JPH11168412A

JPH11168412A - 通信制御装置

Info

Publication number: JPH11168412A
Application number: JP9335187A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Morita; 佳伸森田; Yusuke Takeuchi; 勇介武内
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-12-05
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 1999-06-22

Abstract

(57)【要約】【課題】伝送特性の向上を図ることにある。【解決手段】線路から取り込まれた信号を増幅するた
めの受信アンプ１２と、この受信アンプの利得を自動調
整するための自動利得制御回路２４と、その出力信号を
ディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換器１３と、
その出力信号を取り込んで線路のルートｆ特性を補正す
るための第１フィルタ２１と、この第１フィルタの等化
残をキャンセルするための第２フィルタ２２とが設けら
れるとき、上記第２フィルタのタップ係数と上記受信ア
ンプのゲインとに基づいて上記第１フィルタの係数を設
定するためのフィルタ係数制御部２３を設けることによ
り、上記第２フィルタの係数を適正化して伝送特性の向
上を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信制御装置、さ
らにはそれにおける伝送特性の向上を図るための技術に
関し、例えばピンポン伝送用加入者線ＬＳＩ（半導体集
積回路）に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】データ、ＦＡＸ（ファックス）などの非
電話通信サービスの需要の増大に対応して、通信網のデ
ィジタル化、いわゆるＩＳＤＮ（総合サービスディジタ
ル網）を指向した計画が進められている。これらは加入
者端末相互間をディジタルリンクさせるもので、加入者
系のディジタル化が必須とされる。

【０００３】既設のメタリックペアケーブルは、０．３
〜３．４ＫＨｚの音声帯域伝送を主目的としており、そ
のようなケーブルに、例えば３２０Ｋｂ／Ｓという高速
ディジタル信号を通そうとするとき、さまざまな困難が
ある。例えば線路のルートｆ特性（周波数特性）に起因
するディジタルパルスの波形歪み、及びブリッジタップ
（ＢＴ）と呼ばれる先端解放の分岐路によって発生する
複雑なエコーなど厳しい条件下で、誤りの無いディジタ
ル通信を行わなければならない。そのような劣化分を補
正し、元の信号を再生するため高性能の等化増幅部を加
入者線路の両端に設置する必要がある。

【０００４】ルートｆ特性を持つ伝送路で送られてきた
信号は、２種類の信号歪みを受ける。その一つは振幅方
向の歪みであり、ピーク値が低くなることにより信号判
定が困難になる。別の信号歪みは、高周波数成分がより
大きな減衰を受けることで信号の角がとれて時間軸方向
に広がる歪みである。この広がりが前後の信号判定にま
で及ぶと大きな妨害となる。そこで、等化増幅部では、
線路の減衰特性と同じカーブを持つ利得特性を作り出し
て補償を行うことで、総合伝達特性として平坦な特性を
実現して送信信号と同じ波形を復元するようにしてい
る。

【０００５】尚、等化増幅部について記載された文献の
例としては、１９９２年３月３０日に東京電機大学出版
局から発行された「ＩＳＤＮ技術シリーズ、図解ＩＳＤ
Ｎの伝送技術と信号技術（第６７頁）」がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】有線通信のための伝送
線には複数の種類があり、例えばその線経をとっても
０．３２mm〜０．９mmと様々である。

【０００７】図８には、１６０KHzでの線路損失が５０
ｄＢとなる線路長の周波数特性が示される。伝送路の直
径は０．４mmと０．９mmの２種類が一例として挙げられ
ている。この特性図から明らかなように、使用線種によ
ってルートｆ特性が異なる。しかしながら、本願発明者
の検討によれば、従来の通信用ＬＳＩでは、補正フィル
タの設定において線路長は考慮されているものの、線径
については考慮されておらず、伝送路の直径が変更され
た場合には、適正な補正フィルタが選択されない場合が
あり、かかる場合には伝送特性が劣化して、データ誤り
率が増大するおそれがあることが見いだされた。

