq〓1(t)を生成することで
ある。
た信号Sr(t)を自動ゲイン制御回路8に渡し、
そこで信号Sr′(t)となる。次に信号Sr′(t)は
アナログ帯域通過フイルター12とアナログ位相
スプリツタ14とアナログ・デジタル(A/D)
変換器17と標本クロツク19とからなる入力回
路11に入力される。フイルター12のフイルタ
リング機能は信号Sr′(t)における対象とする伝
送帯域(この例では300〜3000Hz)以外のすべて
のエネルギーを遮断することである。また、位相
スプリツタ14のフイルタリング機能はフイルタ
ー12の出力信号q(t)に応答して信号q(t)
の2つの信号すなわちq1(t)とそのヒルベルト
(Hilbert)変換であるq〓1(t)を生成することで
ある。
信号q1(t)とq〓1(t)はa/d変換器17に渡
される。後者はクロツク19の制御で動作し第m
番目のT秒間の受信シンボル間隔の間に等化器入
力標本値Qmを生成する。Qmは信号q1(t)とq〓1
(t)の各々の標本値であるqmとq〓mを持つ。
される。後者はクロツク19の制御で動作し第m
番目のT秒間の受信シンボル間隔の間に等化器入
力標本値Qmを生成する。Qmは信号q1(t)とq〓1
(t)の各々の標本値であるqmとq〓mを持つ。
等化器入力標本値成分qmとq〓mは入力回路11
からトランスバーサルフイルター等化器22へ渡
される。後者の出力は要素unとu〓nを持つ複素通
過帯域等化器出力nnである。等化器22は、次
に示す関係に従つた等化器の入力標本成分の線形
結合を形成することによつてその出力信号を生成
する。
からトランスバーサルフイルター等化器22へ渡
される。後者の出力は要素unとu〓nを持つ複素通
過帯域等化器出力nnである。等化器22は、次
に示す関係に従つた等化器の入力標本成分の線形
結合を形成することによつてその出力信号を生成
する。
un=c T n r n+d T n r
u^n=c T n r n−d T n r n
これらの表現においてr nとr nは(N×1)の
行列であるか、各々が等化器入力標本成分の最新
のN個の実部と虚部からなるベクトルである。但
し、Nは選ばれた整数である。すなわち r n=qk qk-1 〓 qk-1(N-1)andr n=qk q^k-1 〓 q^k-(N-1) 加えてc nとd nは(N×1)ベクトルであり、
各々は第m番目の受信間隔に付随する値のN個の
タツプ係数の集合からなる。(上の表現で用いら
れている肩文字“T”は(N×1)ベクトルc n
とd nが行列の掛算の目的で(1×N)ベクトル
に転置される行列の転置操作を示す。)これらの
ベクトルの係数の値は以下に述べる方法で決定さ
れる。
行列であるか、各々が等化器入力標本成分の最新
のN個の実部と虚部からなるベクトルである。但
し、Nは選ばれた整数である。すなわち r n=qk qk-1 〓 qk-1(N-1)andr n=qk q^k-1 〓 q^k-(N-1) 加えてc nとd nは(N×1)ベクトルであり、
各々は第m番目の受信間隔に付随する値のN個の
タツプ係数の集合からなる。(上の表現で用いら
れている肩文字“T”は(N×1)ベクトルc n
とd nが行列の掛算の目的で(1×N)ベクトル
に転置される行列の転置操作を示す。)これらの
ベクトルの係数の値は以下に述べる方法で決定さ
れる。
通常帯域等化器出力Unは復調器25で復調さ
れ基底帯域等化器出力Ymを生ずる。後者と通過
帯域等化器出力Umは各々伝送されたシンボル
Am基底帯域と通過帯域の値を表わす。基底帯域
等化器出力Ymは実及び虚の成分ynとy^nを持ち、
復調の過程は以下のように表わされる。
れ基底帯域等化器出力Ymを生ずる。後者と通過
帯域等化器出力Umは各々伝送されたシンボル
Am基底帯域と通過帯域の値を表わす。基底帯域
等化器出力Ymは実及び虚の成分ynとy^nを持ち、
復調の過程は以下のように表わされる。
