JPS643380B2

JPS643380B2 -

Info

Publication number: JPS643380B2
Application number: JP2491381A
Authority: JP
Inventors: Kenji Inoe
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1981-02-24
Filing date: 1981-02-24
Publication date: 1989-01-20
Also published as: JPS57140039A

Description

【発明の詳細な説明】〔技術分野〕本発明は、直交振幅変調を用いたデータ伝送に
おいて、データの伝送に先だつてトレーニング系
列を送信し、系列の判定を行うことなしに自動等
化器のタツプゲインを最適な値に設定するデータ
伝送送受信装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来、自動等化器のタツプゲインを初期設定す
る場合に情報伝送に先だつて２値の擬似ランダム
系列を送信し、これを判定して逐次タツプゲイン
を最適な値に設定する方法が広く用いられている
が、符号間干渉の著しく大きな伝送系において
は、２値の判定も正確とは言えないため、従来方
法による設定に不都合が生ずる場合がある。これ
に対して、自動等化器の遅延線の長さを周期とす
る短い擬似ランダム系列を送信して、受信側にお
いて同じ系列を非同期に発生し、これを参照信号
としてタツプゲインを定めた後に、タツプゲイン
を巡回置換して所要の設定を行う方法が提案され
ているが、この方法では特殊な信号系列を発生す
る必要があり一般的ではない。

上述の欠点を改善するため擬似ランダム系列に
先だつて、搬送波およびタイミング周波数を抽出
する目的で２値の繰返し系列を送出し、この系列
の性質を利用して、受信側で発生する擬似ランダ
ム系列と送信された擬似ランダム系列とのフレー
ム同期を自動等化器の遅延線長に比べて十分小さ
なずれの範囲で実現し、受信側で発生した擬似ラ
ンダム系列を参照信号として、判定を全く用いず
に、自動等化器のタツプゲインを最適な値に設定
するものが提案されている。（特開昭52−89407号
公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、この方法では、前記２値の繰返し系列
を受信している間に、受信装置側で同期検波のた
めに使用される復調搬送波の位相が制御されなけ
ればならない。すなわち、搬送波位相制御装置を
備える必要がある。

本発明の目的は、搬送波位相制御装置を設けな
いで、受信機で発生する擬似ランダム系列と、送
信機から到来する擬似ランダム系列との同期がと
れるようにして、符号干渉が大きな伝送系におい
ても自動等化器のタツプゲインを正しく修正する
ことができるデータ伝送送受信装置を提供するこ
とにある。

〔原理〕

先ず、本発明の原理について説明する。先ず擬
似ランダム系列に先だつて送信する２値の繰返し
信号の例として、同相および直交成分を互いに直
交する２つの軸で表した２次元平面上で、第１図
ａ点およびｂ点で示される値をＴ秒ごとに交互に
送出するものを考える。今、この信号が同相成分
ｘ（ｔ）、直交成分ｙ（ｔ）のインパルス応答を有
する系を充分長い期間伝送された時の２軸同期検
波出力の２つの信号を各々複素数の実部と虚部に
対応させたものをｚ（ｔ）とすると、ｚ（ｔ）は次
のように表される。

ｚ（ｔ）＝〔Ａ_∞ 〓^k=-∞ Ｘ（ｔ−2kT）＋Ｂ_∞ 〓^k=-∞ Ｘ（ｔ−（2kT＋１）Ｔ〕e^j〓 ……(1) ただし、ＡおよびＢは第１図を複素平面とみな
したときのａ点およびＢ点の座標、Ｘ（ｔ）＝ｘ（ｔ）＋jy（ｔ）、ｊ＝√−１，θ は送出搬送波と同期検波器の復調搬送波の位相差
である。

ここで、Ｗ（ｔ）＝Ｚ（ｔ）＋Ｚ（ｔ−Ｔ）なる信号を考え、Ｗ（ｔ）およびＸ（ｔ）のｔ＝
nTにおけるサンプル値をそれぞれWnおよびXn
とすれば、 Wn＝e^j〓（Ａ＋Ｂ）_∞ 〓^k=-∞ Xk＝e_j〓（Ａ＋Ｂ）D₀ ……(2) （ただし、D₀は直流利得）と表される。すなわち直流利得を１と正規化すれ
ば、Wnは雑音のない場合は常に第１図ｃ点がθ
だけ回転した値とする。

