KR870000629B1 - 장거리 통신 시스템의 송수신기에 포함되는 유한 임펄스응답형 평형용 여파기 - Google Patents

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내용 없음.

Description

장거리 통신 시스템의 송수신기에 포함되는 유한 임펄스응답형 평형용 여파기

제1도는 데이타(data)의 동시 송수통신을 할 수 있는 송수신기의 구성도.

제2도는 제1도에 도시된 송수신기의 부속품인 본 발명에 따른 평형용 여파기(Balance Filter)의 상세한 구성도.

제3도는 제2도에 도시된 평형용 여파기의 부분 상세도.

제4도는 제1도에 도시된 송수신기에 대한 임펄스 응답도.

본 발명은 데이타의 동시 송수신을 할 수 있는 장거리 통신 시스템에 포함된 평형 여파기에 관한 것이다.

즉, 송신측에서 하이브리드(hybrid) 결합기를 거쳐 수신측에 전달되는 반향신호를 방지하기 위한 반향상쇄기 안에 포함된 여파기이다. 반향의 적절한 방지법 및 그 장치에 대하여는 스웨덴 특허 제8106444-6에 발표되었다.

본 발명에 따른 장치는 제1도에 도시하였으며, 데이타 시퀀스(b_n)과 (a_n)는 한쌍의 도선을 통해 각각 상대국으로 전송 및 상대국으로부터 전송된다. 당소측 수_n

평형용 여파기는 유한 임펄스 응답형으로 되어 있다.

상기 여파기의 출력은 아래 식으로 표시된다.

여파기의 매개변수는 다음 벡터(vector)로 표시된다.

또한 여파기의 입력신호도 다음 벡터로 표시된다.

상기한 입력신호를 서로 상관시켜 보정기(KB)는 여파기 매개변수를 계산한다.

즉,

이때

는 시간(KT)에서 여파기 매개변수 벡터이고,

는 보정벡터이다.

유한 임펄스 응답 여파기는 벡터 곱을 계산한다.

상기 식에서 매개변수의 갯수는 N이다. 유한 임펄스 응답형 여파기의 또 다른 이용방법은 표순람(table look up)을 활용하는 것이다. 모든 가능한 출력신호는 기억소자에 저장되어 있다. 따라서 표순람은 기억된 데이타의 번지(address)를 수록한 표라 할 수 있다.

발췌한 각 입력신호(X_n)를 불연속선인 레벨(level)(L)로 가정하면 가능한 출력신호의 총수는 M=L^N이 된다. 기억소자를 쉽게 다루기 위해서는 L와 N이 비교적 작아야 한다. 특히 2진화 데이타 전송(L=2)에서 관심을 두게 된다. N개의 성분을 갖고 있는 여파기 입력신호 벡터

는 기억소자에서 여파기 매개변수(c_j)를 정확히 표출하도록 기억된 주소(Memory address)의 번지(j)를 결정한다.

벡터 계산에서 보정 벡터는 다음 식으로 된다.

즉, 모든 매개변수는 동시에 새롭게 된다.

표순람에 의한 보정 벡터는 다음 식으로 된다.

즉, 단 하나의 매개변수만이 각 보정에서 새롭게 된다. 상기 식에 표시한 바와 같이 N이 커지면(기억소자의 크기는 지수함수적으로 n에 따라 증가함) 테이블(table) 여파기는 큰 기억용량을 필요로 한다. 실제로는 N이 비교적 큰 값을 갖기 때문에 테이블 여파기는 적합하지 않다.

제1도에 도시되지 않은 다른 부분들과 마찬가지로 송수신기에서 송신기(S)와 결합기(G) 및 저역통과 여파기(LP)는 비선형성을 갖고 있다. 상대국으로부터 결합기(G)로 전송되는 신호(w(t))는 비교적 약하다. 한편 송신기(S)로부터 결합기로 누설되는 신호(h(t))는, 적어도 송수신기의 초기 즉, 반향상쇄 작용전에는 상대적으로 강하다. 실제로 신호(h(t))는 신호(w(t))보다 약 100배나 더 크다. 신호(h(t))는 비선형성 신호경로를 지나므로 전송될 데이타(b_k)로부터의 성분들은 신호(h(t))내부에 발생되고, 선형 평형용 여파기는 정상적으로 보상할 수 없다.