【０００８】本発明の目的は、伝送特性の向上を図るこ
とにある。

【０００９】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【００１１】すなわち、線路から取り込まれた信号を増
幅するための受信アンプ（１２）と、この受信アンプの
利得を自動調整するための自動利得制御回路（２４）
と、この自動利得制御回路の出力信号をディジタル信号
に変換するためのＡ／Ｄ変換器（１３）と、このＡ／Ｄ
変換器の出力信号を取り込んで線路のルートｆ特性を補
正するための第１フィルタ（２１）と、この第１フィル
タの等化残をキャンセルするための第２フィルタ（２
２）とを含んで通信制御装置が構成されるとき、上記第
２フィルタのタップ係数と上記受信アンプのゲインとに
基づいて上記第１フィルタの係数を設定するためのフィ
ルタ係数制御部（２３）を設ける。

【００１２】上記した手段によれば、上記フィルタ係数
制御部は、上記第２フィルタのタップ係数と上記受信ア
ンプのゲインとに基づいて上記第１フィルタの係数を設
定する。このことが、上記第２フィルタの係数を適正化
して伝送特性の向上を達成する。

【００１３】また、上記第１フィルタの係数設定の的確
化を図るため、上記第２フィルタのタップ係数が、予め
定められた第１の値より大きいか否かの判別を行う第１
判別手段（Ｓ４）と、上記第１手段の判別結果に基づい
て上記第１フィルタの係数を変更する第１係数変更手段
（Ｓ６）と、上記第２フィルタのタップ係数が、予め定
められた第２の値より小さいか否かの判別を行う第２判
別手段（Ｓ５）と、上記第２判別手段の判別結果に基づ
いて上記第１フィルタの係数を変更する第２係数変更手
段（Ｓ７）とを含んで、上記フィルタ係数制御部を構成
することができる。

【００１４】さらに、上記第２フィルタの出力信号を取
り込んで、ピンポン伝送用加入者線ＬＳＩにおける時分
割多重化処理を行うための回路（３０）を含んで通信制
御装置を構成することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１には、本発明にかかる通信制
御装置の全体的な構成例が示される。

【００１６】この通信制御装置は、特に制限されない
が、ピンポン伝送用加入者線ＬＳＩ（半導体集積回路）
とされ、公知の半導体集積回路製造技術によりシリコン
基板などの一つの半導体基板に形成される。図１に示さ
れる通信制御装置は、電話回線から時分割されたアナロ
グ信号をデジタル信号に変換するとともに、送信データ
をアナログ信号に変換して電話回線に出力するアナログ
インターフェイス回路（アナログＩ／Ｆ）１０と、変換
されたディジタル信号を演算しフィルタ、波形整形、位
相抽出、信号識別等の信号処理をするディジタル信号処
理回路２０と、時分割された受信信号を分離するととも
に、送信データを時分割多重する回路３０と、端末から
のアナログ信号をデジタル信号に変換するとともに、送
信データをアナログ信号に変換して端末に出力するアナ
ログインターフェイス回路４０と、送信データバースト
と受信データバーストのタイミングを制御するととも
に、上記ディジタル信号処理回路２０からの位相制御情
報で各ブロックに供給するクロックを調整するバースト
制御回路５０とから構成されている。

【００１７】図２には、上記アナログインタフェース１
０及び上記ディジタル信号処理回路２０の構成例が示さ
れる。

【００１８】アナログインタフェース１０は、結合器１
１、受信アンプ（ＡＭＰ）１２、Ａ／Ｄ（アナログ／デ
ィジタル）変換器１３、送信アンプ（ＡＭＰ）１４、電
圧比較器（ＣＯＭＰ）１５を含んで成る。ディジタル信
号処理回路２０は、機能的には、ルートｆ等化フィルタ
２１、判定帰還方式適応フィルタ（ＤＥＦ）２２、フィ
ルタ係数判定部２３、ＡＧＣコントローラ２４とを含ん
で成る。

【００１９】電話回線から結合器１１を介して入力され
た信号は、受信アンプ１２で増幅された後に、後段に配
置されたＡ／Ｄ変換器１３に入力されてＡ／Ｄ変換され
る。また、上記受信アンプ１２の出力信号が電圧比較器
１５に入力され、参照電圧Ｖｒｅｆと比較され、その比
較結果がＡＧＣコントローラ２４に伝達される。ＡＧＣ
コントローラ２４は、入力された比較結果に基づいて上
記受信アンプ１２の利得を自動調整する。この自動利得
調整により、結合器１１を介して電話回線から伝達され
た信号のレベル変動が緩和される。また、時分割多重分
離回路３０からの出力信号は、送信信号は送信アンプ１
４で増幅されてから結合器１１を介して電話回線へ送出
される。結合器１１では送信信号と受信信号とが時分割
で結合される。

