JPH07114347B2 - 適応等化システム、入力信号等化方法及びdce - Google Patents
適応等化システム、入力信号等化方法及びdceInfo
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- JPH07114347B2 JPH07114347B2 JP4110304A JP11030492A JPH07114347B2 JP H07114347 B2 JPH07114347 B2 JP H07114347B2 JP 4110304 A JP4110304 A JP 4110304A JP 11030492 A JP11030492 A JP 11030492A JP H07114347 B2 JPH07114347 B2 JP H07114347B2
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H21/00—Adaptive networks
- H03H21/0012—Digital adaptive filters
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L25/03012—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain
- H04L25/03019—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception
- H04L25/03038—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception with a non-recursive structure
- H04L25/0305—Arrangements for removing intersymbol interference operating in the time domain adaptive, i.e. capable of adjustment during data reception with a non-recursive structure using blind adaptation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は適応等化システムに関
し、特に所定の範囲内のデータ回線端末装置における電
気通信ベースバンド回線の等化を可能にするためのシス
テムに関する。
し、特に所定の範囲内のデータ回線端末装置における電
気通信ベースバンド回線の等化を可能にするためのシス
テムに関する。
【0002】
【従来の技術】モデム間の通信を設定する際に、訓練シ
ーケンスが、実データの伝送に先立ってデータ回線端末
装置(DCE)、DCEに情報を送信するモデム、又は
情報を受信するモデムの間に送信されることは技術上よ
く知られている。訓練シーケンスは一般的に同期目的の
ために用いられ、受信モデムがデータが送信されるべき
チャネルの振幅及び位相遅延の特徴を補償することも可
能にする。符号間干渉の補償は、受信された訓練シーケ
ンスを分析してその係数を適応する受信モデムに配置さ
れた等化器、即ち、適応等化器の使用によって達成され
る。しかしながらある状況では、電気通信ネットワーク
に接続されるモデムにおいて任意の訓練シーケンスを伝
送又は受信することが不可能だということが分かった。
図1及び図2は、いかなる訓練シーケンスも可能とされ
ない2つの一般的な例を示している。図1において、ベ
ースバンドモデム101は入力ノード102を介してデ
ジタルネットワーク103に接続されている。ネットワ
ークは、ベースバンドモデムがデジタルネットワークを
介して任意の訓練シーケンスを伝送し受信することを許
可していない。後者のモデムは、訓練パターンを使わず
に直接その等化器を調整しなくてはならない。図2は、
制御局201がいくつかの従属局202と通信するマル
チポイントネットワーク203の同様のケースを図解し
ている。余分な従属局202の接続によって既存局の通
信を中断すべきではないため、この補助局に含まれる等
化器システムは、任意の訓練シーケンスを使用せずにそ
の係数を調整しなくてはならない。
ーケンスが、実データの伝送に先立ってデータ回線端末
装置(DCE)、DCEに情報を送信するモデム、又は
情報を受信するモデムの間に送信されることは技術上よ
く知られている。訓練シーケンスは一般的に同期目的の
ために用いられ、受信モデムがデータが送信されるべき
チャネルの振幅及び位相遅延の特徴を補償することも可
能にする。符号間干渉の補償は、受信された訓練シーケ
ンスを分析してその係数を適応する受信モデムに配置さ
れた等化器、即ち、適応等化器の使用によって達成され
る。しかしながらある状況では、電気通信ネットワーク
に接続されるモデムにおいて任意の訓練シーケンスを伝
送又は受信することが不可能だということが分かった。
図1及び図2は、いかなる訓練シーケンスも可能とされ
ない2つの一般的な例を示している。図1において、ベ
ースバンドモデム101は入力ノード102を介してデ
ジタルネットワーク103に接続されている。ネットワ
ークは、ベースバンドモデムがデジタルネットワークを
介して任意の訓練シーケンスを伝送し受信することを許
可していない。後者のモデムは、訓練パターンを使わず
に直接その等化器を調整しなくてはならない。図2は、
制御局201がいくつかの従属局202と通信するマル
チポイントネットワーク203の同様のケースを図解し
ている。余分な従属局202の接続によって既存局の通
信を中断すべきではないため、この補助局に含まれる等
化器システムは、任意の訓練シーケンスを使用せずにそ
