JPH0783386B2 - 多値識別回路 - Google Patents

多値識別回路

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JPH0783386B2
JPH0783386B2 JP60034211A JP3421185A JPH0783386B2 JP H0783386 B2 JPH0783386 B2 JP H0783386B2 JP 60034211 A JP60034211 A JP 60034211A JP 3421185 A JP3421185 A JP 3421185A JP H0783386 B2 JPH0783386 B2 JP H0783386B2
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康久 中村
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えば直交振幅変調波の復調装置において、
その直交検波後の多値信号を識別、再生する多値識別回
路に関し、特に多値振幅入力信号をアナログデイジタル
変換器によりデイジタル信号に変換して多値識別を行う
と共に、アナログデイジタル変換器の入力側で入力多値
信号に重畳される直流オフセツトを制御して識別誤りを
少くするように構成された多値識別回路に係わる。
「従来の技術」 従来の多値識別器は第1図に示すように構成されてい
る。すなわち信号入力端子1から2n値(nは2以上の整
数)の多値信号が直流増幅器2によつて所定のレベルに
増幅され、その出力が、クロツク入力端子3からのクロ
ツクに同期してアナログデイジタル変換(以下A/D変換
と記す)器4でA/D変換され、その変換出力として再生
信号及び誤差信号が出力される。このA/D変換器4の出
力5のうち、上位1〜nビツトの出力B1〜Bnが再生信号
として出力端子6へ出力され、上位からn+1ビツト目
の出力Bn+1が誤差信号、つまり基準レベルに対するずれ
に相当する。制御回路7はデイジタル信号列5のうち1
ビツト又は複数ビツトの組合わせによつて直流増幅器2
への帰還信号8,9を形成する。直流分を制御する信号8
はA/D変換器4の出力5のうち上位からn+1ビツト目
の出力Bn+1を、利得を制御する信号9は上位から第1ビ
ツト目の出力B1とn+1ビツト目の出力Bn+1との排他的
論理和出力を用いる。こうして得られた帰還信号8,9は
それぞれ低域通過フイルタ(LPF)11,12を介して平滑化
され、制御信号13,14として直流増幅器2に供給され
る。この制御信号13及び14により直流増幅器2において
入力多値信号に対し重畳される直流分(オフセツトと記
す)及び利得がそれぞれ自動的に調整される。この結果
A/D変換器4への入力される多値信号のレベルは基準値
に対する直流レベル、振幅値ともに常時最適に保つこと
ができる。
この従来の多値識別回路は制御信号13,14による帰還効
果により、温度変動等に起因する低周波数成分の直流ド
リフト及び利得変動を補償することが可能である。第2
図は帰還ループを用いた構成、つまり第1図において制
御信号13,14による制御を行う場合と、帰還ループを用
いず直流増幅器2に固定バイアス電圧を加えた構成、制
御信号13,14を遮断した場合とにおいて、一定のS/N(信
号対雑音電力比)25dB下における符号誤り率の時間変動
特性の実験結果を示している。第2図において入力信号
は8値、τ=5×10-4秒の場合で曲線15は制御有り、曲
線16は制御なしに対するものである。これら曲線15,16
より帰還制御を行うことにより符号誤り率特性の時間変
動は大きく低減され、ほぼ一定値を保ち、その改善効果
が大きいことが判る。なおこの多値識別回路の詳しい動
作原理は特願昭59-37106号明細書に示してある。
「発明が解決しようとする問題点」 しかしこの多値識別回路を用いて実際に実験してみる
と、帰還ループは安定しているにもかかわらず、符号誤
りが発生する場合があり、しかもこの現象は信号の多値
数が増加するにつれ顕著になることがわかつた。これは
初期電源投入時や急激なフエージング等において、A/D
変換器4への入力直流レベルが、最小信号間電圧値、入
力多値信号が取り得るレベルの隣接レベル間電圧dの整
数倍だけ正又は負側にオフセツトし(ずれ)たまま、帰
還制御信号13である上位n+1ビツト目出力Bn+1が“1"
と“0"となる確率がそれぞれ50%となることにより帰還
制御が安定してしまう状態である。この状態を擬似引込
み状態と呼ぶ。