yn=uncosθ* n+u^nsinθ* n
y^n=−unsinθ* n+u^ncosθ* n
但し、θ* nは、現在の搬送波の位相と評価され
る。上記の表現に従つてynとy^nを生成する目的
で、復調器25は搬送波源27からcosθ* nとsinθ* n
の信号を受けとる。
る。上記の表現に従つてynとy^nを生成する目的
で、復調器25は搬送波源27からcosθ* nとsinθ* n
の信号を受けとる。
基底帯域等化器出力Ymは判定回路31で量子
化される。その結果の出力A* nは伝送されたシン
ボルAmの値に対する判定である。特にA* nの実
および虚部、a* nとa* nは伝送されたシンボルAmの
実および虚成分によつて表現されるデータ信号値
に対する判定である。より特別にいえば判定回路
31は4個の可能なデータ信号値〔+1、−1、+
3、−3〕のうちの等化器出力成分yn(y^n)の値
に最も近い1個を識別することにより判定a* n
(a^* n)を生成する。
化される。その結果の出力A* nは伝送されたシン
ボルAmの値に対する判定である。特にA* nの実
および虚部、a* nとa* nは伝送されたシンボルAmの
実および虚成分によつて表現されるデータ信号値
に対する判定である。より特別にいえば判定回路
31は4個の可能なデータ信号値〔+1、−1、+
3、−3〕のうちの等化器出力成分yn(y^n)の値
に最も近い1個を識別することにより判定a* n
(a^* n)を生成する。
判定A* nはまた係数ベクトルc nとd nの更新に
際して用いられる誤差信号を生成するためにも用
いられる。特に判定成分a* nとa^* nは判定再変調器
35において、搬送波源27からのsinθ* nとcosθ* n
と結合されて、再変調された、あるいは通過帯域
の決定A* pnを形成する。A* pnの実および虚成分a* pn
およびa^* pnは次のような形になる。
際して用いられる誤差信号を生成するためにも用
いられる。特に判定成分a* nとa^* nは判定再変調器
35において、搬送波源27からのsinθ* nとcosθ* n
と結合されて、再変調された、あるいは通過帯域
の決定A* pnを形成する。A* pnの実および虚成分a* pn
およびa^* pnは次のような形になる。
a* pn=a* ncosθ* n−a^* nsinθ* n
a^* pn=a* nsinθ* n+a^* ncosθ* n
通過帯域判定A* pnは減算器38において通過帯
域等化器出力Umから減算され、次式で与えられ
る成分epnとe^pnを持つ通過帯域誤差をEpnを生成
する。
域等化器出力Umから減算され、次式で与えられ
る成分epnとe^pnを持つ通過帯域誤差をEpnを生成
する。
epn=un−a* pn
e^pn=u^n−a^* pn
誤差信号成分epnとe^pnは次のすすわち(m+
1)番目のシンボル間隔のための準備において係
数ベクトルc nとd nの係数の値を更新する目的で
等化器22に至る。いわゆる二乗−平均誤差統計
的更新アルゴリズムを説明的に用いて更新規則を
導く。
1)番目のシンボル間隔のための準備において係
数ベクトルc nとd nの係数の値を更新する目的で
等化器22に至る。いわゆる二乗−平均誤差統計
的更新アルゴリズムを説明的に用いて更新規則を
導く。
c n+1=c n−α〔r nepn+r ne^pn〕
d n+1=d n−α〔r nepn−r ne^pn〕、
但し、αはあらかじめ定められた定数である。
本発明の基礎をなす原理が、第2図を参照する
ことによつてここで説明される。入力回路11が
第2図において示される入力回路11aによつて
置きかえられると仮定する。回路11aはアナロ
グ帯域通過フイルター12aを含むが、これは信
号Sr′(t)を受信し、説明上は入力回路1におけ
るフイルター12と同一である。フイルター12
aの出力信号q(t)はa/d変換器17aに達
する。後者は、信号q(t)の標本値を形成する
