JPS6038897B2 - 自動等化器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、直交振幅変調を用いた多値データ伝送あるい
は標本化されたアナログ情報およびディジタル情報の混
合伝送におけるトラスバーサル型の自動等化器の修正に
関するものである。

直交振幅変調に対する自動等化器においては、従釆より
２鞠同期検波器の２つの出力信号を入力信号とする２系
統のタップ付遅延線を用い、各々のタップ付遅延線に取
り付けられた対応する２つのタップから取り出される信
号を第１図に示すよな２次元ブリッジ型回路で１対のタ
ップゲイン例えばＣｉ，ｄｉによって変換する方法を用
いたものが多く用いられている。

以下第１図に示した回路を２次元ブリッジ型回路と呼び
、この回路を用いた可変減衰器を２次元ブリッジ型可変
減衰器と呼ぶ。

このような等化器のタップゲインを修正する方法として
は１対の等化出力信号と、その１対の筆化出力信号より
求められる推定値との差より作り出された１対の誤差信
号と、修正を行なうべき１対のタップへの入力信号とを
第１図に示した回路と同じ２次元ブリッジ型回路を用い
て、修正すべき情報を抽出し、タップゲインを修正する
方法が用いられて来た。

この方法を用いると等化器の可変減衰量を変化させるた
めにタップ数の４倍の掛算が必要となり、自動等化器の
回路構成を複雑にする一因となつていた。

本発明は片側の誤差信号のみを用いて修正を行なうこと
により、従来と変わらない等化特性を保持しつつも、修
正のための掛算数を半減し、かつ誤差信号情報として用
いない方の入力信号として標本化されたアナログ情報を
用いることも可能とした自動等化器に関するものである
。

以下に本発明の原理を説明する。２鞠同期検波した出力
ｘ（ｔ）およびｙ（ｔ）は次式で表わされる。

Ｘ（ｔ）＝その ｛ａｉｐ（ｔ−ｉＴ） −ｂｉｑ（ｔ−ｉＴ）｝ ．・．‘１１ ｙ（ｔ）＝．Ｚ ｛ａｉｐ（ｔ−ｉＴ） 十ｂｉｐ（ｔ−ｉＴ）｝ …（２｝ ただしａｉおよびｂｊは送信データであり、Ｔはデータ
間隔であり、ｐ（ｔ）は送信データａｉの入力点から２
軸同期検波出力のｘ側出力点までの総合的なィンパルス
レスポンス、ｑ（ｔ）は送信データａｉの入力点から２
鞠同期検波出力のｙ側出力点までの総合インパルスレス
ポンスとする。

ここでタイミングが適当に設定されているとして、ｔ＝
ｎＴでの応答を考えてみる。ｘ（ｉＴ），ｙ（ｉＴ）等
をそれぞれＸｊ，ｙｉ等で表現すると｛１｝式および‘
２’式は次のようになる。×ｎニ努め ｛ａｉｐｎ・；
−ｂｉｑｎ−ｉ｝ …【３｝ｙｎ＝．Ｚ ｛
ａｉｐｎ−；十ｂｉｐｎ−ｉ｝ ．・．【
４｝ここで互に直交する成分をＸｎ＝×ｎ十ｊｙｎ
…【５｝Ｐｎ＝ｐｎ十ｉｑｎ
…側Ａｈ＝ａｎ＋ｊｂｎ
…【７｝のように複素数で表
示することにすると、‘３｝、■式はまとめて、Ｘｎ＝
Ｚ ＡｎＰｎ‐ｉ ・
・・｛８１のように表わされる。

これを複素数で表わされるタップゲインＣＩ＝ｃｌ十ｉ
ｄｌ ・・・【９’
を可変減衰器として有するトランスバーサルフィルタを
用いて等化した場合の出力は、複素数で表わされた信号
Ｇｎ＝ｇｎ＋ｉｈｎ …【１
０を用いて次のように表わされる。

