WO1990016117A1

WO1990016117A1 - Systeme d'elimination des deteriorations de signaux de circuits

Info

Publication number: WO1990016117A1
Application number: PCT/JP1990/000735
Authority: WO
Inventors: Takashi Kaku; Hiroki Kishimoto; Kyoko Hirao
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1990-06-06
Publication date: 1990-12-27
Also published as: EP0621712A3; EP0433458A4; EP0621712A2; EP0433458A1; EP0621712B1; DE69018211D1; CA2028820C; EP0433458B1; DE69018211T2; CA2028820A1; US5189684A

Description

明細書

発明の名称

回線信号劣化除去方式

技術分野.

本発明は、回線劣化要因を検出してキャンセルす

るデータモデムに関し、特に位相ジッタ要因を効果

的に除去するデータモデムに採用される回線信号劣

化除去方式に関する。

背景技術

近年、音声周波数に伝送带域を持つ電話回線を使

用してデータ伝送が普及している。こうしたデータ

伝送のシステムには、通常送信側及び受信側に変調

器及び復調器を備えた所謂モデムが設けられ、モデ

ム間の回線で生ずる様々な回線劣化要因を送信側及

び受信側のこれらのモデム内で除ましている。 ¹ 特に、近年、変調方式として、多相位相変調の導

入によりデータ伝送速度の高速化が図られてきてい

る為、回線上で受ける符号間干渉、変復調用のキヤ

リア周波数差等で生ずる周波数オフセット、電源変

動等で生ずる位相ジッタ等、伝送される信号の位相

に係わる多くの種類の信号劣化を精度良く等化する

ことが望まれてきている。

従来、使用周波数帯域 0. 3 〜 3. 4 kH z の電話回線

を使用した場合、問題となる劣化要因は主に次のも

のがあることが知られている。 ① 符号間干渉

② 位相エラ一、及び周波数オフセット

③ 位相ジッタ

こうした、劣化要因となる特性の等化の為、従来第 1 1図に示す構成で受信側において信号の劣化を補償していた。

第 1 1図は従来の受信側モデム内のアルゴリズムの構成図である。尚、こうした構成は、デジタル信号処理 L S I や、マイクロプロセッサ等を使用して、プログラムにより実行される。

同図において、 1 0 は自動等化器（ A E CI ) であり、例えば、トランスバーサル型フィルタにより構成される。自動等化器 1 0 は、伝送画線から受信され、復調後のベースバンド信号、又は、復調前のパスパンドの信号が、複素数平面上の信号点の座標データ（べクトルデータ）として入力される。この入力信号から、回線の劣化要因①である符号間干渉成文を除去した等化出力を出力する。

等化器 1 0 の後段には、キヤリァ自動位相制御回路（ C A P C ) 及び硬判定回路を含むキャリァ位相制御部が設けられる。 C A P C 1 2 は、等化器 1 0 の等化出力に舍まれる周波数オフセッ卜、及び位相エラーを、 2次系積分演箕等を用いて予測するものである。

C A P Cの出力は、等化器 1 0 の等化出力及び、等化器 1 0 への帰還信号にそれぞれべクトル乗算及び、その共役ベクトル *が乗算記号で示される位置で乗箕される。自動等化器 1 0 の出力への乗箕は、位相回転の停止、即ち復調を意味し、逆に自動等化器 1 0への帰還信号への乗箕は、位相面転の付加、即ち変調を意味する。キャリア周波数オフセットがこの構成により除去される原理としては、自動等化器 1 0 の出力の位相が、キャリア周波数オフセットの影響で一定の角速度で回転するが、 C A P C 1 2 の出力を乗箕することでこの画転を停止することができるという原理によっている。

キャリア自動位相制御回路 1 2 には、硬判定回路 2 6 による硬判定点と受信点との位相差で与えられる硬判定エラーが入力される。 C A P C 1 2 は、この硬判定エラーに基づいて等化器 1 0 の出力に含まれる周波数オフセツト及び位相ェラ一成分を計算する。この計算結果は等化器出力に乗箕される。この構成は硬判定面路 2 6 の判定出力から得られた硬判定エラ一を使用していることから、硬判定エラーフイードバック方式として知られている。

キャリア位相制御部に続いて、予測フィルタ回路 1 4 を舍む位相ジッタ除丟部が設けられる。

予測フィルタ回路 1 4 は内蔵した予測フィルタにより位相ジッタ成分を予測する。この出力は、乗箕記号の部分でキャリア位相制御部の出力値に乗算され位相ジッタ成分をキヤリァ位相制御部の出力から除去する。

この様に符号間干渉、周波数オフセット及び位相エラ一、更に位相ジッタの各回線劣化要因が除去され、除去された受信点情報は最終的に軟判定回路、又は硬判定回路 1 6 に与えられる。軟判定画路は入力された値を基に、公知のビタビ復号化により受信信号がとるべき最も尤もらしい信号点を判定する。

