JPS6091773A - 自動等化器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、デジタル制御形の自動等化器に係り、特に
量子化雑音による影響を軽減するとともに収束速度を増
した自動等化器に関する。

〔発明の技術的背景〕

一般に、電気信号を伝送する際、伝送路において２反射
波や位相歪などに起因する所謂伝送ゴースト障害もいわ
ゆる伝送ひずみの１種であり、ゴースト障害が発生する
と再生画像において、主信号以外にゴースト信号に起因
するゴースト画像が映出され、再生画像が著しく劣化す
る。このような伝送信号の歪を除去するＫは。

伝送信号に対し、波形等価を行なう方法がある。

波形等価動作を自動的に行なう方法としては。

トランスバーサルフィルタを用いてそのタップの選定と
加重量の制御をデジタル制御する波形等価器がある。こ
の場合、タップの選定は遅延時間を規定し、加重量はゴ
ースト波形の極性及び絶対値に応じて規定される。これ
らのタップの選定、タップ加重量の制御、即ちタップ係
数の制御をデジタル的に行なう場合、アナログ信号をデ
ジタルデータに変換しこのディジタルデータを所定のア
ルゴリズムにしたがってタップ加重を制御することがお
こなわれる。この際これらのディジタルデータを切り捨
てる際に発生する量子化雑音は、自動等化器の収束速度
、及び収束時における残留誤差に大きな影響を及ぼす。

第１図は例えばテレビジョン受像機に用いられる従来の
自動等化器を示すブロック線図であり、第１図中、入力
端子ＩＮに入力された信号Ｘｋは１例えばＣＣＤ　で構
成されたトランスバーサルフィルタ１に入力される。こ
のトランスバーサルフィルタ１はタップ利得端子を有し
ており、各タップ利得端子に印加される制御量は。

トランスバーサルフィルタ１の出力Ｙｊ　と基準号Ｘｊ
　ｉとの相関演算を相関器２によって行なうことによっ
て得る。この演算結果Ｈｉは一担タツブ利得メモリ３に
蓄えられた後、タップ利得制御信号Ｃ４として上記トラ
ンスバーサルフィルターのタップ利得端子に印加されて
、波形等化処理が行われた信号を出力端子ＯＵＴに得る
。

伝送路の波形歪を自動的に補正するためにトランスバー
サルフィルタを用い、そのタップ利得を自動制御するこ
とにより波形等化を行なう第１図に示した自動等価器の
演算アルゴリズムについて説明する。

第１図において、トランスバーサルフィルタのｉ番目の
タップ利得Ｃｉは２次式に基づいて・・（１）ただし、
びは正の定数２Ｍはトランスバーサルフィルターのタッ
プ数を示す。また、（１）式中で、ｉは選択タップを指
定するパラメータであり、パラメータｊは入力信号と誤
差信号の相関演算を行うための補助パラメータである。

Ｊ 上記（１）式中の初は、相関演算の対象となるｉ番目の
タップに対する誤差信号を示し２次式入力されている基
準信号である。

上述したアルゴリズムによって、トランスバーサルフィ
ルタ１の各タッグに対する利得及び極性が与えられ、ゴ
ースト信号成分と等しい逆極性の信号が加算され、伝送
波形の等化動作がなされる。

このアルゴリズムによりデジタル的に自動等化を行なう
とき、上式（１）の右辺第２項の相関演算の項において
、相関演算結果の各ディジタル信号のデータ語長をいか
に設定するかということは、収束速度及び残留誤差に大
きな影響を及ぼす。

いま、第（１）式で示される相関演算を示す項Ｈｉ　を
次式第（３）式で表わすと。

出力端子ＯＵＴ　に得られる出力誤差に大きな影響を及
ぼす。

即ち、上式（３）で示される相関演算結果を量子化した
信号を１−１ｉ　で示すと、従来の自動等化器では、第
２図に示される特性で上記信号）−Ｉｆは量子化され曵
いた。

ここで、従来の相関演算結果の量子化について、更に説
明するため、第１図に示した自動等化器を、演算アルゴ
リズムに応じて対応させるために第３図を用いて説明す
る。第３図では第１図と対応する部分には同一符号を付
してあり。

