JPH023339B2

JPH023339B2 -

Info

Publication number: JPH023339B2
Application number: JP58031223A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Saito
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1983-02-25
Filing date: 1983-02-25
Publication date: 1990-01-23
Also published as: JPS59156033A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は一般的には可変遅延等化器に関し、
より特定的にはトランスバーサルフイルタ理論を
利用した可変遅延等化器に関するものである。

第１図はこの発明の背景となるTDMA通信の
一例を示す概念図である。TDMA通信は、たと
えば衛星通信に利用され、そのような衛星通信シ
ステムは複数の地球局ES，ES′，…と共通の通信
衛星CSを含む。地球局ESは、送信装置TRAと受
信装置REAを含む。送信装置TRAに含まれる変
調器MODによつて変調された信号は等化器EQL
および送信器TRを介して、アンテナAEから通
信衛星CSのアンテナASに向けて送られる。その
信号は衛星内で周波数変換され、他の地球局
ES′に送られる。同様に、他の地球局ES′からの
信号が、通信衛星CSを通して、地球局ESのアン
テナAEで受信され、受信信号は受信装置REAに
与えられる。受信装置REAは、受信器RE、等化
器EQLを通して、復調器DEMで復調される。地
球局ESの送信器TRおよび受信器REならびに、
通信衛星の受信系および送信系は、それぞれ、振
幅歪及び／又は群遅延歪を生じることが知られて
いる。特に、通信衛星CSに含まれる高出力増幅
器（図示せず）はサイズ、価格および安定性など
を理由にして、かなり飽和した状態で使用してい
る。そのために、この高出力増幅器においてAM
−PM変換が発生し、第２図の線Ａで示すような
位相変化を生じる。なお、第２図において線Ｂは
出力レベルを示す。上述のような位相変化は群遅
延歪となる。

これらの振幅歪や群遅延歪を、それぞれ送信系
および受信系に分けて送信装置TRAに含まれる
等化器EQLと受信装置REAに含まれる等化器
EQLによつて、振幅等化しあるいは遅延量等化
を行なう。このような等化器EQLは、従来より、
一般に、第３図に示すように、固定振幅等化器
FAE、固定遅延等化器FDEならびに可変等化器
MEを含んで構成されている。実際の振幅歪ある
いは群遅延歪の量により、固定振幅等化器FAE
あるいは固定遅延等化器FDEのいずれか一方ま
たは両方とも省略される場合がある。

この発明の背景となるTDMA通信システムで
は、一度運用を開始すると、それ以後試験信号を
送受信して上述のような振幅特性や群遅延特性を
測定し、それによつて最適等化量を測定すること
は不可能である。なぜなら、そのような通信シス
テムは時分割で行なわれそのために１つの地球局
が回線を占有する時間が極めて短いためである。
そこで、新しい地球局がそのような通信衛星シス
テムに加入する場合には、振幅歪や群遅延歪が最
小でかつしたがつてBER（符号誤り率）が最小
の、最適点を捜す必要がある。このような目的の
ために、第３図に示すような可変等化器MEが用
いられる。

第４図はこの発明の背景となる従来の可変等化
器MEの一例を示す回路図である。第４図におい
て、入力端子１から与えられた入力信号は分配器
２によつて分配される。信号分配器２は、たとえ
ば公知のハイブリツド回路などを利用して、入力
される信号を３つの同じレベルの信号に分配す
る。３つの信号のうちの１つの信号経路には遅延
量Ｔを有する遅延線３が介挿され、他の１つの経
路には遅延量2Tを有する遅延線４が介挿され、
残余の１つの経路には極性反転器５が介挿され
る。極性反転器５は、公知のトランスあるいはト
ランジスタなどで構成され、与えられる信号を
180゜移相する。遅延線４からの信号と極性反転器
５からの信号は、合成器６によつて合成された
後、可変係数荷重回路７に与えられる。可変係数
荷重回路７は極性反転機能を有する２重平衡ミキ
サ等で構成されており、そこからの出力信号は遅
延線３からの出力信号（遅延部の主信号）ととも
に合成器８で合成される。

ここで、可変係数荷重回路７以外では信号の減
衰はなく、遅延線３および４以外では時間遅れが
ないとし、この主信号の遅れを基準（０とする）
とすると、出力端子９に得られる出力信号Ｂ（ω）
は、次式(1)で表わされる。

Ｂ（ω）＝cosωt−lcosω（ｔ＋Ｔ）＋lcosω（ｔ−Ｔ）＝√（１＋2²）−2²2 ×cos｛ωt−π／２＋tan^-1（１／2lsinωT）｝ …(1) この出力信号Ｂ（ω）の振幅の周波数に対する
特性G_B（ω）および遅延量の周波数に対する特性
τ_B（ω）は、それぞれ次式(2)および(3)で与えられ
る。