【００２０】ディジタル信号処理回路２０では、線路の
ルートｆ特性（周波数特性）がルートｆ等化フィルタ２
１により補正され、その後、判定帰還方式適応フィルタ
２２により等化残がキャンセルされる。この判定帰還方
式適応フィルタ２２の出力信号は、時分割多重分離処理
のため、後段の時分割多重分離回路３０に入力される。

【００２１】上記ルートｆフィルタ２１のフィルタ係数
は、フィルタ係数制御部２３により、判定帰還方式適応
フィルタ２２のタップ係数と、そのときの受信アンプ１
２のゲイン値に基づいて設定される。

【００２２】図３には上記ディジタル信号処理回路２０
の具体的な構成例が示される。

【００２３】このディジタル信号処理回路２０は、マイ
クロプログラム制御方式の公知のＤＳＰ（ディジタル・
シグナル・プロセッサ）とほぼ同一の構成を有してお
り、予め定められた所定のマイクロプログラムが実行さ
れることにより、図２に示されるルートｆフィルタ２
１、判定帰還方式適応フィルタ２２、フィルタ係数制御
部２３、及びＡＧＣコントローラ２４が機能的に実現さ
れる。

【００２４】すなわち、図４に示されるようなフローチ
ャートのマイクロプログラムが格納された命令ＲＯＭ
（リード・オンリ・メモリ）２０１と、該命令ＲＯＭ２
０１のアドレスを発生するプログラムカウンタ等からな
るアドレス発生回路２０２、制御状態に応じてプログラ
ムカウンタのアドレスまたはジャンプ先アドレス、スタ
ートアドレスのいずれかを選択するためのアドレス選択
回路２０３、命令ＲＯＭ２０１から読み出されたマイク
ロ命令を保持する命令レジスタ２０４、該マイクロ命令
をデコードして内部制御信号を形成する命令デコーダ２
０５、マイクロ命令に含まれている次アドレスをデコー
ドしてジャンプ先アドレスを指定するアドレスデコーダ
２０６、データレジスタや乗算器、加減算や論理演算等
の演算を行う演算器、アキュムレータ等からなる演算実
行部２０７、演算に使用される各種係数や定数、パラメ
ータ、演算後のデータ等を記憶するＲＡＭ２０８等によ
り構成されている。判定回路２０９は、情報制御レジス
タ２１１内の制御情報を調べてアドレス選択回路２０３
のアドレスを切り換える機能を有する。

【００２５】図５には、上記ディジタル信号処理回路２
０によって実現される判定帰還方式適応フィルタ（ＤＦ
Ｅ）２２の構成例が示される。

【００２６】ルートｆ等化フィルタ２１の出力信号と加
算器５３の出力信号との減算処理を行う減算手段５１が
形成され、この減算手段５１の出力から信号を識別する
ための信号判定手段５２が形成される。また、Ｃ１〜Ｃ
ｎで示されるｎ個のタップ係数制御手段が形成され、こ
のタップ係数制御手段Ｃ１〜Ｃｎによってそれぞれ制御
される係数器５４−１〜５４−ｎから出力された係数Ｈ
１〜Ｈｎと、識別値（Ｚ^-1）との乗算処理を行う乗算手
段５２−１〜５２−ｎが形成される。ｎ個の乗算器５２
−１〜５２−ｎの出力信号は、上記加算器５３によって
加算される。

【００２７】図６には上記ルートｆフィルタ２１の構成
例が示される。

【００２８】ルートｆフィルタ２１は、図２に示される
Ａ／Ｄ変換回路１３からの出力信号（受信信号）と、当
該信号の一つ前の信号（Ｚ^-1）に基づいて係数器６２か
ら出力されるフィルタ係数Ａとを加算するとともに、そ
れに一つ前の加算出力（Ｚ^-1）に基づいて係数器６３か
ら出力されるフィルタ係数Ｂを加算する加算器６１を含
んで成る。上記フィルタ係数ＡはＡＧＣゲイン設定値の
５ｄＢの変化毎に、Ａ１，Ａ２，Ａ３，…，Ａｎのよう
に変化される。また、上記フィルタ係数ＢはＡＧＣゲイ
ン設定値の５ｄＢの変化毎に、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，…，
Ｂｎのように変化される。