相関器２の一方入力端にはトランスバーサルフィルタ１
０入力信号が加えられ、西方入力端には、基準信号Ｒｋ
とトランスバーサルフィルタ１の出力信号Ｙｋの差であ
るＥｋが印加される。

この相関器２において、第（３）式に従う相関演算がな
され、この相関結果１−１ｉ　を相関器２は出力する。

このとき、相関器２の出力が（Ｂ十Ｂ’　）ビットで得
られるものとすると、上記相関器２の出力は、下位Ｂ′
　ビットが切り捨てられる信号量子化処理がなされＢビ
ットの信号口ｉとしてタップ利得メモリ３に入力される
。相関器２での相関演算結果）−ＩｔかもＢ′　を切り
捨てた信号ＢビットのＨｌは、加算器４に加えられ、こ
の加算器４ではＢビット単位で、上記第（１）弐に基づ
いて、データｌ””Ｉｔ　とタップ利得加重量メモリ５
の出力Ｃｉ　とを巡回的に加算して、上記トランスバー
サルフィルタ１に対する各タップの加重量を得る。

このようにして入力波形に対して自動等化を行なうが、
（Ｂ＋Ｂ’）ビットである相関器２の出力Ｈｉの下位Ｂ
′　ビットを第２図に示す特性で量子化すると収束速度
が遅くなるとともに。

収束値自体にオフセットが発生する。

値に上記相関器Ｈ１の値がなった場合、　ｌ−１ｉが出
力信号として発生しているにも拘らず、量子化した値）
−Ｉｆが零となり、量子化幅乙に満たな（、・相関出力
を残したまま、上記第（１）式によるタップ利得の修正
は停止することによる。このように、量子化幅乙に満た
ない相関出力に対して量子化した値をｌ−１ｉ＝０とす
ると、トランスバーサルフィルタ１の出力Ｙｊ　と基準
信号Ｒｊ　との間に誤差がありＥｊ４００状態であるに
も拘らず、相関器２の入力ＥｊはＥｊ＝０となり上記（
１）式の収束が停止してしまう。したがって、収束値自
体にもオフセットが発生することになる。

〔発明の概要〕

この発明は、トランスバーサルフィルタを用いた自動等
化器において、デジタル処理によって波形等化を行なう
にあたり相関演算結果を。

微小データに対しても零以外の値に量子化する方式を提
供するものである。相関出力データの量子化特性をこの
ようにすることにより、トランスバーサルフィルタのタ
ップ利得の収束速度を速め、かつ残留オフセットをも軽
減することができる。

〔背景技術の問題点〕

上述した様に、デジタル制御形のトランスノぐ−サルフ
ィルタを用いた自動等化器において。

相関演算結果を量子化する際の、量子化が不適切である
と収束速度が遅くなるとともに、収束状態においてオフ
セットを残す問題が起こる。

このため適切な自動等化がなされないという問題が発生
する。

〔発明の目的〕

この発明は、上記の問題点を解決することを目的とし、
自動等化器における相関演算結果の量子化を適切に行な
うことにより２等化作用のすぐれた自動等化器を提供す
ることを目的とする。

〔発明の実施例〕

以下９図面を参照し、この発明の詳細な説明する。

８ｇ４図は、この発明に係る自動等化器の一実施例を示
すブロック線図であり、第３図と同一部分には同一符号
な付しその説明を省略する。

第４図において、第３図と異なる点は、相関器２の（Ｂ
−１−Ｂ・）ビットの出力Ｈ１の下位Ｂ′ビットを切り
捨てた後に得るＢビットの信号ボートと上記加算器４と
の間に加算器６を介在させ、かつこの加算器６で上記信
号ボートの最上位ビット端子の信号をインバータ７によ
って反転し、この反転信号を最下位ピッ）ＬＳＨに加算
する点にある。

第４図ではタップ利得加重メモリ５は、タップ利得ｃｉ
（ｉ＝１・・・・ｋ）をＢビットの２の補数データとし
て記憶しているものとする。

従って、タップ利得修正信号Ｈ１は（Ｂ＋１３’　）ビ
ットの語長を持ち、２の補数表示データとなる。このタ
ップ利得修正信号Ｈｉは（Ｂ＋Ｂ’　）ビットの語長な
持ち、２の補数表示されたデータとなる。

