JPS6323700B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はデイジタル信号の無線方式における
伝送路の途中においてフエージングで発生する伝
送特性の時間的な変化をこの伝送路に本来伝送す
べき信号を通したまま検出し伝送路歪を自動的に
等化するフエージング補償方法に関するものであ
る。

ケーブル伝送においてはケーブルの電気的特性
が温度等の時間的変動のため伝送特性に歪を生じ
るためこれら周波数特性を補正するための何らか
の自動等化器を必要とする場合がある。またデイ
ジタル中継器及びアナログ中継器を併用するハイ
ブリツト中継方式やPCM−FDM方式においては
デイジタル中継器間に存在するアナログ中継器等
の伝送路が切替えられる場合がひんぱんに生じ、
アナログ中継器又は伝送路の特性が切替え毎に異
なる場合が多く、やはり何等かの自動等化器を用
いて伝送路の周波数特性を補正する必要がある。
これらの等化器の代表的なものとしてはトランス
パーサル形フイルタがある。

また無線伝搬路ではフエージングが発生するこ
とが知られており、フエージングにより伝送振幅
特性が変動する。周波数特性をもたない平坦なフ
エージングについては従来から受信機内に設けら
れた自動利得制御装置（AGC）により補償され
ている。一方周波数特性をもつ選択性フエージン
グは一般に多重波の干渉により生じ、中でも２波
の干渉によるものが大部分である。この場合の典
形的な周波数特性は第１図Ａに示すように所要の
帯域内において極小値を持つ場合及び同図Ｂに示
すように一次傾斜となる場合である。

このように周波数特性を持つ振幅変動を等化す
る等化器としては第２図に示すように伝送特性の
逆特性をもち、その共振周波数f₀と選択度特性Ｑ
とを可変にしたものが適している。この点につい
ては例えば特願昭51−150341号（特開昭53−
74863）「可変振幅等化器」の明細書に示されてい
る。

従来伝送路に本来伝送すべき信号を通したまま
この伝送路の振幅変化を検出するためには、その
本来伝送すべき信号を一部取り除いた無信号の帯
域を作り、その無信号帯域に振幅特性を検出する
ためのパイロツト信号を挿入し、このパイロツト
信号レベルを検出することにより伝送路の振幅変
化を検出し、この検出情報を用いて等化器を動作
させていた。

このような方式とする理由は本来伝送すでき信
号として電話信号等を多重化したSSB−FDM信
号を考えた場合、信号レベルが電話信号の変化に
より常時変動しているためその信号レベルは伝送
路の振幅特性に比例せずその信号レベルを検出し
ても伝送路の振幅特性を検出することができない
からである。

ところでパイロツトを挿入するためにはパイロ
ツト信号発生器、パイロツト信号を挿入する帯域
を無信号化するための帯域消去フイルタ等の装置
が必要となり、装置構成が複雑となるうえパイロ
ツト信号用の帯域に本来の信号を伝送できないた
め周波数帯域の使用効率が低下するという欠点が
あつた。

更に従来の方式はパイロツト周波数における変
動のみを監視しているためそれ以外の周波数にお
ける変動は推定値のみでしか判らず、特にパイロ
ツト検出誤差があると上記推定に大きな誤りが発
生し、例えば等化器としてトランスパーサル形フ
イルタを適用し周波数特性の等化を行う場合、ま
ず伝送路歪の逆特性をフーリエ級数展開し、次に
得られた各係数を用いてトランスパーサルフイル
タのタツプ重みを制御することにより伝送路歪の
逆特性を有する等化器を構成する。しかしパイロ
ツト法により伝送路歪特性を検出する場合は周波
数軸上の離散点における情報しか得ることができ
ず、フーリエ係数の高次の部分、即ち周波数軸上
の細いリツプル歪に対する情報が欠落するため細
いリツプルまで考慮した十分な等化を行うことは
不可能である。また前述の選択性フエージング自
動等化器に関してはその誤つた落ち込み周波数の
推定値に等化器の共振周波数を合致させた場合大
きな等化誤差が生じるという欠点があつた。

この発明はこれらの欠点を解決するためパイロ
ツト信号を用いることなく受信された信号スペク
トラムの周波数特性を検出することにより、伝送
路の振幅変化を検出でき正しい自動等化を可能と
するデイジタル信号伝送方式のフエージング補償
方法を提供するものである。

この発明によれば本来伝送すべき信号としてデ
イジタル変調信号が用いられ、このデイジタル変
調信号は送信側でスクランブルされてスペクトラ
ムが分散される。例えばデイジタル変調信号は擬
似ランダム符号によりスクランブルされ原デイジ
タル信号の符号列の違いによるスペクトラムの時
間的変動が減らされる。このスクランブル操作が
施された信号のスペクトラムは適当な時間の積分
値で観測すれば、一般にその包絡線は（sinεT／
２）／（ωT／２）の形となり、受信側ではこの
形に伝送路の伝送特性（フイルタ系を含む）が重
畳した形となる。特にフイルタ効果による波形歪
をなくすために用いられるナイキスト伝送系では
スペクトラム分布は第３図に示すように帯域内の
大部分でほぼ平坦となり、したがつて伝送路で発
生する振幅変動に比例して受信されたスペクトラ
ムが変動することになる。

