JPH10163930A - 等化器制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 正確にタイミング位相誤差を吸収し、正確な
等化器制御を行なえるようにする。 【解決手段】 複数のタイミング位相の異なる受信信号
を等化する等化器１０１、１０２を用意し、初期トレー
ニング時、すべての等化器１０１、１０２を動作させ、
初期トレーニング直後に、ベストの性能であった等化器
を比較器１０９、ラッチ１１０、セレクタ１１１により
選択する一方、等化制御器１１２により選択された等化
器以外の等化器の等化器係数（タップ係数）の更新を止
め、初期トレーニング後のデータ伝送期間では、選択さ
れた等化器での等化を継続し、２回目以降のトレーニン
グ時にはすべての等化器の等化更新を許可する。前回選
択されなかった等化器は、前回のトレーニング直後の係
数から等化が開始され、前回選択された等化器のタップ
係数は、すべての期間、等化が更新される事になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は等化器制御装置に関
し、特に複数の変調モードを切り換えて間欠的に送受信
する変復調装置での等化器を制御する等化器制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近来の情報化社会の発展により、パソコ
ン通信、ＦＡＸ通信、ポイントトゥポイント接続による
インターネット接続などに代表される情報通信がめざま
しく普及しつつある。この情報通信のキャリアは主に電
話回線などのアナログ回線であり、このアナログ回線に
パソコンなどのデジタル機器を接続するには、デジタル
機器が扱うデジタル信号と、電話回線が扱えるアナログ
信号を相互に変換する手段が必要になる。この変換手段
としてモデム（変復調装置）がよく知られている。

【０００３】モデムとは、デジタル信号のアナログ搬送
波への変調と、アナログ搬送波のデジタル信号への復調
手段を持つ装置であり、技術の発展によりその伝送スピ
ードも格段と向上してきている。

【０００４】従来の伝送スピードは、３００ｂｐｓ、１
２００ｂｐｓ（ｂｐｓ：ｂｉｔ／ｓｅｃ、１秒間に伝送
できるビット数）であったものが、最近は１４４００ｂ
ｐｓ、２８８００ｂｐｓのモデムが出現してきている。

【０００５】このモデムの伝送品質、性能は等化器によ
り大きく左右される。等化器とは、モデムのデータ受信
（復調）サイドに設けられ、伝送回線で汚された（歪み
を受けた）受信信号から回線の歪み成分を除去し、元来
の伝送信号を抽出するものである。

【０００６】この等化は、主に伝送したいデータの伝送
期間の直前のトレーニング期間と呼ばれる期間に作用
し、このトレーニング期間では、送受信器があらかじめ
既知の信号を伝送し、正確に等化する。更に、トレーニ
ング期間に続くデータ伝送期間でも、回線状況の変化に
追従すべく等化動作を継続するが、回線の特性の変動は
さほど大きなものではなく、等化の性能はほとんど、ト
レーニング期間での性能になる。

【０００７】また、モデムには全２重通信用と半２重通
信用の２種類がある。全２重通信とは、１本の回線で同
時に上り、下りの信号を伝送する手段であり、パソコン
通信などのほとんどがこれに相当する。半２重通信と
は、ある時間では上り方向、又は下り方向にしかデータ
が伝送されない伝送方法であり、ＦＡＸなどの片方向に
大量なデータを伝送する装置で利用されている。

【０００８】また、ＦＡＸなどでは伝送したい画像デー
タは高速なスピードの変復調を使い、画像データ以外の
手順信号（送受信器の機能、データ再送などのネゴシエ
ーション）には、確実に伝送可能な低速な変復調が使わ
れる。

【０００９】従って、ＦＡＸなどの通信では、高速／低
速の２種類の変復調手段を含むモデムが使われ、データ
伝送中に、高速モード−＞低速モード−＞高速−＞低速
のように変復調手段が切り換えられて使われている。

【００１０】例えば、Ｇ３ＦＡＸの場合、高速が１４４
００ｂｐｓ（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｖ．１７の変復調手段）、
低速が３００ｂｐｓ（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｖ．２１の変復調
手段）が使用され、スーパーＧ３の場合、高速が２８８
００ｂｐｓ（ＩＴＵ−Ｔ勧告Ｖ．３４のプライマリチャ
ンネル用変復調手段）、低速が１２００ｂｐｓ（ＩＴＵ
−Ｔ勧告Ｖ．３４のコントロールチャンネル用変復調手
段、この場合、この低速モードは全２重通信が使用）が
使用される。