Ｇｎ＝もＩＣーｘｎ‐． ・・・（１１）
〆＝０ここでタップ数はＮとする。

式■において例えび複素数で表わされた信号×ｎ‐ーに
対して複素数で表わされた減衰量ＣＩを作用させるのは
第１図に示した２次元ブリッジ型回路によって実現でき
る。ここでＣｋを逐次修正するものとして次のような修
正式を考える。Ｃｋｎ＋・＝Ｃ良一Ｑｘ壬，ｅｎ
…（１２）ただしＱ‘ま修正係数であり、Ｃ偽まＣ
ｋの時刻ｎにおける値を意味し、＊は複素数共役である
。

またｅｎは次式に従う。ｅｎ＝ｇｎ−ａｎ
…（１３）ここで注意を要するのは（１３）式
において、ｅｎ，ｇｍ ａｎの諸量は複素数ではなく、
実数である事である。

これはベースバンド等化出力の一方の誤差のみを等化に
用いる事を意味する。従って（１２）式左右辺第二項の
計算において、Ｘ＊，ｅｎは１つのタップについて２回
の掛算を必要とする。式（１２）において充分に収束し
ていると考えられる状態ではＣＱ十１の期待値とＣ８の
期待値は等しくなり、従って×ｎ＊−ｋｅｎの期待値Ｅ
｛×洋ｋ ｅｎ｝は０にならなければならない。

ＸＺｋｅｎ ＝Ｘエｋ｛をきＣ・Ｘ肘−ｄ・ｙ…）・ａｎ｝．・・（
１４）であるので、 Ｎ‐１ Ｅ｛Ｘ牛ｋｅｎ｝＝さ。

｛ＣＩＥ（Ｘｎ半ｋ．ＸＭ）一ｄ！Ｅ（Ｘだ〆ｙｎ−，
）｝−Ｅ｛Ｘ洋ｋａｎ｝ …（１５）ここ
で、データの無相関性を仮定し、直交する成分について
期待値が等しいことを仮定すると、Ｅ（ａｎ，ａｎ‐ｉ
）＝０ ただし（ｉ±０）Ｅ（ｂｎ，ｂｎ−：）＝Ｏ
Ｅ（ａ零）＝Ｅ（ｂ毒） が成立し、Ｅ（ａ峯）あるいはＥ（ｂ客）の項のみが残
り、Ｅ（ｘごｋＸｎ−・） ＝Ｅ｛麦（ａｉ−ｉｏ）（Ｐ帆−ｉ−Ｍｎ−ｋ−ｉ）Ｘ
２（ａｉｐｎ・トｉ′−ｂｉｑｎ−，一ｉ）｝ここで
ｎ−ｋ−ｉをｉとおきかえると、上式はＥ〈ａ舎）．１
２Ｐ＊．（ｐ叶ｋ→十ｊｑ日ｋ→）＝Ｅ（ａ宅）ｉぎ一
のＰキＰｉ仙 ‐・・（１６）同様にして、Ｅ（ｘ洋
ｋ，ｙ肘）＝Ｅ｛Ｚ（ａｉ−瓜ｉ）（ｐｎ‐ｋ‐ｉ−Ｊ
ｑｎ‐ｋ−，）× Ｚ（ａｉｑｎ‐，−ｉ′十ｂ′ｉｐ
ｎ−，‐ｉ′）＝Ｅ（ａ葦）Ｚ Ｐ子（ｑｉ＋ｋ＋，十
ｉｐｉ＋ｋＨ）＝−ｉ・Ｅ（ａ費），妻Ｐ＊Ｐｉ＋ｋ−
，‐‐‐（１７）Ｅ（×ぶｋａｎ）＝Ｅ｛Ｚ（ａｉ−ｉ
ｂｉ）（ｐｎ−日ーーＪｑｎ−ｋ−ｉ）ａ＝Ｅ（ａ零）
・（ｐ−ｋ−ｊｑ−ｋ）＝Ｅ（ａ登）Ｐ〆ｋ
…（１８）したがってＥ（Ｘだｋｅｎ）＝ｏと
なるためには（１６），（１７），（１８）式からＮ‐
１ 雲｛言年Ｐ‐ｉ＋ぶる鴇ず竺号鼻最笠ヂギしたぎ−の
Ｎ−１が
つてＥ｛ａ韓｝千。

