JPS5919502B2 - デ−タ伝送システム受信装置の自動再同期装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、搬送波のコヒーレント検波可能な変調を介す
るデータ伝送システムにおいて使用され、伝送に当り所
定数の可調整フィルタ係数を使用する自動適応形等化器
と、自動適応形等化器に結合されかつ局部搬送波発生器
から局部搬送波を供給きれる復調装置とを備える受信装
置を自動再同期一゛するため、局部搬送波発生器及び復
調装置を位相制御ループ内に装置し、位相制御ループに
おいては復調装置も、メモリを有しかつデータ伝送に当
り所定の時定数を有する積分回路に位相誤差信号を供給
し、かつ積分回路が局部搬送波発生器に制御信号を供給
して局部搬送波の位相を受信した被変調信号の搬送波の
位相に同期するようにし、さらに、復調装置に接続され
かつ受信装置の同期喪失を示す混乱指示信号を送出する
混乱検出器を備えるデータ伝送システム受信装置用の自
動再同期装置に関するものである。

送信装置および受信装置の間において送信装置、伝送路
または受信装置に強い妨害信号が作用するという不測の
擾乱の如きある異常状態が生じた場合、この受信装置は
その同期を喪失し、従つてこの受信装置はかかる異常状
態が消滅した後も受信装置自体によつては回復できない
ある不正動作状態に到達してしまう。

かかる同期喪失を生ぜしめる事態としては例えば伝送線
路の短時間遮断がある。この種の事態に感応する受信装
置の部分は、不測の事態の後永続的に制御不能にするこ
とができる自動適応形等化器の係数の調整および局部搬
送波の安定化に関連する。

従来の受信装置自動再同期装置ではデータ伝送の開始時
に常用される方式を使用している。

この目的のため受信装置において同期喪失を検出する必
要があり、警報信号を遠方の送信装置へ転送してデータ
信号をデータ伝送を開始するために使用されるいわゆる
トレーニング列で置換する必要がある。受信装置の再同
期の後データ伝送を再開することができる。この従来方
式は同期喪失を示す情報を伝送するため受信装置を含む
変復調装置から送信装置を含む変復調装置に至る特殊な
復帰（リターン）回路を必要とする。

従つてこの方式は４線式回線を介して相互接続された変
復調装置には好適であるが、２線式回線を介して相互接
続された変復調装置または多点（マルチポイント）回路
網の一部を構成する変復調装置においては使用が難かし
いという欠点がある。かかる欠点を除去するため本発明
の目的は、遠方の送信装置から特殊なトレーニング列を
送信させることがなく、データ信号だけから受信装置の
自動再同期動作を起動させることができる自動再同期装
置を提供するにある。

本発明の自動再同期装置は、前記混乱指示信号と同時に
生ずる第１および第２指令パルスを形成する手段を備え
、第１および第２指令パルスの所定最大持続時間を適切
に選定して第２指令パルスの最大持続時間が第１指令パ
ルスの最大持続時間を越えるようにし、また前記手段は
第２指令パルスの最大持続時間の終端から所定時間後に
生ずる持続時間の短い第３パルスを形成し、第１指令パ
ルスを用いて等化器の可調整フイルタ係数および前記積
分回路のメモリに存在する信号を零に等しくし、第２指
令パルスを用いて第１指令パルスの最大持続時間の終端
後減少した数の可調整フイルタ係数を作用させて前記積
分回路の時定数を減少させ、第３指令パルスを用いて前
記混乱検出器をその起動位置に再設定する如く構成した
ことを特徴とする。

以下図面につき本発明の実施例を説明する。

第１図には本発明の同期装置をデータ伝送用受信装置に
おける関連要素と共に示し、これら要素は伝送に当り同
期が喪失した場合にこの受信装置を自動的に再度同期さ
せる本発明の同期装置によつて作動する。受信装置は遠
方の送信装置（図示せず）においてデータ信号によつて
変調された搬送波を入力端子１において受信する。受信
装置は受信搬送波に位相同期した局部基準搬送波を介し
データを再生するため自動適応形等化器および復調器を
備えている。本発明は、受信装置の構成とは無関係に、
即ちパスバンド等化器と呼ばれる等化器を復調器の前段
に配置する受信装置および復調器をベースバンド等化器
と呼ばれる等化器の前段に配置する受信装置の両方にお
いて任意の形式の搬送波変調（位相変調、振幅変調また
は周波数変調）に適用することができる。一例として、
第１図においては受信装置の入力端子１に供給される搬
送波はデータ信号によつて位置変調されており、かつこ
の受信装置はパスバンド等化器を復調器の前段に配置す
る構成を有するものと仮定する。