【００１１】このような、高速と低速を切り換えて使用
する場合、高速のトレーニング期間分の時間を節約する
ために、呼接続後の最初のトレーニング期間を長くとり
（ロングトレーニング）、２回目以降のトレーニング期
間を短くする（ショートトレーニング）が行われる。

【００１２】このショートトレーニングでは、前回の等
化器の内容（実際には、等化器はトランスバーサルフィ
ルタで構成されるので、このフィルタの係数）を記憶
し、２回目以降の等化に利用している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記したような、ロン
グ、およびショートトレーニングのように、間欠的にト
レーニングを繰り返し、データ伝送をするモデムでは、
特に、ショートトレーニングの場合、以下の理由で等化
性能が落ちる危険性があった。

【００１４】等化器は、回線特性のうち、回線の振幅特
性、群遅延特性を除去するものであり、これ以外の要
因、特にタイミング位相誤差があると等化性能を大幅に
劣化させる。このタイミング位相誤差とは、送信側の転
送タイミング（Ｄ／Ａ変換タイミング）と受信側の受信
タイミングの違いによるデータタイミングの誤差であ
る。

【００１５】このタイミング位相誤差は、初回のトレー
ニング時にも、もちろん影響するが、上記のように、ト
レーニングを間欠的に繰り返す場合、特に各トレーニン
グ期間によりタイミング位相誤差が異なることになり、
前回のトレーニング結果を反映しても前回のトレーニン
グ時と今回のトレーニングでのタイミング位相誤差が異
なる可能性が大きく、２回目以降のトレーニングで確実
な等化（トレーニング）が保証されず、極端な場合は等
化不能となり、以後の通信が出来なくなる場合もあっ
た。

【００１６】そこで本発明の課題は、正確にタイミング
位相誤差を吸収し、正確な等化器制御を行なえるように
する、特に初期等化時（初期トレーニング：ロングトレ
ーニング）の等化性能と、２回目以降の等化性能（ショ
ートトレーニング）をタイミング位相誤差に拘らず確実
に行えるようにすることにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、複数の変調モードを切り換えて間
欠的に送受信する変復調装置での等化器の制御装置にお
いて、複数の等化手段と、この複数の等化手段へタイミ
ング位相の異なった受信信号を入力する手段と、複数等
化器の等化結果を比較する等化結果比較手段と、この等
化結果比較手段による比較結果に応じて１つの等化器を
選択する選択手段と、その等化器群が使用される変調モ
ードでのトレーニング期間においては、すべての等化器
の等化動作を許可し、そのトレーニング後のデータ伝送
期間においては、前記の等化器選択手段により選択され
た等化器のみの動作を許可し、選択されなかった等化器
の等化動作を停止し、その等化器群が使用されない変調
モード期間においては、すべての等化器の等化動作を停
止する等化器制御手段と、を有する構成を採用した。

【００１８】より詳細には、本発明では、複数のタイミ
ング位相の異なる受信信号を等化する等化器を用意し、
初期トレーニング時、すべての等化器を動作させ、初期
トレーニング直後に、ベストの性能であった等化器を選
択し、選択された等化器以外の等化器の等化器係数（タ
ップ係数）の更新を止め、初期トレーニング後のデータ
伝送期間では、選択された等化器での等化を継続し、２
回目以降のトレーニング時にはすべての等化器の等化更
新を許可する。すなわち、前回選択されなかった等化器
は、前回のトレーニング直後の係数から等化が開始さ
れ、前回選択された等化器のタップ係数は、初回のトレ
ーニング期間、初回のデータ伝送期間、及び２回目のト
レーニング期間のすべての期間、等化が更新される事に
なる。同様に、この２回目のトレーニング期間直後にベ
ストの性能であった等化器を選択し、選択された等化器
以外の等化器の等化器係数（タップ係数）の更新を止
め、２回目のトレーニング後のデータ伝送期間では、選
択された等化器での等化を継続し、３回目以降は、２回
目以降の処理を繰り返す等化器制御を行なう。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を説明する。図１は本発明のモデムの等化器まわ
りの受信部の構成を示している。図２は、図１の装置に
おける各部の動作を示したタイミングチャートである。