より、多≧。Ｃ，ｉき−的Ｐ＊Ｐｉ化‐，＝Ｐ−ｋが成
立しなければならない。一方一対の誤差信号を用いて修
正を行なう場合には、通常次の修正式によって行なう。
ＣＧ＋・＝ＣＱ−ＱＸ＊−ｋＥｎ ‐‐‐（２
０）ただしＥｎは次式に従う。

Ｅｎ＝Ｇｎ−Ａｎ …（２１）（２０
）式の修正式は、２乗誤差を最小にするアルゴリズムに
従っている事は、例えばエイチ コバヤシ（日．ＫＯＢ
ＡＹＡＳＨＩ）によりアイ・イー・イーイートランザク
シヨンズ オン コミユニケーシ ヨ ン（ｌＥＥＥ
ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴ
ＩＯＮ）誌１９７１年６月号に、「シミユルテーニヤス
アダプテイブ エステイメーシヨン アンドデイシイ
ジヨン アルゴリズムフオー キヤリヤモデユレイテイ
ドデータ トランスミツシヨン システムズ（Ｓｉｍｕ
ｌｔａｎｅｏｕｓＡｄａｐｔ；Ｖｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉ
ｏｎ ａｎｄ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ ＡＩｇ。

てｉｔｈｍｂｒ ｃａｎｅｒ Ｍｏｄｕｉａｔｅｄ Ｄ
ａｔａ ＴｒａｎｓｍｌｓｓｌｏｎＳ侭ｔｅｍ）」と題
して発表された論文の２７６頁（８３）式等から良く知
られている。この方式によれば（２０）式は各タップに
ついて複素数の鞘算が必要であり、従って第１図に示し
たのと同様に４個の掛算器乃至は４回の掛算を必要とす
る。この場合、充分収束した状態でのＣｋの満足すべき
式はＥ（Ｘ氷−，Ｅ，）＝０ ・・・（２２
）より（１５），（１６），（１７），（１８），に示
したと同様の過程にて、学≧；Ｃ，ままのＰ＊Ｐｉ＋ｋ
−・ｉＰ＊ｋ ‐‐‐（２３）を得る。

（２３）式は（１９）式と全く一致するので、ここで述
べた２つの方法は全く同等な状態に収束が可能であるこ
とが判明する。この様にして、２つのベースバンド信号
のうち一方を用いても、両側の謀まり情報を用いたのと
全く同等な修正を可能とする自動等化器の修正手段が得
られ、回路の簡略化がはがれ、またもう一方の信号がア
ナログ信号の様に判定による推定データが得にくい場合
にも等化手段を得る事が可能である。また（１３）式に
おし・誤差信号は等化出力信号と送信データの差として
定義されているが、等化器がかなり収束に近い状態では
、送信データのかわり‘こ等化出力信号より求められる
推定データを用いても実用上問題はない。以上の原理よ
り、本発明は、片側の誤差信号を用いた修正を行なう等
化器を用いても、両端の誤差信号を用いた修正を行なっ
た場合と同等の効果をあげることができるので、修正の
ための回路の簡単化に役立ち、かつ片側がアナログ信号
である場合の伝送における適応等化にも使用でき実用的
な価値が極めて高い。