この点を利用してこの発明では送信側ではデイ
ジタル信号をスクランプルして伝送し、受信側で
は受信信号のスペクトラムの周波数特性を検出し
て伝送路の振幅変動を検出する。この検出情報で
等化器を駆動する。振幅変動を受けない状態にお
けるスペクトラムが帯域内で平坦でない場合にお
いてはその特性は予め知られているため各周波数
におけるスペクトラムレベルで基準化するように
予め補正機能を設けておくことにより伝送路の変
動分の検出を容易に行うことができる。

この発明によるデイジタル信号伝送方式のフエ
ージング補償方法の一構成例を第４図に示す。信
号入力端子１１から入つたデイジタル信号はスク
ランブル回路１２でランダムパルス列に変換され
た後、即ちスクランブルされた後送信機１３内の
変調器を駆動し変調波となりその後所要のレベル
まで増幅され、必要に応じて周波数変換を受けて
無線伝搬路１４に送出される。伝搬路１４に送出
された信号は伝搬路１４においてフエージングに
より伝送特性に変動を受け受信機１５に到達す
る。

受信機１５では受信した信号を必要に応じて周
波数変換を行つた後所要のレベルにまで増幅す
る。受信機１５の出力は可変共振形等化回路１６
へ供給される。等化回路１６は伝搬路１４の伝送
特性の逆の特性が発生され伝搬路１４で発生した
伝送歪を相殺する。その特性は等化器制御回路１
７により制御されている。等化回路１６の出力信
号は電力分配器１８により本来の信号出力端子１
９と信号スペクトラム特性検出回路２１とに分岐
される。

信号スペクトラム特性検出回路２１は分岐され
た信号の各周波数における信号スペクトラムのレ
ベルを例えば周波数を掃引しながら検出する。こ
の検出された信号と基準スペクトラムレベル記憶
装置２２に予め記憶されている基準スペクトラム
レベルとを振幅特性検出装置２３において比較す
ることにより、伝搬路で生じたフエージングの落
ち込み点fo、及び伝搬路１４の振幅特性を求め
る。振幅特性検出装置２３で検出されたこれらの
情報が等価器制御回路１７に入力される。該等価
器制御回路１７はフエージングの落ち込み点foの
点で等価回路１６の利得が最大になるように制御
電圧を変化させる。

この動作によつて、フエージング落ち込み点fo
における利得減少を瞬時に補償することができ
る。

この状態では全帯域における等価はなされてい
ないので、その後、信号スペクトラム特性検出回
路２１により全帯域を掃引し、電力分配器１８の
出力をみながらフエードバツク制御によつて利得
偏差が減るように等価器制御回路１７からの制御
信号によつて逐次共振器の先鋭度Ｑを制御するこ
とにより、全帯域において等価された出力を得る
ことができる。この実施例では基準スペクトラム
レベル記憶装置２２と振幅特性検出装置２３及び
等化器制御回路１７は機能を判り易くするため分
離して示したが、実際にはこれらは等化器制御回
路１７の機能の一部として含まれ信号処理の演算
時に複合して処理されることもある。

第５図に掃引形信号スペクトラム特性検出回路
２１の各種具体例を示す。同図Ａは中心周波数可
変狭帯減フイルタ２４に信号を入力し、その出力
を交流増幅器２５で増幅し検波器２６で検波し、
更に低域通過フイルタ２７を通し直流増幅器２８
で増幅される。周波数掃引は狭帯域フイルタ２４
の中心周波数を変化させることにより実現され
る。このためにはフイルタ２４の構成素子の一部
に可変容量ダイオード等を用いその容量を制御す
ればよい。

第５図Ｂでは入力信号は周波数変換器２９にお
いて局部発振器３１からの局部信号により周波数
変換され、その出力は狭帯域フイルタ３２により
取出されて交流増幅器２５へ供給される。その後
の構成は第５図Ａの場合と同一である。局部発振
器３１の発振周波数を例えば可変容量ダイオード
の容量を変化させることにより掃引して検出周波
数を掃引する。

第５図Ｃは入力信号を周波数変換器２９で局部
発振器３３の局部信号により周波数変換し低域通
過フイルタ２７へ供給する。この例では周波数変
換器２９を一種の同期検波器として作用させた場
合であり、第５図Ｂとは異なる周波数の局部発振
器３３が用いられ、その発振周波数を掃引するこ
とにより検出周波数を掃引する。