又、硬判定の場合には、先の硬判定の場合も同様0 であるが、各複素空間に割り当てた領域対応に割り当てた信号点を、各領域の値に対応して格納したテ一ブルを使用して判定する。

この軟判定回路又は硬判定回路 1 6 の判定点と入力受信点との誤差で与ええられる判定エラーは予測 δ フィルタ回路 1 4 に正規化出力として帰還され、予測フィルタ回路 1 4 の最適化制御が行われる。又、このエラーは、 2つの乗算器を経て自動等化器 1 0 へも帰還される。

この様な従来のシステムにあっては、伝送画線の 0 信号劣化要因である、符号間干渉を自動等化器 1 0 により、周波数ォフセットと位相エラーをキャリア位相制御部、位相ジッタを位相ジッタ除去部で除去するようにしている。

しかしながら、位相変調を施した信号て 'データを δ 伝送する伝送回線の伝送速度が高速となると、非常に近似する位相であっても各々の信号が持つデータが異なることになるので、信号位相の極めて正確なる復調が要求される。

従来のモデムの場合は、伝送速度が低い為位相に関して極めて精度の高い復調、補正を必要としないが、高速な伝送速度の復調に適用すると、信号劣化要因の除去が完全とならず、位相誤りが多いという欠点を持っている。

又、伝送速度が高い場合、畳込み符号化、即ち、ビタビ符号化や、多次元トレリス符号化等の最尤符号化手法で誤りを自動補正できる様にすことにより、復調時に信号位相の精度を上げる必要性を無くする試みもなされている。しかしながら、この方法も、本質的に受信信号の位相補正を完全に行う為のものではなく、補正のパフォーマンスとしては必ずしも良いものではない。

又、上記した従来の構成において、硬判定エラーのフィードバックによる C A P C 1 2 の制御にあつては、ループ内遅延量を零とできる硬判定回路を使用すれば位相エラーの変動に対して高い追従性が得られる点で好ましい。

しかしながら、高い追従性を得れば得る程、 C A P C 1 2 の雑音帯域は広がり、 S 特性も劣化するという問題がある。

従って、追従力を低下させ S / N特性を向上させることが望ましいが、この場合には、後段の予測フィルタ 1 4 に大きな食担がかかり望ましくない。この為、両者の中間点を探り、 S / N特性の最適化を図っていた。

しかも、本発明者等がこうした構成で、各種の係数を最適化したとしても、位相に誤りを持ち、精度の高い補正が出来ないことを見出した。

従って本発明の目的は、位相補正の精度を、受信信号の位相補正を行う構成によって、高精度化する方法及びその装置を提供するにある。

又、本発明の他の目的は、自動等化器を有する画線信号劣化補正装置で、且つ、先行して自動等化器の等化による位相ジッタ干渉を取り除いた後、精度良く信号判定を行うことができる方法及び装置を提供することにある。

また本発明の他の目的は、位相ジツタの除去を完全に行い得る方法及び装置を提供するにある。

更に、本発明の他の目的は、位相ジッタの除去とともに、周波数オフセット及び位相エラーの除去機能を向上して S Z Nを図ることが出来る方法及びその装置を提供するにある。

更に本発明の他の目的は、ビタビ符号化、多次元トレリス符号化システム等の最尤符号化伝送システムにも適用でき、高い位相精度でデータの判定ができるデータモデムを提供することに有る。発明の開示

本発明者等は、補正されない成分の解析の結果、自動等化器はトランスバーサル型フィルタで構成されており、各信号は符号間干渉を補正する為に将来から過去に渡ってタップをシフ卜されてゆくが、複数の受信信号の一つに舍まれる位相ジッタ成分は、その成分がタップに存在する期間に渡って出力信号に影響する為に、補正され得ない成分が生じていることを解明した。

従って、符号間干渉補正時に位相ジッタが受ける影響を、予測フィルタを使用した位相ジッタ除去の前に所定の除去回路で除去、乃至は抑圧すれば位相ジッタを確実に補正可能となる。

又、本発明では、 C A P Cの動作を安定させる為に C A P Cの応答時定数を大きくする。これにより、低周波数の位相ジッタに対する追従性が低下する。この位相ジッタは前述した予測フィルタで予測して除ますることになるが、予測フィルタはトランスバ一サル型フィルタを使用しており、信号をシフトしてゆくタツプ数が有限であるため、低周波数に対する追従性が極めて低い。しかし、本発明にあっては、予測フィルタの前段に予測フィルタの動作周波数を入力信号に所定の周波数を乗算する周波数シフト手段を設ける。これにより、予測フィルタは高い周波数の信号を取り扱うことができ、低周波の位相ジッタに対しても充分な除去能力を持つ。