次に擬似ランダム系列を例えば、第２図に示す
７段の最大長周期系列発生器により発生される周
期127の２値系列の“０”を第１図ｅ点、“１”を
ｄ点に各々対応させた系列とし、第２図のシフト
レジスタの初期状態を“0101010”に設定するも
のとする。この場合ABの繰返しに続いて擬似ラ
ンダム系列を送出し送出される系列は次のように
なる。

ABABDEDEDEDEEE…… ただし、Ｄ、Ｅは第１図を複素平面と見なした
ときのｄ点およびｅ点の座標である。またABの
繰返しから擬似ランダム系列への移行位置は送信
機および受信機であらかじめ同一位置に設定して
おけばよい。

一方、DEの繰返しが続いた場合は、 Wn＝e^j〓（Ｄ＋Ｅ）_∞ 〓^k=-∞ Xk＝e^j〓（Ｄ＋Ｅ）D₀ ……(3) となる。前述と同様に直流利得を１に正規化すれ
ば、Wnは第１図のｆ点がθだけ回転した値とな
る。従つて、ABの繰返し信号が続いた後に
DEDEDEDEEE…で始まる擬似ランダム系列が
続くと、Ｗ（ｔ）はe^j〓（Ａ＋Ｂ）からe^j〓（Ｄ＋Ｅ）
の点へ移動する。

ここで、Ｐ＝e^j〓（Ａ＋Ｂ）Ｑ＝e^j〓（Ｄ＋Ｅ）とおいて、Ｒ＝P^*Ｑなる信号を考える。ただし、P^*はＰ
の共役値である。すなわち、Ｒ＝P^*Ｑ＝｛e^j〓（Ａ＋Ｂ）｝^*｛e^j〓（Ｄ＋Ｅ）｝＝e^-j〓（Ａ＋Ｂ）^*e^j〓（Ｄ＋Ｅ）＝（Ａ＋Ｂ）^*（Ｄ＋Ｅ）＝（−ｊ）^*（ｊ）＝−１である。同様に、R′＝P^*Ｐなる信号を考えると、 R′＝P^*Ｐ＝｛e^j〓（Ａ＋Ｂ）｝^*｛e^j〓（Ａ＋Ｂ）｝＝（Ａ＋Ｂ）^*（Ａ＋Ｂ）＝（−ｊ）^*（−ｊ）＝１同様に、R″＝Q^*Ｑなる信号は、 R″＝Q^*Ｑ＝｛e^j〓（Ｄ＋Ｅ）｝^*｛e^j〓（Ｄ＋Ｅ）｝＝（Ｄ＋Ｅ）^*（Ｄ＋Ｅ）＝（ｊ）^*（ｊ）＝１となる。そこで、Ｗｎ＊−ｋ Wnの実部をR_e〔Ｗ
ｎ＊−kWk〕とし、 Sn＝Re〔Ｗｎ＊−ｋ Wn〕なる信号を考え、信号系列“…ABABDEDEDEDEEE…”が送
られた場合に適用すると、ｋ＝１のときは上記Snは、 “…１、１、１、−１、１、１、１、１、１、
１、…” となり、ｋ＝２のときは、 “＝１、１、１、−１、−１、１、１、１、１、
１、…”となり、ｋ＝７のときは、 “…１、１、１、−１、−１、−１、−１、−１、−
１、−１、…”となる。

従つて、この信号が正から負へ変換する時点を
検出すれば、DEで始まるランダム系列が受信さ
れたことを、高々±１タイムスロツトの誤差で知
ることができる。そこで、この信号の符号変換時
点で受信側の最大長周期系列発生器（第２図に示
したものと同じ発生器であつて初期状態は
“0101010”に設定されている）を駆動すれば、送
信系列と高々±１タイムスロツトのずれで同期の
とれた系列を受信側で作り出すことが可能であ
る。これを利用して自動等化器のタツプゲインを
修正すれば、当初設定した遅延線の中心タツプま
たは、その前後のタツプに、タツプゲインの最大
値を有する最適タツプゲインに、判定を用いた場
合よりもはるかに高速に到達させることができ
る。