【００２０】本実施形態では、等化器が符号１０１、１
０２のように２個設けられた構成である。

【００２１】図１において、不図示の復調器からの復調
信号は、セレクタ１００により、第１の等化器（等化器
１）１０１、第２の等化器（等化器２）１０２に分配さ
れる。

【００２２】セレクタ１００は、信号間隔がボーレート
周期（Ｔ：変復調レート）の数倍である復調信号を、ボ
ーレート周期の半周期毎に振り分けている。具体的に
は、周期がボーレートであるボーレートクロックＢＣＬ
Ｋのレベルで入力信号を等化器１０１、１０２に振り分
けている。従って、等化器１０１と等化器１０２の入力
信号は、その入力信号の位相がＴ／２異なった信号とな
る。この位相差がタイミング位相誤差を吸収する事にな
る。

【００２３】それぞれ等化器に入力された信号は、周知
の等化アルゴリズム（例えば、ＬＭＳ：Ｌｅａｓｔ Ｍ
ｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ アルゴリズム）によって等化さ
れる。

【００２４】図中の等化器１０１、１０２、判定器１０
３、１０４、誤差判定器１０５、１０６、及び平均化器
１０７、１０８は全く同じ動作をするため、両側の動作
をまとめて説明する。特に、等化器１０１、１０２、判
定器１０３、１０４、誤差演算器１０５、１０６は、一
対で上記の等化アルゴリズムを行うものである。

【００２５】等化器１０１、１０２はトランスバーサル
フィルタから構成され、入力信号をフィルタリングし、
歪みを除去した信号を出力し、判定器では、この等化出
力から正規な判定ポイントを選択し、正規な判定値を出
力し、誤差演算器では等化出力と判定出力の差を演算
し、この誤差信号を等化器１０１、１０２へフィードバ
ックし、等化器１０１、１０２はこの誤差信号をもと
に、内部のトランスバーサルフィルタのフィルタ係数
（タップ係数）を計算する。

【００２６】平均化器１０７、１０８は誤差演算部から
の誤差を、任意な期間（複数ボーレート周期期間）平均
化し、この平均値を、比較器１０９へ出力する。

【００２７】次に、図２を参照しつつ図３のフローチャ
ートに基づき動作の流れを説明する。図２では、ＯＮが
ハイレベル、ＯＦＦがローレベルにより示されている。

【００２８】ここでは、最初に高速なデータ伝送モード
（図２のＭＯＤＥ信号がＯＮ）が選ばれ、次に低速伝送
モード（図２のＭＯＤＥ信号がＯＦＦ）が選択される場
合を述べる。

【００２９】まず、最初にモードがチェック（ステップ
Ｓ１）され、モードが高速（ＭＯＤＥ信号ＯＮ）の場
合、ステップＳ３へ進み、モードが低速（ＭＯＤＥ信号
ＯＦＦ）の場合、ステップＳ２の低速通信での処理を行
う。高速モード中には、説明しない既知のトレーニング
信号検出手段でトレーニングが検出（信号ＴＲＮがＯ
Ｎ）されるまで待機する（ステップＳ３）。

【００３０】トレーニングが検出されると、ステップＳ
４において後に説明する等化制御器１１２ですべての等
化器の等化更新を許可する。すなわち、図２において、
信号ＦＲＺ１、およびＦＲＺ２をＯＦＦとする。この信
号ＦＲＺ１およびＦＲＺ２は、ＯＮで等化更新を停止
し、ＯＦＦで等化更新を許可する等化フリージング信号
である。

【００３１】そして、すべての等化器を使用した初回の
トレーニング（ロングトレーニング）が開始され、トレ
ーニング信号が非検出になった（ＴＲＮ信号ＯＦＦ）時
に（ステップＳ５）、平均化器１０７および１０８の出
力を比較器１０９で比較する（ステップＳ６）。

【００３２】そして、ステップＳ７において、比較器１
０９は誤差の少ない等化器の選択信号を出力する。ここ
では、比較器１０９は等化器１０１を選択する場合出力
信号がＯＮ、等化器１０２を選択する場合ＯＦＦを出力
する。