ために、シンボル間隔当りn回の標本化クロツク
19aによつて動作する。より詳しくはa/d変
換器17aはクロツク19aからの第k番目のク
ロツクパルスに応答して標本qkを生成する。パラ
メータnは、信号q(t)の標本が生成される周
波数n/Tが少なくともナイキスト(Nyquist)
周波数すなわち少なくともq(t)の最高周波数
成分の2倍となるように選択される。この判断基
準に適合すれば位相スプリツタ14の機能が入力
回路11aにおいてはデイジタル位相スプリツタ
14aにおいて実現されうる。後者は説明上は非
再帰型トランスバーサルフイルターの対として実
現される。各トランスバーサルフイルターはa/
d変換器17aによつて供給される標本に応答し
て位相スプリツタ出力の一つを生成する。
ことによつてここで説明される。入力回路11が
第2図において示される入力回路11aによつて
置きかえられると仮定する。回路11aはアナロ
グ帯域通過フイルター12aを含むが、これは信
号Sr′(t)を受信し、説明上は入力回路1におけ
るフイルター12と同一である。フイルター12
aの出力信号q(t)はa/d変換器17aに達
する。後者は、信号q(t)の標本値を形成する
ために、シンボル間隔当りn回の標本化クロツク
19aによつて動作する。より詳しくはa/d変
換器17aはクロツク19aからの第k番目のク
ロツクパルスに応答して標本qkを生成する。パラ
メータnは、信号q(t)の標本が生成される周
波数n/Tが少なくともナイキスト(Nyquist)
周波数すなわち少なくともq(t)の最高周波数
成分の2倍となるように選択される。この判断基
準に適合すれば位相スプリツタ14の機能が入力
回路11aにおいてはデイジタル位相スプリツタ
14aにおいて実現されうる。後者は説明上は非
再帰型トランスバーサルフイルターの対として実
現される。各トランスバーサルフイルターはa/
d変換器17aによつて供給される標本に応答し
て位相スプリツタ出力の一つを生成する。
フイルターの特性が時−不変であるから等化器
22において用いられている係数と異つて、位相
スプリツタ14aにおいて用いられている係数も
時−不変である。さらに位相スプリツタ14aに
続く等化器22は、シンボル間隔当り1回だけ信
号q(t)から導かれるヒルベルト(Hilbert)変
換対を要求する。かくして、位相スプリツタ14
aがシンボル間隔当りnラインの標本を受信する
にもかかわらず、これはシンボル間隔当り1回だ
け等化器入力を生成する。位相スプリツタ14a
によつて生成される等化器入力標本は本質的に入
力回路11のa/d変換器17によつて発生され
るものと同等である。第n番目の受信シンボル間
隔の間に、前者によつて発生されたヒルベルト
(Hilbert)変換成分は後者によつて発生されたも
のと同様にqnとq〓nとして表わされる。
22において用いられている係数と異つて、位相
スプリツタ14aにおいて用いられている係数も
時−不変である。さらに位相スプリツタ14aに
続く等化器22は、シンボル間隔当り1回だけ信
号q(t)から導かれるヒルベルト(Hilbert)変
換対を要求する。かくして、位相スプリツタ14
aがシンボル間隔当りnラインの標本を受信する
にもかかわらず、これはシンボル間隔当り1回だ
け等化器入力を生成する。位相スプリツタ14a
によつて生成される等化器入力標本は本質的に入
力回路11のa/d変換器17によつて発生され
るものと同等である。第n番目の受信シンボル間
隔の間に、前者によつて発生されたヒルベルト
(Hilbert)変換成分は後者によつて発生されたも
のと同様にqnとq〓nとして表わされる。
位相スプリツタ14aは一対の非再帰型トラン
スバーサル波器で構成されるので、そこで発生
される成分qnとq〓nは各々a/d変換器17aの
それ以前の有限個の出力の線形結合として構成さ
れる。前に示したように帯域通過等化器出力成分