누설신호(h(t))는 상대국으로부터 전송된 신호(s(t))보다 크게되므로 비선형성분이 보상되지 않으면 반향상쇄에 의하여 소수의 비선형성분이 개통을 교란하게 된다. 본 발명에 따라 평형용 여파기의 총 여파기 길이(N)는 2부분 또는 더 많은 부분으로 나뉘어 N=N₁+N₂가 되며, 가장 큰 방향신호 값과 가장 큰 비선형성분을 보상하는 여파기의 부분은 비교적 짧은 길이의 여파기가 되고 표순람은 여파기의 이 부분에 사용된다. 남은 부분(N₂)은 표순람을 이용하거나 벡터 곱을 하여 처리된다.₁

본 발명은 현재 실사용되는 장거리 통신 시스템의 송수신 선로에 나타나는 비선형성분을 보상하도록 되어 적절한 반향상쇄가 이루어지도록 송수신기에 포함된 평형용 여파기를 만드는 것에 그 목적이 있다. 본 발명에 따른 여파기의 장점은 누설신호의 비선형 성분을 보상할 뿐만 아니라 작은 기억용량 및 짧은 수렴시간을 이룰 수 있는데도 그 장점이 있다.

본 발명을 도면에 따라 설명하면 다음과 같다. 제1도에 도시된 평형용 여파기(B)의 새로운 기능은 제2도의 구성도에 도시되어 있다.

데이타(b_k)를 전송하는 송신기(S)의 입력은 평형용 여파기(B)에 포함된 일차 지연회로(T₁)에 연결된다. 제2도에 도시한 바와 같이 평형용 여파기는 2군의 지연회로(Ⅰ과 Ⅱ)로 구성되어 있다. 제1군은 지연회로 2개(T₁, T₂)를 포함하고 제2군은 3개의 지연회로(T₃, T₄, T₅)를 포함한다. 따라서 군의 수만큼 지연회로수를 늘릴 수 있다. 각 지연회로(T₁-T₅)는 전송된 데이타 속도에 따라 시간(T)만큼 전송될 값(b_k,,b_k-1,…)들을 지연시킨다.

제1군에는 번지기(AE1)가 포함되어 있고, 제2도에 3개의 입력을 도시한 바와 같이 각 지연회로 (T₁, T₂, T₃)의 입력과 번지기(AE1)의 입력은 상호 연결되어 있으_{j 1}

제1군은 표순람을 이용하며 수(N₁)는 이 경우에 3이 된다. 값(b_k, b_k-1, b_k-2)들은 번지기(AE1)에 입력되며, 이 값들에 반응하여 주어진 번지가 형성된다. 이렇게 성형된 번지는 기억소자(M₁)에서 주어진 계수(c_k)를 추출하여 기억소자의 출력으로 내보낸다. 제2군도 제1군과 마찬가지로 표순람을 이용한다. 제1군에서와 동일한 방법으로 값(b_k-3, b_k-4, b_k-5)들에 반응하여 번지기(AE2)로부터 형성된 번지는 기억소자(M₂)에 주어진 계수(c_j)를 추출한다. 이 경우에 수(N)는 6이 된다.

제1군의 출력계수(c_k)와 제2군의 출력계수(c_j)는 둘다 가산회로(A₂)에 인입된다. 이 회로의 출력은 디지탈 아날로그(digital-to-analogue) 변환기를 거쳐 디지탈 합인 c_k+ c_j를 아날로그 신호(y(t))로 변환된다. 이 신호가 수신측에 들어오는 상대국 신호(w(t))와 누설신호(h(t))의 보정신호가 된다. 보정을 하기 위해서는 (y(t))=(h(t))가 성립되어야 한다. 제2도에는 6개의 데이타에 관한 평형용 여파기에 대하여 도시하였으며 신호(y(t))는 신호(h(t))의 근사값이 된다. 그 뒤에 오는 신호(b_k-6, b_k-7,…)들은 실제로 무시할 수 있으며, 따라서 신호(y(t))는 누설신호(h(t))의 충분한 근사값이 된다.

제1도에 도시한 바와 같이 가산회로(A₁)의 출력은 발췌회로(SH)에 연결되었_{k k k n}

두 신호(r_k,b_k)는 평형용 여파기에 의하여 보정 평형이 이루어지는 동안 상호 관련을 맺으면 안된다. 두개의 보정기(KB1)과 (KB2)는 병렬로 동작하며 발췌회로(SH)와 검출기(D) 사이에 연결되어 있다. 이들은 동일한 기능을 수행하며 스웨덴 특허 제8106444-6에 나타나 있다.

