JPH0430220B2 - - Google Patents

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JPH0430220B2
JPH0430220B2 JP57122678A JP12267882A JPH0430220B2 JP H0430220 B2 JPH0430220 B2 JP H0430220B2 JP 57122678 A JP57122678 A JP 57122678A JP 12267882 A JP12267882 A JP 12267882A JP H0430220 B2 JPH0430220 B2 JP H0430220B2
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sampling
coefficient
real
tap
automatic equalizer
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/18Phase-modulated carrier systems, i.e. using phase-shift keying
    • H04L27/22Demodulator circuits; Receiver circuits
    • H04L27/227Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation
    • H04L27/2271Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals
    • H04L27/2272Demodulator circuits; Receiver circuits using coherent demodulation wherein the carrier recovery circuit uses only the demodulated signals using phase locked loops

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はタイミング情報抽出装置、とくに、た
とえばフアクシミリなどのデータ信号を受信して
復調する復調器を含む受信装置に適用されるタイ
ミング情報抽出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a timing information extraction device, and particularly to a timing information extraction device applied to a receiving device including a demodulator that receives and demodulates a data signal such as a facsimile.

一般にこのような受信装置では、データ信号の
受信に先立つて所定のトレーニングシーケンスを
実行し、搬送波位相制御および初期タイミング設
定を行ない、自動利得制御回路や自動等化器を信
号レベルや回線特性に適応させ、収束させてい
る。受信装置はこのトレーニングシーケンスにお
いてできるだけ早期にタイミングの初期設定を行
ない、それ以降、タイミング抽出や搬送波位相制
御の位相同期ループ(PLL)、および自動等化器
を含む系を迅速かつ安定に収束させることが要求
される。
In general, such receivers execute a predetermined training sequence prior to receiving a data signal, perform carrier phase control and initial timing settings, and adapt automatic gain control circuits and automatic equalizers to the signal level and line characteristics. and converge. The receiving device should initialize the timing as early as possible in this training sequence, and after that, the system including timing extraction, a phase-locked loop (PLL) for carrier phase control, and an automatic equalizer should quickly and stably converge. is required.

従来、タイミング情報の抽出方式として、たと
えばD.L.Lyonの文献“Envelope−Derived
Timing Recovery in QAM and SQAM
Systems”IEEE Trans.Commun.(Concise
Paper)、第COM−25巻、第11号、第1327〜1331
頁(1975年11月)には、最終的にボー周波数b
1/2の周波数成分、すなわち帯域端部の周波数成
分b/2が最大となるようなサンプリングのタイ
ミングを抽出するよく知られた方法が記載されて
いる。しかし、一般に帯域端部の周波数成分は小
さいので、この方法では、使用される帯域フイル
タ(BPF)のQを十分に大きくしないかぎり、
抽出されたタイミング情報は強いジツタを含み、
満足に使用できるものではない。一方、Qを高く
するとタイミング情報のジツタは少なくなるが、
系が安定するまでの時間が長くなる。またこの方
法は基底帯域信号を入力とするので、復調後の波
形整形フイルタにおける演算量が非常に多い。
Conventionally, as a timing information extraction method, for example, DLLyon's document “Envelope-Derived
Timing Recovery in QAM and SQAM
Systems” IEEE Trans.Commun.
Paper), COM-25, No. 11, 1327-1331
Page (November 1975) describes a well-known method for extracting the sampling timing that ultimately maximizes the frequency component half the baud frequency b , that is, the frequency component b/2 at the edge of the band. The method is described. However, since the frequency components at the edge of the band are generally small, this method cannot be used unless the Q of the bandpass filter (BPF) used is sufficiently large.
The extracted timing information contains strong jitter,
It cannot be used satisfactorily. On the other hand, increasing Q reduces the jitter in timing information, but
It takes longer for the system to stabilize. Furthermore, since this method inputs the baseband signal, the amount of calculation in the waveform shaping filter after demodulation is extremely large.

別の例では、復調器における位相同期ループ
(PLL)を利用して等化器のタツプ係数から直
接、または間接的に量適なサンプリングのタイミ
ングを求め、シンボルサンプラに帰還する方式が
ある。この方式では波形整形フイルタの演算量は
少ないが、初期条件によつては系の収束がきわめ
て悪くなることがある。たとえば、最初にたまた
まシンボルの最悪のタイミングでサンプリングを
開始すると、タイミング抽出PLLのみならず自
動等化器や搬送波位相制御PLLまで良好に収束
することができない。
Another example is a method that uses a phase-locked loop (PLL) in a demodulator to directly or indirectly determine an appropriate sampling timing from the tap coefficients of an equalizer, and then feeds it back to the symbol sampler. In this method, the amount of computation of the waveform shaping filter is small, but depending on the initial conditions, the convergence of the system may be extremely poor. For example, if sampling is initially started at the worst timing of a symbol, not only the timing extraction PLL but also the automatic equalizer and carrier phase control PLL will not be able to converge well.