unとu^nは各々等化器22に印加される成分の線
形結合を含む。かくして成分unとu^nはa/d変
換器17aのそれ以前の有限個の出力の線形結合
を含む。これまで述べたように位相スプリツタ1
4aと等化器22からなる従続接続の伝送特性は
単一トランスバーサルフイルター対の発明に従つ
て実現されうる。後者で使われる係数、即ちフイ
ルター14aの時不変係数と等化器22の適応的
に更新される係数との非線形関数である係数は適
当なタツプ係数更新アルゴリズムを用いることに
より、従来の適応型で判定方向づけされた方法で
たやすく到達され得る。
スバーサル波器で構成されるので、そこで発生
される成分qnとq〓nは各々a/d変換器17aの
それ以前の有限個の出力の線形結合として構成さ
れる。前に示したように帯域通過等化器出力成分
unとu^nは各々等化器22に印加される成分の線
形結合を含む。かくして成分unとu^nはa/d変
換器17aのそれ以前の有限個の出力の線形結合
を含む。これまで述べたように位相スプリツタ1
4aと等化器22からなる従続接続の伝送特性は
単一トランスバーサルフイルター対の発明に従つ
て実現されうる。後者で使われる係数、即ちフイ
ルター14aの時不変係数と等化器22の適応的
に更新される係数との非線形関数である係数は適
当なタツプ係数更新アルゴリズムを用いることに
より、従来の適応型で判定方向づけされた方法で
たやすく到達され得る。
実際、帯域通過フイルターもまた非再帰型トラ
ンスバーサルフイルターとして実現されうるの
で、入力回路11aは第3図の入力回路11bに
よつて置き替えることができるであろう。ここで
は入力信号Sr′(t)はクロツク19bの制御の
もとでシンボル間隔当りn回動作するa/d変換
器17bに入力され、第k番目のクロツクパルス
に応答して信号Sr′(t)の標本Skを発生する。
ここでは非再帰型トランスバーサルフイルターで
ある帯域通過フイルター12bは標本qkの発生に
よつて応答する。後者は回路11aのように、等
化器入力標本成分qnとq〓nを発生するデイジタル
位相スプリツタ14bに入力される。前と同様の
理由で、通過帯域等化器出力成分unとu^nは各々
a/d変換器それ以前の有限個の出力標本の線形
結合であることがわかるであろう。すなわちフイ
ルター12bと位相−スプリツタ14bと等化器
22からなる従続接続の伝達関数は適当な係数更
新アルゴリズムを用いる単一トランスバーサルフ
イルター対のみを用いる本発明に従つて実現され
うる。
ンスバーサルフイルターとして実現されうるの
で、入力回路11aは第3図の入力回路11bに
よつて置き替えることができるであろう。ここで
は入力信号Sr′(t)はクロツク19bの制御の
もとでシンボル間隔当りn回動作するa/d変換
器17bに入力され、第k番目のクロツクパルス
に応答して信号Sr′(t)の標本Skを発生する。
ここでは非再帰型トランスバーサルフイルターで
ある帯域通過フイルター12bは標本qkの発生に
よつて応答する。後者は回路11aのように、等
化器入力標本成分qnとq〓nを発生するデイジタル
位相スプリツタ14bに入力される。前と同様の
理由で、通過帯域等化器出力成分unとu^nは各々
a/d変換器それ以前の有限個の出力標本の線形
結合であることがわかるであろう。すなわちフイ
ルター12bと位相−スプリツタ14bと等化器
22からなる従続接続の伝達関数は適当な係数更
新アルゴリズムを用いる単一トランスバーサルフ
イルター対のみを用いる本発明に従つて実現され
うる。
第4図は上で議論した本発明の原理を実施例で
ある受信器40を示す。受信器40は回路11と
等化器22が入力回路11dと等化器122で置
き替えられていることを除けば受信器10と同様
である。
ある受信器40を示す。受信器40は回路11と
等化器22が入力回路11dと等化器122で置
き替えられていることを除けば受信器10と同様
である。
入力回路11dはa/d変換器17dと標本化