このパスバンド等化器は例えば本件出願人の特公昭５５
−５２９０号公報（特許第１０１４３８７号）に記載さ
れた等化器で構成し、復調器は例えば本件出願人の特公
昭５５３２３０９号公報（特許第１０４０６４２号）に
記載された位相弁別器を使用する。パスバンド等化器２
はデイジタル形式とし、サンプリングおよび符号化回路
３によつて供給される同相パスバンド信号の符号化サン
プルと、移相回路５を介し９０゜だけ位相推移されたパ
スバンド信号を供給されるサンプリングおよび符号化回
路４によつて供給される直角パスバンド信号の符号化サ
ンプルとを使用する。

これらサンプリングおよび符号化回路３および４ではク
ロツクパルス発生器６によつてサンプリング用波数を供
給し、等化器２の後段に前記特公昭５５−３２３０９号
公報に記載された形式の位相弁別器７を使用することに
より変調レートまたは速度に等しい減少したサンプリン
グ周波数で作動させることが可能になる。パスバンド等
化器２はパスバンド信号の同相および直角成分の信号サ
ンプルをそれぞれ処理する２個のデイジタルフイルタを
備え、これらデイジタルフイルタの係数はそれぞれａ（
ｋ）およびｂ（ｋ）で示し、ここでｋは−Ｎおよび＋Ｎ
の間の整数である。

等化は係数ａ（ｋ）およびｂ（ｋ）（ここにｋ；０）に
対する調整回路を介して得られ、調整回路はこれら係数
を巡回を示す関係式昌−１１ に従つて反復方式で調整する。

これら関係式は係数ａ（ｋ）およびｂ（ｋ）が各反復ス
テツプまたは段階において値αΔａ（ｋ）およびαΔｂ
（ｋ）だけ増加することを示し、ここでΔａ（ｋ）およ
びΔｂ（ｋ）は等化器で各反復ステツプｎにおいて算出
された項であり、αは１より小さいかまたは１に等しい
重み係数であり、特にその値により等化の行われる速度
が決まる。

殊に、項Δａ（ｋ）およびΔｂ（ｋ）は伝送されたデー
タ信号に対応する位相跳躍を用いて算出され、かかる位
相跳躍は位相弁別器７の出力端子８において再生され、
これを第１図において出力端子８および等化器２の間の
結線９によつて示す。本発明を正しく理解するには、等
化器２において係数ａ（ｋ）およびｂ（ｋ）を含むメモ
リを図示すれば十分である。

かかるメモリの説明を簡明にするため係数ａ（ｋ）を含
むメモリを次の態様でグループに分け、即ちメモＩ月０
が中央の係数ａ（０）を含み、メモリ１１および１２が
それぞれ係数ａ（１）−ＡＯＶおよび係数ａ（Ｍ＋１）
−ａ（Ｎ）を含み（ここでＭは１より大きくＮより小さ
い）、メモリ１３および１４がそれぞれ係数ａ（−１）
−ａ（−Ｍ）および係数ａ（Ｍ−１）−ａ（−Ｎ）を含
むようにする。係数ｂ（ｋ）を含むメモリ１０′〜１４
′も同一態様でグループに分ける。メモリ１０および１
０′はそれぞれ固定値１およびＯに等しい係数ａ（０）
およびｂ（０）を保持する。調整可能な係数を保有する
メモリ１１〜１４および１１′〜１４′には矢印を付し
たリード線で示すクリア入力線を設け、これらクリア入
力線は同期喪失の場合後述の如く再同期装置によつて供
給される指令信号を転送する。受信装置の正常作動に当
りこれらクリア入力線には単一信号は到来せず、その場
合等化器２のメモリ１１〜１４および１１′〜１４′に
おけるすべての係数は所定の小さい値に固定された重み
係数αを介し上述した態様で自動的に調整される。等化
器２の２個の出力端子１５および１６において得られる
等化されたパスバンド信号の同相および直角成分はデイ
ジタル位相弁別器７の２個の入力端子１７および１８に
供給し、更に位相弁別器７はＲＯＭ（読出し専用メモリ
）２１から生ずる受信搬送波に位相同期された局部基準
搬送波の同相および直角成分を入力端子１９および２０
に供給される。