또한 두 개의 보정기의 입력은 전송기(S)의 입력과 연결되어 있으므로 데이타(b_k)를 수신하게 된다. 또한 보정기(KB1)의 출력은 기억소자(M₁)에 연결되어 있고 보정기(KB2)의 출력은 기억소자(M₂)에 연결되어 이 소자들에 보정신호를 보내게 된다. 각 기억소자들(M₁,M₂)의 출력의 일부는 보정기(KB1,KB2)의 입력으로 각각 보정될 계수(c_j,c_k)를 인입시킨다.

두개의 보정기(KB1,KB2)중에서 발췌회로(SH)로부터 값(r_k)에 대하여 상호 관련이 발생된다. 값(r_k)와 값(b_k) 사이에 상호 관련이 발생되면 분명한 보정신호가 계주(c_j,c_k)에 더해져 새로운 계수(c_j+1,c_k+1)가 기억소자(M₁,M₂)에 공급된다. 상호 관련이 더이상 되지 않는 경우에 이것은 신호(r_k)와 신호(b_k)는 상호 독립적이며 누설

데이타 값(b_k, b_k-1, b_k-2: KB1, b_k-3, b_k-4, b_k-5: KB2)에 의하여 추출되며 보정되어질 계수(c_j,c_k)에 의하여 보정기(KB1,KB2)에서 상호 관련이 수행되고, 스웨덴 특허 제8106444-6에 나타난 것과 같아 값(r_k)에 반응하여 추출된 계수의 보정이 이루어진다. 제2도에 도시한 제2군은 표순람을 수행하고 제3도에 도시된 디지탈 여파기로 대치되어 벡터 곱을 수행할 수 있다.

N₂가 클때는 적합하며 따라서 기억소자(M₂)에 저장될 2진화 값(0과 1)들을 많이 필요로 한다. 제3도에 도시된 여파기는 지연회로(T₃, T₄, T₅)로 구성되어 있고 지연회로(T₃, T₄, T₅)의 입력은 지연회로(T₅)의 출력과 함께 각각 조정 가능한 배율기(MP₁-MP₄)를 거쳐 가산회로(A₃)의 입력에 연결된다. 제2도에 도시한 바와 같이 가산회로(A₃)의 출력은 가산회로(A₂)에 연결되어 있다. 배율기(MP₁-MP₃)를 이용하여 지연된 값(b_k-3-b_k-5)들을 계수(c₁,c₂,c₃)와 곱하여,

가 되고 이것은 디지탈 여파기의 가력신호 되며, 제2도에 도시된 기억소자(M₂)의 출력신호와 일치한다. 제2도에 도시된 기억소자(M₂)에서 계수들을 새롭게 하는 것과_{3 1 4}

이 경우에 보정기(KB1,KB2)에서 주어진 발췌간격에 걸쳐 값(b_k)와 값(r_k)의 곱을 더하는 상호 관련이 수행되며 그 식은 아래와 같다.

송수신 부분에서의 비선형성인 문제들을 설명하는 제4도는 전송기(S), 하이브리드 결합기(G), 저역통과 여파기(LP)를 거쳐 송신측에서 수신측으로, 그리고 송신측에 발생하는 임펄스의 임펄스 응답(g(t))를 도시하고 있다. 이때 누설신호(h(t))는 아래 식으로 표시된다.

(단, N개의 데이타 : 신호경로인 전송기, 하이브리드 결합기, 저역통과 여파기가 선형적인 경우)

데이타는 성분(b_k-1·g₂, b_k-2·g₂, 등등)을 발생하게 된다. 신호경로가 비선형적이면

h(t)=f(b_k, b_k-1, b_k-2,…g₁,g₂,g₃,…)

가 된다.

신호(h(k))는 비선형적인 부분과 선형적인 부분의 합으로 표시할 수 있다.

h(k)=f₁(b_k, b_k-1, b_k-2, g₁,g₂,g₃)+b_k-3·g₄+b_k-4·g₅+…b_k-N·g_N

본 발명의 개념은 아래와 같다.

평형용 여파기는 제1군과 제2군으로 나뉘며, 제1군은 표순람을 이용하고, 제2군은 표순람을 이용하거나 벡터 곱을 수행한다.

제1군은 표순람에 의하여 비선형 함수

f₁(b_k, b_k-1, b_k-2, g₁g₂g₃)

를 따르는 여파기로 구성되어 있고, 제2군은 선형함수

b_k-3·g₄+b_k-4·g₅+…

를 따르는 유한 임펄스 응답형 트랜스버설(transversal) 여파기로 구성되어 있다.

제2도에 도시된 바와 같이 제2군은 역시 표순람을 이용하는 여파기로 구성되어 있다. 표순람에서 제1군(또는 제2군) 여파기의 출력신호는 선형적인 관계를 유지할 필요가 없으므로 신호(h(t))의 비선형 부분은 평형용 여파기에 따르게 된다.

