JPH0691480B2 - Method of setting filter coefficient vector of adaptive transversal filter in waveform equalizer using adaptive transversal filter - Google Patents
Method of setting filter coefficient vector of adaptive transversal filter in waveform equalizer using adaptive transversal filterInfo
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- JPH0691480B2 JPH0691480B2 JP60140239A JP14023985A JPH0691480B2 JP H0691480 B2 JPH0691480 B2 JP H0691480B2 JP 60140239 A JP60140239 A JP 60140239A JP 14023985 A JP14023985 A JP 14023985A JP H0691480 B2 JPH0691480 B2 JP H0691480B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は適応型トランスバーサルフィルタを用いた波形
等化装置における適応型トランスバーサルフィルタのフ
ィルタ係数ベクトルの設定方法、特にデジタル伝送の分
野において適応型FIR(トランスバーサル)フィルタを
用いて波形等化を行なう適応型トランスバーサルフィル
タを用いた波形等化装置における適応型トランスバーサ
ルフィルタのフィルタ係数ベクトルの設定方法に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of setting a filter coefficient vector of an adaptive transversal filter in a waveform equalizer using an adaptive transversal filter, and in particular in the field of digital transmission, adaptive FIR ( The present invention relates to a method of setting a filter coefficient vector of an adaptive transversal filter in a waveform equalizer using an adaptive transversal filter that performs waveform equalization using a (transversal) filter.
[従来技術] デジタル伝送あるいは記録再生の技術の分野では、伝送
路の品質,記録再生装置の特性によりデータ誤りによる
信号劣化が生じることがあり、伝送路の途中、あるいは
終端において波形等化を行なうことが不可欠となってい
る。[Prior Art] In the field of digital transmission or recording / reproducing technology, signal deterioration may occur due to a data error due to the quality of the transmission line and the characteristics of the recording / reproducing apparatus, and waveform equalization is performed in the middle or end of the transmission line. Is essential.
第1図はデジタル記録再生システムの構成を示してい
る。FIG. 1 shows the configuration of a digital recording / reproducing system.
第1図において符号aKは記録すべき情報系列で、通常0o
r1の2値シンボル系列である。ブロック11はaKの情報を
適当な波形に変換する送信フィルタであり、その出力xK
がブロック12で示される磁気ディスクなどの記録媒体へ
記録される。再生時は信号yKが読み出し系によりブロッ
ク13で示されるアンプを経てその出力wKを利用して元の
系列aKを復元する。しかし前記出力wKはブロック11,1
2、および13の動特性,雑音の影響により歪んだ波形と
なっている可能性が高くその結果元の系列aKを正しく復
元できないことがある。かかる現象を補償するために等
化器14を用いて波形歪みを等化し、その等化波形zKを用
いて正しく元のデータ系列aKを復元する。In FIG. 1, the code a K is the information sequence to be recorded, usually 0o.
It is a binary symbol sequence of r1. Block 11 is a transmission filter that converts the information of a K into an appropriate waveform, and its output x K
Is recorded on a recording medium such as a magnetic disk shown in block 12. During reproduction signal y K is by utilizing the output w K through the amplifier shown in block 13 by the reading system to restore the original sequence a K. However, the output w K is
It is highly possible that the waveform is distorted due to the dynamic characteristics of 2 and 13 and noise, and as a result the original sequence a K may not be restored correctly. In order to compensate for such a phenomenon, the equalizer 14 is used to equalize the waveform distortion, and the equalized waveform z K is used to correctly restore the original data sequence a K.
等化器14としては従来より単位遅延素子を多段接続し、
その各タップ出力を適当な利得でそれぞれ増幅し、加算
して等化出力を得る適応型FIRフィルタが多く用いられ
ている。各タップの利得すなわちフィルタ係数は自動等
化器においては所定のコンピュータアルゴリズムに基づ
いて決定されるようになっている。As the equalizer 14, multiple unit delay elements are connected in a conventional manner,
An adaptive FIR filter is often used in which each tap output is amplified with an appropriate gain and added to obtain an equalized output. The gain of each tap, that is, the filter coefficient is determined in the automatic equalizer based on a predetermined computer algorithm.