G_B（ω）＝20log｛√（１＋2²）−2²2
｝
…(2) τ_B（ω）＝−2lT×cosωT／（１＋2l²）−2l²cos2ω
T…(3) ただし、ωは角周波数で、ω＝2π（は周波
数）である。この振幅特性G_B（ω）と遅延特性τ_B
（ω）の、係数ｌ＞０のときの、変化特性が第５
図に示される。第５図Ａは振幅特性を示し、第５
図Ｂは遅延特性を示し、それぞれ、係数ｌを大き
くしたとき、矢印の方向に変化する。すなわち、
第５図からわかるように、第４図の例では、係数
荷重回路７において係数ｌを変化させれば、遅延
量も変化する。しかしながら、この第４図の例に
おいても、係数ｌの変化に応じて遅延量のみなら
ず振幅もまた変化することになり、TDMA通信
システムにおける可変等化器としてはその利用が
極めて困難であつた。

それゆえに、この発明の目的は、たとえば
TDMA通信システムにおいて有効に利用される
ように、遅延量を変化させても振幅の変化が非常
に小さくなるような、可変遅延等化器を提供する
ことである。

この発明は、要約すれば、入力される信号に対
して所定時間遅延した信号を基準としたとき一定
時間進んだ信号と遅れた信号とを異なる極性で合
成して第１の係数を荷重付加する遅延部と、入力
される信号に対して所定時間遅延した信号を基準
として第２の所定時間進みの信号と遅れの信号と
を合成して第２の係数を荷重付加する振幅補正部
とを含み、この遅延部および振幅補正部を縦続接
続すると共に、振幅補正部における荷重係数値を
遅延部の荷重係数値の２乗倍になるように連動さ
せることにより、遅延線で発生する振幅歪を振幅
補正部で補正するようにした、可変遅延等化器で
ある。

この発明の上述の目的およびその他の目的と特
徴は図面を参照して行なう以下の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

第６図はこの発明の一実施例としてのTDMA
通信システムに用いられる可変遅延等化器を示す
ブロツク図である。第６図において、入力端子１
からの信号は、遅延部１０および振幅補正部２０
を通して出力端子９に与えられる。この可変遅延
等化器がたとえば第１図に示すようなTDMA通
信システムに用いられるならば、送信系に含まれ
る場合入力端子１は変調器MODに接続され出力
端子９は送信器TRに接続され、受信系に含まれ
る場合は入力端子１は受信器REに接続され出力
端子９は復調器DEMに接続されるであろう。

この第６図において、遅延部１０の構成は第４
図の可変等化器MEと同じであるのでその説明は
省略する。一方、この遅延部１０に縦続接続され
る振幅補正部２０は、入力信号３を分配する分配
器１２、この分配出力のうち２つの信号をそれぞ
れ2T，4Tづつ遅延させる遅延線１３および１
４、遅延線１４を通つた信号と遅延されなかつた
信号を合成する合成器１６、この合成出力に係数
ｌをそれぞれ荷重付加する直列接続された上記遅
延部の係数荷重回路と同じ２つの係数荷重回路１
７ａ，１７ｂ（この２つの係数荷重回路により第
１の係数の２乗倍に設定した第２の係数を荷重付
加する）、この係数荷重回路１７ｂの出力を固定
減衰する固定減衰器１５、およびこの固定減衰器
１５の出力信号と遅延線１３を通つた信号を合成
し、それを出力端子９に出力する合成器１８によ
り構成されている。

なお、この振幅補正部２０の係数荷重回路１７
ａ，１７ｂの係数ｌ，ｌ（すなわちl²）の設定は、
遅延部１０の係数荷重回路７の係数ｌの設定と連
動すなわち遅延部１０にてｌを設定すれば振幅補
正部２０は自動的にl²に設定されるよう構成され
ている。

ここで、第６図における振幅補正部２０の原
理、動作を公知の可変振幅等化器を用いて説明す
る。第７図はその一例を示す回路図であり、第６
図の遅延部１０に比べて、極性反転器５が省略さ
れている他は、この遅延部１０のものとほぼ同様
である。すなわち、入力端子１から入力される信
号は分配器２によつて分配される。遅延線４を通
つた信号は遅延線を通らない信号とともに合成器
６によつて合成され、係数ｋを有する可変係数荷
重回路７を通つて合成器８に与えられる。このよ
うにして、合成器８において、遅延線３を通つた
信号（振幅補正部の主信号）と可変係数荷重回路
７を通つた信号とが合成され、出力端子９′に出
力される。

ここで、係数荷重回路７以外では信号の減衰が
なく、遅延線３および４以外では時間遅れがない
とし、この主信号の遅れを基準として０とする
と、出力端子９′に導出される出力信号Ａ（ω）は
次式(4)で与えられる。

