JPS6144411B2 - - Google Patents

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JPS6144411B2
JPS6144411B2 JP14388178A JP14388178A JPS6144411B2 JP S6144411 B2 JPS6144411 B2 JP S6144411B2 JP 14388178 A JP14388178 A JP 14388178A JP 14388178 A JP14388178 A JP 14388178A JP S6144411 B2 JPS6144411 B2 JP S6144411B2
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JP
Japan
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phase
signal
circuit
complex
output signal
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JP14388178A
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English (en)
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JPS5570125A (en
Inventor
Hideo Suzuki
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication of JPS6144411B2 publication Critical patent/JPS6144411B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H17/00Networks using digital techniques

Landscapes

  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は位相変動に対する補償機能を備えた簡
易な構成の自動等化器に関する。
音声帯域の電話回線等を介して信号を高速伝送
する場合、回線の振幅や位相特性の歪によつて伝
送波形に大きな符号間干渉が生じる。このため従
来より自動等化器を用いて上記符号間干渉を補償
するようにしている。ところが電話回線には、更
に位相ジツタや周波数オフセツト等の時間的変動
の大きい位相歪が存在する。そこで、上記位相歪
を含めた信号歪を補償する目的で第1図に示す如
き判定帰還形の自動等化器が提唱されるに至つて
いる。
図において1は第1のたたみ込み演算回路で、
端子2から入力された直交変調が施された複素信
号xoと第1の複素タツプ係数ck(k=1〜k)
とのたたみ込み演算を行つている。この演算出力
信号 は位相補正回路3に入力され、端子4aより与え
られた追従位相θoに従つて位相補正されてい
る。この位相補正された信号 ωo=yoexp(−jθo) は合成回路5に入力され、第2のたたみ込み演算
回路6からの信号uoと合成されている。この合
成信号 zo=ωo−uo は端子7から出力されると共に判定回路8および
減算回路9にそれぞれ供給されている。判定回路
8は合成信号zoを判定して判定複素信号ao
得、同信号aoを前記第2のたたみ込み演算回路
6と共に減算回路9に出力している。第2のたた
み込み演算回路6は判定複素信号aoと第2の複
素タツプ係数dl(l=1〜L)とのたたみ込み
演算を行つて前記した信号 を得ている。また減算回路9は前記合成信号zh
と判定複素信号aoとを比較して等化残信号 εo=zo−ao を得ている。この等化残信号εoは前記第2の複
素タツプ係数dlを補正する制御信号として出力
されている。また等化残信号εoは位相逆補正回
路10に入力されて、端子4bから与えられた追
従位相θoに従つて位相逆補正されている。この
位相逆補正された信号 ε′o=εo exp(jθo) は前記第1の複素タツプ係数ckの補正制御信号
として出力されている。
ここでタツプ係数の補正アルゴリズムを、例え
ば算化残信号εoの2乗を評価関数 F=|εo として定め、この関数Fを最小にする決定指向ア
ルゴリズムとすると次のことが示される。即ち、
評価関数Fのタツプ係数cn(m=1〜K),dn
(m=1〜L)に対するグランジエントから、第
1および第2のたたみ込み演算回路1,6の各制
御係数をそれぞれα,βとし、nを着目時刻、*
を複素共役とするタツプ補正式は次のようにな
る。
(n+1) =c(n) −αx o−nexp(jθo)εo(n+1) =d(n) +βa o−nεo なお前記追従位相θoは、前記した判定複素信