一例として、G.Schollmeierの文献“Carrier
and Timing Recovery in Data Receivers
with Adaptive Equalization”ICC 77
(Chicago)Conference Record 1977、第21.4.96
〜21.4.99頁(1977年)には、自動等化器として
のトランスバーサル(非巡回型)フイルタの中央
タツプの係数C0を常に1に(またはその虚数部
Imag(C0)を常に0に)固定し、またはそのよう
に制御したうえで、中央タツプから1タツプすな
わち1シンボル期間ポストカーサ寄りのタツプの
係数C1の実数部Real(C1)が0になるようにタイ
ミングを制御する方式が記載されている。C0
1、またはImag(C0)が0となるように制御する
ためには搬送波の位相を制御すれば良い。すなわ
ち、受信機の同期検波において、ローカル発振器
の(再生された搬送波)位相が受信搬送波に対し
てθずれていると、同期検波後の基底帯域信号
(即ち、基底帯域に復調されたライン信号)は複
素平面においてθだけ回転した形で受信される。
自動等化器は、この搬送波位相誤差θを含めた形
で等化する。従つて、自動等化器のタツプ係数の
各々は、θ=0の時のタツプ係数のそれぞれが−
θだけ回転した値になる。自動等化器の中央タツ
プ係数C0は、自動利得制御回路の動作が正常で
あれば、その絶対値はほぼ“1”になることが良
く知られている。即ち、C0≒exp(−jθ)となる。
故に、C0が“1”またはImag(C0)が“0”にな
るようにするには、θを0に近づければ良く、こ
のように(受信側の再生された)搬送波の位相を
制御すれば良い。
As an example, see G. Schollmeier's document “Carrier
and Timing Recovery in Data Receivers
with Adaptive Equalization”ICC 77
(Chicago) Conference Record 1977, No. 21.4.96
~21.4.99 (1977) states that the coefficient C 0 of the central tap of a transversal (acyclic) filter as an automatic equalizer is always set to 1 (or its imaginary part
Imag (C 0 ) is always fixed at 0) or controlled in this way, and then the real part Real (C 1 ) of the coefficient C 1 of the tap near the postcursor is set to 0 for one tap from the center tap, that is, for one symbol period. A method for controlling the timing so that In order to control C 0 to 1 or Imag (C 0 ) to 0, the phase of the carrier wave may be controlled. In other words, in synchronous detection of the receiver, if the phase of the local oscillator (regenerated carrier wave) is shifted by θ with respect to the received carrier wave, the baseband signal after synchronous detection (i.e., the line signal demodulated to the baseband) is received in a form rotated by θ in the complex plane.
The automatic equalizer performs equalization including this carrier phase error θ. Therefore, each of the tap coefficients of the automatic equalizer is - when θ=0.
The value is rotated by θ. It is well known that the absolute value of the central tap coefficient C 0 of the automatic equalizer is approximately "1" if the automatic gain control circuit operates normally. That is, C 0 ≒exp(−jθ).
Therefore, in order to make C 0 “1” or Imag (C 0 ) “0”, θ should be brought close to 0, and in this way, the phase of the carrier wave (regenerated on the receiving side) can be adjusted. Just control it.

変復調器(MODEM)の初期トレーニング中
に等化器の各タツプ係数が逐次修正される。C0
が1に固定されている場合、等化器におけるC0
の最適値がたまたま1でないことがあると等化性
能が劣化する。また、C0が1に(またはImag
(C0)が00に)なるように搬送波の位相を制御す
る方式では、初期トレーニング中にたまたま
Imag(C0)が0でないことがあるとタイミング情
報Real(C1)に大きな誤りが導入されることがあ
る。また、このImag(C0)が0になるまでの間、
系は不完全な状態で動作することになり、過渡応
答が強く、かつ長くなる傾向がある。
During the initial training of the modulator/demodulator (MODEM), each tap coefficient of the equalizer is successively modified. C 0
is fixed to 1, C 0 in the equalizer
If the optimal value of is not 1 by chance, equalization performance deteriorates. Also, C 0 becomes 1 (or Imag
In the method of controlling the phase of the carrier wave so that (C 0 ) becomes 00), by chance during initial training
If Imag (C 0 ) is not 0, a large error may be introduced into the timing information Real (C 1 ). Also, until this Imag (C 0 ) becomes 0,
The system will operate under imperfect conditions and transient responses will tend to be strong and long.