Ａ（ω）＝cosωt＋kcosω（ｔ＋Ｔ）＋kcosω（ｔ−Ｔ）＝（１＋2kcosωT）cosωt …(4) また、この出力信号Ａ（ω）の振幅の周波数特
性G_A（ω）は、次式(5)で与えられる。

G_A（ω）＝20log（１＋2kcosωT） …(5) しかしながら、遅延特性τ_A（ω）は平坦である。
この振幅特性G_A（ω）の係数ｋに対する変化特性
は、第８図に示される。係数ｋを大きくすれば振
幅は矢印の方向に変化する。すなわち、第７図に
おいて、可変係数荷重回路７の係数ｋを変化させ
ることによつて、遅延量の変化なしに振幅のみが
変化する可変振幅等化器が得られる。

また、第８図に示すようにこの可変振幅等化器
の振幅のくり返し周期は１／Ｔであり、一方、遅
延部１０すなわち第４図の遅延等化器の振幅のく
り返し周期は第５図Ａで示したように１／2Tで
ある。

したがつて、振幅補正部２０の振幅特性のくり
返し周期を1/2にして遅延部１０の周期と同じと
し、その振幅極性を逆にすれば遅延部１０で発生
する振幅歪を振幅補正部２０で補正できることが
理解できよう。

次に第６図の動作について説明する。第６図に
おいて、遅延部１０の遅延線３，４はそれぞれ遅
延量Ｔ，2Tづつ、また振幅補正部２０の遅延線
１３，１４はそれぞれ遅延部１０の遅延量の２倍
の2T，4Tづつ遅延設定されているものとする。

この状態において、係数荷重回路７，１７ａ，
１７ｂおよび固定減衰器１５以外は信号の減衰が
なく、遅延線以外は時間遅れがないものとし、係
数荷重回路７の係数をｌ、係数荷重回路１７ａ，
１７ｂと固定減衰器１５を合わせた係数をｋとす
ると、遅延部１０、振幅補正部２０それぞれの出
力信号G_B（ω），G_A（ω）は前述の(2)式と(5)式で表
わされる。そしてこの場合、遅延部１０と振幅補
正部２０は縦続接続されているので、総合の振幅
特性G_C（ω）はこれら振幅特性の加算となり下式
で表わされる。

G_C（ω）＝G_B（ω）＋G_A（ω） …(6) ＝20log（１＋2kcosωT）√（１＋2²）−2²
2＝20log√〔(1+2²)＋｛4(1+2²)−2²｝
2 ＋｛4²(1+2²)−8²｝²2−8² ²
³2〕…(7) ここで係数荷重回路７，１７ａ，１７ｂは相互
に連動され、かつ同じ係数ｌを有し、固定減衰器
１５は減衰器6dBすなわち係数0.5を有するとす
るとｋ＝0.5×ｌ×ｌ＝l²／２となる。これを(7)式に代入すると G_C（ω）＝20log√〔（１＋2²）＋4⁴2
＋＋（2⁶−3⁴）²2−2⁶cos³2ωT〕…
(8) となる。この(8)式は従来の(2)式と比べると、ｌ＜
１／√２の範囲で振幅の周波数に対して変化する
項は非常に小さくなつている。

他方、この場合の遅延特性τ_C（ω）は遅延部１
０と振幅補正部２０の加算となるが、振幅補正部
２０は遅延特性がないので、総合の遅延特性τ_C
（ω）は前述の(3)式で示したτ_B（ω）となる。すな
わちτ_C（ω）＝τ_B（ω）である。

第９図は、この第６の実施例における振幅特性
G_C（ω）および遅延特性τ_C（ω）を示すものであ
る。なお、この第９図はｌ＞０の場合の変化を示
しているがｌ＜０になると、(3)式のτ_B（ω）すな
わちτ_C（ω）は符号が反転し、遅延量の進み、遅
れが基準値に対して反対となる。また、(8)式の
G_C（ω）は、ｌ＜０となつてもｌの絶対値が等し
ければ同じ値となる。すなわちｌが＋側から−側
まで変化すると第１０図に示すように遅延は矢印
のように反転して変化するが、振幅特性G_C（ω）
は第９図Ａの特性をくり返すだけである。

以上の説明により第６図実施例が振幅変化なし
に遅延量のみを変化させることができる、という
ことが理解されよう。したがつて、このような可
変遅延等化器がTDMA通信システムの可変等化
器として利用されれば、群遅延歪によるBERの
劣化分のみを独立して等化することができるの
で、従来のもののように振幅と遅延量が一緒に変
化してしまう場合に比べて、最適点を捜し出すた
めの操作が極めて簡単に行なえる。