正常の引込み状態と擬似引込み状態との関係を第3図に
示す。第3図は64QAM(8値信号)信号の場合であり、
上位の1〜3目の出力B1〜B3は再生出力である。第4ビ
ツト目B4(誤差信号)の識別レベルを左端に矢印で示
し、正常引込み時には○印で示すように8つの受信信号
レベルは第4ビツト目の識別レベルと等しくなるため、
第4ビツト出力B4は図の右端に示すように50%の確率で
“1"と“0"を発生する。一方、黒丸●印の左側のものと
して示すように、受信信号レベルが正側にdより僅か小
さい値だけシフトした擬似引込み状態では、最もレベル
の高い受信信号レベルの場合は100%“1"を発生する
が、他の7つの受信信号レベルは“0"を発生する確率が
高いが、受信レベルは変動するため“1"も少しは発生
し、全体として第4ビツト出力B4が50%の確率で“1"と
“0"を発生し安定してしまう。右側の黒丸●印は受信信
号レベルがdより僅か小さい値だけ負側にずれた時の擬
似引込み状態を示す。
この擬似引込み状態を理論的に明らかにするため、直流
ドリフトを有した入力信号(16値と仮定)と熱雑音との
和の確率密度関数からA/D変換器4の誤差信号であるN
+1(5)ビツト出力B5を積分した制御電圧を得て、更
に全信号レベル点について求めた制御電圧vdを求めた結
果を第4図に示す。第4図は入力信号のドリフト量μδ
(d=2δ)とその場合の制御電圧vdとの計算結果を示
したものであり、vd=0となる点が安定点を示す。この
解析結果から、入力信号が2N値の場合、安定点は(2N
1)点あり、そのうち実線○印で示す原点を除く(2N
2)点(点線 印で示す)が擬似引込み点となる。一方、制御電圧vdは
入力信号のC/N(搬送波/雑音電力比)に依存し、低C/N
時になると制御電圧が低下することも明らかになつた。
以上のように第1図に示した構成の多値識別器では、擬
似引込みに陥ることにより通信時において回線の瞬断と
なり、特にこれが著しい場合には通信システムの同期は
ずれとなつてしまい全く通信が不可能となる。しかもこ
の状態で動作が安定してしまうために元の正常状態に復
帰するにはその毎に逐次調整作業が必要であるという欠
点があつた。
「問題点を解決するための手段」 この発明によれば、入力多値信号を、その直流レベルを
制御することがきる直流レベル制御手段を介してA/D変
換器に入力し、そのA/D変換器の出力上位ビツトから再
生信号を得ると共に、その再生信号の下位ビツトから誤
差信号を得てその誤差信号により上記直流レベル制御手
段を制御する多値識別回路において、上記A/D変換器の
入力信号のレベルから擬似引込み状態か否かを判定回路
で判定し、その判定回路が擬似引込み状態と判定した場
合は、上記再生信号の少くとも一部を用いて上記誤差信
号を作り上記直流レベル制御手段へ供給する。このよう
にして擬似引込み状態になつても速い正常引込み状態と
することができる。
「実施例」 次にこの発明の実施例を第5図以下の図面を参照して詳
細に説明する。第5図は16値の入力信号を対象としたこ
の発明の第1の実施例を示す。信号入力端子1からの16
値の多値信号は直流増幅器2に入力され、その出力信号
は少くとも5ビツトの出力を持つA/D変換器4に入力さ
れ、クロツク入力端子3のクロツク信号でサンプリング
され、5ビツトのデイジタル信号5に変換されて出力さ
れる。この5ビツト出力のうち上位1〜4ビツト出力B1
〜B4が再生信号、上位第5ビツト目B5が誤差信号であ
る。このうち再生信号B1〜B4の少くとも1つ及び誤差信
号B5は擬似引込み防止回路17に入力される。
擬似引込み防止回路17はこの識別回路の引込み状態に応
じて再生信号又は誤差信号を選択し、直流オフセツト制
御信号として出力する。
一方、A/D変換器4の再生信号、例えば第1ビツト出力B
1と誤差信号(第5ビツト)B5とを排他的論理和回路18
に入力し、その出力として得られる利得制御用帰還信号
9は低域通過フイルタ12を介して平滑化された後、直流
増幅器2に制御信号14として供給され、増幅器2の利得
が制御される。
擬似的引込み防止回路17は例えば第6図に示すようにオ
フセツト制御用帰還信号としてこの例では第1ビツト目
出力B1、第5ビツト目出力B5が切替回路19に入力され、
検出回路20からの判定信号21により正常引込み状態には
誤差信号B5を、又擬似引込み状態には再生信号B1を制御
信号8として選択する。選択されたオフセツト制御信号
8は第5図で低域通過フイルタ11を介して平滑化された
後、直流増幅器2に制御信号13として供給され、増幅器