の係数を調整しなくてはならない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明によって解決さ
れるべき技術的課題は、既存の電気通信ネットワークに
接続され、且つ任意の訓練シーケンスの使用を必要とし
ないDCEのための方法と適応等化システムを提供する
ことである。
れるべき技術的課題は、既存の電気通信ネットワークに
接続され、且つ任意の訓練シーケンスの使用を必要とし
ないDCEのための方法と適応等化システムを提供する
ことである。
【0004】
【課題を解決するための手段と作用】この課題は、複数
の電気通信回線に対応する等化プロセスのための複数の
初期係数の集合を記憶するための手段と、受信された信
号のエネルギーを測定するための手段とを含む、本発明
に従った適応等化システムによって解決される。回線上
の信号のエネルギーの推定より、システムは複数の初期
係数の集合の中から1集合を得て、次にそれら集合が、
収束プロセスを開始する前に等化パラメータを設定する
ため用いられる。従って、考慮された範囲内の回線がい
かなる特徴であろうと収束するように保証される、効率
的で非常に単純な等化プロセスが提供されている。より
的確には、本発明に従うシステムは請求項1に記載され
る手段を含む。
の電気通信回線に対応する等化プロセスのための複数の
初期係数の集合を記憶するための手段と、受信された信
号のエネルギーを測定するための手段とを含む、本発明
に従った適応等化システムによって解決される。回線上
の信号のエネルギーの推定より、システムは複数の初期
係数の集合の中から1集合を得て、次にそれら集合が、
収束プロセスを開始する前に等化パラメータを設定する
ため用いられる。従って、考慮された範囲内の回線がい
かなる特徴であろうと収束するように保証される、効率
的で非常に単純な等化プロセスが提供されている。より
的確には、本発明に従うシステムは請求項1に記載され
る手段を含む。
【0005】好ましくは、本発明に従うシステムは2乗
平均アルゴリズムを包含するデジタルプロセシングシス
テムを用いた適応デジタル等化器を含む。
平均アルゴリズムを包含するデジタルプロセシングシス
テムを用いた適応デジタル等化器を含む。
【0006】好ましい実施例において本発明に従うシス
テムは、測定されたエネルギーを複数のしきい値と比較
し、且つ前記比較に応じて前記適応アルゴリズムを開始
する前に初期係数集合を生成するための手段を含む。
テムは、測定されたエネルギーを複数のしきい値と比較
し、且つ前記比較に応じて前記適応アルゴリズムを開始
する前に初期係数集合を生成するための手段を含む。
【0007】
【実施例】図3は本発明に従うデジタル適応等化器31
2の構造を示す。本発明の好ましい実施例において、等
化器はデジタルフィルタを用いるデジタルプロセスシス
テムを基にする。等化器312は入力信号の値x(k)
(x(k)はk番目の入力サンプルである)を記憶する
ための複数のタップ301a−301n、複数の乗算器
302aから302n、複数の乗算器302aから30
2nの積を合計するための加算手段304を包含する。
加算手段304は一連の等化されたデータy(k)を生
成し、次にデータ検出器305、即ち、データ回復に入
力して推測されたデータビットz(k)を得る。加算手
段304の出力における等化器出力y(k)はまた、エ
ラー信号308を提供するため減算器306によってデ
ータ検出器305の出力z(k)から引かれ、次に係数
更新(COEFFICIENT UPDATE)ブロック307に伝送され
る。ブロック307は減算器306の出力において提供
されたエラー信号308の分析を行い、決定されたアル
ゴリズムに従ってタップ301aから301nの新たな
係数の集合を得る。係数の集合を計算するため従来から
用いられている周知のアルゴリズムは、出力データ信号
と推定された信号の間の2乗平均エラーを連続して最小
限にする傾斜又は2乗平均アルゴリズムである。対応す
る係数ブロック303に記憶されるフィルタのi番目の
係数をhi(k)、n個のサンプルの集合(x(k),
x(k+1),x(k+2),...,x(k−n+
1))を含むベクトルをXk、係数ブロック303aか
ら303nに記憶されるn個の係数(h1(k),h2
(k),h3(k),...,hn(k))よって形成
されるベクトルをHkとする。出力y(k)は、以下の
関係式によって入力Xkに関係付けられる: y(k)=XkT .Hk (XkT =ベクトルXkの置換) ここでXkT はベクトルXkの置換である、即ち:
2の構造を示す。本発明の好ましい実施例において、等
化器はデジタルフィルタを用いるデジタルプロセスシス
テムを基にする。等化器312は入力信号の値x(k)
(x(k)はk番目の入力サンプルである)を記憶する
ための複数のタップ301a−301n、複数の乗算器
302aから302n、複数の乗算器302aから30
2nの積を合計するための加算手段304を包含する。
加算手段304は一連の等化されたデータy(k)を生
成し、次にデータ検出器305、即ち、データ回復に入
力して推測されたデータビットz(k)を得る。加算手
段304の出力における等化器出力y(k)はまた、エ
ラー信号308を提供するため減算器306によってデ
ータ検出器305の出力z(k)から引かれ、次に係数
更新(COEFFICIENT UPDATE)ブロック307に伝送され
る。ブロック307は減算器306の出力において提供
されたエラー信号308の分析を行い、決定されたアル
ゴリズムに従ってタップ301aから301nの新たな
係数の集合を得る。係数の集合を計算するため従来から
用いられている周知のアルゴリズムは、出力データ信号
と推定された信号の間の2乗平均エラーを連続して最小