【００２９】動作について説明する。

【００３０】電話回線によって接続される装置では、通
信開始の際に内部を受信信号処理の最適な状態に設定す
るためにトレーニングモードと呼ばれる制御が行われて
いる。このトレーニングモードは通常数十ｍＳ〜数百ｍ
ｓかけて行われる。

【００３１】図４には、上記ディジタル信号処理回路２
０においてトレーニング制御を実現するための演算処理
の一例が示されている。

【００３２】データ通信が開始されると、電圧比較器１
５では、受信アンプ１２出力信号と、参照電圧Ｖｒｅｆ
とのレベル比較が行われる。このレベル比較において、
受信アンプ１２の出力信号が参照電圧Ｖｒｅｆより高い
場合には、ＡＧＣコントローラ２４によって、上記受信
アンプ１２のゲインが下げられ、逆に受信アンプ１２の
出力信号が参照電圧Ｖｒｅｆより低い場合には、ＡＧＣ
コントローラ２４によって、上記受信アンプ１２のゲイ
ンが上げられる。そのようにして、Ａ／Ｄ変換器１３に
入力される信号レベルが最適化される（ステップＳ
１）。

【００３３】次に図７に示されるように、ＡＧＣゲイン
設定に、図６のルートｆフィルタのフィルタ係数Ａ，Ｂ
を対応させて、フィルタ初期値を設定する（ステップＳ
２）。その後３２０ＫＨｚのような周期の同期パルスＳ
Ｐで同期をとり、判定帰還方式適応フィルタ（ＤＦＥ）
２２のタップ係数のトレーニングが行われ、係数が計算
される（ステップＳ３）。

【００３４】判定帰還方式適応フィルタ（ＤＦＥ）２２
の係数トレーニング終了後、１タップ目の係数Ｈ１の値
がある一定の値、例えば最大振幅の５０％よりも大きい
か否かの判定が行われる（ステップＳ４）。この判定に
おいて、１タップ目の係数Ｈ１の値が最大振幅の５０％
より大きい（Ｙｅｓ）と判断された場合には、フィルタ
初期設定値では不足等化であり、ルートｆフィルタの係
数が一つ上の定数Ａn＋１、Ｂn＋１に変更される（ステ
ップＳ６）。また、上記ステップＳ４の判別において、
１タップ目の係数Ｈ１の値が最大振幅の５０％より小さ
い（Ｎｏ）と判断された場合には、今度は、１タップ目
の係数Ｈ１の値が最大振幅よりある一定の値、例えば最
大振幅の−５０％よりも小さいか否かの判別が行われ
る。この判別において、１タップ目の係数Ｈ１の値が最
大振幅の−５０％よりも小さい（Ｙｅｓ）と判断された
場合には、過等化であるから、ルートｆフィルタの係数
が一つ下の定数Ａn−１、Ｂn−１に変更される。また、
上記ステップＳ５の判別において、１タップ目の係数Ｈ
１の値が主シンボルの−５０％よりも大きい（Ｎｏ）と
判断された場合には、それはＤＦＥ係数が適切であるた
め、フィルタ係数の変更は行われない。

【００３５】上記した例によれば、以下の作用効果を得
ることができる。

【００３６】（１）従来方式では適正なフィルタが選択
されず、フィルタ特性が不足した場合、フィルタ通過後
の波形なまりが生じ、裾が数タップまで伸びるため、短
いタップ長の判定帰還方式適応フィルタでは等化残が生
じ、データ誤りが生じやすい。一例として、直径０．４
ｍｍのケーブルに合わせたフィルタ係数の直径０．４ｍ
ｍのケーブル及び直径０．９ｍｍのケーブルそれぞれの
応答特性が図９に示される。この例では直径０．９ｍｍ
のケーブルでは、１ＴＳ（識別タイミング）で約５０％
の符号干渉があり、７ＴＳ当たりまで等化残が残る。よ
って、等化残を減らし、誤り率を低下させるためには比
較的長いタップ長の判定帰還方式適応フィルタが必要と
なる。これに対して、上記した構成では、判定帰還方式
適応フィルタ２２のタップ係数と受信アンプ１２のゲイ
ンとに基づいてルートｆ等化フィルタの係数を設定する
ことにより、伝送線路に適正なルートｆフィルタが選択
されるため、波形応答を短くし、等化残も少なくするこ
とができ、データ誤り率を低減することができる。ま
た、判定帰還方式適応フィルタ長も短くすることができ
る。