図面の簡単な説明

第 1図は本発明の原理説明図である。

. 第 2図は本発明の第一の実施例の原理を示す構成図である。

第 3図は本発明の位相ジッタ干渉キヤンセル機能の配置条件を示す説明図である。

第 4図ば本発明の対象とする回線モデルである。第 5図は本発明で用いる固定等化器の実施例構成0 図である。

第 6図、第 7図はアンコンディションド ( Uncond i t i oned , UC)回線特性の説明図及び等化特性説明図である。

第 8図は本発明の位相ジッタ予測回路の実施例構 δ 成図である。

第 9図は本発明の全体実施例の構成図である。第 1 0図はデジタルシグナルプロセッサで実現した場合の本発明の要部詳細実施例アルゴリズム図である。

0 発明を実施するための最良の形態

第 1図において、自動等化手段 1 0 は、伝送回線の受信信号から復調された複素平面上の信号点情報またはパスバンド信号から符号間干渉成分を除去する。キヤリァ自動位相制御手段 1 2 は自動等化手段 5 1 0 の等化出力に舍まれる位相エラー及び周波数ォフセット成分を除去する。

位相ジッタ除去手段 1 4 は、キヤリァ自動位相制御手段 1 2 の出力に含まれる位相ジッタ成分を除去する。

判定手段 1 6 は、この位相ジッタ除去手段 1 4 の出力に基づき軟判定の場合は送信側で付加した冗長度を利用して最も尤もらしい複素平面上の信号点を判定し、また、硬判定の場合には直接判定するとともに、理想的な受信点と実際の受信点の誤り量を発生する。

本発明の第一の発明においては、これに加え、自動等化手段 1 0、及び、 C A P C 1 2 の後段に位相ジッタ干涉除去手段 1 8が配置される。

又、第二の発明にあっては、位相ジッタ除去手段 1 4 に設けられる位相ジッタ予測フィルタの前後に変調手段と復調手段を、更に、予測フィルタへの帰還信号に対して変調手段が配置される。

位相ジッタ干涉除丟手段 1 8 は、自動等.化手段 10 及び C A P C 1 2 における符号間干渉の為の補正と、周波数オフセッ卜の為の補正によって影響を受けた状態の位相ジッタを受信する。

位相ジッタ干渉除去手段 1 8 は、この受信信号を、固定フィルタ等の、回線特性に近似した特性を持つフィルタにて濾波して、送信信号と位相ジッタのみを増幅及び抽出出力する。位相ジッタ干涉除去手段 1 8 の出力は位相ジッタ除去手段 1 4 に供給される。位相ジッタ除去手段 14 では、増幅された状態の位相ジッタ及び送信信号の合成信号から位相ジッタ成分を除去し、判定手段 16 に供給する。

第二発明では、位相ジッタ除去手段 1 4 は、入力された信号周波数を、所定の周波数まで高めるので、低い周波数で構成される位相ジッタについて高周波数で取扱が可能となり、即ち、位相ジッタが周波数軸上で取扱易い帯域の信号となり、 S / N特性の向上が図れることになる。

〔実施例〕

第 2図は本発明の一実施例を示した実施例構成図である。

第 2図において、 1 0 は自動等化器（ A E Q ) であり、自動等化器 1 0 は伝送回線（電話回線）の受信信号から複素平面上での信号点を復調して得られた受信点座標データに舍まれる符号間干渉を除去する等化補正を行なう。

1 2 はキャリア自動位相制御回路（ C A P C ) であり、自動等化器 1 0 の出力に舍まれる回線劣化要园である位相エラー及び周波数オフセットを除去する。キャリア自動位相制御回路 1 2に続いては本発明で新たに設けた位相ジッタ干涉除去画路 1 8が設けられ、位相ジッタ干涉除去回路 1 8 は第 1 の固定等化器 2 0 により実現される。この位相ジッタ干渉

除丟画路 1 8 の詳細は後の説明で明らかにする。

位相ジッタ干涉除去回路 1 8 に続いては位相ジッ

タ除去回路 1 4 が設けられ、位相ジッタ除ま回路 14 _¾ には位相ジッタ予測回路 2 2、第 1 及び第 2 の固定 , _¾ 等化器 2 4 , 2 6 が設けられ、これらについても後