ビットが切り捨てられＢビットの語長データとなる。そ
して、１−１ｊの最上位ピッ）ＭＳＢは。

インバー２７によって反転された後、最下位ビットＬＳ
Ｂ　に加算器６によって加算される。

このとき、相関出力ｔ”’Ｉｔの量子化は第５図のよう
な特性によっておこなわれ量子化出力１−（ｊを得る。

第６図は、この発明の他の一実施例を示すブロック線図
である。第６図の実施例は第４図と異なり、符号−絶対
値表示されたデータに対するものであり前述した第４図
に示された実＃１例において、（Ｂ＋Ｊ３’　）ビット
語長の相関出力Ｈｉのデータの下位Ｂ′　ビットを捨て
た後のＢビットデータの最下位ビットに１を加える加算
器６を有する点が異なる。即ち、この実施例では、置数
手段８に置数されたデータ「１」を加算器６において上
記（１３＋Ｂ’）ビット語長の相関データから下位Ｂ′
　ビットを捨てたＢピット語長のデータの最下位ビット
に加えることにより量子化を行ない、縫子化されたデー
タＨｉを得る。この場合の相関器２の出力１−１ｉに対
する一址子化特性は第４図の実施例と同じく第５図に示
す特性となる。第５図に示す特性に従う量子化は、量子
化幅Ａに満たない量に相関出力がなりた場合にあっても
、単位量子化だけ必らず量子化される。この量子化によ
れば、相関結果としてのデータが量子化幅乙に対して小
さい時であっても上記（１）式に基づくアルゴリズムの
演算を行ない、タッグ利得の修正が継続する。これによ
り、上記第（１）式による修正に従が５等化動作の収束
は速くなる。

これに対し、第３図に示す従来の量子化方法では、相関
出力Ｈｊ　が存在するにも拘わらず量子化幅に満たない
信号を零とみなして量子化するので、量子化データが零
以外となる確率に依存して収束することになり、その収
束速度は２の発明による場合に比し一段と劣る。また、
収束するとしても、その収束値はオフセットを有するも
のとなる。

第７図は、収束後におけるタップ利得謹差と２の補数表
示された相関データの語長ビットの関係を従来方法で量
子化した場合と１本発明の方法によって量子化した場合
との特性の差異を示す特性図である。

第７図中、特性曲線（Ｉ）は従来の切り捨てによる量子
化方法による場合であり、特性曲線（Ｕ）は第４図によ
る実施例で相関出力Ｈ１を量子化した場合の特性図であ
る。第７図から判るように、第５図の特性による量子化
によった場合の方が、従来の量子化方法による場合より
も優位であることがわかる。また、相関出力Ｈｉのビッ
ト長を増した方が望ましいが、ハードウェア上の制約が
ある。ハードウェア上の制約からも本発明による量子化
の方が優位である。第５図の特性における収束後の残留
オフセットについてはすでに検討したが１次に収束時間
の点について検討を行なう。

ここで、第２図による量子化特性による収束特性と第５
図に示す収束特性の比較を行なう為。

先ず２等化器のタップ利得の収束に関して便宜上特定の
１タツプのみについて計算を行なう。

上記（１）式においては、タップ利得の制御のアルゴリ
ズムを示し、修正回数のパラメータ表示は行なっていな
かったが、修正回数、即ち時間的要素に対応するパラメ
ータＬを導入すると上−１１（１）式は（２）式のよう
に書き改めることができる。

Ｃ（Ｌ＋１）＝Ｃ（Ｌ）＋ｌ−１（Ｌ）・・・・（４）
ただし、ここではｌタップのみを考えているので、タッ
プ番号を示す添字ｉは省略した。

この場合にＨ（Ｌ）は、相関出力 ）−１（Ｌ）＝−びＸ（、Ｌ）・Ｅ（Ｌ）・・・・（５
）を）−ｔ　（Ｌ）＝Ｑ［）−１（Ｌ）　’：ｌ・・・
・（６）に示す量子化規則によって量子化した値を示す
ものとする。

いま２本来のトランスバーサルフィルタ１の入力信号Ｘ
（Ｌ）に外来ノイズＶ　（Ｌ）が混入したものと考える
と、相関出力相（５）式は次のように書き換えられる。

）−１（Ｌ）＝−び（Ｘ（Ｌ）−＋−Ｎ（Ｌ））・Ｅ（
１，）・・・・（７）又、誤差信号のサンプル値Ｅ（Ｌ
）は Ｅ（Ｌ）＝（Ｘ　（Ｌ）＋Ｎ　（Ｌ）　＞　Ｃ（Ｌ）　
−Ｒ−＝　・＜ｓ）ｃ表わされる。