クロツク19dのみを含む。後者は前者をT/n
秒毎に動かし第k番目のクロツクパルスに応答し
て、等化器入力標本Skを形成する。標本Skはトラ
ンスバーサル等化器122に達する。T秒毎に等
化器122は通常帯域等化器出力成分unとu^nを
本発明に従つて発生し、これらの出力は次のよう
に与えられる。
クロツク19dのみを含む。後者は前者をT/n
秒毎に動かし第k番目のクロツクパルスに応答し
て、等化器入力標本Skを形成する。標本Skはトラ
ンスバーサル等化器122に達する。T秒毎に等
化器122は通常帯域等化器出力成分unとu^nを
本発明に従つて発生し、これらの出力は次のよう
に与えられる。
un=c T n p n
u^n=d T n p n
ここでpnは最近のM個のa/d変換器出力標
本からなる(M×1)ベクトルである。すなわ
ち、 p n=sk k-1 〓 sk-(M-1) (受信器10において得られるものに匹敵する等
化を得るためにMはn×Nに等しくなければなら
ない。)加えてc nとd nは(M×1)ベクトル
(行列の掛算のために転置されている。)であり、
各々は第m番目の受信間隔に付随する値を持つM
個のタツプ係数の集合からなる。かくして上記の
表現はun(u^n)がa/d変換器の最近のM個の出
力見本とベクトルc n(d n)の積の総和に等しい
ことを示している。
本からなる(M×1)ベクトルである。すなわ
ち、 p n=sk k-1 〓 sk-(M-1) (受信器10において得られるものに匹敵する等
化を得るためにMはn×Nに等しくなければなら
ない。)加えてc nとd nは(M×1)ベクトル
(行列の掛算のために転置されている。)であり、
各々は第m番目の受信間隔に付随する値を持つM
個のタツプ係数の集合からなる。かくして上記の
表現はun(u^n)がa/d変換器の最近のM個の出
力見本とベクトルc n(d n)の積の総和に等しい
ことを示している。
受信器40における等化器出力Unの処理は、
受信器10におけるものと同様であるが、ただし
係数の更新は次式に従つて行なわれる。
受信器10におけるものと同様であるが、ただし
係数の更新は次式に従つて行なわれる。
c n+1=c n−αp nepn
d n+1=d n−αp nepn
この更新過程に到着した係数の値はもちろん第
1図の受信器10に到着した係数の値とは異な
る。等化器122における係数の蓄積と更新単位
123は第4図において隅に示されている。もちろ
んこのような単位は等化器22においても供給さ
れている。
1図の受信器10に到着した係数の値とは異な
る。等化器122における係数の蓄積と更新単位
123は第4図において隅に示されている。もちろ
んこのような単位は等化器22においても供給さ
れている。
等化器122がシンボル間隔当り複数個の標本
を受信するので、これはいわゆる分数間隔等化器
の性質をもつ。より従来のボードあるいは同期式
の等化器に優る分数等化器の持つ重要な長所の内
には標本化位相の誤差を含む通信路遅延歪に対す
る感度の低さがある。しかしながら少なくとも分
数−間隔等化器における独特の重大な問題があ
る。同期式等化器においては、タツプ係数の1組
が明らかに最適、すなわち最少の二乗−平均誤差
を与える。対称的に分数−間隔等化器において
は、近似的に同一の二乗−平均誤差を与える多く
の係数値の集合がある。この性質の帰結として、
係数更新処理装置における小さなバイアスの存在
−信号値の丸めに付随するバイアスのごとき−
は、たとえ2乗平均誤差が最小値もしくは最小値
に近い値にとどまる場合でさえも少なくともいく
つかの係数値を極めて大きいレベルでもしくは爆
発的に偏位させ得る。係数値や正常な等化動作の
間に計算された他の信号を蓄積するために用いら
れるレジスタは、その時あふれを起し、系の応答
の重大な劣化あるいは全面的な崩壊を引き起す可
能性がある。
を受信するので、これはいわゆる分数間隔等化器