局部搬送波の位相はメモリレジスタ２２の出力端子に発
生する。

局部搬送波に対する位相制御ループ回路を備える位相弁
別器７は、例えば特公昭５５−３２３０９号に記載され
た形式のものとする。各サンプリング瞬時ＪＴに位相弁
別器７は、伝送されたデータ信号に対応する瞬時（ｊ−
１）ＴおよびＪＴの間の位相跳躍ＳＰｊを出力端子８に
おいて送出する。位相弁別器７は瞬時（ｊ−１）Ｔおよ
びＪＴの間における伝送された被変調搬送波の総位相変
化ΔφＹを出力端子２３から送出し、この総位相変化Δ
φ１は、伝送されたデータの関数として長さＴのこの時
間間隔中に起る位相跳躍ＳＰｊと、長さＴの同じ時間間
隔中に伝送される無変調搬送波自体の位相変化に等しい
一定項との和である。位相弁別器７は、瞬時（ｊ−１）
ＴおＣよびＪＴの間に受信した搬送波の位相変化Δφｊ
と、これらの瞬時の間に送信された搬送波の位相変化Δ
φＹの差である位相誤差Ｅｊを出力端子２４から送出す
る。

この位相誤差Ｅｊは伝送路によつて発生する雑音並に周
波数および／または位相オフセツトの結果生ずる。Ｙｊ
−ＹＪ″ｊ 局部基準搬送波の位相は各サンプリング瞬時に局部搬送
波の位相φｉを次式Ｒｊ′ ｊ− − Ｊ （ここでφ１−１は先行瞬時（ｊ−１）Ｔにおける局部
搬送波の位相であり、Δφ１は上述したよゝ ｊ
うに規定され、δφは位相誤差Ｅｊに基づいて算出され
る位相補正項である）に従つて計算することにより受信
搬送波の位相に安定化される。

位相補正項を計算する回路２５は出力端子２４に接続さ
れ、位相補正項δψを送出する。加算器２６は和Δφ丁
十δψを送出し、この和がメモリｊレジスタ２２に蓄積
されたφｒ− と同時に加算ｊ−！器２７に供給される
ので各サンプリング瞬時』Ｔにこの加算器２７は関係式
（２）に従つて位相φ『をｊ送出する。

位相補正項計算回路２５は２つの項δφ１およびδψ２
の和として位相補正項δψを算出し、この和は加算器２
８を介して得られる。

項δφ，は位相誤差Ｅｊに比例し、積γＥｊ（ここにγ
は１より小さいかまたは１に等しい重み係数）を形成す
る乗算器２９を介して得られる。項δφ２は位相誤差Ｅ
ｊの積分に比例し、加算器３１の出力端子および一方の
入力端子の間に接続したメモリレジスタ３０で構成する
積分回路を介して得られ、加算器３１の他方入力端子は
乗算器３２の出力端子に接続する。この乗算器３２は積
βＥ，（ここにβは１より大きいかまたは１に等しい重
み係数）を形成する。レジスタ３０は積分回路のメモリ
を構成し、係数βの値はこの積分回路の時定数を決定す
る。局部搬送波が安定化された後、係数βはデータ伝送
に当り小さい値に固定される。一時的な伝送ライン遮断
の如き現象により、等化器のフイルタ係数および局部搬
送波の位相の永続的誤調整からなる受信装置の同期喪失
が起り、この誤調整は対応する調節装置によつては実際
上許容できる時間間隔内に補正できず、その理由は、か
かる調節装置はデータ伝送の開始時における同期動作に
追随する正常な伝送に当り最適動作を行うよう構成され
ているからである。