そして９着目したタップにおけるタップ利得とその収束
値の期待値１ｉ［：Ｃ（”＝）：）との差ヒｇ（Ｌ）と
定義すると、上記第（４）式はＣ（Ｌ＋１）＝＝Ｃ（、
Ｌ）＋）−１（Ｌ）・・・・（９）と書き換えられる。

また、上記相関出力を示す式である第７式は近似的ｖｃ
　Ｈ（Ｌ）＝−（Ｘ（Ｃ（Ｌ）十Ｎ（Ｌ）　）−・（１
０）Ｂ［Ｃ（Ｌ＋１）　’）　＝ＦＳ（ｃ　（ｉ、）　
）−）−［）−１（Ｌ）　）・・・（１１）という関係
式を得る。

ここで、ノイズＮ（Ｌ）を正規分布をする確率変数であ
ると仮定し２等化器がある程度収束したとい５条件で上
記（１１）式の石ｎの第２項で示される相関出力を量子
化したときの期待値を計算すると、第２図で示される量
子化特性に対し・・・・（１２）という結果が１１られ
る。０−ｎは、雑音の分散値を示す。

第８図は、第２図の騎子化規則によるシーミレージョン
結果を示す特性図であり、タップ利得誤差値とくり返し
回数りとの関係を示す。なお、同図中、Ｂは相関出力デ
ータのうち下位ビットを切捨てた値のビット数である。

また図中の点線は式（１２）から得られた理論値である
。同図から判るように、従来の量子化方法だと量子化ビ
ット数が減少すると、タップ利得の収束速度は著しく減
少し、十分な反復回数を与えても大きなタップ利得誤差
が残ることになる。

このような従来の相関出力に対する量子化方法に対する
第５図に示すこの発明″の実施例に係る量子化方法の優
位性を検討するため、第゛５図に示した量子化特性を相
関出力に対して施こす場合の自動等化器に対する解析を
行なうと上記（１１）式中の１辺の第２項を計算すると
。

り返し回数りとの関係のシーミレージョンを行なうと、
第９図に示す特性図を得る。図中の点線は式（１３）に
よる理論値である。

第５図に示した。この発明に係る一実施例による量子化
特性によれば第９図を見て明らかなように、相関出力の
量子化ビット数を少なくした場合においても十分な収束
速度が得られる。

また、少ない反復回数、即ち、タップ利得の修正回数が
少なくても、タップ利得誤差は少ない。

このことは収束速度の面に加え、タップ利得の残留誤差
の面に４６いても優位であることを示す。

第１０図は、この発明の他の一実施例を示すブロック線
図であり、（Ｂ−１−８’）の語長を有する相関器２の
出力データのうち下位（Ｂ’＋１）ビットを切り捨て、
（Ｂ−１）ビットのデータを加算器４に加える。このと
き、上記（１３−１）ビット語長のデータの最下位ビッ
トを置数手段９に設定した「１」のデータに置き換えて
、加算器４に加える。このようにすると相関器２の出力
Ｈｉを第１１図に示す量子化特性に従かい量子化される
こととなる。この場合、この実施例においては、（Ｂ＋
Ｂ’　）　Ｆｆｊ長の相関出力から下位ビットを切り捨
てた（Ｂ−１）ビットの出力Ｈｉの最下位ビットは常に
「１」と置きかえられるので。

上述した実施例に対して量子化幅−が大きいものとなる
。なお、この実施例においても収束速度、タップ利得加
重量の改善が従来例に比し著しく改善される。この場合
、相関出力データ）−１１は、２の補数形態であっても
、符号ビットに絶対値データをつなげた形態のデータで
あっても適用され、いずれのときでも第６図中の特性曲
線（■）、及び第８図に示す収束特性を得ることができ
る。