の説明で明らかにする。

位相ジッタ除去回路 1 4 に続いては判定.回路 1 6

が設けられ、判定回路 1 6 において送信倒で誤り制

御のために行なつたトレリス符号化による冗長 1 ビ

ッ卜の付加に対応した最尤復号、即ちビイタ.ビ復号

により受信信号点に対応する最も尤もらし信号点

を判定して出力する。また、判定回路 1 6 の.判定ェ

ラ一出力（軟判定エラー出力）は位相ジッタ ί余去手

段の位相ジッタ予測回路 2 2 を最適化するため、正

規化出力として帰還されている。ここで、第 2 図の

実施例に示すように、本発明により新たに設けられ

た位相ジッタ干渉除丟回路 1 8 をキヤリァ自勳位相

制御回路 1 2 の後段で且つ位相ジッタ除ま画路 1 4

の前段となる位置に設ける理由を説明する。

第 3図は伝送画線における主な劣化要因としての

符号間干渉、位相エラー * 周波数オフセット、位相

ジッタ干渉及び位相ジッタの各々に対する受信側等

でのキャンセル機能の対応関係を示したもので、更

に右側に劣化要因のキヤンセル機能以前に他の劣化要因がすでにキヤンセルされているか否かの必要性の有無を示している。

この第 3図から明らかなように、本発明により新たに設けられた位相ジッタ干渉キャンセルについては、それ以前に符号間千涉及び位相エラ一♦ 周波数オフセットがキャンセルされていることが望ましく、逆に位相ジツタについてはキヤンセルされていなくても問題がない。一方、位相ジッタをキャンセルする位相ジ 'ンタ除去回路については、それ以前に符号間干涉、位相エラ一 · 周波数オフセット及び位相ジッ夕干渉のそれぞれがキヤンセルされていること力望ましい。

従って、本発明による位相ジッタ干涉除去回路 18 を設ける位置としては、第 2図に示すようにキヤリァ自動位相制御回路 1 2 の後段で且つ位相ジタ除去面路 1 4 の前段となる位置、即ち自動等化器 1 0 で符号間干渉が除去され且つキャリァ自動位相制御回路 1 2で位相エラー及び周波数オフセットが除去された出力を位相ジッタ干渉除去回路 1 8に与えて位相ジッタ干渉成分を除去するようになる。

次に、第 2図の実施例で除去対象となる位相ジッタ干渉の発生要因を考察すると次のようになる。本発明の除去対象となる位相ジッタ干渉は、伝送回線における位相ジッタ要因の挿入点後の通過する伝送回線の特性に依存する。従って、第 2図の位相ジッタ干渉除去のための伝送回線として第 4図に示すような回線モデルを想定する。

この第 4図に示す回線モデルを決定するための必要条件は次のとおりである。

(1) 位相ジッタ exp (j の挿入点 2 8 は 1 箇所とする。

通常伝送面線はマルチリンクを構成することから位相ジッタの揷入点は複数となるが、モデル簡易化のため支配的な劣化を与える位相ジッタの挿入点を 1 箇所と考える。

(2) 位相ジッタ ex p (j θ ) の挿入点 2 8 は送信側、受信側の両方に於ける挿入を考慮できるモデルとする。即ち、実回線の実態及び特性評価を考慮し、両方のキャンセルを対応可能とする。

(3) 位相ジッタ exp (j θ ) の存在しない回線特性はフラットとする。即ち、回線特性 D と回線特性 Cの積 D · C = 1 とする。

このような回線モデル決定のための必要条件を考慮すると、第 4図に示すような代表的な回線のモデルが得られる。

第 4 図において、 Xは送信信号であり、送信信号 Xは画線特性 Dを受けて R信号となり、続いて位相ジッタ挿入点 2 8 により位相ジッタ e x p (j 6 ) を受けて K信号となり、更に回線特性 Cを受けて等化出力信号 Υ となる。次に、第 4図のモデルについて本発明の除去対象となる位相ジッタ干涉成分について考察すると次のようになる。

まず、送信総 Xに回線特性 D .による劣化要因を受けることで R信号が得られ、 R信号は、

R = X · D - - (1) となる。続いて位相ジッタ挿入点 2 8 において位相ジッタ exp (j θ ) による劣化要因を受けて Κ信号となり、この Κ信号は、

Κ = R X exp (j ^ ) --… -· (2) で表わされる。更に K信号は面線特性 Cによる劣化要因を受けることで Y信号となり、 Y信号は、

Y = K · C = R X exp (j ^ ) ' C =等化出力

(3) となる。そこて、前記条件 (3)より D · C = 1 であることから前記第 (3)式を展開すると次のようになる。

Y = R X ex p (j ^ ) ' C

= R - C + R X ex p {) Θ ) · C 一 R · C = X · D · C 十 R { exp (j ) — 1 } · C = X + R { exp (j ^ ) - 1 } · C

(4) この第 (4)式の最終展開項における

R { exp (i θ ) - 1 } · C

は（位相ジッタ）（位相ジッタ干渉成分）を表わしており、位相ジッタの存在する回線においては必ず位相ジッタと位相ジッタ干渉の 2つの劣化要因が存在することになる。

従って位相ジッタ干渉をキャンセルするためには、前記第 (4)式の最終展開項で示さる位相ジッタ干渉成分を計算し、この計算結果によりキャンセルするとな ^ ₀

このような第 4図の回線モデルを対象とした位相ジッタ干渉の考察に基づく第 2図に示した本発明の実施例構成図の詳細を説明する。

第 2図において、位相ジッタ干渉除去回路 1 8 の入力信号としては、符号間干渉及び位相周波数オフセットが除去された自動等化器 1 0及びキャリア自動位相制御回路 1 2からの出力を使用しており、この出力には前記第 (4)式の右辺第 2項に示された（位相ジッタ）十（位相ジッタ干涉成分）のみが含まれている。