限にする傾斜又は2乗平均アルゴリズムである。対応す
る係数ブロック303に記憶されるフィルタのi番目の
係数をhi(k)、n個のサンプルの集合(x(k),
x(k+1),x(k+2),...,x(k−n+
1))を含むベクトルをXk、係数ブロック303aか
ら303nに記憶されるn個の係数(h1(k),h2
(k),h3(k),...,hn(k))よって形成
されるベクトルをHkとする。出力y(k)は、以下の
関係式によって入力Xkに関係付けられる: y(k)=XkT .Hk (XkT =ベクトルXkの置換) ここでXkT はベクトルXkの置換である、即ち:
【0008】
【数1】
【0009】ブロック307に包含される2乗平均アル
ゴリズムは、2乗平均エラーを最小限にすることを目的
とする。 f(H)=E(|z−XT H|2 ) この関数の最適H* は以下の方程式の解法である: E(X.XT ).H* =E(z.X) H* の特有性と存在はマトリックスの逆変換によって保
証される: E(X.XT ) 最適は計算力を使いすぎるために、各受信されたサンプ
ルで直接計算されない。しかしながら、2乗平均反復的
アルゴリズムは、最適H* へのベクトルHの連続収束プ
ロセスを提供することによって最適Hベクトルを漸次計
算する。これは以下の関係式によって達成される: H(k+1)=H(k)+p.(z(k)−XkT Hk).Xk ここで、pは収束プロセスを調整するため用いられる小
さい係数である。ベクトルHkがH* の小さい近隣であ
るならば、即ち、等化器312のアイパターンが始めに
開かれるならば、図3のブロック307によって実行さ
れる2乗平均アルゴリズムの収束は保証される。後者の
要求が満足されないならば、ベクトルHkは各々その吸
引領域を有する他の定点に対して収束する。たとえこれ
ら収束点のいくつかのエラー率が低くなるとしても、等
化プロセスは満足されないように見える。上述のよう
に、H* の近隣に始めに達する周知の方法は初期の訓練
期間の使用を包含し、その間基準信号が等化器に送信さ
れ係数を調整するため用いられる。マルチポイントデー
タネットワーク、即ち、デジタルネットワークではま
だ、従属局がネットワークに接続されるとき制御局は学
習シーケンスを送ることができないため、いかなる学習
シーケンスも利用することができない。2乗平均アルゴ
リズムの収束は、電気通信回線が等化器のアイパターン
の開放を保証する上で十分短いままであるときに限って
達成される。
ゴリズムは、2乗平均エラーを最小限にすることを目的
とする。 f(H)=E(|z−XT H|2 ) この関数の最適H* は以下の方程式の解法である: E(X.XT ).H* =E(z.X) H* の特有性と存在はマトリックスの逆変換によって保
証される: E(X.XT ) 最適は計算力を使いすぎるために、各受信されたサンプ
ルで直接計算されない。しかしながら、2乗平均反復的
アルゴリズムは、最適H* へのベクトルHの連続収束プ
ロセスを提供することによって最適Hベクトルを漸次計
算する。これは以下の関係式によって達成される: H(k+1)=H(k)+p.(z(k)−XkT Hk).Xk ここで、pは収束プロセスを調整するため用いられる小
さい係数である。ベクトルHkがH* の小さい近隣であ
るならば、即ち、等化器312のアイパターンが始めに
開かれるならば、図3のブロック307によって実行さ
れる2乗平均アルゴリズムの収束は保証される。後者の
要求が満足されないならば、ベクトルHkは各々その吸
引領域を有する他の定点に対して収束する。たとえこれ
ら収束点のいくつかのエラー率が低くなるとしても、等
化プロセスは満足されないように見える。上述のよう
に、H* の近隣に始めに達する周知の方法は初期の訓練
期間の使用を包含し、その間基準信号が等化器に送信さ
れ係数を調整するため用いられる。マルチポイントデー
タネットワーク、即ち、デジタルネットワークではま
だ、従属局がネットワークに接続されるとき制御局は学
習シーケンスを送ることができないため、いかなる学習
シーケンスも利用することができない。2乗平均アルゴ
リズムの収束は、電気通信回線が等化器のアイパターン
の開放を保証する上で十分短いままであるときに限って
達成される。
【0010】等化器におけるアイパターンの開放は、ブ
ロック307によって実行される2乗平均アルゴリズム
の開始に先立って、入力信号の第1分析を実行するブロ
ック310と311の組み合わせによって達成される。
その目的のため、エネルギー推定器310は入力信号を
受信し、係数セットアップ(COEFFICIENT SETUP)ブロッ
ク311に、回線で受信される推定されたエネルギーの
測定を表示する値を提供する。回線で受信されるエネル
ギーの推定から、次にブロック311はタップ301a
から301nの初期係数の集合Hinit を生成し、スイッ
チ309によって予備期間中、係数ブロック303aか
ら303nに伝送される。通常の適応プロセスの間、機
能的スイッチ309はブロック307の出力を係数ブロ
ック303aから303nの入力に接続し、2乗平均ア
ルゴリズムに従って適応プロセスを実行する。
ロック307によって実行される2乗平均アルゴリズム
の開始に先立って、入力信号の第1分析を実行するブロ
ック310と311の組み合わせによって達成される。
その目的のため、エネルギー推定器310は入力信号を
受信し、係数セットアップ(COEFFICIENT SETUP)ブロッ
ク311に、回線で受信される推定されたエネルギーの
測定を表示する値を提供する。回線で受信されるエネル
ギーの推定から、次にブロック311はタップ301a
から301nの初期係数の集合Hinit を生成し、スイッ