このような現象は通常の通信状態ではさほど問
題とならないが、初期トレーニング期間において
は、タイミング抽出PLL、搬送波位相制御PLL
および等化器を含む系の収束(これらは相互に密
接に関連している)の安定性および速度に悪影響
を与える。
This phenomenon does not pose much of a problem under normal communication conditions, but during the initial training period, timing extraction PLL, carrier phase control PLL
and the stability and speed of convergence of the system containing the equalizer (these are closely related to each other).

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、
タイミング抽出PLL、搬送波位相制御PLLおよ
び等化器の適応動作において迅速かつ安定に収束
することができ、初期トレーニングに要する時間
が短いタイミング情報抽出装置を提供することを
目的とする。
The present invention solves these drawbacks of the prior art,
It is an object of the present invention to provide a timing information extraction device that can rapidly and stably converge the adaptive operations of a timing extraction PLL, a carrier phase control PLL, and an equalizer, and requires a short time for initial training.

本発明によればこの目的は、等化器のタツプ係
数の調整と搬送波位相制御PLLとを独立させ、
Imag(C0)が0以外の値をとることを可能とする
ことによつて達成される。すなわち、本発明によ
るタイミング情報抽出装置は、複数のタツプを含
む自動等化器と、自動等化器の入力に接続され基
底帯域に復調されたライン信号をサンプリングし
て自動等化器に入力するサンプリング回路と、サ
ンプリング回路におけるサンプリングの位相を制
御する制御回路とを含み、制御回路は、自動等化
器の中央タツプの係数C0、および中央タツプよ
り1シンボル期間だけ後段のタツプの係数C1
基づいてサンプリングの位相を早めたり遅くした
りすることによつて最適のサンプリング時点を得
るものである。
According to the invention, this objective is to make the adjustment of the equalizer tap coefficient and the carrier phase control PLL independent,
This is achieved by allowing Imag(C 0 ) to take on values other than zero. That is, the timing information extraction device according to the present invention includes an automatic equalizer including a plurality of taps, and a line signal that is connected to the input of the automatic equalizer and is demodulated to the baseband and is sampled and input to the automatic equalizer. The control circuit includes a sampling circuit and a control circuit for controlling the phase of sampling in the sampling circuit, and the control circuit controls a coefficient C 0 of a center tap of the automatic equalizer and a coefficient C 1 of a tap subsequent to the center tap by one symbol period. The optimum sampling point is obtained by advancing or delaying the sampling phase based on the .

次に添付図面を参照して本発明によるタイミン
グ情報抽出装置の実施例を詳細に説明する。
Next, embodiments of a timing information extraction device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図は本発明によるタイミング情報抽出装置を電
話回線用の変復調装置(MODEM)に適用した
実施例を示す。この実施例では、変調方式は直交
(2次元)振幅変調(位相変調を含む)方式でよ
く、シンボル伝送速度はたとえば1600ボーであ
る。電話回線に接続されたライン信号入力端子1
0には、搬送波周波数1800Hzの8相変調のライン
信号(4800ビツト/秒)が入力される。
The figure shows an embodiment in which the timing information extracting device according to the present invention is applied to a modem/modulator (MODEM) for telephone lines. In this embodiment, the modulation scheme may be a quadrature (two-dimensional) amplitude modulation (including phase modulation) scheme, and the symbol transmission rate is, for example, 1600 baud. Line signal input terminal 1 connected to the telephone line
0, an 8-phase modulated line signal (4800 bits/sec) with a carrier frequency of 1800 Hz is input.

入力ライン信号10は、電圧制御発振器
(VCO)12が発振するサンプリングクロツクで
サンプラ14によつてサンプリングされる。この
サンプリングクロツクの周波数sは、この実施例
では9600Hzである。サンプラ14でサンプルされ
た信号16はアナログ・デイジタル(A/D)変換器
18でデイジタル信号20に変換され、復調器2
2に入力される。
The input line signal 10 is sampled by a sampler 14 with a sampling clock generated by a voltage controlled oscillator (VCO) 12. The frequency s of this sampling clock is 9600 Hz in this embodiment. The signal 16 sampled by the sampler 14 is converted into a digital signal 20 by an analog-to-digital (A/D) converter 18, and then converted to a digital signal 20 by a demodulator 2.
2 is input.