号aoと合成信号zoとの演算処理によつて上記信
号間の位相差を求め、例えばループフイルタと
VCOとしての積分回路を介する位相同期ループ
により与えられる。
かくして前記評価関数Fを最小とするようにタ
ツプ係数の補正を行い、収束させることによつて
入力信号xoの位相変動補償を施した等化が効果
的に行われる。
ところが上記等化器への入力信号として例えば
8相位相変調された複素信号が与えられる場合、
前記判定回路8には位相判定のための大容量のメ
モリ(ROM)が必要であつた。またその容量が
4kビツト程度では十分精度の高い位相判定を行
い得なかつた。即ち、従来の等化器にあつては第
2のたたみ込み演算回路6の演算を簡単化するた
め、判定回路8出力は8相位相変調信号に対して
第2図に示す如き信号11,12,〜,18を備
えていた。このようにすると前記したたたみ込み
演算 において、信号11,13,15,17に対して ao=1,j,−1,−j を与えればよく、タツプ係数dlの極性反転と実
部虚部変換の組み合せにより演算を実行すること
ができる。また信号12,14,16,18に対
しては√2倍の処理を行い、ao=±1±jと看
做してたたみ込み演算を行つたのち1/√2倍処
理を行うことにより簡易に実行できる。従つて、
合成信号zoの位相を信号11,12,〜,18
に等化残留位相歪が加つた形とする必要があつ
た。同時に判定回路8における判定位相を第2図
中破線で示すように22.5゜(MOD 45゜)に定め
る必要がある。ところが上記判定位相による信号
の位相判定は演算によつてなし得る程度のもので
はない。そこで一般にROMを用いた2次元判定
により行われるが、信号を第1象限に縮退させて
位相判定を行うとしてもかなり膨大な容量を必要
とする。例えば4kビツトのROMを用いたとして
も判定レベルを実軸および虚軸にそれぞれ32レベ
ルを割り合で得るに過ぎなかつた。しかも判定レ
ベルの理想判定レベルに対する誤差が略0.5dB以
上にもなり、SN対符号誤り率の劣化を招いた。
つまり精度の高い位相判定を簡易に行うことがで
きず、従つて位相変動に対して効果的な補償を行
い得なかつた。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、
その目的とするところは、第2のたたみ込み演算
回路における簡易な演算処理を活かした上で信号
の位相判定を簡易に且つ高精度に行つて位相変動
を含む信号の歪を効果的に等化することのできる
自動等価器を提供せんとするものである。
即ち本発明は複素信号に適当な位相回転を与え
ることによつて判定位相を簡易に設定し、高精度
な位相判定を可能ならしめんとするものである。
例えば第2図に示される位相配置の8相位相変調
信号に対して22.5゜(MOD45゜)のバイアス位
相により位相回転を施こして第3図に示す如き位
相配置に変換することによつて、その判定位相を
実数軸、虚数軸、そして45゜(MOD90゜)に定
め、簡単に且つ高精度に位相判定を行い得るよう
にしたものである。
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。
第4図は概略構成図で、第1のたたみ込み演算
回路1は、端子2から入力された複素信号xo
第1の複素タツプ係数ckとのたたみ込み演算を
行い、信号yoを出力している。一方第2のたた
み込み演算回路6は判定複素信号aoと第2の複
素タツプ係数dlとのたたみ込み演算を行い、信
号uoを出力している。この信号uoは第1の位相
逆補正回路21に入力され、端子22より与えら
れる追従位相θoに従つて位相逆補正されてい
る。この位相逆補正された信号 vo=uo exp(jθo) は合成回路5に入力されて、前記第1のたたみ込
み演算回路1の出力信号yoと合成されている。
この合成信号 ωo=yo−vo =yo−uo exp(jθo) は等化出力信号として端子7から出力されると共
に、第1の位相補正回路23に入力されている。
この位相補正回路23は、端子24より与えられ
た追従位相θoとバイアス位相θpとに従つて前記
信号ωoを位相補正している。この位相補正出力
信号 zo=ωo exp{−j(θo−θp)} を入力して判定回路8は前記判定複素信号ao
生成している。またこの判定複素信号aoは第2
の位相逆補正回路25に入力され、端子26より
与えられる追従位相θoに従つて位相逆補正され
ている。減算回路9は、上記位相逆補正された信
号ao exp(jθo)と前記合成回路5の出力信
号ωoとを比較して等化残信号 ε′o=ωo exp(jθo) を生成している。この等価残信号εoは前記第1
の複素タツプ係数ckの補正制御信号として前記
第1のたたみ込み演算回路1に供給されている。
また等化残信号ε′oは第2の位相補正回路27に
て、端子28より与えられた追従位相θoに従つ