第５図の狭帯域フイルタ２４又は３２の通過帯
域幅と、低域通過フイルタ２７の通過帯域幅は本
来伝送すべき信号がもつ時間変動成分には応答せ
ず、伝搬路１４で発生する伝送特性の変動は十分
検出できるように伝送される信号の特性、伝搬路
の変動速度や周波数特性の急峻さ等を考慮して最
適値が決められる。

第４図において等化回路１６の制御は次のよう
にして行われる。掃引して検出した回路２１から
の信号スペクトラム特性と予め記憶されている記
憶装置２２からの基準スペクトラム特性とを比較
して伝搬路１４に起因する周波数特性を算出し所
要帯域内に周波数特性の落ち込み点が存在する場
合にはこの落ち込み周波数を検出し、この周波数
に等化回路１６の共振周波数foを合致させ、その
後は他の周波数における基準との偏差が正の場合
は等化回路１６のＱを増加させ、負の場合は減少
させるように制御すれば等化出力の周波数特性を
平坦にすることができる。

従来特定周波数のみにより伝送路の周波数特性
を推定し落ち込み周波数を推定で求めていたが、
この発明によれば所要の帯域内の全周波数レベル
を検出しているため正確に落ち込み周波数が検出
でき、したがつて等化残差発生の最大の原因であ
つた落ち込み周波数と等化回路の共振周波数との
ずれを著しく減少させることができ、等化残差も
著しく減少させることができる。

以上述べたようにこの発明によるデイジタル信
号伝送方式によれば本来伝送される信号そのもの
のスペクトラムを使用して伝送路で発生した伝送
歪を検出することができるため、送信機側に従来
必要であつたパイロツト信号挿入装置のような付
加装置を使用せず通常用いられるスクランプル操
作を施し、受信側に掃引形信号スペクトラム検出
装置を用いるだけで所要帯域内の伝送路における
周波数特性を正確に把握できる。このため等化回
路を正しく制御することが可能となり、等化誤差
を著しく減少させることが可能となる利点があ
る。即ちパイロツト法では特定の周波数における
歪成分しか検出されなかつたものが、この発明方
式においては所要帯域の全周波数における歪成分
を検出することが可能となり、パイロツトを用い
ずして無限本のパイロツトを用いる伝送方式と等
価な歪検出ができるという特徴がある。しかも送
信スペクトラムが変更されないため他方式に干渉
等を及ぼすおそれも全くなく既存の通信設備に極
めて容易に付加できるという特徴があり、かつ特
定のパイロツトを挿入しないため周波数スペクト
ラムの利用率が全く低下しないという利点もあ
る。

また従来においては落込み周波数を検出して補
償するものでなく、落込み周波数成分と選択度成
分とに対し交互にフイードバツク制御を行うため
安定化するのに時間が掛つた。しかしこの発明で
は落込み周波数を検出し、これにより共振周波数
を制御し、その後レベル偏差を検出し、これによ
り選択度をフイードバツク制御するものであり、
正しい等化状態に急速に収斂する。

【図面の簡単な説明】

第１図は伝搬路で生じる周波数特性の例を示す
曲線図、第２図は等化回路の等化特性の例を示す
曲線図、第３図はスクランブル操作を受けたデイ
ジタル符号変調信号をナイキスト伝送系を通した
ときのスペクトラムの一例を示す曲線図、第４図
はこの発明によるフエージング補償方法の一実施
例を示すブロツク図、第５図は掃引形信号スペク
トラム特性検出回路の具体例を示すブロツク図で
ある。 １１：入力端子、１２：スクランブル回路、１
３：送信機、１４：伝搬路、１５：受信機、１
６：等化回路、１７：等化器制御回路、１８：電
力分配器、１９：出力端子、２１：掃引形信号ス
ペクトラム検出回路、２２：基準スペクトラムレ
ベル記憶回路、２３：振幅特性検出回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 送信機側でデイジタル信号を無線伝搬路へ送
   信し、受信機側でその無線伝搬路で受けたフエー
   ジングを可変共振形等化器で補償するデイジタル
   信号無線伝送方式において、上記送信機側でデイ
   ジタル信号にスクランブルを施して伝搬路へ送出
   し、上記受信機側で受信した信号スペクトラムの
   レベルを中心周波数が所要帯域の一端から他端ま
   で連続的に自動掃引する狭帯域信号レベル検出器
   で検出して受信スペクトラムの周波数特性を検出
   し、この周波数特性と予め記憶しておいた基準ス
   ペクトラムとの差を求めることにより、フエージ
   ング落込み周波数を検出し、 この検出周波数と等しい可変共振形等化器の共
   振周波数を与える制御電圧を発生させて瞬時に一
   回の操作で可変共振形等化器の共振周波数を設定
   し、その後各周波数における上記基準スペクトラ
   ムからのレベル偏差から伝送歪が減少するように
   上記可変共振形等化器の選択度をフイードバツク
   制御することを特徴とするフエージング補償方
   法。