チ309によって予備期間中、係数ブロック303aか
ら303nに伝送される。通常の適応プロセスの間、機
能的スイッチ309はブロック307の出力を係数ブロ
ック303aから303nの入力に接続し、2乗平均ア
ルゴリズムに従って適応プロセスを実行する。
【0011】図4は本発明に従って包含される基本操作
を図解している。ステップ401において、DCEが電
気通信ネットワークに接続されるとき、等化器は予備モ
ードに設定され、モデムによって受信された入力信号が
そのエネルギーの測度を決定するためブロック310に
よって分析される。次にステップ402において、この
エネルギーの測度に対応する値が、係数の初期集合を計
算する機能的ブロック311に入力される。以下に説明
されるように、ブロック311によって計算される初期
係数の集合は回線の特徴に十分に整合しないが、しかし
ながら等化器がブロック307が作動する通常の適応モ
ードに切り替わるときは常に傾斜又は2乗平均アルゴリ
ズムの収束を保証する。ステップ403において、予備
モードの間に、計算される初期係数の集合はスイッチ3
09によって等化器312の係数ブロック303aから
303bに入力される。次にステップ404において、
平方二乗又は傾斜アルゴリズムを用いるブロック307
によって、等化器は等化器係数の連続更新を包含する通
常の適応モードに切り替わる。従って、適応等化器は任
意の訓練シーケンスの使用を必要とせず、それ自体を入
力信号に直接適応することができる。
を図解している。ステップ401において、DCEが電
気通信ネットワークに接続されるとき、等化器は予備モ
ードに設定され、モデムによって受信された入力信号が
そのエネルギーの測度を決定するためブロック310に
よって分析される。次にステップ402において、この
エネルギーの測度に対応する値が、係数の初期集合を計
算する機能的ブロック311に入力される。以下に説明
されるように、ブロック311によって計算される初期
係数の集合は回線の特徴に十分に整合しないが、しかし
ながら等化器がブロック307が作動する通常の適応モ
ードに切り替わるときは常に傾斜又は2乗平均アルゴリ
ズムの収束を保証する。ステップ403において、予備
モードの間に、計算される初期係数の集合はスイッチ3
09によって等化器312の係数ブロック303aから
303bに入力される。次にステップ404において、
平方二乗又は傾斜アルゴリズムを用いるブロック307
によって、等化器は等化器係数の連続更新を包含する通
常の適応モードに切り替わる。従って、適応等化器は任
意の訓練シーケンスの使用を必要とせず、それ自体を入
力信号に直接適応することができる。
【0012】図5は、予備モード間にいかに機能的ブロ
ック311が初期係数の集合を生成するかを図解してい
る。第1近似では、考慮されたチャネルの特徴の減衰を
正確に補償する適応等化器のn個の係数の値Hkによっ
て形成されるベクトルH* が、回線の長さだけに依存す
ることが分かった:H* =f(1)。従って、Hベクト
ルは、回線の減衰値の関数として所定の1次元超越曲線
(ハイパーカーブ)501上を移動する。図7の曲線7
01aに示されるように、回線の長さが最小である(ゼ
ロに近い)と仮定すると、導入される減衰もまた最小で
あり(即ち、約0デシベル)、等化器の係数は曲線50
1のポジション502に配置されるベクトルHminに対応
する値に設定される。反対に、回線の長さがその最大値
にあるならば、回線の減衰レベルはその最大になる。例
えば、ビット周波数で減衰レベルが43デシベルなら
ば、デジタル等化器の係数は、曲線501の他の端にあ
るポジション503に配置されるベクトルHmaxに対応す
る値に設定されなくてはならない。もし回線により導入
されるビット周波数における減衰レベルの値が中間なら
ば、即ち、そのレベルが範囲(0デシベル、43デシベ
ル)内に含まれるならば、等化器の係数303aから3
03nは、曲線501の中間ポジションに配置される最
適Hベクトルに対応する値に設定されなくてはならな
い。円内の傾斜アルゴリズムの収束を保証する所定の最
適ベクトルH、即ち、係数が所定の回線の減衰を完全に
補償するベクトルH、の周囲の「円」の半径をdとす
る。従って、上記「円」内に配置されたHベクトルに対
応する初期値によってロードされる、等化器312にお
ける等化プロセスは、機能的ブロック307のみによっ
て収束するよう保証される。半径”d”は、信号の第1
位近似において入力信号に利用可能なノイズ比(回線+
量子化)に依存する。本発明に従って、曲線501に配
置され、距離dより短いいか又は等しい距離に分割され
るp個のHベクトル505a,505b,505
c...505p...の有限集合が選ばれる。図5に
図解されるように、p個のHベクトルの集合は考慮され
る全ての減衰範囲(本例では0から43デシベル)に曲
線501の完全な重複を提供している。p個のHベクト
ル505a、505b、505c...の各々は、回線
の所定の減衰レベルの最適Hベクトルに対応する。p個
のHベクトル505a、505b、505c...の各
々はまた、入力信号に存在する所定のエネルギーのレベ
ルにも対応する。従ってp個のHベクトルは、入力信号
のエネルギーの全範囲に分散されるp個のエネルギーの
レベルEa、Eb、Ec...の集合に対応する。エネ
ルギーの全範囲はサブレンジに分割され、各サブレンジ
は上記エネルギーのレベルの内の1つの周囲に集められ
る。第1エネルギーレベルEaは第1エネルギー範囲
(E0 、E1)の中間に配置され、第2エネルギーレベル
Ebは第2エネルギー範囲(E1 、E2)の中間に配置さ
れる等となる。p個のHベクトルの集合505a、50
5b、505c...は、等化器312を実施するデジ