2のオフセツトが制御される。なお直流増幅器2は制御
信号により利得及びオフセツトが独立に制御される必要
がある。又直流増幅器2の代りに制御信号により利得
(減衰を含め)及び直流レベルが独立に制御できる回路
を用いても差支えない。また利得の制御と直流レベル制
御とは別の回路で行つてもよい。
判定回路20はA/D変換器4の入力側における多値信号に
重畳されている直流レベルが、理想的な引込み状態での
直流レベルに対し所定値以上変動したか否かを検出する
ものである。具体的には第6図中に示すように構成する
ことができる。すなわちA/D変換器4の入力信号は分岐
されて擬似引込み防止回路17の入力信号21として入力さ
れ、低域通過フイルタ22にて積分され、その積分出力は
電圧比較器23,24に供給される。比較器23,24はそれぞれ
の入力信号を基準電圧V+,V−と比較し、入力信号が設
定電圧値を比較器23では正側に、比較器24は負側に越え
ない場合にそれぞれ“1"を出力し、越える場合に“0"を
出力するものである。ここでV+,V−は擬似引込み時に
おけるA/D変換器4の入力信号を低域通過フイルタ22に
て積分した直流電圧値である。その結果、比較器23,24
の出力を入力としたNANDゲート25の出力は、正常時には
“0"を、擬似引込み時には“1"を出力する。
第6図中の切替回路18のブロツク図を第7図に示す。判
定信号31により2つの入力信号26,27のうちどちらかが
選択される。具体的には正常引込み時には判定信号21が
“1"であるため第n+1ビツト出力B5が選ばれ、擬似引
込み時には判定信号21が“0"となるため、最上位ビツト
B1が選ばれ、制御信号8となる。このように選択された
制御信号8は第5図の低域通過フイルタ11にて積分さ
れ、直流増幅器2の直流オフセツトを制御することによ
り入力信号に重畳された直流ドリフト成分を補償する。
さて、この多値識別回路の動作原理を4値信号を例にと
り信号の流れにそつて説明したのが、第8図である。上
が正常引込み時、下が擬似引込み時の場合を示す。正常
引込み時にはA/D変換器4への入力信号の取り得るレベ
ルは第1ビツトのしきい値V1に対して正、負対称の電圧
レベルである。そこでA/D変換器4の入力信号の平均値
である低域通過フイルタ22の出力電圧は、2つの電圧比
較器23,24の基準電圧V+とV−との間の領域にあるた
め、正常引込みと判定され、判定信号21は“1"を出力す
る。その結果切替回路19にて第3ビツトB3(誤差信号)
が選択され、出力8として出力される。これを平均化し
たLPF11の出力電圧は入力4値信号の小さな直流ドリフ
トに追従して、これを打ち消す方向に変化し、入力信号
レベルを常に最適に保つ。
一方、第8図に示すような正側へ擬似引込み状態になつ
た時には、A/D変換器4への入力信号の取り得るレベル
は、第1ビツトのしきい値V1に対して正側にシフトして
いる。そのためこのA/D変換器4の入力信号の平均値で
ある低域通過フイルタ22の出力電圧は正側にシフトし、
電圧比較器23の基準電圧V+を越えてしまう。そのため
判定回路20は擬似引込みと判定して判定信号21として
“0"を出力する。その結果切替回路19にて第1ビツト出
力B1が選択され出力信号8となる。これを平均化した低
域通過フイルタ11の出力電圧は、正常引込み時における
出力電圧に比べて大きな正の値を持つため、負帰還制御
により直流増幅器2の出力電圧は負側に大きく引きこま
れ、結果として擬似引込みをぬけ出し正常引込みとな
る。
逆に負側へ擬似引込み状態になつた時には、以上の説明
とは逆に直流増幅器2の出力電圧は正側に大きく引きこ
まれ、結果として正常引込みに復帰する。なお正常引込
み時における動作からも当然理解されるように、切替回
路19の出力は、論理出力“1"で正の電圧+Vaを、論理出
力“0"で負の電圧-Vaを出力する。
なお第7図では擬似引込み状態では再生信号(例えば第
1ビツト出力B1)を、誤差信号BN+1と切替えて制御信号
8として出力したが、第9図に示すように誤差信号BN+1
(B5)を常時、制御信号8として出力し擬似引込み状態
ではスイツチ27をオンにして、再生信号B1を誤差信号B5
に加えて制御信号8として出力してもよい。
また第10図に示すようにA/D変換器4として、再生信号
6を得るビツト出力B1〜BNより、更に下位の複数ビツト
出力BN+1〜BMを出力するものを用い、第2判定回路28で
下位ビツト出力BN+1〜BMと、基準値±(d−△)とをデ
イジタル比較して、この値に達するか、これを越えると