て位相補正され、ε′o exp(−jθo)なる信号
として第2のたたみ込み演算回路6に供給されて
いる。この信号ε′o exp(−jθo)によつて第
2の複素タツプ係数dlの補正制御が行われる。
尚、前記追従位相θoは、例えば合成出力信号ωo
と第2の位相逆補正回路25の出力信号ao
exp(jθo)との位相差に基き、適当な位相同
期ループを介して生成されるものである。
このような構成の等化器のタツプ補正アルゴリ
ズムが、先の従来例(第1図)のものと同様に、
等価残信号εoの2乗を評価関数とし、これを最
小とするアルゴリズムにより構成されるとする。
この場合における等化残信号ε′oは先の説明より
次のように示される。
このsoの2乗、つまり|εoを最小とする
決定指向アルゴリズムとなるから、評価関数のタ
ツプ係数cn(m=1〜K),dn(m=1〜L)
に対するグランジエントをとることにより、その
タツプ補正式は次のように示される。
(n+1) =c(n) −αxo-n *ε′o(n+1) =d(n) +βao-n * exp(−jθo)・ε′o これらの補正式に前記等化残信号ε′oを代入し
て整理すると、上記各タツプ補正式は第1図に示
す従来構成のものと全く等しくなることが判る。
つまり、本発明に係る自動等化器は、第1図に示
す従来構成のものと、そのタツプ補正において同
一の作用を呈し、複素信号xoの効果的な等化を
行う。
ところで、上記タツプ係数の補正過程におい
て、前記第1の位相補正回路23にて加味された
バイアス位相θpの成分は全く出現しない。これ
はバイアス位相θpによつてタツプ補正動作が全
く影響を受けないことを意味している。ところが
上記バイアス位相θpは判定回路8に対して次の
ような効果を呈する。即ち、前記第2のたたみ込
み演算回路6が前述したように、例えば8相位相
変調信号に対してタツプ係数dlの極性反転と実
部虚部変換の組み合せにより簡易にたたみ込み演
算を実行するものとする。この場合、判定複素信
号aoの位相配置は前記第2図に示す関係にあ
る。ここで等化残信号ε′oについて考察してみる
と、同信号ε′oは信号ωoと信号ao exp(jθ
o)とから生成されており、信号ε′oが0(零)
になるように等化器が動作している。これを判定
回路8の入力信号zoとその出力信号aoとによつ
て表現してみると次のことが明らかとなる。即
ち、信号ωoは、 ωo=zo exp{j(θo−θp)} で示され、このεoとao exp(jθo)とが等し
くなるように等化器が動作する。このとき、 zo exp{j(θo−θp)} =ao exp(jθo) より zo=ao exp(jθp) が導かれる。つまり、判定複素信号aoに対して
入力信号zoは位相がθpだけ回転した関係となつ
ている。従つて判定回路8は上記位相がθpだけ
回転した信号zoの位相判定を行つて、前記判定
複素信号aoを生成すればよい。故に、今、8相
位相変調信号に対して上記バイアス位相θp
22.5゜に選ぶと、入力信号zoの理想的な位相配
置は前記第3図に示す如く、信号点11′,1
2′,〜,18′となる。そして実際には、上記位
相点22.5゜(MOD45゜)にそれぞれ等化残留位
相が加わつたものとして信号zoが与えられる。
このような位相配置に対しては、その最適位相判
定の為の判定位相は、第3図中破線で示すように
0゜(MOD45゜)として与えられる。このよう
な判定位相によれば、入力信号zoの判定は Re(zo),Im(zo) Re(zo)±Im(zo) の極性を調べるだけで達し得る。しかも、入力信
号zoが8ビツト表示されるものとすると、入力
信号zoに対して実軸および虚軸においてそれぞ
れ256レベルに割り合てられた判定位相にて判定
を行うことに相当する。この判定精度は極めて高
いものであり、先の第1図に示す従来構成にて同
精度を達し得ようとすると、実に260kビツト容
量のROMを用いることに相当する。
かくしてここに本構成によれば簡易な構成にて
極めて精度の高い位相判定を行い得ることが明ら
かとなる。また前記したように第2のたたみ込み
演算回路6の構成とその演算を簡易にすることが
でき、タツプ係数の補正も高精度に行い得る。従
つて、位相ジツタや周波数オフセツトの如き時間
的に大きな変化を有する信号の波形歪に対して
も、極めて効果的な等化を行い得る。
尚、自動等化器を電話回線用モデムに使用する
場合、異なる変調方式の信号を扱う必要が多多生
じる。例えば、回線状態が悪い場合、等化器の初
期引き込み期間に安定な動作を行わせる為に符号
間距離の大きい2相位相変調信号を伝送し、等化
器の動作を確立したのち8相位相変調信号を伝送
することがある。また信号伝送中において符号誤
り率が悪い場合に、フオールバツクモードとして
例えば8相から4相へ、更には2相への変調方式
を切換る場合がある。このような場合には上記変
調方式に応じてバイアス位相θpを適宜切換える