【００３７】（２）判定帰還方式適応フィルタ２２のタ
ップ係数が、予め定められた第１の値より大きいか否か
の判別を行い、第１手段の判別結果に基づいて上記第１
フィルタの係数を変更し、上記第２フィルタのタップ係
数が、予め定められた第２の値より小さいか否かの判別
を行い、上記第２判別手段の判別結果に基づいて上記第
１フィルタの係数を変更することにより、上記ルートｆ
等化フィルタ２１の係数設定の的確化を図ることができ
る。

【００３８】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。

【００３９】例えば、図１０に示されるように、不揮発
性のメモリ１００を設け、このメモリ１００にトレーニ
ング終了後のルートｆ係数値を保存するようにする。す
ると、２回目以降のトレーニングでは、メモリの値をル
ートｆ係数の値として使用できるため、図４に示される
演算処理においてステップＳ４〜Ｓ８を省略することが
でき、その分、トレーニング時間の短縮化を図ることが
できる。

【００４０】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるピンポ
ン伝送用加入者線ＬＳＩに適用した場合について説明し
たが、本発明はそれに限定されるものではなく、通信制
御装置に広く適用することができる。

【００４１】本発明は、少なくとも適応フィルタを備え
ることを条件に適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。

【００４３】すなわち、第２フィルタのタップ係数と受
信アンプのゲインとに基づいて第１フィルタの係数を設
定することにより、第２フィルタの係数を適正化するこ
とができ、それにより伝送特性の向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる通信制御装置の全体的な構成例
ブロック図である。

【図２】上記通信制御装置に含まれるアナログインタフ
ェース及びディジタル信号処理回路の構成例ブロック図
である。

【図３】上記ディジタル信号処理回路の具体的な構成例
ブロック図である。

【図４】上記ディジタル信号処理回路においてトレーニ
ング制御を実現するための演算処理の一例が示されてい
るフローチャートである。

【図５】上記ディジタル信号処理回路によって実現され
る判定帰還方式適応フィルタ（ＤＦＥ）の構成例回路図
である。

【図６】上記ディジタル信号処理回路によって実現され
るルートｆフィルタの構成例回路図である。

【図７】上記ディジタル信号処理回路におけるＡＧＣゲ
インとルートｆフィルタ係数対応例の説明図である。

【図８】通信路に使用されるケーブルのルートｆ特性図
である。

【図９】ルートｆフィルタの特性図である。

【図１０】上記ディジタル信号処理回路の別の構成例ブ
ロック図である。

【符号の説明】

１０アナログインタフェース１１結合器１２受信アンプ１３Ａ／Ｄ変換器１４送信アンプ１５電圧比較器２０ディジタル信号処理回路２１ルートｆ等化フィルタ２２判定帰還方式適応フィルタ２３フィルタ係数制御部２４ＡＧＣコントローラ３０時分割多重分離回路４０アナログインタフェース

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】線路から取り込まれた信号を増幅するた
めの受信アンプと、上記受信アンプの利得を自動調整す
るための自動利得制御回路と、上記自動利得制御回路の
出力信号をディジタル信号に変換するためのＡ／Ｄ変換
器と、上記Ａ／Ｄ変換器の出力信号を取り込んで線路の
ルートｆ特性を補正するための第１フィルタと、上記第
１フィルタの等化残をキャンセルするための第２フィル
タとを含む通信制御装置において、上記第２フィルタのタップ係数と上記受信アンプのゲイ
ンとに基づいて上記第１フィルタの係数を設定するため
のフィルタ係数制御部を含むことを特徴とする通信制御
装置。
【請求項２】上記フィルタ係数制御部は、上記第２フ
ィルタのタップ係数が、予め定められた第１の値より大
きいか否かの判別を行う第１判別手段と、上記第１手段の判別結果に基づいて上記第１フィルタの
係数を変更する第１係数変更手段と、上記第２フィルタのタップ係数が、予め定められた第２
の値より小さいか否かの判別を行う第２判別手段と、上記第２判別手段の判別結果に基づいて上記第１フィル
タの係数を変更する第２係数変更手段と、を含んで成る請求項１記載の通信制御装置。
【請求項３】上記第２フィルタの出力信号を取り込ん
で、ピンポン伝送用加入者線ＬＳＩにおける時分割多重
化処理を行うための回路を含む請求項１又は２記載の通
信制御装置。