位相ジッタ干渉除去回路 1 8 は第 4図に示した位相ジッタ挿入点 2 8以降の回線特性 Cに対する回線等化特性 C - ¹を設定した第 1 の等化器 2 0を備え、キャリア自動位相制御回路 1 2 の出力に回線等化特性 C - ¹による等化補正を施すことで位相ジッタ干渉成分を除去する。即ち、キャリア自動位相制御回路 1 2 の出力は、

X ÷ R { ex_P (j ^ ) - 1 } · C

であることから、この出力を回線等化特性 C ¹により等化補正することで位相ジッタ干涉成分が除去された位相ジッタ成分のみが含まれた

R X e p (j θ )

が得られる。なお、第 1 の等化器 2 0 による位相ジッタ干渉成分の除去において、新たに符号間干渉を発生するが、この第 1 の等化器 2 0で新たに発生した符号間干渉については判定回路 1 6 の前段に必要ならば別途等化器を設けてキヤンセルすればよい。次に、第 1 の等化器 2 0 で位相ジッタ干涉成分が除まされた出力は、次段の位相ジッタ除去回路 1 4 に設けられた位相ジッタ予測回路 2 2 に与えられ、位相ジッタ成分 exp(-j 0 ) が算出される。位相ジッタ予測回路 2 2 の出力 exp(-j e ) は乗算点 3 0 に与えられ、第 1 の等化器 2 0 の出力から位相ジッタ exp(-j 6 ) を除去して Rを求める。乗算点 3 0 に続いては位相ジッタ干涉除去のための第 1 の等化器 20 の設置に伴って第 2 の等化器 2 4 が設けられる。第 2 の等化器 2 4 には第 1 の等化器 2 0 の画線等化特性 C-¹と逆の回線等化特性 Cが設定され、乗算点 30 からの出力 Rに等化特性 Cによる等化補正を施すことで X となる等化出力を得る。

このようにして得られた位相ジッタ除去回路 1 4 からの出力 Xは判定回路 1 6 に与えられ、ビイタビ復号により最も尤もらしい信号点を判定し、この判定点を最終的な受信点として出力し、周知のように判定点の複素平面上における座標位置に対応したビット列にビットマツプ回路（図示せず）を使用して変換する。，

更に、判定回路 1 6からの軟判定エラーは正規化後に位相ジッタ除去回路 1 4 に設けた位相ジッタ予測回路 2 2 に帰還されるが、この判定回路 1 6 からの正規化出力は帰還ループに設けた第 3 の等化器 26 による等化補正を受ける。即ち、第 3 の等化器 2 6 には位相ジッタ干涉除去用の第 1 の等化器 2 0 と同じ回線等化特性 Cが設定されており、判定回路 1 6 からの正規化出力を画線等化特性 C - 'に.より等化補正を施して出力 R として位相ジッタ予測回路 2 2 に帰還することで位相ジッタ予測回路 2 2 の最適化を図っている。

ここで、第 2図に示した第 1 の等化器 2 0 , 第 2 の等化器 2 4及び第 3 の等化器 2 6 にあっては、各等化器の画線等化特性 C Cをアクティブにした場合、位相ジッ夕が存在しない回線において係数解を無限にもつこととなり、システムとしての安定化が困難になる。従って、第 1 , 第 2及び第 3 の等化器 2 0 , 2 4 , 2 6 としては、第 5図に示すようにトランスバーサル型の固定等化器を使用し、固定等化器の計数 C 1 C n としては経験的な見地に立つた固定の定数を設定する。この第 5図に示す固定等化器の計数 C 1 〜 C nとしては、代表的な回線特性として第 6図に示す U C 特性があることから、この第 6図の U C特性を第 4 図に示した位相ジッタ挿入点 2 8以降の回線特性 C — ¹とする。

この第 6図の U C特性を対象とした第 2図の実施例にあっては、第 1 の等化器 2 0及び第 3の等化器

2 6 に、第 7図に示す第 6図の U C特性の逆特性

C — ¹となるように第 5図に示したトランスバ一サル型の固定等化器の係数 C i 〜 C nを設定し、一方、第 2図の第 2の等化器 2 4 については第 6図の U C 特性となるように第 5図の固定等化器における係数 C 1 〜 C nを設定する。

勿論、第 2図の等化器 2 0 > 2 4 , 2 6に設定する回線等化特性 C — C としては、 U C特性に限定されず、他の代表的な適宜の回線特性に基づいた等化特性を設定することができる。