평형용 여파기를 2부분(또는 그 이상)으로 나눌 경우의 장점은 기억소자(M₁, M₂)에서 여파기 계수(c_k,c_j)를 더욱 빠르게 새로운 값으로 바꿀 수 있는 점이다. 평형용 여파기가 단지 1개의 기억소자로 구성되어 있으면 저장되는 N개의 계수는 복수레벨을 갖게 된다.

즉, L=2 레벨.

저장되어야 하는 가능한 값들의 수는 2^N이 된다.

N=6인 경우에 기억소자는 2⁶=64개의 2진 값들을 저장해야 한다. 한편 본 발명에서 제안한 방법에 따르면 기억 능력은 2개의 기억소자로 나뉘게 되어 기억소자(M₁)은 N₁=3을 저장하고 기억소자(M₂)는 N₂=3의 계수를 저장하게 된다. 즉, 기억소자(M₁)는 2³=8을 저장하고 기억소자(M₂)는 2³=8의 다른 2진값들을 저장한다. 이 두 소자들은 병렬로 작용하므로 각 소자가 새로운 값으로 변화되는 평균시간은 1개의 기억소자를 사용한 경우의 8/64=1/8로 줄어든다.

본 발명을 간단히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 1쌍의 도선으로 디지탈 정보를 동시 송수통신하는 장거리통신 시스템에서 반향의 적절한 감쇄를 이루어 당소측 송신데이타가 당소측 수신데이타를 교환하지 않도록 하는 유한임펄스 응답형 평형용 여파기이다.

상기 여파기는 링크(Link)의 총수(N)가 최소한 2개의 군으로 형성되도록 하였으며, 상기한 제1군에서는 여파기 링크로부터 번지를 지적할 수 있는 하나의 기억소자(M₁)를 포함하고, 보정기(KB1)으로 보정값을 상기한 기억소자로부터 인입 또는 추출하며, 여파기 매개변수들을 보정하기 위하여 신호를 보낸다. 기억소자(M₁)는 역시 가산회로(A₂)에 신호를 인입시키고 가산회로에는 제2군으로부터 신호를 받으

두번째 보정기(KB2)는 상기한 제2군의 여파기 매개변수를 보정한다. 가산회로(A₂)의 출력신호는 아날로그 신호로 변화되고 상대국으로부터 전송된 신호에 더해지며, 지역전송기에 전송되어 반향신호에 있는 비선형성분을 보상하게 된다.

Claims (3)

1. 한쌍의 도선으로 디지탈 정보를 동시 송수신하도록 된 장거리 통신 시스템의 송수신기에 포함되어진 다수의 지연링크를 가진 평형용 여파기로서 출력신호(yk)가 발췌시간(k=1,2,…)에서 당소 송신측에서 수신측으로 흐르는 누설신호와 동일해지도록 하여 여파기 매개변수(c_j)를 보정하는 최소한 하나의 보정기(KB1)가 필요하고 여파기에 있는 지연링크(T₁,T₂,…)의 총수는 최소한 2개의 군으로 분리되어 제1군에(N₁) 제2군에(N₂)를 구성하며, 번지기(AE₁)가 제1군의 링크에 연결되어 데이타(b_k, k=1,2,…N₁)에 의하여 번지를 형성하고, 번지기(AE₁)에 연결되는 기억소자(M₁)와 상기한 기억소자는 다수의 출력신호의 값들을 저장하며 상기한 출력신호는 여파기 매개변수를 형성하고 번지기에 의하여 추출되며 상기한 보정기에 의하여 새롭게 변화되도록 배열되어지는 유한 임펄스 응답형 평형용 여파기.
2. 제1항에 있어서, N₂개의 지연링크로 형성되는 제2군은 번지기(AE₂)에 연결되어 N₁개의 여파기로 인입된 후 N₂=N-N₁개의 전송될 데이타(b_k, k=N₁+1,…,N)에 따라서 번지를 형성하며, 상기한 번지기(AE₂)에 연결되는 기억소자(M₂)와 상기한, 기억소자(M₂)에 기억된 데이타(매개변수)는 번지기(AE₂)에 따라서 추출되며 여파기의 매₂
3. 제1항에 있어서, 기억소자에 저장된 계수(c_j)에 의하여 여파기 군으로 인입되는 값(b_k)을 벡터 곱하는 트랜스버설 여파기의 일부를 구성하는 제2군의 지연링크로 이루어진 평형용 여파기.

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