ことによつて、常に最適位相での位相判定を行う
ことができる。例えばM(M=2,4,8…)相
位相変調信号に対しては、バイアス位相θp
π/M(MOD2π/M)に定めることにより最適
位相設定を行い得る。これを第1図に示す従来構
成において実現せんとするならば、各変調方式に
それぞれ対応したROMを有する判定回路を構成
しなければならず相当大掛な装置となる。またバ
イアス位相θpを0(零)として直交判定を行う
ことにより、従来より周知の種々の直交変調信号
に対しても効果的な判定を行い得る。そして、入
力直交信号として位相変調されたものに限定され
ないことも勿論のことである。更にタツプ補正の
アルゴリズムも特に限定されない。また追従位相
θoの生成については、 In(ωo・ao *exp(−jθo)) In(ωo/ao exp(jθo)) 等の位相差検出により行えばよい。バイアス位相
θpが0(零)の場合には、判定回路8の入出力
信号間の位相差から追従位相θoを生成できるこ
とは勿論のことである。また本自動等化器はベー
スバイド帯、パスバンド帯のいづれにも適用でき
ることは云うまでもない。
以上詳述したように、本発明によれば各種変調
方式の信号に対する融通性に富み、例えば8相位
相変調信号に代表されるように、位号の位相判定
を簡易にして高精度に判定することができて大き
な位相歪を有する信号波形に対しても効果的な等
化を行い得る等の絶大なる利点を有する自動化器
をここに提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来構成の自動等価器の一例を示す概
略構成図、第2図および第3図はそれぞれ判定入
力信号と判定位相との位相関係を示す図、第4図
は本発明に係る自動等化器の一実施例を示す概略
構成図である。 1……第1のたたみ込み演算回路、5……合成
回路、6……第2のたたみ込み演算回路、8……
判定回路、9……演算回路、21……第1の位相
逆補正回路、23……第1の位相補正回路、25
……第2の位相逆補正回路、27……第2の位相
補正回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力複素信号と第1の複素タツプ係数とをた
    たみ込み演算する第1の演算回路と、判定複素信
    号と第2の複素タツプ係数とをたたみ込み演算す
    る第2の演算回路と、この第2の演算回路の出力
    信号を追従位相に従つて位相逆補正したのち前記
    第1の演算回路の出力信号と合成する合成回路
    と、この合成回路の出力信号を前記追従位相とバ
    イアス位相との合成位相に従つて位相補正したの
    ち判定して前記判定複素信号を得る判定回路と、
    上記判定複素信号を前記追従位相に従つて逆位相
    補正したのち前記合成回路の出力信号と比較して
    等比残信号を得る減算回路と、上記等化残信号に
    より前記第1の複素タツプ係数を補正すると共に
    前記追従位相に従つて位相補正した等化残信号に
    より前記第2の複素タツプを補正する手段と、前
    記追従位相を制御して前記合成回路の出力信号と
    前記位相逆補正された判定複素信号との位相差を
    減少させる手段とを具備したことを特徴する自動
    等化器。 2 前記追従位相は、合成回路の出力信号と位相
    逆補正された判定複素信号、あるいは位相補正さ
    れた合成回路の出力信号と判定複素信号の位相差
    から生成されるものである特許請求の範囲第1項
    記載の自動等化器。 3 前記バイアス位相は、M相位相変調された入
    力複素信号に対してπ/M(MOD2π/M)に定
    められたものである特許請求の範囲第1項記載の
    自動等化器。
JP14388178A 1978-11-21 1978-11-21 Automatic equalizer Granted JPS5570125A (en)

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JPS5570125A JPS5570125A (en) 1980-05-27
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WO1988005981A1 (en) * 1987-02-02 1988-08-11 Motorola, Inc. Tdma communications system with adaptive equalization
JP4461770B2 (ja) * 2003-10-29 2010-05-12 ソニー株式会社 位相推移装置、firフィルタ、及びタップ係数演算方法

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