第 8図は第 2図に示した位相ジッタ除去回路 1 4 に設けられた位相ジッタ予測回路 2 2の具体的な実施例構成図である。

第 8図において、位相ジッタ予測回路 2 2 は第 2 図に示した第 1 の等化器 2 0からの出力を遅延回路

3 2 , 口一パスフィルタ 3 4を介して第 3 CD等化器 2 6 で等化補正された正規化出力と掛け合せた後、スカラ値に変換して予測フィルタ 3 6に入力して位相ジッタ成分を予測し、予測フィルタ 3 6 の出力を余弦正弦変換部 3 8 で再びべクトルデータに変換して乗算点 3 0 に乗じて位相ジッタ成分を除まするようにしている。

δ なお、第 8図に示す遅延回路 3 2 は判定回路 1 6 がビィタビ復号を行なう軟判定の際に必要となり、判定回路 1 6 で硬判定、即ち送信側のトレリス符号化による遷移規則を使用せずに復調受信点に対し複素平面上で最も近い信号点を判定する判定について 0 は不要である。

第 9図は本発明の一実施例を示した実施例全体構成図である。

第 9図において、 1 0 は自動等化器（ A E Q ) であり、伝送回線の受信信号から復調された受信点の 5 座標データ、即ち受信点べクトルデータ又は

p a s s b a n d信号が入力され、この入力ベクトルデータに舍まれる回線劣化要因としての符号間千涉成分を等化補正した等化出力を生ずる。

自動等化器 1 0 に続いては、キヤリァ位相制御部 0 1 2 が設けられる。キヤリァ位相制御部 1 0 0 内にはキヤリァ自動位相制御回路 1 2 0 が設けられ、キャリァ自動位相制御回路 1 2 0 は、自動等化器 1 0 の等化出力に舍まれる周波数オフセット及び位相ェラー成分を計箕して乗算器 1 2 〗に与えて等化出力 5 から除去する。このキャリア位相制御部 1 2 については、例えば特公昭 5 5 — 3 3 2 0 3号又は USP4 , 097 , 807号明細書図面にて公知となっている。また、キヤリァ自動位相制御回路 1 2 0 は自動等化器 10に続いて設けられることから 2次系 C A P C面路として知られている。

キヤリァ位相制御部 1 2に続いては前述の位相ジッタ干涉除去部 1 8が設けられ、前述の如くキヤリァ位相制御部 1 2 で除去しきれなかった位相ジッタ成分の内、回線で受けた真の位相ジッタ成分以外の成分を除去抑圧する。位相ジッタ干渉除去部 1 8につづいて、位相ジッタ除去手段 1 4が設けられる。位相ジッタ除去手段 1 4 は、位相ジッタ成分が、増巾された位相ジッタ干渉除去部 1 8 の出力から位相ジッタ成分を除去する。

位相ジッタ除去部 1 4 に続いては判定部 1 6が設けられる。判定部 1 6内には軟判定面路又は硬判定回路 1 6 0が設けられ、軟判定 HI路又は硬判定回路 1 6 0 は位相ジッタ除去部 1 4 の出力に基づき、軟判定の場合には送信側で付加した冗長度を利用して最も尤もらしい複素平面上の信号'点を判定して受信信号点の誤りを訂正する。即ち、送信側のデータモデムに設けたトレリス符号画路により誤り制御のために冗長 1 ビットが付加されていることから、判定回路 1 6 0 においてトレリス符号化により付加された冗長 1 ビットを利用したビイタビ復号により最も尤もらしい信号点を判定する。一方、硬判定の場合

はテーブルを使用して直接判定を行なう。

軟判定回路又は硬判定画路 1 6 0 による受信判定

点は後段に設けられた座標/ビット列変換画路（図

示せず）に与えられ、信号点に対応したビット列に

変換される。

更に、軟判定回路又は硬判定回路 1 6 0 の判定出 - 力は加算器 1 6 2 に与えられ、加算器 1 6 2 の他方

に対しては軟判定回路又は硬判定回路 1 6 0 に対す

る入力が遅延回路 1 6 1 を介して与えられており、

加算器 1 6 2 で判定点と遅延回路 1 6 1 を介して得

られた受信点との差、即ち軟判定又は硬判定ヱラー

を取り出すようにしている。

加算器 1 6 2 から得られた軟判定又は硬判定ェラ

一は、位相ジッタ除丟部 1 4 に帰還されて、後の説

明で明らかにする予測フィルタの最適化に使用され

る。

S / N特性を向上させるためにはキャリア自動位

相制御回路 1 2 の雑音帯域をせばめる必要があり、

このためキャリア自動位相制御画路 1 2 の時定数を

大きくする。例えば、同図の C A P C 1 2 0 内で乗

算器 1 2 1 へ帰還する量を小さくする。この結果、

キヤリァ自動位相制御回路 1 2 による低速ジッタ

(低周波ジッタ）に対する追従力が低下し、キヤリ

ァ位相制御部 1 2 においては低周波ジッタを充分に除去することができなくなる。

従って、キヤリァ位相制御部 1 2で充分に除去できなかった低周波ジッタについては次段以後の位相ジッタ除去部 1 4で除去するようになるが、位相ジッタ除去部 1 4 に設けている予測フィルタ 2 2 は、タップ数が有限であるために低周波に対する追従力が極めて弱い。従って、位相ジッタ除去部 1 4 の予測フィルタ 2 2をそのまま動作させても低周波ジッタに追従できないために位相ジッタを充分に除去することができなくなる。