タル信号プロセッサに対応するメモリに記憶される。以
下に説明されるように、等化器312と特にブロック3
11は入力信号のエネルギーの推定より、p個のHベク
トル505a、505b、505c...の中から選ば
れる唯一の初期ベクトルHinit を生成する。ブロック3
11によって生成される唯一の初期ベクトルHinit は、
対応する係数の集合を含み、予備モード間で機能的スイ
ッチ309によって機能的ブロック303aから303
nに伝送される。後者の係数の集合は等化器312の初
期値として用いられ、次にブロック307が単独で作動
する通常の適応モードに切り替わる。上記に説明される
ように、メモリに記憶されるべきp個のHベクトル50
5a、505b、505cの集合は、上記半径の値より
決定される。当業者は、任意の特定の場合の傾斜アルゴ
リズムの収束を保証する上記半径の適切な値を容易に決
定する。そのような決定は、簡単な物理的測定によって
又はシミュレーションによっても実行される。本発明の
好ましい実施例において、DCEがビット周波数72キ
ロヘルツで(0、43デシベル)の範囲内における減衰
レベルによって特徴付けられた回線によってデジタルネ
ットワークに接続されることを目的とする。その特別な
場合において、減衰曲線501に均等に配置される4個
のみの初期ベクトルの集合が、傾斜アルゴリズムの収束
を保証するのに十分であることが分かった。デジタル処
理システムによって実行されなければならない処理操作
の量は無視できるため、入力信号の受信に際して任意の
訓練シーケンスを用いずに、係数を直ちに自動的に調整
する非常に単純な等化器312が提供される。所定の初
期のベクトルHinit に対応するブロック303aから3
03nにロードされるべき係数は、考慮されるHinit ベ
クトルに対応する回線の伝達関数の逆フーリエ変換をま
ず実行することによって容易に計算できる。逆フーリエ
変換は、当業者に周知である従来のウインドウ関数を用
いて計算される。好ましい実施例において、4個の初期
ベクトルは減衰レベル10、20、30及び40デシベ
ルをそれぞれ生成する回線に対応するように選ばれる。
図7は、上記4本の回線の対応する伝達関数701aか
ら701dを示している。各減衰レベルにおいて、対応
する伝達関数は回線の逆フーリエ変換の計算を可能にす
る。実際、回線のインパルス応答の64点となり、結局
考慮される初期Hベクトルに対応する等化器312に対
して係数になるような各曲線の64点、703a、70
3b、...703lを考慮することは有利である。
ック311が初期係数の集合を生成するかを図解してい
る。第1近似では、考慮されたチャネルの特徴の減衰を
正確に補償する適応等化器のn個の係数の値Hkによっ
て形成されるベクトルH* が、回線の長さだけに依存す
ることが分かった:H* =f(1)。従って、Hベクト
ルは、回線の減衰値の関数として所定の1次元超越曲線
(ハイパーカーブ)501上を移動する。図7の曲線7
01aに示されるように、回線の長さが最小である(ゼ
ロに近い)と仮定すると、導入される減衰もまた最小で
あり(即ち、約0デシベル)、等化器の係数は曲線50
1のポジション502に配置されるベクトルHminに対応
する値に設定される。反対に、回線の長さがその最大値
にあるならば、回線の減衰レベルはその最大になる。例
えば、ビット周波数で減衰レベルが43デシベルなら
ば、デジタル等化器の係数は、曲線501の他の端にあ
るポジション503に配置されるベクトルHmaxに対応す
る値に設定されなくてはならない。もし回線により導入
されるビット周波数における減衰レベルの値が中間なら
ば、即ち、そのレベルが範囲(0デシベル、43デシベ
ル)内に含まれるならば、等化器の係数303aから3
03nは、曲線501の中間ポジションに配置される最
適Hベクトルに対応する値に設定されなくてはならな
い。円内の傾斜アルゴリズムの収束を保証する所定の最
適ベクトルH、即ち、係数が所定の回線の減衰を完全に
補償するベクトルH、の周囲の「円」の半径をdとす
る。従って、上記「円」内に配置されたHベクトルに対
応する初期値によってロードされる、等化器312にお
ける等化プロセスは、機能的ブロック307のみによっ
て収束するよう保証される。半径”d”は、信号の第1
位近似において入力信号に利用可能なノイズ比(回線+
量子化)に依存する。本発明に従って、曲線501に配
置され、距離dより短いいか又は等しい距離に分割され
るp個のHベクトル505a,505b,505
c...505p...の有限集合が選ばれる。図5に
図解されるように、p個のHベクトルの集合は考慮され
る全ての減衰範囲(本例では0から43デシベル)に曲
線501の完全な重複を提供している。p個のHベクト
ル505a、505b、505c...の各々は、回線
の所定の減衰レベルの最適Hベクトルに対応する。p個
のHベクトル505a、505b、505c...の各
々はまた、入力信号に存在する所定のエネルギーのレベ
ルにも対応する。従ってp個のHベクトルは、入力信号
のエネルギーの全範囲に分散されるp個のエネルギーの
レベルEa、Eb、Ec...の集合に対応する。エネ
ルギーの全範囲はサブレンジに分割され、各サブレンジ
は上記エネルギーのレベルの内の1つの周囲に集められ
る。第1エネルギーレベルEaは第1エネルギー範囲
(E0 、E1)の中間に配置され、第2エネルギーレベル
Ebは第2エネルギー範囲(E1 、E2)の中間に配置さ
れる等となる。p個のHベクトルの集合505a、50
5b、505c...は、等化器312を実施するデジ
タル信号プロセッサに対応するメモリに記憶される。以
下に説明されるように、等化器312と特にブロック3
11は入力信号のエネルギーの推定より、p個のHベク