本発明は、上述の原理に基づくものであつて、
多相位相変調、多相多値変調を含む直交振幅変調
によるデータ伝送装置において、データの伝送に
先だち繰返し信号を送信する手段と、前記繰返し
信号を送信した後に最大長周期系列を一周期内の
あらかじめ設定されたタイミングから送信する手
段と、前記送信信号を２軸同期検波する同期検波
器と、前記同期検波器出力信号の同相成分を実部
とし直交成分を虚部とする複素数信号を一定時間
遅延する第１の遅延素子と、該第１の遅延素子の
出力信号と前記同期検波器出力信号との和をとる
複素加算器と、該複素加算器の出力を一定時間遅
延する第２の遅延素子と、該遅延素子によつて遅
延された信号の複素共役信号を発生する複素共役
信号発生器と、該複素共役信号発生器の出力と前
記複素加算器の出力とを乗算する複素乗算器と、
該複素乗算器の出力の実数部を抽出する実数部発
生器と、該実数部発生器の出力信号によつて送信
された最大長周期系列と一定時間以内のずれの範
囲で同期のとれた最大長周期系列を発生させる手
段と、前記発生された最大長周期系列を用いて送
信系列の判定を用いることなしに自動等化器のタ
ツプゲインを最適値に設定する手段とを備え、符
号間干渉の著しく大きい伝送路を用いた場合にも
速やかに自動等化器のタツプゲインを最適な値に
設定することを特徴とする。

〔実施例〕

次に、本発明について、図面を参照して詳細に
説明する。

第３図は、本発明の一実施例を示すブロツク図
である。破線の上段は送信機で下段は受信機であ
る。送信機においては、繰返し信号発生器１によ
つて発生された第１図ａ点、ｂ点の繰返し信号は
計数器２によつて計数され、その個数が所定の値
に達するまでその繰返し信号はスイツチ３を通し
て線路４に送出される。上記計数器が所定の値に
達するとスイツチ３の入力側は最大長周期系列発
生器５に切り替えて接続され、線路４には第１図
ｄ点、ｅ点の繰返しで始まる最大長周期系列が送
出される。これは計数器６によつて計数され、そ
の最大長周期系列の個数が所定の値に達するまで
送出される。上記計数器６が所定の値に達すると
スイツチ３は送信データ発生器７に接続され、こ
のときから線路４にはデータが送出される。上記
の一連の信号系列は変調器８で直交振幅変調され
端子９を通して伝送路に送出される。

この伝送路の信号は端子１０により受信機に入
来し同期検波器１１によつて検波される。この同
期検波器１１の基準位相は伝送路から入来する送
信搬送波とは位相制御されていない復調搬送波で
あり、これを用いて２軸同期検波が行われる。同
期検波器１１の復調搬送波と同相出力は実数部と
され、直交搬送波による検波出力は虚数部とされ
る。すなわち、同期検波器１１の出力は複素数で
ある。この出力と、この出力を第１の遅延素子１
２を通してＴ秒遅延させた信号とを複素加算器１
３によつて加算する。複素加算器１３の出力は(2)
式または(3)式のWnに相当する。

次に、複素加算器１３の出力を第２の遅延素子
１４を通して例えば7T秒の遅延をさせ、共役信
号発生器１５によつて共役値を出力させる。すな
わち、共役信号発生器１５の出力値はＷｎ＊−７で
ある。前記複素加算器１３の出力値Wnと、上記
共役信号発生器１５の出力値Ｗｎ＊−７とを複素乗
算器１６によつて乗算しＷｎ＊−７ Wnを得る。
複素乗算器１６の出力信号を実数部発生器１７に
入力させ、その実数部を出力させる。実数部発生
器１７の出力信号は、 Sn＝Re〔Ｗｎ＊− Wn〕である。

次に、実数部発生器１７の出力信号を極性判定
回路１８に入力させ、極性判定回路１８は、入力
信号が正から負に極性反転した時点にパルスを発
生し、最大長周期系列発生器１９を起動する。最
大長周期系列発生器１９は、前述の第２図に示し
た構成を有し、その初期値は“0101010”に設定
されている。この系列発生器１９の出力信号は、
スイツチ２０を介して信号線２１に送出し、自動
等化器２２のタツプゲイン修正に用いる。自動等
化器２２には前記同期検波器１１の出力信号が入
力されていて、前記系列発生器１９の出力信号に
よつてタツプゲインを修正し、自動等化出力す
る。この場合、前述したように同期検波器１１の
出力信号と、最大長周期系列発生器１９の出力信
号とは高々１タイムスロツトのずれで同期がとれ
ているから、迅速にタツプゲインの修正が可能で
ある。また、伝送系の符号間干渉が大きい場合で
あつてもタツプゲインを修正することにより符号
間干渉が軽減された出力信号を得ることができ
る。そして、計数器２３によつて最大長周期系列
発生器１９の出力信号数を計数し所定数に達する
とスイツチ２０を切替えて、自動等化器出力端に
接続された判定器２４の出力に接続する。