【００３３】その選択信号が信号ＴＲＮの立ち下がりで
ラッチするラッチ１１０に入力され、データ期間中（Ｔ
ＲＮ信号ＯＦＦ期間中）は、トレーニング信号ＴＲＮの
立ち下がり時点で定まった等化器選択信号、すなわち信
号ＳＥＬが、ラッチ１１０から出力される。この信号Ｓ
ＥＬは、第２のセレクタ１１１の入力信号として使われ
る（ステップＳ８又はステップＳ９）。

【００３４】セレクタ１１１は、判定器１０３及び判定
器１０４の出力信号を入力し、ＳＥＬ信号により判定器
１０３又は１０４の出力信号を選択して出力するセレク
タである。図２では、信号ＳＥＬがＯＮの時、判定器１
０３（第１の等化器１０１）が選択され、信号ＳＥＬが
ＯＦＦの時、判定器１０４（第２の等化器１０２）が選
択されるようになっている。

【００３５】このセレクタ１１１の出力信号を、トレー
ニング終了時点（データ１伝送時点）から後続の復号器
へ渡し、データの伝送が行われる。

【００３６】それと同時に、選択されなかった等化器の
フリーズ信号（ＦＲＺ１又はＦＲＺ２）をＯＮにし、デ
ータ伝送期間中は、選択されなかった等化器の係数の更
新を停止する（ステップＳ１０又はステップＳ１１）。

【００３７】図２の一番最初の高速モードにおける（ロ
ング）トレーニングでは、等化器１０１の出力が選択さ
れ、等化器１０２はＦＲＺ２のＯＮによりフリーズされ
ている。

【００３８】また、上記の信号ＳＥＬは、等化制御器１
１２にも入力されている。ここで等化制御器１１２を説
明する。

【００３９】等化制御器１１２は、信号ＴＲＮ、信号Ｓ
ＥＬ、モード信号ＭＯＤＥ及び制御タイミング用の信号
ＢＣＬＫを入力とするロジック回路などで構成され、以
下の動作を行う。

【００４０】信号ＴＲＮのＯＮ期間、すなわちトレーニ
ング中は、すべての等化フリージング信号（ＦＲＺ１、
ＦＲＺ２）をＯＦＦにし、すべての等化器の更新を許可
し、ＴＲＮ信号ＯＦＦの場合は、ＳＥＬ信号で選択され
ていない等化器のフリージング信号をＯＮにし、等化性
能の良かった等化器のみを能動化し、他方の等化器を停
止する。図２の例の最初のデータ伝送期間では信号ＳＥ
Ｌが等化器１０１を選択すべくＯＮになっているため、
等化制御器１１２はＦＲＺ２信号をＯＮとする。

【００４１】さらに、ＭＯＤＥ信号がＯＦＦ（低速伝送
選択時、図２のｍｏｄｅ２期間）は、すべてのフリーズ
信号（ＦＲＺ１、ＦＲＺ２）をＯＮにし、すべての等化
器の等化を止める。

【００４２】このようにして、高速モードでの伝送が終
了すると（ステップＳ１２）、前記の等化制御器１１２
で、すべての等化器フリーズ信号（ＦＲＺ１、ＦＲＺ
２）がＯＮとなり、すべての等化器の等化動作が停止さ
れる（ステップＳ１３）。

【００４３】次に、通信終了がチェックされ（ステップ
Ｓ１４）、通信が終了であれば、回線断などの処理を行
い通信を終了するが、通信が続行される場合は、ステッ
プＳ１に戻り、通信モードのチェックが行われ、通常は
高速モード後は、低速モードになり、低速通信モードで
の処理が行われ（ステップＳ２）、再びステップＳ１４
からステップＳ１へ戻り、２回目の高速データ通信が開
始される。

【００４４】この２回目以降の高速伝送モードのトレー
ニングは、１回目のトレーニングの動作と基本的に同等
であるが、１回目のトレーニング開始時点では、等化器
の係数は初期化されているので、第１の等化器１０１と
第２の等化器１０２の等化器は同状態から等化を開始し
たが、２回目以降では、前回選択された等化器（図２の
例では第１の等化器１０１）は、データ伝送（初回のデ
ータ伝送期間）状態終了後の状態が保持され、前回選択
されなかった等化器（図２の例では第２の等化器１０
２）は、前回のトレーニング終了時点の状態が保持され
た状態となっている。