トル505a、505b、505c...の中から選ば
れる唯一の初期ベクトルHinit を生成する。ブロック3
11によって生成される唯一の初期ベクトルHinit は、
対応する係数の集合を含み、予備モード間で機能的スイ
ッチ309によって機能的ブロック303aから303
nに伝送される。後者の係数の集合は等化器312の初
期値として用いられ、次にブロック307が単独で作動
する通常の適応モードに切り替わる。上記に説明される
ように、メモリに記憶されるべきp個のHベクトル50
5a、505b、505cの集合は、上記半径の値より
決定される。当業者は、任意の特定の場合の傾斜アルゴ
リズムの収束を保証する上記半径の適切な値を容易に決
定する。そのような決定は、簡単な物理的測定によって
又はシミュレーションによっても実行される。本発明の
好ましい実施例において、DCEがビット周波数72キ
ロヘルツで(0、43デシベル)の範囲内における減衰
レベルによって特徴付けられた回線によってデジタルネ
ットワークに接続されることを目的とする。その特別な
場合において、減衰曲線501に均等に配置される4個
のみの初期ベクトルの集合が、傾斜アルゴリズムの収束
を保証するのに十分であることが分かった。デジタル処
理システムによって実行されなければならない処理操作
の量は無視できるため、入力信号の受信に際して任意の
訓練シーケンスを用いずに、係数を直ちに自動的に調整
する非常に単純な等化器312が提供される。所定の初
期のベクトルHinit に対応するブロック303aから3
03nにロードされるべき係数は、考慮されるHinit ベ
クトルに対応する回線の伝達関数の逆フーリエ変換をま
ず実行することによって容易に計算できる。逆フーリエ
変換は、当業者に周知である従来のウインドウ関数を用
いて計算される。好ましい実施例において、4個の初期
ベクトルは減衰レベル10、20、30及び40デシベ
ルをそれぞれ生成する回線に対応するように選ばれる。
図7は、上記4本の回線の対応する伝達関数701aか
ら701dを示している。各減衰レベルにおいて、対応
する伝達関数は回線の逆フーリエ変換の計算を可能にす
る。実際、回線のインパルス応答の64点となり、結局
考慮される初期Hベクトルに対応する等化器312に対
して係数になるような各曲線の64点、703a、70
3b、...703lを考慮することは有利である。
【0013】デジタル処理システムに対応してメモリに
記憶されるp個の初期ベクトルの中からの1個のHinit
ベクトルの選択は、回線に受信された入力信号のエネル
ギーを分析し測定するブロック301によって実行され
る。図6は、ブロック310がいかに回線より受信され
たエネルギーの測定を達成するかを図解している。ブロ
ック310は、各々が入力信号のサンプルの2乗を提供
するため乗算器602aから602kの2つの入力に接
続される出力を有する、n個のタップの連続、601a
から601kを包含する。全ての乗算器602aから6
02kの出力は加算器603の入力に接続されて、受信
される信号のエネルギーに対応する推定E(x2)を出
力において提供する。本発明の好ましい実施例におい
て、タップ、乗算器及び加算器はデジタル処理システム
によって実施され、そのシステムは等化器312を実施
するためにも用いられる。
記憶されるp個の初期ベクトルの中からの1個のHinit
ベクトルの選択は、回線に受信された入力信号のエネル
ギーを分析し測定するブロック301によって実行され
る。図6は、ブロック310がいかに回線より受信され
たエネルギーの測定を達成するかを図解している。ブロ
ック310は、各々が入力信号のサンプルの2乗を提供
するため乗算器602aから602kの2つの入力に接
続される出力を有する、n個のタップの連続、601a
から601kを包含する。全ての乗算器602aから6
02kの出力は加算器603の入力に接続されて、受信
される信号のエネルギーに対応する推定E(x2)を出
力において提供する。本発明の好ましい実施例におい
て、タップ、乗算器及び加算器はデジタル処理システム
によって実施され、そのシステムは等化器312を実施
するためにも用いられる。
【0014】図8は、モデムが電気通信ネットワークに
接続されデータを受信する中間期間における、ブロック
311から等化器312に伝送される初期係数の集合の
計算及び生成の詳細である。ステップ801において、
図6に関して記述されていたプロセスに従って入力信号
が分析され、そのエネルギーが推定される。次にステッ
プ802において、推定されるエネルギーがメモリに記
憶される第1の初期H 0 ベクトルに対応する上述の範囲
(E0 、E1)内に含まれるかどうかを決定するためテス
トが行われる。もし推定されるエネルギーが後者の範囲
内に含まれるならば、ブロック311はメモリに記憶さ
れるp個のH初期ベクトルの中の第1番目を等化器に転
送して中間期間が終了する。次に、等化器がスイッチ3
09によって通常の適応プロセスに切り替えられ、傾斜
アルゴリズムプロセスが回線の減衰の特徴を完全に補償
するため等化器の係数の調整を完了する。次に、データ
伝送間に等化器が通常の適応モードに留まって、その係
数は回線の実際の特徴に連続して調整される。逆の場合
は、ステップ804において、測定されたエネルギーが
メモリに記憶される第2の初期ベクトルH1 の周囲に集
められた第2範囲(E1 、E2)内に含まれるかどうかを
決定するため第2テストが行なわれる。この場合は、ス
テップ805において、ブロック311はメモリよりp
個のH初期ベクトルの集合の中で第2のH1 ベクトルに
対応する係数の値を抽出し、通常の適応モードに回線の
特徴に整合する係数の決定を完了させて、中間プロセス
が完了する。逆の場合は、プロセスは更にあるステップ