復調器22は周波数c(=1800Hz)の搬送波を
ライン信号に乗じてデイジタル復調し、復調され
た基底帯域信号24は波形整形フイルタ26を介
してシンボルサンプラ30に供給される。なお同
図では複素数信号は二重線で示されている。波形
整形フイルタ26は復調器22の出力24の不要
周波数帯域成分を除去して波形整形する低域フイ
ルタである。シンボルサンプラ30は、VCO1
2のクロツクsを分周器32によつてこの例では
1/6に分周したクロツク(=1600Hz)がサンプリ
ングパルスとして供給され、フイルタ26の出力
28をこのクロツクでサンプリングするサンプリ
ングスイツチである。なおこのクロツクの周波数
bはライン信号のボー周波数に等しく設定され
る。
The demodulator 22 digitally demodulates the line signal by multiplying the carrier wave of frequency c (=1800 Hz), and the demodulated baseband signal 24 is supplied to the symbol sampler 30 via the waveform shaping filter 26. Note that in the figure, complex number signals are indicated by double lines. The waveform shaping filter 26 is a low-pass filter that removes unnecessary frequency band components from the output 24 of the demodulator 22 and shapes the waveform. Symbol sampler 30 is VCO1
In this example, a clock (=1600 Hz) obtained by dividing the clock s of 2 to 1/6 by the frequency divider 32 is supplied as a sampling pulse, and the sampling switch samples the output 28 of the filter 26 using this clock. Furthermore, the frequency of this clock
b is set equal to the baud frequency of the line signal.

シンボルサンプラ30の出力34は自動適応等
化器36に接続されている。等化器36は、受信
したライン信号の回線特性を補償する、すなわち
入力端子10に接続された回線の逆特性を有する
ように自動的に適応動作するトランスバーサルフ
イルタが望ましい。このトランスバーサルフイル
タは、縦続接続された複数(たとえば32)の遅延
回路で各タツプを構成し、各タツプにおいて乗算
器およびアキユミユレータによつてタツプ係数す
なわち利得が乗ぜられた各タツプごとの遅延信号
を加算器にて合成する通常のものである。その合
成出力38が搬送波位相制御回路40に入力さ
れ、各タツプ係数は搬送波位相制御回路40の誤
差信号出力42に応動して修正される。
The output 34 of the symbol sampler 30 is connected to an auto-adaptive equalizer 36. The equalizer 36 is preferably a transversal filter that automatically adapts to compensate for the line characteristics of the received line signal, ie, to have the inverse characteristics of the line connected to the input terminal 10. In this transversal filter, each tap is configured with a plurality of delay circuits (for example, 32) connected in cascade, and a delayed signal for each tap is multiplied by a tap coefficient, that is, a gain, by a multiplier and an accumulator. This is a normal combination using an adder. The combined output 38 is input to a carrier phase control circuit 40, and each tap coefficient is modified in response to an error signal output 42 of the carrier phase control circuit 40.

搬送波位相制御回路40の出力44は量子化器
46に入力され、量子化器46は入力44の信号
からライン信号に含まれるシンボルを判定して量
子化すする回路である。量子化器46の入力44
と出力48の差は誤差信号50として搬送波位相
制御回路40に帰還され、系の収束に利用され
る。
The output 44 of the carrier phase control circuit 40 is input to a quantizer 46, and the quantizer 46 is a circuit that determines symbols included in the line signal from the input 44 signal and quantizes the symbols. Input 44 of quantizer 46
The difference between the output 48 and the output 48 is fed back to the carrier phase control circuit 40 as an error signal 50, and is used for convergence of the system.

ところでこの実施例では、回線から入力端子1
0に受信される信号は送信端においてたとえばス
クランブルされ、差分符号化され、直交振幅変調
された信号である。すなわち、たとえばフアクシ
ミリ信号などのデータ信号をシンボルの伝送パタ
ーンに片寄りがないように平均化、ランダム化し
て、スクランブルされたビツト流を形成し、次に
搬送波位相のあいまいさを除去するためにこのビ
ツト流の位相成分を差分符号化する。次にこれを
低域フイルタを通過させてシンボルの周波数スペ
クトルを整形し、この基底帯域信号によつて周波
数cの搬送波を変調し、帯域フイルタまたは低域
フイルタによつて不要帯域の周波数成分が除去さ
れ、回線に送出される。
By the way, in this embodiment, input terminal 1 is connected from the line.
The signal received at zero is, for example, a scrambled, differentially encoded and quadrature amplitude modulated signal at the transmitting end. That is, a data signal, for example a facsimile signal, is averaged and randomized so that the symbol transmission pattern is uniform, forming a scrambled bit stream, which is then used to remove carrier phase ambiguities. The phase components of the bit stream are differentially encoded. Next, this is passed through a low-pass filter to shape the frequency spectrum of the symbol, and this baseband signal modulates a carrier wave of frequency c, and frequency components in unnecessary bands are removed by a bandpass filter or low-pass filter. and sent to the line.