特に、同期動作の開始後、等化器係数及び局部搬送波位
相の所望値からのずれは通常極めて小さくかつ極めて緩
慢にしか変化しないので、等化器係数の増分Δａ（ｋ）
及びΔｂ（ｋ）を決定する重み係数α並に局部搬送波安
定化の時定数を決定する重み係数βの双方が極めて小さ
い値を有している。従つて、かかる同期喪失の結果、位
相弁別器７の出力端子８に位相跳躍の形態で再生される
データ信号に許容できない数の誤りが生ずることとなる
。この同期喪失がいまにも起りそうであるということは
、瞬時（ｊ−１）Ｔ及びＪＴの間に受信した搬送波の位
相変化Δφ０が位相弁別器の判定領域の中央へ最ｊ早や
近づかず、判定領域を限定する境界に近づくことから明
らかになる。

かかる境界の周りに適当な警報領域を規定することによ
り、位相変化Δφ９がこの警報領域に入つたとき警報パ
ルスをｊ送出する混乱検出器３３によつて、同期喪失が
いまにも起りそうであることを検出することができ、こ
の混乱検出器は本例の受信装置では本件出願人の特公昭
５８−４０８６４号公報に記載された態様で構成配置す
ることができ、この特許公報に記載されかつ位相弁別器
７の出力端子３４および３５から送出された信号Ｘ３，
Ｘ３を供給されると混乱検出器３３は受信装置の同期喪
失を示す論理信号を送出する。

本発明ではこの論理信号により、受信装置の同期を自動
的に回復させることができ、その際従来の同期装置の如
くある種の指令を遠方の送信装置へ伝送する必要がない
のでこの送信装置はデータ信号の伝送を継続することが
できる。

本発明の再同期装置は、混乱指示信号が発生する瞬時Ｔ
。

から第２図に示した３個の指令パルス１１，１２，１３
を形成する回路３６を備える。第１および第２指令パル
スＩ，および１２は混乱指示信号と同時に発生し、その
最大持続時間τ，およびτ２を適切に選定して第２指令
パルス１２の最大持ｌ続時間τ２が第１指令パルス１１
の最大持続時間τ１を超えるようにする。第３指令パル
ス１３は第２指令パルス１２の終端後ある時間間隔τ３
をおいて生ずる持続時間の短いパルスである。第１図に
示したように、指令パルスＩ，および１２は２個のτ
ＡＮＤゲート３７および３８の出力端子に発生し、これ
らＡＮＤゲートは一方の入力端子に混乱指示信号を供給
させ、かつ他方入力端子にはそれぞれ遅延時間τ１およ
びτ２を形成する２個の回路３９および４０によつて遅
延され、２個のインバータ０４１および４２によつて反
転された擾９乱指示信号を供給される。第３指令パルス
１３は、混乱指示信号によつてトリガされ固定持続時間
τ２＋τ３を有するパルスを発生する単安定回路４３を
介して形成され、回路４４がこのパルスの後縁を検出し
て持続時間の短いパルスを送出する。第１指令パルス１
１はメモＩ月１，１３および１Ｖ，１３′のクリア入力
端子に供給し、かつ０Ｒゲート４５，４６および４７，
４８を介しメモリ１２，１４および１２′，１４′のク
リア入力端子に供給して等化器２の可調整フイルタ係数
を零にするようにする。

更にこのパルス１１は位相補正項計算回路２５のメモリ
レジスタ３０の入力端子に供給して、このレジスタ３０
に存在する信号を零に等しくする。第２指令パルス１２
は０Ｒゲート４５，４６および４７，４８を介しメモリ
１２，１４および１２′，１４′のクリア入力端子に供
給されるので、第１指令パルスＩ，の終端から第２指令
パルス１２の終端までこれらメモリにおける可調整フイ
ルタ係数は値零に維持させる一方、メモリ１１，１３お
よび１Ｖ，１３′における可調整フイルタ係数は等化器
２の係数に対する調整回路によつて調整される。