に進み、推定されたエネルギーが再度次の範囲の2つの
極値(E2 、E3)等...と比較される。先行のテスト
が常に失敗した場合は、ステップ806において、推定
されたエネルギーが範囲(En-2 、En-1)内に含まれる
かどうかを決定するため同様のテストが再度行われる。
この場合、ステップ807において、p個のH初期のベ
クトルのリストの中の最後から2番目のH初期ベクトル
H(n-1) が転送される。逆の場合は、減衰レベルが最大
値にあると見なされ、ステップ808において、ブロッ
ク311はp個のHベクトルのリストの最後のH初期値
を転送する。次に、傾斜アルゴリズムに従って等化プロ
セスの係数の調整を完了するため、等化器は通常の適応
ステップに切り替わる。
接続されデータを受信する中間期間における、ブロック
311から等化器312に伝送される初期係数の集合の
計算及び生成の詳細である。ステップ801において、
図6に関して記述されていたプロセスに従って入力信号
が分析され、そのエネルギーが推定される。次にステッ
プ802において、推定されるエネルギーがメモリに記
憶される第1の初期H 0 ベクトルに対応する上述の範囲
(E0 、E1)内に含まれるかどうかを決定するためテス
トが行われる。もし推定されるエネルギーが後者の範囲
内に含まれるならば、ブロック311はメモリに記憶さ
れるp個のH初期ベクトルの中の第1番目を等化器に転
送して中間期間が終了する。次に、等化器がスイッチ3
09によって通常の適応プロセスに切り替えられ、傾斜
アルゴリズムプロセスが回線の減衰の特徴を完全に補償
するため等化器の係数の調整を完了する。次に、データ
伝送間に等化器が通常の適応モードに留まって、その係
数は回線の実際の特徴に連続して調整される。逆の場合
は、ステップ804において、測定されたエネルギーが
メモリに記憶される第2の初期ベクトルH1 の周囲に集
められた第2範囲(E1 、E2)内に含まれるかどうかを
決定するため第2テストが行なわれる。この場合は、ス
テップ805において、ブロック311はメモリよりp
個のH初期ベクトルの集合の中で第2のH1 ベクトルに
対応する係数の値を抽出し、通常の適応モードに回線の
特徴に整合する係数の決定を完了させて、中間プロセス
が完了する。逆の場合は、プロセスは更にあるステップ
に進み、推定されたエネルギーが再度次の範囲の2つの
極値(E2 、E3)等...と比較される。先行のテスト
が常に失敗した場合は、ステップ806において、推定
されたエネルギーが範囲(En-2 、En-1)内に含まれる
かどうかを決定するため同様のテストが再度行われる。
この場合、ステップ807において、p個のH初期のベ
クトルのリストの中の最後から2番目のH初期ベクトル
H(n-1) が転送される。逆の場合は、減衰レベルが最大
値にあると見なされ、ステップ808において、ブロッ
ク311はp個のHベクトルのリストの最後のH初期値
を転送する。次に、傾斜アルゴリズムに従って等化プロ
セスの係数の調整を完了するため、等化器は通常の適応
ステップに切り替わる。
【0015】
【発明の効果】本発明は上記より構成されており、DC
Eは既存の電気通信ネットワークに接続することが可能
で、且つ訓練シーケンスの使用を必要としない。
Eは既存の電気通信ネットワークに接続することが可能
で、且つ訓練シーケンスの使用を必要としない。
【図1】本発明に従ってDCEを有利に用いることが可
能なデジタルネットワークを図解する。
能なデジタルネットワークを図解する。
【図2】本発明に従うDCEが有利に用いられるマルチ
ポイント接続ネットワークを示す。
ポイント接続ネットワークを示す。
【図3】本発明に従って適応等化器の構造を示す。
【図4】本発明に従って等化プロセスの基本原理を図解
する。
する。
【図5】本発明の原理を図解する別図である。
【図6】ブロック310におけるエネルギー推定プロセ
スの構造の詳細である。
スの構造の詳細である。
【図7】本発明の好ましい実施例に包含される4つの伝
達関数の図である。
達関数の図である。
【図8】本発明に従って等化器の初期係数値の計算及び
生成プロセスを示す詳細なフローチャートである。
生成プロセスを示す詳細なフローチャートである。
301 タップ 302 乗算器 303 係数ブロック 304 加算手段 305 データ検出器 306 減算器 307 係数更新ブロック 308 エラー信号 309 機能的スイッチ 310 エネルギー推定器 311 係数セットアップブロック 312 適応等化器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェラルド リシター フランス国、06200 ニース、50 アヴ デ ラ コルニッシュ フローリ、レ ア ナガリス (番地なし) (72)発明者 ジャン−ピエール ヴォードクス フランス国、06200 ニース、135 アヴ サント マルグリット、カステル プロヴ ァーサル バ 2 (56)参考文献 特開 昭61−220547(JP,A) 特開 平2−277323(JP,A) 特開 平2−67019(JP,A) 特開 平2−15719(JP,A) 特開 平2−189034(JP,A) 特開 平2−237307(JP,A) 欧州特許出願公開515761(EP,A) 欧州特許出願公開176312(EP,A) IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON COMM UNICATIONS,JUNE 22−25 1986,VOL.3,P.1466−1471," FULL DIGITAL ADAPTI VE EQUALITION IN 64Q AM RADIO SYSTEMS”,B ACCETTI ET AL.