そこで本発明にあっては、位相ジッタ除去部 1 4 に設けた予測フィルタ 2 2 の動作周波数領域を高い周波数領域にシフトさせて動作させることにより低周波ジッタに対する追従を可能としている。

そこで、位相ジ 'ノタ除去部 1 4 を詳細に説明すると、次のようになる。

まず、自動等化器 1 0及びキャリア位相制御部 12 で符号間干渉、周波数オフセット及び位相エラーが除去された受信点データ、即ち受信点べクトルデータは、遅延回路 1 4 1 を介して取り込まれ、乗算器 1 4 2 で N 0 R (正規化信号）を乗算した後、 i ma g i na l 成分のみ抽出されてヒルベルトフィルタ 1 4 3 - 1 , 1 4 3 — 2 によりベクトル成分、即ち入力べクトルテ一タに基づく複素平面上の実数軸の座標値 R と虚数軸の座標値 I が作成される。ヒルべルトフィルタ 1 4 3 — 1 , 1 3 - 2で作成されたベクトル成分 R , I は変調回路 1 4 0 a で周波数 fc による周波数変調を受けた後、即ち周波数を右シフトする + f c への周波数移動を.受けた後、予測フィルタ 2 2 に入力される。予測フィルタ 2 2 において算出された位相ジッタ成分を示すべクトル成分 R , I は、出力段に設けた復調画路 1 4 0 b に与えられ，復調回路 2 4 で周波数 f c による復調を受.けて元の周波数に戻された後、 cos e変換回路 1 4 4 で再度べクトルデータに変換されて乗箕器 30 に与えられ、乗算器 3 0 においてキャリ 7位相制御部 1 2 , 位相ジッタ干渉除去部 1 8 を介して与えられている出力に舍まれる位相ジッタ成分を除まする。更に、判定部 1 6 に設けた加算器 1 6 2 からの軟判定又は硬判定エラ一は、前述した第 3 の等化器 26 に与えられた後乗算器 1 4 5 による Ν 0 R (正規化データ）により正規化された後、ヒルベルトフィルタ 1 4 6 — 1 , 1 4 6 — 2 によりべクトル成分 R , I に変換され、この正規化されたベクトル成分としてのエラー信号は変調回路 1 4 0 c に与えられ、変調回路 1 4 0 a と同様、周波数 f c により周波数変調された後、予測フィルタ 2 2 を最適化するためのエラー信号として与えられる。

このような予測フィルタ 2 2 の入出力端に設けた変調回路 1 4 0 a , 1 4 0 c及び復調回路 I 4 0 b により予測フィルタ 2 2の動作周波数領域は変調周波数 f c分だけシフトされた高い周波数動作領域となり、この動作領域の周波数シフトにより低周波に対する追従力が極めて弱い予測フィルタ 1 4 — 1 , 1 4 — 2であっても低周波ジッタに対する充分な追従が可能となり、キヤリァ位相制御部 1 2.で抑圧除去しきれなかった低周波ジッタについても位相ジッタ除去部 1 4 に設けた予測フィルタ 2 2 により正確に予測して、乗算器 3 0 において除去することがで §る。

尚、第 9図に示す自動等化器 1 0 , キャリア位相制御部 1 2 , 位相ジッタ干渉除去部 1 8 , 位相ジッタ除去部 1 4 , 判定部 1 6のそれぞれは、デジタルシグナルプロセッサ（ D S P ) により実現されることは勿論である。

第 1 0図は第 8図の位相ジンタ除去回路 1 4 に設けた位相ジッタ予測回路 2 2 のデジタル ' シグナル ' プロセッサ（ D S P ) により実現される具体的な実施例のァルゴリズムを示した実施例構成図である, 図中、 Tはタップレジスタ、 ®は乗箕、 @は加箕、

∑は合計演箕を示し、係数符号の無い矢印は各々一疋値力く与 ^らる。

第 1 0図において、位相ジッタ予測回路 2 2に対してはべクトル入力及びスカラ入力が与えられ、スカラ入力については口一パスフィルタ 3 4 介して予測フィルタ 2 2 に与えられ、予測フィルタ 2 2 に対しては判定回路 1 6からの正規化べクトル入力が回線等化特性 C - ¹による等化補正を受けた後に与えられている。予測フィルタ 2 2 -の予測出力は復調演算 1 4 0 b にて周波数シフト後、余弦正弦変換面路 1 4 4 でべクトルデータに変換され、振幅正規化回路 1 4 4 ' で振幅の正規化を受けた後、乗箕点 3 0 に与えられてべクトル入力に舍まれる位相ジッタ成分をキヤンセルするようになる。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように本発明によれば、位相ジッタ要因の挿入点以降の伝送回線により生ずる位相ジッタ千涉を除去することで回線の劣化要因を略完全に除去することができ、 S / Nエラ一レートを改善して超高速モデムについて更に品質の良いデー.タ伝送を可能とすると共に、適用範囲を拡大することができる。