ここで、極性判定回路１８および最大長周期系
列発生器１９の動作をさらに詳しく説明する。第
４図は同期検波器１１の出力Znを基準とする動
作タイムチヤートである。実数部発生器１７の出
力Snは、前記の原理説明で述べたようにWnがＡ
＋Ｂのときは正で、Ｄ＋Ｅになると負になる。し
たがつて極性判定回路１８に信号Snを入力する
ことにより、信号Snが正極性から負極性になつ
たときに極性判定回路１８は出力パルスＴを送出
する。この出力パルスＴにより最大長周期系列発
生器１９が起動され、第４図に示すように最大長
周期系列Pnが出力される。

この最大長周期系列Pnにしたがい自動等化器
２２のタツプゲイン設定が行われる。これは公知
であるので詳しい説明は省略する。

この後は前述したように、送信機の送信データ
発生器７から送信データが送られ、受信機では従
来と同様に判定を用いて自動等化器を最適状態に
保ちながら符号間干渉の除去されたデータ信号を
得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明においては、繰返し信号
に引続いて、最大長周期系列を送信し、受信機で
は受信信号を所定計算した信号の符号変換点を検
出することにより前記最大長周期系列の始点を１
タイムスロツト以内の誤差で検出し、受信側で発
生させた最大長周期系列によつて、自動等化器の
タツプゲインを修正させるように構成したから、
受信側復調搬送波は送信側搬送波に位相制御され
る必要がなく、自動等化器のタツプゲインを最適
値に修正し、符号間干渉の大きい伝送系であつて
も符号間干渉の除去されたデータ伝送が可能とな
つた。

【図面の簡単な説明】

第１図はトレーニング系列の送信信号を２次元
平面上で示した図。第２図は最大長周期系列発生
器の構成の一例を示す図。第３図は本発明の一実
施例を示すブロツク図。第４図は動作タイムチヤ
ート。図において、１……繰返し信号発生器、２，
６，２３……計数器、３，２０……スイツチ、
５，１９……最大長周期系列発生器、７……送信
データ発生器、８……変調器、１１……同期検波
器、１２……第１の遅延素子、１３……複素加算
器、１４……第２の遅延素子、１５……複素共役
信号発生器、１６……複素乗算器、１７……実数
部発生器、１８……極性判定回路、２２……自動
等化器、２４……判定器。

Claims

【特許請求の範囲】１多相位相変調、多相多値変調を含む直交振幅
変調によるデータ伝送送受信装置において、送信機に、データの伝送に先だち繰返し信号を
送信する手段と、前記繰返し信号につづいて一周
期内のあらかじめ設定されたタイミングから最大
長周期系列を送信する手段とを備え、受信機に、前記送信信号を２軸同期検波する同
期検波器と、前記同期検波器出力信号の同相成分
を実部とし直交成分を虚部とする複素数信号を一
定時間遅延する第１の遅延素子と、該第１の遅延
素子の出力信号と前記同期検波器出力信号との和
をとる複素加算器と、該複素加算器の出力を一定
時間遅延する第２の遅延素子と、該遅延素子によ
つて遅延された信号の複素共役信号を発生する複
素共役信号発生器と、該複素共役信号発生器の出
力と前記複素加算器の出力とを乗算する複素乗算
器と、該複素乗算器の出力の実数部を抽出する実
数部発生器と、該実数部発生器の出力信号の極性
が反転するタイミングで起動され送信された最大
長周期系列と一定時間以内のずれの範囲で同期の
とれた最大長周期系列を発生させる手段と、前記
発生された最大長周期系列を用いて送信系列の判
定を用いることなしに自動等化器のタツプゲイン
を最適値に設定する手段とを備えたことを特徴とするデータ伝送送受信装置。