ところが、従来のフィルタ係数決定においては、係数を
逐次繰り返し法の一種である最急降下法によって最適解
への近似化という手段で求められているが、アルゴリズ
ムの収束性という観点からみると必ずしも収束の保証は
ないし、又収束したとしてもかなりの演算量となる場合
がある。However, in the conventional filter coefficient determination, the coefficient is obtained by the method of approximating to the optimal solution by the steepest descent method which is a kind of iterative iteration method. There is no guarantee, and even if it converges, the amount of calculation may be considerable.
[目的] 本発明は以上の問題点に鑑みて成されたもので、少ない
演算量、処理時間で安定した収束を得ることができ、高
速に所望等化特性を得ることができる適応型トランスバ
ーサルフィルタを用いた波形等化装置における適応型ト
ランスバーサルフィルタのフィルタ係数ベクトルの設定
方法を提供することを目的としている。[Object] The present invention has been made in view of the above problems, and is an adaptive transversal that can obtain stable convergence with a small amount of calculation and processing time and can obtain desired equalization characteristics at high speed. An object of the present invention is to provide a method of setting a filter coefficient vector of an adaptive transversal filter in a waveform equalizer using a filter.
[発明の構成] 本発明では、以上の目的を達成するために、適応型トラ
ンスバーサルフィルタを用いた波形等化装置における適
応型トランスバーサルフィルタのフィルタ係数ベクトル
h[h1,h2,…,hN]の設定方法において、フィルタ係
数ベクトルhの評価関数Jとして前記適応型トランスバ
ーサルフィルタの等化出力信号と予め用意した等化目標
信号の誤差の自乗平均を採用し、評価関数Jをフィルタ
係数ベクトルhの2次形式として表現し、フィルタ係数
ベクトルhの初期値をh0として、フィルタ係数ベクト
ルhの2次形式として表現される評価関数Jの値が適正
な値になる様にh1,h2,…,hNを逐次的に反復演算して
求める構成を採用した。[Configuration of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention has a filter coefficient vector h [h 1 , h 2 , ..., Of an adaptive transversal filter in a waveform equalizer using an adaptive transversal filter. h N ], the root mean square of the error between the equalization output signal of the adaptive transversal filter and the equalization target signal prepared in advance is adopted as the evaluation function J of the filter coefficient vector h, and the evaluation function J is filtered. The coefficient vector h is expressed as a quadratic form, and the initial value of the filter coefficient vector h is set to h 0 so that the value of the evaluation function J expressed as a quadratic form of the filter coefficient vector h becomes an appropriate value h 1 , h 2 , ..., h N are adopted by the sequential iterative calculation.
[実施例] 以下、図面に示す実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。[Examples] Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples shown in the drawings.
第2図は本発明による波形等化装置のブロック図を示し
ている。フィルタ部は単位遅延器1をN段直列に接続
し、その各タップ出力をそれぞれ乗算器2により係数h0
〜hNにより増幅し加算器4により合計するように構成さ
れている。第2図において、xnは伝送系で歪みを受けた
等化されるべき入力信号,ynはフィルタにxnを入力した
時の出力信号,dnはあらかじめ用意した等化目標信号で
ある。各フィルタ係数h0〜hNはマイクロコンピュータな
どから構成した制御部3で、フィルタ出力信号ynと等化
目標信号dnの誤差を評価し、各乗算器2の入力信号に基
づいて決定される。FIG. 2 shows a block diagram of the waveform equalizer according to the present invention. The filter unit connects unit delay devices 1 in N stages in series, and outputs each tap output thereof by a multiplier 2 to obtain a coefficient h 0.
And it is configured to sum the to the adder 4 amplified by to h N. In FIG. 2, x n is an input signal to be equalized that has been distorted in the transmission system, y n is an output signal when x n is input to the filter, and d n is an equalization target signal prepared in advance . Each filter coefficient h 0 to h N is determined based on the input signal of each multiplier 2 by evaluating the error between the filter output signal y n and the equalization target signal d n by the control unit 3 composed of a microcomputer or the like. It
評価規範としてynとdnの誤差enの自乗平均E[en 2]=
Jを採用するとJを最小にすべく は次式で与えられる。Mean square E of the error e n of y n and d n as an evaluation criterion [e n 2] =
If J is adopted, J should be minimized Is given by
また次のように記号を定義する。 The symbols are defined as follows.