以下に本発明の実施例を図を用いて説明する。

第２図は本発明の実施例を示す図である。第２図におい
て端子１および端子２には２軸同期検波器において復調
した互に直交する２つの基底帯城信号Ｘｎが入来する。
端子１には遅延素子３−１および３一２が直列に接続し
た遅延線が接続され、端子２には遅延素子４−１および
４−２が直列に接続した遅延線が接続される。遅延素子
３−１，３一２，４一１および４−２の遅延時間はすべ
てデータ間隔Ｔに等しい。各遅延素子を接続する接続線
からは２つづつ対になった信号引き出し線６ーーと７ー
ー，６一２と７−２，６一３と７一３が引き出されてお
り、上記３つの対になった引き出し線に対して第１図に
示した２次元ブリッジ型回路５−１，５−２，５−３で
積分器１７−１と１８−１，１７−２と１８−２，１７
−３と１８−３から出力されるタップゲインが作用する
。各２次元ブリッジ型回路の出力は累算器８にて線路２
１一１，２１一２，２１−３に流れる信号が累算され、
累算器９にて線路２２−１，２２−２，２２一３に流れ
る信号が累積され、それぞれ端子１ ０および端子１
１に等化出力信号Ｃｎが出力される。端子１０‘こ出力
された信号は同時に判定回路１３に入力し、判定回路に
て適当なタイミングで標本化され推定データを出力する
。判定回路１３で出力された推定データとやはり端子１
川こ出力されたものと同じ等化出力信号とは、減算回路
１４にて差がとられて線路１２に誤差信号ｅｎを出力す
る。線路１２に出力された信号は引き出し線６−１，６
−２，６−３，７一１，７一２，７一３から出力された
信号とそれぞれ掛算器１９一１，１９−２，１９−３，
２０−１，２０−２，２０一３で掛け合わされ、これに
より（１２）式の右辺第２項のＸ＊ｌｅｎが得られる。
これを、それぞれ減衰器１５−１，１５一２，１５一３
，１６−１，１６一２．１６一３で−Ｑ倍または＋Ｑ倍
され、その出力によってデータ間隔Ｔに１回積分器１７
一１，１７−２，１７一３，１８−１・１８−２，１８
一３の内容を変化させることによって（１２）式の修正
がなされ新しいタップゲインを得る。なお掛算器１９一
１，１９−２，１９−３，２０−１，２０−２，２０−
３、減算器１５−１，１５一２，１５−３．１６−１，
１６一２，１６一３、および積分器１７−１，１７−２
，１７−３，１８−１，１８−２，１８−３にて可変減
衰器の減衰量を修正する手段を構成している。以上の実
施例において、誤差信号を導出するのに減算器１４にて
等化出力信号と判定回路１３から出力される推定データ
との差をとったが、ここで推定データを用いるかわりに
、あらかじめ用意された参照信号を用いても同様の効果
が期待できる。更に上記の実施例を遅延素子がアナログ
的なものの場合について述べたが、例えば第２図の端子
１および２においてＡＤ変換器を設置することによりこ
の発明の装置全体をディジタル回路で実現することも容
易である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明で用いる２次元ブリッジ型回路の動作
を説明するためのブロック図であり、第２図はこの発明
の実施例のブロック図である。 第２図において、３一１，３−２，４−１，４−２は遅
延素子、５−１，５一２，５一３は第１図に示した２次
元ブリッジ型回路、８，９は累算器、１３は判定回路、
１４は減算回路、１５−１，１５‐２，１５−３，１６
−１，１６−２，１６−３は減衰器、１７一１，１７−
２，１７一３，１８−１，１８一２，１８一３は積分器
、１９一１，１９−２，１９−３，２０−１，２０−２
，２０一３は鶏算器である。オー図 オ２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直交振幅変調を用いたデータ伝送における復調器に
   おいて、２軸同期検波器によつて復調された互に直交す
   る２つの基底帯域信号を入力とする２つの遅延線と、前
   記第１の遅延線から引き出される一定時間の整数倍の異
   つた遅延を与えられた複数個の信号の集合と、前記第２
   の遅延線から引き出される一定時間の整数倍の異つた遅
   延を与えられた複数個の信号の集合に対して、両方の集
   合に含まれる同じ時間だけ遅延された信号の各対に対し
   て作用する複数個の２次元ブリツジ型可変減衰器と、前
   記それぞれの２次元ブリツジ型可変減衰器が出力する２
   つの信号のうち第１の信号のみを集めそれらの総和を求
   める手段と、同様にそれぞれの２次元ブリツジ型可変減
   衰器が出力する第２の信号のみを集めそれらの総和を求
   める手段と、前記２つの総和を求める手段によつて得ら
   れる２つの等化出力信号のどちらか一方の信号を入力と
   しこの信号から送信データを推定しこの推定結果を出力
   するための判定回路と、前記判定回路の入力および出力
   の差をとり誤差信号を求める減算器と、前記すべての可
   変減衰器の各減衰量を前記２つの遅延線のすべての出力
   信号の集合と前記誤差信号とを用いることにより修正す
   る手段とを有し、符号間干渉を除去することを特徴とす
   る自動等化器。