擬似引込み状態になりそうな場合と判定して、出力29を
出し、この出力により切替回路19(又はスイツチ27)を
判定信号21と同様に制御し、しかもこれら両判定信号2
1,29の論理和で切替回路19を制御するようにすることも
できる。このようなA/D変換器24を用いる場合は点線で
示すように下位ビツト出力BN+1〜BMをD/A変換器31でア
ナログ信号に変換して、誤差信号BN+1の代りに用いても
よい。ただこの場合でスイツチ27を用いる場合はD/A変
換器31の出力と再生信号B1とをアナログ加算する。この
下位ビツトBN+1〜BMをD/A変換して誤差信号とすること
は第5図の実施例にも適用できる。
「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によれば簡易な回路構成で
ありながら固定劣化の小さい多値識別回路が実現でき
る。また擬似引込み状態に陥つても速やかに正常状態に
復帰することが可能であるため、特に64QAM方式、256QA
M方式のような振幅多値数の大きい方式においても、通
信回線の瞬断を救済し伝送路の符号誤り率特性を大きく
向上することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の多値識別回路を示すブロツク図、第2図
は符号誤り率の時間変動特性を示す図、第3図は8値信
号を例とした引込み状態と出力信号の関係を示す図、第
4図は入力信号のドリフト量と制御電圧の関係の計算結
果を示す図、第5図はこの発明の一実施例を示すブロツ
ク図、第6図は擬似引込み防止回路17の例を示すブロツ
ク図、第7図は切替回路19の例を示すブロツク図、第8
図は各引込み状態における信号の流れを示す図、第9図
及び第10図はそれぞれこの発明の一部変形例を示すブロ
ツク図である。 1:多値信号入力端子、2:直流レベル制御手段としての直
流増幅器、3:クロツク入力端子、4:A/D変換器、5:A/D変
換器出力、6:再生信号、13:誤差信号、17:擬似引込み防
止回路、19:切替回路、20:判定回路、21:判定信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流レベルを制御することができる直流レ
    ベル制御手段を介して入力多値信号をアナログデイジタ
    ル変換器へ供給し、そのアナログデイジタル変換器の変
    換出力中の上位の複数ビツト出力を再生信号として出力
    すると共に、上記変換出力中のその再生信号の下位ビツ
    ト出力から誤差信号を得て、その誤差信号によりこれが
    小さくなるように上記直流レベル制御手段を制御して上
    記入力多値信号に重畳される直流レベルを調整する多値
    識別回路において、 上記アナログデイジタル変換器の入力側における入力多
    値信号を入力して、その絶対値が所定値を越えると擬似
    引込み状態と判定する判定回路と、 その判定回路の擬似引込み状態と判定した出力により上
    記再生信号の少くとも一部を用いて上記誤差信号を作る
    手段とを設けたことを特徴とする多値識別回路。
JP60034211A 1985-02-22 1985-02-22 多値識別回路 Expired - Lifetime JPH0783386B2 (ja)

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JPS61194918A JPS61194918A (ja) 1986-08-29
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WO1988007302A1 (en) * 1987-03-20 1988-09-22 Fujitsu Limited Digital demodulator apparatus
JPH03205921A (ja) * 1990-01-08 1991-09-09 Hitachi Denshi Ltd デジタイザ回路

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JPS58120351A (ja) * 1982-01-13 1983-07-18 Fujitsu Ltd 直流ずれ補償方式
JPS58171158A (ja) * 1982-03-31 1983-10-07 Fujitsu Ltd デ−タ伝送方式

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