を評価規範としているので つまり に関する2次形式として示すことができる。 Since the evaluation standard is That is Can be shown as a quadratic form for.
(3)において、Jを最小にする 一致する。 In (3), minimize J Match.
においてJは極値をとりうるので次の条件を満足する。
即ち、 役ベクトルの線形結合で求められることを以下に示す。 Since J can take an extreme value, the following condition is satisfied.
That is, The following shows what can be obtained by linear combination of role vectors.
(3)式より ように定義する。From equation (3) To be defined as
(5)式のJを最小にするhを初期値h0として逐次的に
求める。 The h that minimizes J in the equation (5) is sequentially obtained with the initial value h 0 .
ように決める。 To decide.
Jを上式のようにテーラー展開近似を用いて、この
(9)をα0に関して微分して0としておくと、 上記の操作を繰り返していくと次に示す手順に表現され
る。 If J (9) is differentiated with respect to α 0 by using Taylor expansion approximation as in the above equation and is set to 0, When the above operation is repeated, the following procedure is expressed.
この手順を制御部3のプログラムとしてメモリに格納し
ておき、演算を繰り返すことにより順次乗算器2の係
数,h0,h1,…,hNをすることができる。 By storing this procedure in the memory as a program of the control unit 3 and repeating the calculation, the coefficients of the multiplier 2, h 0 , h 1 , ..., H N can be sequentially obtained.
さてi)〜v)までの手順を(N+1)回繰り返して得
られる の性質を明らかにする。Now, it is obtained by repeating the procedure from i) to v) (N + 1) times. Clarify the nature of.
は行列Aに関して共役、即ち一次独立であるので(N+
1)次元空間の の結形結合で表現できる。 Is conjugate with respect to the matrix A, that is, first-order independent, so (N +
1) dimensional space It can be expressed by the union binding.
となる。 Becomes
評価規範Jを最小にすることが明らかとなった。 It became clear that the evaluation criterion J should be minimized.
よって係数ベクトルの修正方向を入力信号系列の共分散
行列に共役なベクトルと同じ方向にとり、前記i)〜
v)の手順を制御部3で繰り返すことにより有限回の反
復回数で乗算器2の最適な係数ベクトルが求まり、等化
器が構成できる。Therefore, the correction direction of the coefficient vector is set in the same direction as the vector conjugate with the covariance matrix of the input signal sequence, and the above i) to
By repeating the procedure of v) in the control unit 3, the optimum coefficient vector of the multiplier 2 is obtained by a finite number of iterations, and the equalizer can be configured.
[効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、適応
型トランスバーサルフィルタを用いた波形等化装置にお
ける適応型トランスバーサルフィルタのフィルタ係数ベ
クトルh[h1,h2,…,hN]の設定方法において、フィ
ルタ係数ベクトルhの評価関数Jとして前記適応型トラ
ンスバーサルフィルタの等化出力信号と予め用意した等
化目標信号の誤差の自乗平均を採用し、評価関数Jをフ
ィルタ係数ベクトルhの2次形式として表現し、フィル
タ係数ベクトルhの初期値をh0として、フィルタ係数ベ
クトルhの2次形式として表現される評価関数Jの値が
適正な値になる様にh1,h2,…,hNを逐次的に反復演算
して求める構成を採用しているので、少ない演算量およ
び処理時間により確実かつ安定してフィルタ係数を決定
し、所望のフィルタ特性を得ることができる信頼性の高
い波形等化装置を提供することができる。[Effect] As is clear from the above description, according to the present invention, the filter coefficient vector h [h 1 , h 2 , ..., Of the adaptive transversal filter in the waveform equalizer using the adaptive transversal filter is used. h N ], the root mean square of the error between the equalization output signal of the adaptive transversal filter and the equalization target signal prepared in advance is adopted as the evaluation function J of the filter coefficient vector h, and the evaluation function J is filtered. The coefficient vector h is expressed as a quadratic form, and the initial value of the filter coefficient vector h is set to h 0 so that the value of the evaluation function J expressed as a quadratic form of the filter coefficient vector h becomes an appropriate value h 1 , h 2, ..., because it uses the sequentially repeated operation and determined configure h N, determines the filter coefficient reliably and stably by a small amount of calculation and processing time, where It is possible to provide a waveform equalizer having high reliability can be obtained of the filter characteristics.