このように入力端子10の受信信号はたとえば
差分符号化およびスクランブルされているので、
図に示す装置では量子化器46の出力48にデコ
ーダ52およびデスクランブラ54が設けられて
いる。デコーダ52は量子化出力48に含まれる
シンボルからビツト流を形成する。その出力56
はデスクランブラ54に接続され、デスクランブ
ラ54は送信端におけるスクランブラと逆の関数
を有し、信号線56のビツト流からデータ信号を
復元して出力端子58に出力する。
Since the received signal at the input terminal 10 is differentially encoded and scrambled in this way,
In the device shown, the output 48 of the quantizer 46 is provided with a decoder 52 and a descrambler 54. Decoder 52 forms a bit stream from the symbols contained in quantized output 48. Its output 56
is connected to a descrambler 54 which has an inverse function to the scrambler at the transmitting end and restores the data signal from the bit stream on signal line 56 and outputs it to output terminal 58.

本発明によれば、電圧制御発振器(VCO)1
2の発振周波数sは自動適応等化器36から演算
器60によつて抽出されるタイミング情報teに応
じて制御され。
According to the invention, a voltage controlled oscillator (VCO) 1
The oscillation frequency s of 2 is controlled according to timing information te extracted from the automatic adaptive equalizer 36 by the arithmetic unit 60.

このタイミング情報teは演算器60において次
のようにして形成される。演算器60には、自動
適応等化器36からタツプ係数C0およびC1が入
力される。タツプ係数C0は等化器36の中央タ
ツプにおけるタツプ係数である。また、タツプ係
数C1は中央タツプから1シンボル期間分だけポ
ストカーサ寄り、すなわち後段の(つまり1シン
ボル分だけ遅延した)タツプのタツプ係数であ
る。これらのタツプ係数すなわちタツプ利得は、
同相成分および直交成分を含む複素数で表現され
る。演算器60は演算部62によつて中央タツプ
係数C0の共役複素数C0 *を生成し、このC0 *は等
化器36からのC1と乗算器64にて乗算される。
その乗算結果C1C0 *は演算部66にて実数部Real
(C1C0 *)が抽出され、これがタイミング情報te
してループフイルタ70に入力される。
This timing information te is formed in the computing unit 60 as follows. The tap coefficients C 0 and C 1 are inputted to the arithmetic unit 60 from the automatic adaptive equalizer 36 . Tap coefficient C 0 is the tap coefficient at the center tap of equalizer 36. Further, the tap coefficient C 1 is a tap coefficient of a tap located one symbol period post-cursor from the center tap, that is, a later tap (that is, delayed by one symbol). These tap coefficients, or tap gains, are
It is expressed as a complex number containing in-phase and orthogonal components. The arithmetic unit 60 generates the conjugate complex number C 0 * of the central tap coefficient C 0 by the arithmetic unit 62 , and this C 0 * is multiplied by C 1 from the equalizer 36 in the multiplier 64 .
The multiplication result C 1 C 0 * is converted to the real part Real in the calculation unit 66.
(C 1 C 0 * ) is extracted and input to the loop filter 70 as timing information te .

ところで前述のSchollmeierの文献に記載のよ
うに、中央タツプ係数C0を1に固定しておき、
Real(C0)が0となるようにサンプリングのタイ
ミングすなわち位相を調整することが知られてい
る。この場合、Real(C1)が0であればほぼ最適
なタイミングに近いサンプリング時点が得られ
る。Real(C1)が正のときはサンプリングのタイ
ミングを早め、負のときは遅くする。また、最適
のサンプリング時点の近傍では、サンプル時点τ
の関数であるReal(C1(τ))はτについて単調と
なることが知られている。
By the way, as described in the above-mentioned Schollmeier literature, the central tap coefficient C 0 is fixed to 1,
It is known to adjust the sampling timing, that is, the phase, so that Real (C 0 ) becomes 0. In this case, if Real (C 1 ) is 0, a sampling point close to the optimum timing can be obtained. When Real (C 1 ) is positive, the sampling timing is advanced; when Real (C 1 ) is negative, the sampling timing is delayed. Also, near the optimal sampling time, the sampling time τ
It is known that Real (C 1 (τ)), which is a function of , is monotone with respect to τ.

Schollmeierの文献に記載の方式では自動等化
器の中央タツプから搬送波位相制御のための情報
を得るため搬送波位相制御によつてC0を1とし
ている。しかし本発明の図示の実施例では、搬送
波位相制御回路40は中央タツプから搬送波位相
制御の情報を得ないで、自動等化器36とは独立
した構成をとつている。従つて、自動適応等化器
36は、中央タツプ係数C0が“1”となるよう
に制御される必要はなく、一般に中央タツプ係数
C0は“1”とはならない。
In the method described in Schollmeier's literature, C 0 is set to 1 by carrier phase control in order to obtain information for carrier phase control from the center tap of the automatic equalizer. However, in the illustrated embodiment of the invention, carrier phase control circuit 40 does not receive carrier phase control information from the central tap and is configured independently of automatic equalizer 36. Therefore, the automatic adaptive equalizer 36 does not need to be controlled so that the center tap coefficient C 0 is "1";
C 0 does not become "1".