【００４５】この状態から再びトレーニングを開始する
と、１回目と２回目のトレーニングで、タイミング位相
誤差が同等であれば、当然１回目で選択された等化器が
選択され、より正確な等化動作が出来、１回目と２回目
のトレーニングで、タイミング位相誤差が大きく異なっ
ていれば、１回目で選択されなかった等化器が選択さ
れ、よりタイミング位相誤差を吸収した等化が可能にな
る。

【００４６】以上の実施形態では、等化器を２個用いた
例を示したが、本発明はこれに限るわけではなく、より
多くの等化器を用いても良い。この場合、復調信号をＴ
／ｎ（ｎ：等化器数）毎に分配する手段を設け、後は本
発明と同動作、すなわち最も等化誤差の少ない等化器を
選択するだけでよい。より多くの等化器を用いれば、よ
り正確なタイミング位相誤差を吸収でき、より正確な等
化が可能になる。

【００４７】以上の実施形態によれば、初期等化時にタ
イミング位相誤差を改善し、等化性能を大幅に改善する
だけではなく、間欠的にトレーニングを行う通信方式に
おいても、タイミング位相誤差を吸収し、等化性能を安
定させる事が可能となる。

【００４８】従って、高速通信の信頼性を向上し、エラ
ー再送手段などがある場合、エラーを極端に減少でき、
結果、回線使用効率が向上し、回線使用料金を節約でき
るなどの効果がある。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数の等化手段と、この複数の等化手段へタ
イミング位相の異なった受信信号を入力する手段と、複
数等化器の等化結果を比較する等化結果比較手段と、こ
の等化結果比較手段による比較結果に応じて１つの等化
器を選択する選択手段と、その等化器群が使用される変
調モードでのトレーニング期間においては、すべての等
化器の等化動作を許可し、そのトレーニング後のデータ
伝送期間においては、前記の等化器選択手段により選択
された等化器のみの動作を許可し、選択されなかった等
化器の等化動作を停止し、その等化器群が使用されない
変調モード期間においては、すべての等化器の等化動作
を停止する等化器制御手段と、を有する構成を採用して
いるので、正確にタイミング位相誤差を吸収し、正確な
等化器制御を行なえ、初期等化時にタイミング位相誤差
を改善し、等化性能を大幅に改善するだけではなく、間
欠的にトレーニングを行う通信方式においても、タイミ
ング位相誤差を吸収し、等化性能を安定させる事が可能
となり、従って、高速通信の信頼性を向上し、エラー再
送手段などがある場合、エラーを極端に減少でき、結
果、回線使用効率が向上し、回線使用料金を節約でき
る、などの優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を採用したモデムの受信部の構成を示し
たブロック図である。

【図２】図１の構成における動作を示したタイミングチ
ャートである。

【図３】図１の構成における等化器制御動作を示したフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１００ セレクタ １１１ セレクタ １０１ 等化器 １０２ 等化器 １０７ 平均化器 １０８ 平均化器 １１２ 等化制御器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の変調モードを切り換えて間欠的に
   送受信する変復調装置での等化器の制御装置において、 複数の等化手段と、 この複数の等化手段へタイミング位相の異なった受信信
   号を入力する手段と、 複数等化器の等化結果を比較する等化結果比較手段と、 この等化結果比較手段による比較結果に応じて１つの等
   化器を選択する選択手段と、 その等化器群が使用される変調モードでのトレーニング
   期間においては、すべての等化器の等化動作を許可し、
   そのトレーニング後のデータ伝送期間においては、前記
   の等化器選択手段により選択された等化器のみの動作を
   許可し、選択されなかった等化器の等化動作を停止し、
   その等化器群が使用されない変調モード期間において
   は、すべての等化器の等化動作を停止する等化器制御手
   段と、を有することを特徴とする等化器制御装置。
2. 【請求項２】 前記等化結果比較手段は、各等化器の等
   化誤差を一定期間平均化する手段と、その平均誤差を比
   較する比較手段からなることを特徴とする請求項１に記
   載の等化器制御装置。
3. 【請求項３】 前記等化器はトランスバーサルフィルタ
   で構成され、等化器の等化動作許可／停止手段は、フィ
   ルタ係数の更新を制御する手段である事を特徴とする請
   求項１に記載の等化器制御装置。