Claims (10)
- 【請求項1】 所定の減衰範囲内でDCEにおいて電気
通信回線の等化を可能にするための適応等化システムで
あって、前記システムが所定の適応アルゴリズムに従っ
てその係数を連続して適応することが可能な適応等化器
(312)を含み、 複数の回線に対応する前記適応等化器(312)に複数
の初期係数の集合(Hinit)を記憶するための手段(31
1)と、 入力信号のエネルギーを測定するための手段(310)
と、 前記測定手段に応じて前記適応等化器(312)にロー
ドされるべき初期係数の1集合(Hinit)を得るための手
段(311)と、 前記得られた係数を前記適応等化器にロードするための
手段(311)と前記適応アルゴリズムを開始するため
の手段(309)と、 を含む適応等化システム。 - 【請求項2】 複数の異なる回線に対応する前記適応等
化器(312)に複数の初期係数の集合(Hinit) を記憶
するための手段であって、前記複数の初期係数の集合(H
init) が回線の減衰レベルが前記範囲の延長内で変化す
るとき前記適応手段(307)の収束を保証するために
決定される手段が、 前記決定に応じて前記複数の係数の中から1個を選択す
るための手段(311)と、 予備段階において前記適応等化器に前記選択された係数
の集合をロードするための手段(311、309)と、 前記選択された集合がロードされたとき前記適応等化器
を通常の適応モードに切り替えるための手段と、 を更に含む請求項1に記載の適応等化システム。 - 【請求項3】 前記適応等化システムが傾斜又は2乗平
均アルゴリズムを包含するデジタルプロセシングシステ
ムを含む、請求項1に記載の適応等化システム。 - 【請求項4】 考慮される測定されたエネルギーに対応
する初期集合を決定するため、前記測定されたエネルギ
ーと複数のしきい値とを比較するための手段(311)
と、 適応等化プロセスの開始に先立って前記初期集合を前記
適応等化器(312)にロードするための手段(30
9、311、303)と、 を含む請求項1に記載の適応等化システム。 - 【請求項5】 DCEが72キロビット/秒で0から4
3デシベルの減衰を生成する回線で作動するベースバン
ドモデムであって、前記複数の初期係数の集合が4つの
異なる初期係数の集合で形成される、請求項1に記載の
適応等化システム。 - 【請求項6】 適応等化器(312)を含むデータ回路
端末装置(DCE)において入力信号を等化するための
方法であって、 複数の回線に対応する複数の初期係数の集合(Hinit)を
記憶するステップと、 入力信号のエネルギーを測定するステップと、 最も近い測定されたエネルギーのレベルに対応する係数
の集合(Hinit)を決定するステップと、 前記係数の集合(Hinit)を前記適応等化器にロードする
ステップと、 前記適応等化器(312)に包含される適応プロセスを
開始するステップと、 を含む入力信号等化方法。 - 【請求項7】 前記適応プロセスが傾斜又は2乗平均適
応プロセスを包含する請求項6に記載の入力信号等化方
法。 - 【請求項8】 前記DCEがデジタル又はマルチポイン
トネットワークに接続されることを目的とするベースバ
ンドモデムである、請求項6に記載の入力信号等化方
法。 - 【請求項9】 前記適応アルゴリズムを開始するに先立
って前記測定ステップがE(x2)の計算を包含する、
請求項6に記載の入力信号等化方法。 - 【請求項10】 請求項1に記載の適応等化システムを
含むDCE。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR914800883 | 1991-05-31 | ||
FR91480088:3 | 1991-05-31 | ||
EP91480088A EP0515761A1 (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Adaptive equalization system and method for equalizing a signal into a DCE |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05152900A JPH05152900A (ja) | 1993-06-18 |
JPH07114347B2 true JPH07114347B2 (ja) | 1995-12-06 |
Family
ID=8208709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4110304A Expired - Lifetime JPH07114347B2 (ja) | 1991-05-31 | 1992-04-28 | 適応等化システム、入力信号等化方法及びdce |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5210774A (ja) |
EP (1) | EP0515761A1 (ja) |
JP (1) | JPH07114347B2 (ja) |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05152900A (ja) | 1993-06-18 |
US5210774A (en) | 1993-05-11 |
EP0515761A1 (en) | 1992-12-02 |
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