本発明では、中央タツプ係数C0の値が“1”
となるように自動適応等化器36自体を制御する
のではなく、そのかわりに、演算器60におい
て、自動適応等化器36の中央タツプ係数C0(こ
れは一般に“1”とはなつていない)とこれより
1シンボル期間だけ後段のタツプの係数C1とに
基づき、C1/C0の実数部Real(C1/C0)を求めるか、
または、係数C0の共役複素数C0 *と係数C1とを乗
算し、その実数部Real(C1C0 *)を求め、実数部
(C/C)または実数部real(C1C0 *)が“0”と

るようにサンプリングの位相を制御することで、
中央タツプ係数C0を“1”とする制御と等価な
制御を行なうことを意図している。
In the present invention, the value of the central tap coefficient C 0 is “1”.
Instead of controlling the automatic adaptive equalizer 36 itself so that Find the real part Real(C 1 /C 0 ) of C 1 /C 0 based on the coefficient C 1 of the tap that is one symbol period after this) and the coefficient C 1 of the tap that is one symbol period after this.
Alternatively, multiply the conjugate complex number C 0 * of the coefficient C 0 by the coefficient C 1 to obtain its real part Real (C 1 C 0 * ), and then calculate the real part (C 1 /C 0 ) or the real part real (C 1 By controlling the sampling phase so that C 0 * ) becomes “0”,
It is intended to perform control equivalent to control in which the center tap coefficient C 0 is set to "1".

このような本発明の原理についてより詳しく述
べると、前述したように、搬送波位相誤差θがあ
ると、自動適応等化器36の各タツプ係数は、θ
=0であつたときの値にexp(jθ)を掛けた値にな
る。そこで、θが“0”でない(一般的な)時
は、タツプ係数の各々にexp(jθ)を掛けることで
C0の値を“1”に制御したのと等価になる。こ
こでC0≒exp(−jθ)であるから、C1にexp(jθ)
を掛けたものを得るには、C1をC0で割るか、C0
の共役C0 *をC1に掛ければ良い。前者の場合は、
Real(C1/C0)が“0”になるようにサンプリング
位相を制御することに対応する。なお、後者は、
Real(C1/C0)の式を次のように変形することによ
つて得られる。
To describe the principle of the present invention in more detail, as described above, when there is a carrier phase error θ, each tap coefficient of the automatic adaptive equalizer 36 is
It is the value obtained by multiplying the value when = 0 by exp(jθ). Therefore, when θ is not “0” (general), multiplying each tap coefficient by exp(jθ)
This is equivalent to controlling the value of C 0 to "1". Here, C 0 ≒ exp(−jθ), so C 1 has exp(jθ)
To get the product multiplied by C 1, divide C 1 by C 0 or C 0
Multiply C 1 by the conjugate C 0 * of . In the former case,
This corresponds to controlling the sampling phase so that Real(C 1 /C 0 ) becomes “0”. In addition, the latter is
It can be obtained by transforming the expression Real(C 1 /C 0 ) as follows.

Real(C1/C0)=Real(C1C0 */C0C0 *) =Real(C1C0 *)/|C02 (1) ここで|C0|≒1とみなせるので、 Real(C1/C0)≒Real(C1C0 *) (2) したがつてReal(C1C0 *)の値をタイミング情報
teとして用いることができる。
Real(C 1 /C 0 )=Real(C 1 C 0 * /C 0 C 0 * ) = Real(C 1 C 0 * )/|C 0 | 2 (1) Here, |C 0 |≒1 Real(C 1 /C 0 )≒Real(C 1 C 0 * ) (2) Therefore, the value of Real(C 1 C 0 * ) can be used as timing information.
It can be used as t e .