の性質をもつ。より従来のボードあるいは同期式
の等化器に優る分数等化器の持つ重要な長所の内
には標本化位相の誤差を含む通信路遅延歪に対す
る感度の低さがある。しかしながら少なくとも分
数−間隔等化器における独特の重大な問題があ
る。同期式等化器においては、タツプ係数の1組
が明らかに最適、すなわち最少の二乗−平均誤差
を与える。対称的に分数−間隔等化器において
は、近似的に同一の二乗−平均誤差を与える多く
の係数値の集合がある。この性質の帰結として、
係数更新処理装置における小さなバイアスの存在
−信号値の丸めに付随するバイアスのごとき−
は、たとえ2乗平均誤差が最小値もしくは最小値
に近い値にとどまる場合でさえも少なくともいく
つかの係数値を極めて大きいレベルでもしくは爆
発的に偏位させ得る。係数値や正常な等化動作の
間に計算された他の信号を蓄積するために用いら
れるレジスタは、その時あふれを起し、系の応答
の重大な劣化あるいは全面的な崩壊を引き起す可
能性がある。
この現象は受信器40において、受信信号が無
視しうるエネルギーを持つ(0−n/2T)の帯
域内の周波数の受信信号に技巧的な信号エネルギ
ーを加えることによつて抑圧される。
視しうるエネルギーを持つ(0−n/2T)の帯
域内の周波数の受信信号に技巧的な信号エネルギ
ーを加えることによつて抑圧される。
受信器40においては特に、付加的信号のエネ
ルギーは掃引発生器43から供給され、加算器4
7において信号Sr′(t)に加えられる。掃引発
生器43の出力信号である信号n(t)は、実例
では正弦波で、その周波数は本質的にSr′(t)
の最も高い周波数成分のすぐ上から周波数n/
2Tに至る帯域の全てにわたつている。加算器4
7の出力信号、すなわち信号Sr″(t)はa/d
変換器17dに印加される。信号n(t)の振幅
はタツプの偏移の傾向を抑圧できるように十分大
きくとらなければならないが、その振幅は容易に
試行錯誤で突き止めることができる。上で参照し
た特許出願で教示されるように、加算される信号
エネルギーは別の形式をとり得、その場合A/D
コンバータ17dの後でデジタル形式でそれを導
入することがより便利であろう。いずれにして
も、加算信号エネルギーを任意の自動利得制御回
路の後で導入することが重要である。
ルギーは掃引発生器43から供給され、加算器4
7において信号Sr′(t)に加えられる。掃引発
生器43の出力信号である信号n(t)は、実例
では正弦波で、その周波数は本質的にSr′(t)
の最も高い周波数成分のすぐ上から周波数n/
2Tに至る帯域の全てにわたつている。加算器4
7の出力信号、すなわち信号Sr″(t)はa/d
変換器17dに印加される。信号n(t)の振幅
はタツプの偏移の傾向を抑圧できるように十分大
きくとらなければならないが、その振幅は容易に
試行錯誤で突き止めることができる。上で参照し
た特許出願で教示されるように、加算される信号
エネルギーは別の形式をとり得、その場合A/D
コンバータ17dの後でデジタル形式でそれを導
入することがより便利であろう。いずれにして
も、加算信号エネルギーを任意の自動利得制御回
路の後で導入することが重要である。
本発明の特殊な実施例がここで示され、説明さ
れたのだが、その他の方法も可能である。たとえ
ば、最初にSin(ωct+θ*)とcos(ωct+θ*)(θ
*
は搬送波位相の評価値である。)による直交復調
器における乗算によつて、受信通過帯域信号の2
つの基底帯域の信号を発生し、これらを秒当り
n/T標本でデイジタル形式に変換し、基底帯域
で等化することも可能である。このような方法は
復調過程を簡単化するという点で有利である。一
方、このようなベースバンド等化のもとでは、等
化器出力は従来例である受信器10における等化
器22により使用されるものに類似した式に従つ
て形成され、第4図の帯域通過等化装置と比べ2
倍の数の乗算が必要となろう。さらに基底帯域等