第1図はデジタル記録再生系の構成を示したブロック
図、第2図は本発明による波形等化装置の構成を示した
ブロック図である。 1…単位遅延器、2…乗算器 3…制御部、4…加算器FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a digital recording / reproducing system, and FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a waveform equalizer according to the present invention. 1 ... Unit delay device, 2 ... Multiplier 3 ... Control unit, 4 ... Adder
Claims (2)
波形等化装置における適応型トランスバーサルフィルタ
のフィルタ係数ベクトルh[h1,h2,…,hN]の設定方
法において、 フィルタ係数ベクトルhの評価関数Jとして前記適応型
トランスバーサルフィルタの等化出力信号と予め用意し
た等化目標信号の誤差の自乗平均を採用し、 評価関数Jをフィルタ係数ベクトルhの2次形式として
表現し、 フィルタ係数ベクトルhの初期値をh0として、フィル
タ係数ベクトルhの2次形式として表現される評価関数
Jの値が適正な値になる様にh1,h2,…,hNを逐次的に
反復演算して求めることを特徴とする適応型トランスバ
ーサルフィルタを用いた波形等化装置における適応型ト
ランスバーサルフィルタのフィルタ係数ベクトルの設定
方法。1. A method of setting a filter coefficient vector h [h 1 , h 2 , ..., H N ] of an adaptive transversal filter in a waveform equalizer using an adaptive transversal filter, wherein: As the evaluation function J, the mean square of the error between the equalized output signal of the adaptive transversal filter and the equalization target signal prepared in advance is adopted, and the evaluation function J is expressed as a quadratic form of the filter coefficient vector h. With the initial value of the vector h as h 0 , h 1 , h 2 , ..., H N are sequentially repeated so that the value of the evaluation function J expressed as a quadratic form of the filter coefficient vector h becomes an appropriate value. Method of setting filter coefficient vector of adaptive transversal filter in waveform equalizer using adaptive transversal filter characterized by calculation .
列Xの共分散行列Aに共役なベクトルCiをフィルタ係数
修正ベクトルとして用いてフィルタ係数ベクトルhを逐
次的に反復演算して求めることを特徴とする特許請求の
範囲第1項に記載の適応型トランスバーサルフィルタを
用いた波形等化装置における適応型トランスバーサルフ
ィルタのフィルタ係数ベクトルの設定方法。2. A filter coefficient vector h is sequentially iteratively calculated using a vector Ci that is conjugate to a covariance matrix A of an input sequence X of an adaptive transversal filter as a filter coefficient correction vector. A method of setting a filter coefficient vector of an adaptive transversal filter in a waveform equalization device using the adaptive transversal filter according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60140239A JPH0691480B2 (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Method of setting filter coefficient vector of adaptive transversal filter in waveform equalizer using adaptive transversal filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60140239A JPH0691480B2 (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Method of setting filter coefficient vector of adaptive transversal filter in waveform equalizer using adaptive transversal filter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS622724A JPS622724A (en) | 1987-01-08 |
| JPH0691480B2 true JPH0691480B2 (en) | 1994-11-14 |
Family
ID=15264144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60140239A Expired - Lifetime JPH0691480B2 (en) | 1985-06-28 | 1985-06-28 | Method of setting filter coefficient vector of adaptive transversal filter in waveform equalizer using adaptive transversal filter |
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|---|---|---|---|---|
| JPH02252174A (en) * | 1989-03-24 | 1990-10-09 | Nec Corp | Digital signal detection circuit |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2482809B1 (en) * | 1980-05-14 | 1986-11-14 | Labo Electronique Physique | ADAPTIVE SYSTEM FOR RECEIVING DIGITAL DATA WITH COMPENSATION FOR AMPLITUDE AND PHASE DISTORTIONS INTRODUCED BY THE DATA TRANSMISSION CHANNEL |
| JPS60103714A (en) * | 1983-11-10 | 1985-06-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | Automatic equalizer |
-
1985
- 1985-06-28 JP JP60140239A patent/JPH0691480B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS622724A (en) | 1987-01-08 |
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