又、本発明によれば、 S / N特性改善のためキヤリア自動位相制御回路の時定数を大きくすることにより低周波ジッタが除去しきれなくても、次段に位置する予測フィルタを用いた位相ジッタ除去部について予測フィルタの周波数動作領域をシフトさせて動作させることにより、本来低周波に対する追従力が極めて弱い予測フィルタであっても低周波ジッタに対する追従を可能とすることができ、軟判定又は硬判定エラ一のフィードバックによるキャリア位相制御で残された低周波ジッタについても予測フィルタを有効に使用して抑圧除去することができる。

0

5

0

δ

Claims

. 90/16117 PCT細/画

2 7

請求の範囲

1. 伝送回線の受信信号から符号間干渉を除去する自動等化器 00)と、

伝送面線の受信信号に舍まれる位相ジ 'ンタ成分を

5 除去する位相ジッタ除去手段 (4)と該位相ジッタ成分

が該自動等化器に供給されて生じる位相ジッタ間の位相ジッタ干渉を捕正する位相ジッタ干涉除去手段

(18)と、

少なくとも上記自動等化器、位相ジッタ除去手段、 0 及び位相ジッタ干渉除去手段の後段に設けられ、受

信信号から符号間干渉及び成分及び位相ジッタが補正され、 .位相ジッタ干渉が除去された信号から最尤信号点を判定する判定手段 (16)と、

を備えることを特徴とする回線信号劣化除去方式。

5 2. 請求項 1 記載の回線信号劣化除去方式に於いて、

前記位相ジッタ干渉除去手段 (18)は、伝送回線における位相ジッタ揷入点以降の回線等化特性が設定された第 1 の等化器を備え、該第 1 の等化器により前記キャリァ自動位相制御手段 02)の出力に舍まれる位

0 相ジッタ干涉成分を除ますることを特徴とする回線

信号劣化除去方式。

3. 請求項 1 記載の画線信号劣化除去方式に於いて、前記位相ジッタ除ま手段 04)は、前記第 1 の等化器と逆の回線等化特性が設定された第 2 の等化器を備 δ え、位相ジッタ成分を除去した信号を該第 2 の等化 _Λ一，"， PCT/JP90/00735O 90/16117

2 8

器により等化補正して前記判定手段 (1 に出力することを特徴とする回線信号劣化除去方式。

4. 請求項 2記載の画線信号劣化除去方式に於いて、

前記位相ジッタ除去手段^は、更に前記第 1 の等 5 化器と同じ回線等化特性が設定された第 3 の等化器

を備え、前記判定手段 (1Θの正規化岀力に該第 3 の等化器による等化補正を施した後に該位相ジッタ除去手段 (14)に帰還して最適化することを特徴とする面線信号劣化除去方式。

1 0 5. 請求項 2、 3、 4記載の回線信号劣化除丟方式

に於いて、

前記第 1、第 2及び第 3 の等化器として、トラン

スバーサル . フィルタ型の固定等化器を使用したことを特徴とする画線信号劣化除去方式。

1 5 6. 請求項 1記載の回線信号劣化除去方式に於いて、

前記判定手段 (16)の前段に前記ジソタ干渉除去手段

08)による位相ジッタ成分を除去する際に生じた符号間干渉を除去する等化手段を別途設けたことを特徴とする回線信号劣化除去方式。

2 0 7. 伝送回線の受信信号の複素平面上の信号点情報

から符号間干渉成分を除去する自動等化手段 (10)と；該自動等化手段 0)の等化出力に舍まれる位相エラ

一及び周波数オフセソト成分を除去するキャリア自動位相制御手段^と；

2 5 該キヤリァ自動位相制御手段 (13の岀力に含まれる位相ジッタ成分を除去する予測フィルタ手段^と；該予測フィルタ手段 (14)の出力に基づき送信側で送信した信号点を判定する判定手段 (16)と； '

判定された信号点と受信信号 _点との差に対応した判定エラ一を出力する手段（28)と；

を備えたデータモデムに於いて、

前記予測フィルタ手段 (1 は、

受信点入力を必要シンボル数分遅延させ正規化したのちに所定周波数 f c により変調する第 1 の変調手段 ββ)と；

前記判定エラ一を正規化した後に前記周波数 f c により変調する第 2 の変調手段（22)と；

予測フィルタ出力を前記周波数 f c により復調して元に戻す復調手段（24)とを備え、

該予測フィルタ手段 (14)の周波数動作領域を変調周波数 ί c分シフトさせたことを特徴とする回線信号劣化除去方式。