簡単のために Real(C0)=CI0,Real(C1)=CI1| Imag(C0)=CQ0,Imag(C1)=CQ1 (3) と表わすと、Real(C1C0 *)の演算は、 Real(C1C0 *)=Real〔(CI1+jCQ1)(CI0
jCQ0)〕 =Real〔(CI1・CI0+CQ1
CQ0) +j(CQ1・CQ0−CI1・CQ0)〕 =CI1・CI0+CQ1・CQ0 (4) となる。演算器60はこの演算を行ない、実数部
のみの結果をループフイルタ70へタイミング情
報teとして出力する。そこで、最適のサンプリン
グタイミングを得るためには、Real(C1C0 *)が
正ならばサンプリングの位相を早め、負ならば遅
くすれば良い。なお、第1図においては、演算器
60において、Real(C1C0 *)を求める場合が示
されているが、演算部60の構成をReal(C1/C0)
を求めるように変更することもできる。この場合
にも、Real(C1C0 *)と同等のReal(C1/C0)の値を
タイミング情報teとして出力することができる。
For simplicity, Real (C 0 ) = CI 0 , Real (C 1 ) = CI 1 | Imag (C 0 ) = CQ 0 , Imag (C 1 ) = CQ 1 ( 3). C 0 * ) is calculated as follows: Real(C 1 C 0 * ) = Real [(CI 1 + jCQ 1 ) (CI 0
jCQ 0 )〕 = Real〔(CI 1・CI 0 +CQ 1
CQ 0 ) +j (CQ 1・CQ 0 −CI 1・CQ 0 )] = CI 1・CI 0 +CQ 1・CQ 0 (4). The arithmetic unit 60 performs this calculation and outputs the result of only the real part to the loop filter 70 as timing information te . Therefore, in order to obtain the optimal sampling timing, if Real (C 1 C 0 * ) is positive, the sampling phase should be advanced, and if Real (C 1 C 0 *) is negative, it should be delayed. Although FIG. 1 shows a case where Real(C 1 C 0 * ) is calculated in the computing unit 60, the configuration of the computing unit 60 may be changed to Real(C 1 /C 0 ).
It can also be changed to ask for Also in this case, the value of Real(C 1 /C 0 ), which is equivalent to Real(C 1 C 0 * ), can be output as the timing information te .

タイミング情報teはループフイルタ70を介し
て電圧制御発振器(VCO)12へ制御電圧信号
72として入力される。したがつて自動等化器3
6、演算器60、ループフイルタ70、および
VCO12によつてタイミング抽出PLLの帰還ル
ープが形成される。VCO12は制御電圧信号7
2に応じて発振周波数sすなわちその発振周期が
可変の発振器である。これは比較的高い安定度を
要求されるが、発振周期の可変範囲は、たとえば
±0.1%程度の狭い範囲で十分であるので、簡略
なデイジタル回路にて構成することができる。た
とえば9.6MHzの基本周波数を1/1000に分周すれ
ば9600Hzが得られるが、1/999または1/1001に分
周することによつてその発振周期は9600Hzの場合
と比較して0.1%それぞれ短かく、または長くな
る。
The timing information t e is input as a control voltage signal 72 to the voltage controlled oscillator (VCO) 12 via the loop filter 70 . Therefore, automatic equalizer 3
6, arithmetic unit 60, loop filter 70, and
The VCO 12 forms a feedback loop for the timing extraction PLL. VCO12 is control voltage signal 7
This is an oscillator whose oscillation frequency s, that is, its oscillation period, can be varied according to 2. This requires relatively high stability, but since the variable range of the oscillation period is sufficient within a narrow range of, for example, ±0.1%, it can be configured with a simple digital circuit. For example, if you divide the fundamental frequency of 9.6MHz by 1/1000, you will get 9600Hz, but by dividing it by 1/999 or 1/1001, the oscillation period will be 0.1% each compared to 9600Hz. Become shorter or longer.

ループフイルタ70は、演算器60から入力さ
れるタイミング情報teから、VCO12の発振周
期の変化分Δtを表わす制御電圧信号72を形成
する。したがつてVCO12は、Δtが正であれば
その発振周期を0.1%短くし、負であれば0.1%長
くし、0であれば正確な9600Hzのクロツクsを出
力する。こののように、Δtを正または負にする
ことによつてシンボルサンプラ30におけるサン
プリングの時点すなわち位相を調整し、サンプリ
ングの同期がとれると定常的にはΔtは0である。
なお、ここに記載した各数値は説明のための一例
にすぎない。
The loop filter 70 forms a control voltage signal 72 representing a change Δt in the oscillation period of the VCO 12 from the timing information te input from the arithmetic unit 60. Therefore, the VCO 12 shortens its oscillation period by 0.1% if Δt is positive, lengthens it by 0.1% if it is negative, and outputs an accurate 9600 Hz clock s if Δt is 0. In this way, by making Δ t positive or negative, the sampling time point, that is, the phase, in the symbol sampler 30 is adjusted, and when the sampling is synchronized, Δ t is normally 0.
Note that each numerical value described here is only an example for explanation.