更に第２指令パルス１２はＡＮＤゲート４９の一方の入
力端子およびインバータ５０の入力端子に供給し、イン
バータ５０の出力端子はＡＮＤゲート５１の一方の入力
端子に接続する。

ＡＮＤゲート４９および５１の出力端子は０Ｒゲート５
２の入力端子に接続し、０Ｒゲート５２の出力端子は積
分回路３０，３１の時定数を固定する重み係数βを供給
される乗算器３２の入力端子に接続する。第２指令パル
ス１２が存在しない場合にはこの係数βはＡＮＤゲート
５１の他方入力端子に供給された小さい値βｍを有し、
第２指令パルス１２が存在する場合には係数βはＡＮＤ
ゲート４９の他方入力端子に供給された大きい値βＭを
有し、これらの間には常にＯ〈βｍ〈βＭく１の関係が
成立つ。回路４４の出力端子において得られる第３指令
パルス１３は混乱検出器３３のりセツト入力端子５３に
供給する。本例同期装置の動作は次の通りである。

混乱指示信号が発生する瞬時Ｔ。から起動されるが遠方
の送信装置によつて供給されるデータ信号は何等変化さ
れていない。第１指令パルス１１の持続時間τ１は初期
段階に対応し、この初期段階に際し等化器２はその休止
状態に調整され（すべての可調整フイルタ係数は零に等
しくされる）かつメモリレジスタ３０は空状態になる。
持続時間τ１は極めて短く、変調レートに対応する周期
の程度である。第１指令パルス１１の終端から実際の再
同期段階が開開始される。

第２指令パルス１２に際し等化器２は減少した数の可調
整フイルタ係数（メモリ１１および１３における２Ｍ個
の係数ａ（ｋ）並にメモＩ）１Ｖおよび１３′における
２Ｍ個の係数ｂ（ｋ））と、正常伝送状態に対応する小
さい値に維持される変化しない係数αと共に作動する。
かかる状態において等化器２は近似等化動作を行うこと
ができ、この等化動作の所要時間（アクイジシヨン時間
）は比較的長い。同時に位相補正項計算回路２５におけ
る積分回路３０，３１は重み係数βの大きい値βＭに対
応する小さい時定数で作動する。かかる場合には、伝送
路にかなりの周波数オフセツトが存在しても局部搬送波
の位相の同期所要時間は比較的短い。混乱指示信号は第
２指令パルス１２の最大持続時間τ２の終端以前に消失
することができ、τ２は例えば１．５秒である。

第２指令パルス１２の消失直後に等化器２はすべての可
調整フイルタ係数（メモリ１１〜１４における２Ｎ個の
係数ａ（ｋ）およびメモリ１Ｖ〜１４′における２Ｎ個
の係数ｂ（ｋ））と共に作動し、積分回路３０，３１は
重み係数βの小さい値βｍに対応する大きい時定数で作
動する。従つて、受信装置のすべての要素が正常伝送状
態になるから受信装置は再同期動作を停止する。補正を
行うことが難かしい伝送路に起因して第２指令パルス１
２の最大持続時間τ２の終端以前に橿乱指示信号が消失
した場合には、等化器２のすべての可調整フイルタ係数
は第２指令パルス１２が消失した後作動状態となり係数
βが小さい値βｍになる。すべての可調整係数と共に作
動する等化器は伝送路を実際上良好に等化することがで
き、従つて等化器は受信装置の再同期を指示する混乱指
示信号を消失させることができる。第３指令パルス１３
が発生する瞬時（例えば第２指令パルス１２の終端後τ
３＝４秒）には受信装置は再同期することができない。

この場合混乱指示信号を依然存在させる必要があるなら
ば、短時間パルス１３に際し消失する混乱指示信号はパ
ルス１３の終端後に再び現れ、新たな再同期動作が開始
される。上述した再同期装置は、自動適応形等化器と、
位相同期ループを介し受信搬送波の位相に安定化した位
相の局部搬送波を再生するための回路とを有する任意の
受信装置において使用することができる。