化の方法は復調と誤差−発生回路の間に遅延を導
入する。このことはθ*の決定を複雑にしている。
れたのだが、その他の方法も可能である。たとえ
ば、最初にSin(ωct+θ*)とcos(ωct+θ*)(θ
*
は搬送波位相の評価値である。)による直交復調
器における乗算によつて、受信通過帯域信号の2
つの基底帯域の信号を発生し、これらを秒当り
n/T標本でデイジタル形式に変換し、基底帯域
で等化することも可能である。このような方法は
復調過程を簡単化するという点で有利である。一
方、このようなベースバンド等化のもとでは、等
化器出力は従来例である受信器10における等化
器22により使用されるものに類似した式に従つ
て形成され、第4図の帯域通過等化装置と比べ2
倍の数の乗算が必要となろう。さらに基底帯域等
化の方法は復調と誤差−発生回路の間に遅延を導
入する。このことはθ*の決定を複雑にしている。
あるいは、受信された通過帯域信号は、秒当り
n/T標本で標本化され、次に唯一つの等化器出
力成分、すなわちunを形成する等化器を通るよ
うにしてもよい。これは次に直交復調器を通過し
後者の2つの出力は別々の固定の低域通過フイル
ターを通過する。低域通過フイルターは歪のない
ものである必要はないが、全く同一でなければな
らない。等化器はタツプ係数調整ループの中にあ
るので低域通過フイルターによつて導入されたす
べての歪を等化器が打ち消すであろう。この構造
は第4図のものより複雑であるが半分の数の乗算
しか必要ではないので、処理速度が問題であるよ
うな応用には有利であろう。
n/T標本で標本化され、次に唯一つの等化器出
力成分、すなわちunを形成する等化器を通るよ
うにしてもよい。これは次に直交復調器を通過し
後者の2つの出力は別々の固定の低域通過フイル
ターを通過する。低域通過フイルターは歪のない
ものである必要はないが、全く同一でなければな
らない。等化器はタツプ係数調整ループの中にあ
るので低域通過フイルターによつて導入されたす
べての歪を等化器が打ち消すであろう。この構造
は第4図のものより複雑であるが半分の数の乗算
しか必要ではないので、処理速度が問題であるよ
うな応用には有利であろう。
本発明の原理を実現する他の様々な実施態様
が、当業者によつて彼らの精神と観点から離れず
に工夫されうるであろう。
が、当業者によつて彼らの精神と観点から離れず
に工夫されうるであろう。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/084,803 US4247940A (en) | 1979-10-15 | 1979-10-15 | Equalizer for complex data signals |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56501348A JPS56501348A (ja) | 1981-09-17 |
JPH0257373B2 true JPH0257373B2 (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=22187301
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55502636A Expired JPH0257373B2 (ja) | 1979-10-15 | 1980-09-22 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4247940A (ja) |
EP (1) | EP0037827B1 (ja) |
JP (1) | JPH0257373B2 (ja) |
DE (1) | DE3070116D1 (ja) |
WO (1) | WO1981001088A1 (ja) |
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