本発明によるタイミング情報抽出装置は、実用
上ほぼ最適に近いサンプリングのタイミングが得
られるばかりでなく、タイミング情報抽出のため
の演算量が非常に少なく、タイミング抽出PLL、
搬送波位相制御PLLおよび等価器などの適応動
作を安定かつ高速に収束させることができる。し
たがつて初期トレーニングに必要な時間を短縮さ
せることができる。なお、サンプリング時点の最
適値からの誤差は等化器によつて吸収、等化する
ことができる。
The timing information extraction device according to the present invention not only can obtain practically optimal sampling timing, but also has a very small amount of calculation for timing information extraction, and has a timing extraction PLL.
Adaptive operations such as carrier phase control PLL and equalizer can be converged stably and quickly. Therefore, the time required for initial training can be shortened. Note that the error from the optimum value at the sampling point can be absorbed and equalized by an equalizer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は本発明によるタイミング情報抽出装置を電
話回線用MODEMに適用した実施例を示すブロ
ツク図である。 主要部分の符号の説明 12……電圧制御発振
器、30……シンボルサンプラ、36……自動適
応等化器、60……演算器、70……ループフイ
ルタ。
The figure is a block diagram showing an embodiment in which the timing information extraction device according to the present invention is applied to a telephone line MODEM. Explanation of symbols of main parts 12... Voltage controlled oscillator, 30... Symbol sampler, 36... Automatic adaptive equalizer, 60... Arithmetic unit, 70... Loop filter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数のタツプを含む自動等化器と、 該自動等化器の入力に接続され、基底帯域に復
調されたライン信号をサンプリングして該自動等
化器に入力するサンプリング回路と、 該サンプリング回路におけるサンプリングの位
相を制御する制御回路とを有し、前記複数のタツ
プの係数は複素数からなり、 前記制御回路は、前記自動等化器の中央タツプ
の係数C0、および該中央タツプより1シンボル
期間だけ後段のタツプの係数C1に基づいてサン
プリングの位相を制御するよう構成され、係数
C0の共役複素数C0 *と係数C1とを乗算してその実
数部Real(C1C0 *)を算出し、該実数部の値に基
づいてサンプリングの位相を早めたり遅くしたり
することによつて最適のサンプリング時点を得る
ようになつていることを特徴とするタイミング情
報抽出装置。 2 複数のタツプを含む自動等化器と、 該自動等化器の入力に接続され、基底帯域に復
調されたライン信号をサンプリングして該自動等
化器に入力するサンプリング回路と、 該サンプリング回路におけるサンプリングの位
相を制御する制御回路とを有し、前記複数のタツ
プの係数は複素数からなり、 前記制御回路は、前記自動等化器の中央タツプ
の係数C0、および該中央タツプより1シンボル
期間だけ後段のタツプの係数C1に基づいてサン
プリングの位相を制御するよう構成され、C1
C0の演算を行ない、その実数部Real(C1/C0)を
算出し、該実数部の値に基づいてサンプリングの
位相を早めたり遅くしたりすることによつて最適
のサンプリング時点を得るようになつていること
を特徴とするタイミング情報抽出装置。
[Claims] 1. An automatic equalizer including a plurality of taps, and a sampling device connected to the input of the automatic equalizer, which samples a line signal demodulated to the base band and inputs the sample to the automatic equalizer. circuit, and a control circuit for controlling the phase of sampling in the sampling circuit, wherein the coefficients of the plurality of taps are composed of complex numbers, and the control circuit is configured to control the coefficient C 0 of the center tap of the automatic equalizer, and The sampling phase is controlled based on the coefficient C1 of the tap located after the center tap by one symbol period, and the coefficient
Multiply the conjugate complex number C 0 * of C 0 by the coefficient C 1 to calculate its real part Real (C 1 C 0 * ), and advance or slow the sampling phase based on the value of the real part. A timing information extraction device characterized in that it is adapted to obtain an optimal sampling point. 2. an automatic equalizer including a plurality of taps; a sampling circuit connected to the input of the automatic equalizer that samples the line signal demodulated to the baseband and inputs it to the automatic equalizer; and the sampling circuit. a control circuit for controlling the sampling phase of the taps, the coefficients of the plurality of taps are composed of complex numbers, and the control circuit controls the coefficient C 0 of the center tap of the automatic equalizer, and It is configured to control the sampling phase based on the coefficient C 1 of the subsequent tap for a period of time, and the sampling phase is controlled based on the coefficient C 1 of the subsequent tap.
The optimum sampling point is obtained by calculating C 0 , calculating its real part Real (C 1 /C 0 ), and advancing or slowing down the sampling phase based on the value of the real part. A timing information extraction device characterized in that:
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JPS5321244A (en) * 1976-08-10 1978-02-27 Kuraray Co Ltd Construction sheet material having tenacity

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