等化器の形式つまりパスバンド等化器であるかベースバ
ンド等化器であるかとは無関係に常に、可調整フイルタ
係数の値を零に等しくし、然る後一部の可調整フイルタ
係数を作用させ、最後にすべての可調整フイルタ係数を
作用させることができる。更に位相同期ループは位相比
較器（第１図の実施例では位相弁別器７に設ける）の後
段に積分回路を必ず備え、この積分回路は位相比較器か
ら生ずる位相誤差信号を供給され、かつその出力により
局部搬送波の位相または周波数を制御するよう作用する
。積分回路のメモリにおける信号を零に等しくし、かつ
積分回路の時定数を調節することは常に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の同期装置の実施例を示すプロツク図、
第２図は第１図の作動説明図である。 １・・・・・・受信装置入力端子、２・・・・・・パス
バンド等化器、３，４・・・・・・サンプリングおよび
符号化回路、５・・・・・・移相回路、６・・・・・・
クロツクパルス発生器、７・・・・・・位相弁別器、１
０〜１４、１０′〜１４ｔ・・・・・メモリ、１５，１
６・・・・・・出力端子、２１・・・・・・、２２・・
・・・・メモリレジスタ、２５・・・・・・位相補正項
計算回路、２６，２７・・・・・・加算器、２８，３１
・・・・・・加算器、２９，３２・・・・・・乗算器、
３０・・・・・・メモリレジスタ、３３・・・・・・混
乱検出器、３６・・・・・・指令パルス発生回路、３９
，４０・・・・・・遅延回路、４３・・・・・・単安定
回路、４４・・・・・・短時間パルス発生回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 搬送波のコヒーレント検波可能な変調を介するデー
   タ伝送システムにおいて使用され、伝送に当り所定数（
   ２Ｎ）の可調整フィルタ係数（ａ（ｋ）、ｂ（ｋ）、但
   しｋ＝±１、±２、・・・・・・、±Ｎ）を使用する自
   動適応形等化器と、自動適応形等化器に結合されかつ局
   部搬送波発生器から局部搬送波を供給される復調装置と
   を備える受信装置を自動再同期するため、局部搬送波発
   生器及び復調装置を位相制御ループ内に配置し、位相制
   御ループにおいては復調装置も、メモリを有しかつデー
   タ伝送に当り所定の時定数を有する積分回路に位相誤差
   信号を供給し、かつ積分回路が局部搬送波発生器に制御
   信号を供給して局部搬送波の位相を受信した被変調信号
   の搬送波の位相に同期するようにし、さらに、復調装置
   に接続されかつ受信装置の同期喪失を示す混乱指示信号
   を送出する混乱検出器を備えるデータ伝送システム受信
   装置用の自動再同期装置において、前記混乱指示信号と
   同時に生ずる第１および第２指令パルスＩ＿１、Ｉ＿２
   を形成する手段を備え、第１および第２指令パルスの所
   定最大持続時間（τ＿１、τ＿２）を適切に選定して第
   ２指令パルスＩ＿２の最大持続時間（τ＿２）が第１指
   令パルスＩ＿１の最大持続時間（τ＿１）を越えるよう
   にし、また前記手段は第２指令パルスＩ＿２の最大持続
   時間（τ＿２）の終端から所定時間（τ＿３）後に生ず
   る持続時間の短い第３パルスＩ＿３を形成し、第１指令
   パルスＩ＿１を用いて自動適応形等化器の可調整フィル
   タ係数（ａ（ｋ）、ｂ（ｋ））および前記積分回路のメ
   モリに存在する信号を零に等しくし、第２指令パルスＩ
   ＿２を用いて第１指令パルスＩ＿１の最大持続時間（τ
   ＿１）の終端後減少した数（２Ｎ）の可調整フィルタ係
   数（ａ（ｋ）、ｂ（ｋ）、但しｋ＝±１、±２、・・・
   ・・・、±Ｍであり、Ｍ＜Ｎ）を作用させて前記積分回
   路の時定数を減少させ、第３指令パルスＩ＿３を用いて
   前記混乱検出器をその起動位置に再設定する如く構成し
   たことを特徴とするデータ伝送システム受信装置の自動
   再同期装置。