なお、上記実施例においては係数荷重回路７，
１７ａ，１７ｂは極性反転を含む２重平衡ミキサ
等で構成したが、用途により、可変範囲が限定さ
れる場合、極性反転を含まない可変減衰器等で構
成することもできる。また、極性反転器５も180゜
移相器に限らず180゜合成器、分配器や90゜合成器
分配器を利用することもできる。たとえば合成器
６に180゜合成器を配置することにより、極性反転
器５と合成器６の機能を持たせてもよく、同様に
合成器６の入力側と分配器２出力側にそれぞれ
90゜合成器、分配器を用いてもよい。

また係数荷重回路７，１７ａ，１７ｂおよび固
定減衰器１５は合成器８，１８に入力される信号
の振幅を一定比率になるようにすればよく、その
挿入位置は要求を満たす限り任意の位置でよく、
例えば固定減衰器１５は、分配器１２と合成器１
６の間にそれぞれ設けることもできる。

第１１図〜第１４図はこの発明の他の実施例を
示すものである。

第６図実施例では遅延部１０と振幅補正部２０
が、それぞれ１段であつたが、第１１図に示すよ
うに、それぞれを２段または２段縦続接続し、係
数荷重回路を連動することも可能である。

また、第１２図に示すように、ｎ段の遅延部１
０と１段の振幅補正部２０によつて構成し、振幅
補正部２０内の固定減衰器１５を振幅特性最小と
なる値に設定することにより、係数荷重回路の運
動補償が可能である。なお、この第１２図は１段
の振幅補正部２０であるが、ｍ段の振幅補正部２
０でも固定減衰器１５の値を設定するだけで同様
である。これらの第１１図、第１２図の実施例は
可変遅延等化器の可変範囲を広げる手段としても
有効である。

第６図実施例では入力した信号を分配した後に
遅延線を設けたが、第１３図に示すように分配器
２，１２と遅延線３，１３を交互に設けることも
可能である。また、第１４図のように遅延線３，
４，１３，１４、極性反転器５、合成器６を２段
またはｎ段の構成とすることもできる。ここで３
１，３２は固定減衰器で、３２は３１の二乗倍に
設定されており３３〜３４は遅延線である。

以上のように、この発明によれば遅延部と振幅
補正部を縦続接続し、遅延部で発生する振幅歪を
振幅補正部で補正するようにしたので、振幅特性
が変動することなく所望の遅延量に可変設定する
ことができ、また、遅延部および振幅補正部の係
数荷重回路を連動させるようにすれば、遅延量の
調整が容易で精度の高い可変遅延等化器がより安
価に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はTDMA衛星通信システムの概念を示
す概念図、第２図は通信衛星に含まれる高出力増
幅器の特性を示す特性図、第３図はTDMA衛星
通信システムに用いられる等化器の一例を示すブ
ロツク図、第４図は従来の可変遅延等化器の一例
を示す回路図、第５図は第４図の振幅および遅延
特性を示す特性図、第６図はこの発明の一実施例
による可変遅延等化器の回路図、第７図は可変振
幅等化器の一例を示す回路図、第８図は第７図の
振幅特性を示す特性図、第９図および第１０図は
第６図実施例の振幅および遅延特性を示す特性
図、第１１図〜第１４図はこの発明のその他の実
施例を示すブロツク図（回路図）である。図中、２，１２は分配器、３，４，１３，１４
は遅延線、５は極性反転器、６，１６，８，１８
は合成器、７，１７ａ，１７ｂは係数荷重回路、
１０は遅延部、２０は振幅補正部である。なお、
図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

１入力信号をＴ時間遅延した信号を基準とし
て、その進み方向及び遅れ方向へそれぞれＴ時間
移相し、かつそのいずれか一方を極性反転した各
信号を合成する合成器、この合成器の出力信号に
第１の係数を荷重付加する係数荷重回路、この係
数荷重回路の出力信号と上記入力信号をＴ時間遅
延した信号とを合成する合成器を有し、上記第１
の係数を変化させることにより遅延量を制御する
遅延部と、この遅延部の出力信号を2T時間遅延
した信号を基準として、その進み方向及び遅れ方
向へそれぞれ2T時間移相した各信号を合成する
合成器、この合成器の出力信号に上記第１の係数
の２乗倍に設定した第２の係数を荷重付加する係
数荷重回路、この係数荷重回路の出力信号を固定
減衰した信号と上記遅延部の出力信号を2T時間
遅延した信号とを合成する合成器を有し、上記第
２の係数を変化させることにより振幅を制御する
振幅補正部とを備え、上記遅延部と振幅補正部を
縦続接続するとともに、上記遅延部及び振幅補正
部の各係数荷重回路を互いに連動させ、第１及び
第２の係数を荷重付加することを特徴とする可変
遅延等化器。