第１２図には、更にこの発明の他の実施例を示し、同図
においてはオールゼロ判定手段１０を有することを特徴
とする。相関器２の出力である（Ｂ−）Ｂ’）ビットの
語長のデータｌ−１，の下位Ｂ′ビットを切り捨てたデ
ータは、オールゼロ判定手段ＩＯに加えられる。もし、
このデータが零であれば、上記オールゼロ判定手段１０
は、データの最下位ビットを１１」に置き換える動作を
行なう。この場合におし・て、相関出力１−ＩＩを符号
データビットに絶対値情報を付加した形態のデータとす
ると、その切子化特性は、第１３図に示す特性となる。

なおこの場合オールゼロ判定はデータの絶対値の部分の
みに対して行なわれるものとする。オールゼロ判定手段
１０によりデータ１−１ｉの最下位ビットを「１」に置
き換える動作を行なうと、Ｈｌのデータが微小であって
も、零以外の量に量子化される。即ち、最小データに対
しても、零以外にデータを量子化しており。

収束速度を速めるとともに収束残留誤差を軽減する効果
を符号データと絶対値情報との組合せ形態のデータにお
いても得る。

また、第１２図に示すオールゼロ判定手段１０を用いた
データＨｉの量子化において、２の補数表示のデータを
用いたときについて述べると。

正の側においてＨｌが微小となったとき、またはデータ
が零になるとオールゼロ判定手段１０によってＨ，の最
下位ビットは「１」に書きかえられ、正方向での最小デ
ータに対する量子化幅はとなる。つぎに負の側からデー
タＨ１が微小となりたとき或はデータが零になると、最
小ビットは単に「１」に置き換わる。この結果、第１１
図に示すオールゼロ判定手段１０す用いたデー／＼ りＨｉの量子化で２の補数表示データを用いた場合、そ
の量子化特性は第１４図に示すような特性となる。なお
２の補数データの場合オールゼロ判定はデータのすべて
のビットに対しておこなわれる。この場合においても、
第２図に示した従来の量子化方法に比べ、微小データに
対しても量子化数を与え、収束速度、残留オフセットの
軽減の面において著しく優位である。

〔発明の効果〕

以上、記載したように、この発明によれば。

トランスバーサルフィルタを用いた自動等化器をデジタ
ル処理するに際して、相関演算の演算結果を量子化する
際の量子化特性を微小データに対しても零以外の量子化
を行なう。これにより、自動等化器の収束速度を速め、
かつタップ利得加重の残留誤差を軽減する効果を、この
発明により得ることができる。

なお、この発明による自動等化器は、テレビシロン受像
機におけるゴースト画像を除去する例をはじめとし、伝
送歪に対し波形等化を行なう場合一般に適用し得るもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図、及び第３図は一般的なトランスバーサルフィル
タを用いた自動等化器を示すブロック線図、第２図は従
来の自動等化器の量子化特性を説明するための特性図、
第４図、第６図、第１０図。 第１２図はこの発明の実施例を示すブロック線図。 第７図は本発明に係る自動等化器と従来の自動等化器と
のタップ利得誤差の比較を行なうための特性図、第８図
は従来の自動等化器の収束速度特性を示す特性図、第９
図はこの発明に係る自動等化〃 器の収束速度特性を示す特性図、第５図、第神図。 ３ 第Ｈ図、第１４図、＋特÷はこの本発明に係る自動等化
器の量子化特性を示す特性図である。 １・・・・トランスバーザルフィルタ。 ２・・・・相関器、３・・・・タップ利得メモリ。 ４　・・−・加算器、６・・・・加算器。 ６．８，９，１０・・・・神子化手段。 代理人弁理士　則近憲佑（ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 波形等化を行なうべき伝送入力信号が印°加され。 複数のタップ加重端子を有するとともに波形等化された
   信号を出力するトランスバーサルフィルタと。 ス このトランイく〜サルフィルタの前記タップ加重端子に
   対する加重量を波形等価動作に応じて決定するため、一
   方入力端に前記伝送入力信号が印加され他方入力端に基
   準信号と修正後の信号の誤差信号を入力とし相関演算を
   行なう相関器と。 前記相関演算結果のデータを量子化するに際しＪ て、量子化されたデータの値が零とならないよう△ な量子化手段と。 この量子化手段によって量子化された相関情報によって
   、前記各タップ加重端子の加重量を巡回的に修正し前記
   タップ加重端子に修正すべき修正データを記憶するタッ
   プ加重メモリとを少なくとも具備し。 収束速度を速めたことを特徴とする自動等化器。