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    • 专利摘要:

    公开号:WO1990016117A1
    申请号:PCT/JP1990/000735
    申请日:1990-06-06
    公开日:1990-12-27
    发明作者:Takashi Kaku；Hiroki Kishimoto；Kyoko Hirao
    申请人:Fujitsu Limited；
    IPC主号:H04L27-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 発明の名称
    [0003] 回線信号劣化除去方式
    [0004] 技術分野.
    [0005] 本発明は、 回線劣化要因を検出してキ ャ ンセルす
    [0006] るデータモデムに関し、 特に位相ジ ッタ要因を効果
    [0007] 的に除去するデータモデムに採用される回線信号劣
    [0008] 化除去方式に関する。
    [0009] 背景技術
    [0010] 近年、 音声周波数に伝送带域を持つ電話回線を使
    [0011] 用してデータ伝送が普及している。 こ う したデータ
    [0012] 伝送のシステムには、 通常送信側及び受信側に変調
    [0013] 器及び復調器を備えた所謂モデムが設けられ、 モデ
    [0014] ム間の回線で生ずる様々 な回線劣化要因を送信側及
    [0015] 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
    [0016] 入によ りデータ伝送速度の高速化が図られてきてい
    [0017] る為、 回線上で受ける符号間干渉、 変復調用のキ ヤ
    [0018] リ ア周波数差等で生ずる周波数オフセ ッ ト、 電源変
    [0019] 動等で生ずる位相ジ ッタ等、 伝送される信号の位相
    [0020] に係わる多 く の種類の信号劣化を精度良く 等化する
    [0021] こ とが望まれてきている。
    [0022] 従来、 使用周波数帯域 0. 3 〜 3. 4 kH z の電話回線
    [0023] を使用 した場合、 問題となる劣化要因は主に次のも
    [0024] のがある こ とが知られている。 ① 符号間干渉
    [0025] ② 位相エラ一、 及び周波数オフセ ッ ト
    [0026] ③ 位相ジッタ
    [0027] 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。
    [0028] 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。
    [0029] 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。
    [0030] 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。
    [0031] 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。
    [0032] 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。
    [0033] 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。
    [0034] 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。
    [0035] 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。
    [0036] 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。
    [0037] 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。
    [0038] 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。
    [0039] 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。
    [0040] 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。
    [0041] 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。
    [0042] 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。
    [0043] 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。
    [0044] 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。
    [0045] 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。
    [0046] 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。
    [0047] 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。
    [0048] 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。
    [0049] 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。
    [0050] 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
    [0051] 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。
    [0052] 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。
    [0053] 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。
    [0054] 図面の簡単な説明
    [0055] 第 1図は本発明の原理説明図である。
    [0056] . 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。
    [0057] 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。
    [0058] 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。
    [0059] 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。
    [0060] 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。
    [0061] 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。
    [0062] 0 発明を実施するための最良の形態
    [0063] 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。
    [0064] 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。
    [0065] 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。
    [0066] 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。
    [0067] 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。
    [0068] 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。
    [0069] 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。
    [0070] 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。
    [0071] 〔実施例〕
    [0072] 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。
    [0073] 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。
    [0074] 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
    [0075] 除丟画路 1 8 の詳細は後の説明で明らかにする。
    [0076] 位相ジッタ干涉除去回路 1 8 に続いては位相ジッ
    [0077] 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
    [0078] の説明で明らかにする。
    [0079] 位相ジ ッタ除去回路 1 4 に続いては判定.回路 1 6
    [0080] が設けられ、 判定回路 1 6 において送信倒で誤り制
    [0081] 御のために行なつた ト レリ ス符号化による冗長 1 ビ
    [0082] ッ 卜の付加に対応した最尤復号、 即ちビイ タ.ビ復号
    [0083] により受信信号点に対応する最も尤も ら し 信号点
    [0084] を判定して出力する。 また、 判定回路 1 6 の.判定ェ
    [0085] ラ一出力 （軟判定エラー出力） は位相ジ ッタ ί余去手
    [0086] 段の位相ジ ッ タ予測回路 2 2 を最適化するため、 正
    [0087] 規化出力と して帰還されている。 こ こで、 第 2 図の
    [0088] 実施例に示すよう に、 本発明により新たに設けられ
    [0089] た位相ジ ッタ干渉除丟回路 1 8 をキヤ リ ァ自勳位相
    [0090] 制御回路 1 2 の後段で且つ位相ジ ッタ除ま画路 1 4
    [0091] の前段となる位置に設ける理由を説明する。
    [0092] 第 3図は伝送画線における主な劣化要因と しての
    [0093] 符号間干渉、 位相エラー * 周波数オフセ ッ ト、 位相
    [0094] ジ ッタ干渉及び位相ジ ッタの各々 に対する受信側等
    [0095] でのキ ャ ンセル機能の対応関係を示したもので、 更
    [0096] 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。
    [0097] 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。
    [0098] 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。
    [0099] 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。
    [0100] 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。
    [0101] (1) 位相ジッタ exp (j の挿入点 2 8 は 1 箇所と する。
    [0102] 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。
    [0103] (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。
    [0104] (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。
    [0105] 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。
    [0106] 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。
    [0107] 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、
    [0108] 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、
    [0109] 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、
    [0110] Y = K · C = R X exp (j ^ ) ' C =等化出力
    [0111] (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。
    [0112] Y = R X ex p (j ^ ) ' C
    [0113] = 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
    [0114] (4) この第 (4)式の最終展開項における
    [0115] R { exp (i θ ) - 1 } · C
    [0116] 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。
    [0117] 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
    [0118] 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。
    [0119] 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。
    [0120] 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、
    [0121] X ÷ R { exP (j ^ ) - 1 } · C
    [0122] 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
    [0123] R X e p (j θ )
    [0124] 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。
    [0125] 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。 ，
    [0126] 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。
    [0127] 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。
    [0128] 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
    [0129] 2 6 に、 第 7図に示す第 6図の U C特性の逆特性
    [0130] 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。
    [0131] 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。
    [0132] 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。
    [0133] 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
    [0134] 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。
    [0135] 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。
    [0136] 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。
    [0137] 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
    [0138] 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。
    [0139] 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。
    [0140] 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。
    [0141] 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
    [0142] はテーブルを使用して直接判定を行なう。
    [0143] 軟判定回路又は硬判定画路 1 6 0 による受信判定
    [0144] 点は後段に設けられた座標/ビッ ト列変換画路 （図
    [0145] 示せず） に与えられ、 信号点に対応したビッ ト列に
    [0146] 変換される。
    [0147] 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
    [0148] に対しては軟判定回路又は硬判定回路 1 6 0 に対す
    [0149] る入力が遅延回路 1 6 1 を介して与え られており、
    [0150] 加算器 1 6 2 で判定点と遅延回路 1 6 1 を介して得
    [0151] られた受信点との差、 即ち軟判定又は硬判定ヱラー
    [0152] を取り出すよう にしている。
    [0153] 加算器 1 6 2 から得られた軟判定又は硬判定ェラ
    [0154] 一は、 位相ジ ッタ除丟部 1 4 に帰還されて、 後の説
    [0155] 明で明らかにする予測フ ィ ルタの最適化に使用され
    [0156] る。
    [0157] S / N特性を向上させるためにはキャ リ ア自動位
    [0158] 相制御回路 1 2 の雑音帯域をせばめる必要があり、
    [0159] このためキ ャ リ ア自動位相制御画路 1 2 の時定数を
    [0160] 大き く する。 例えば、 同図の C A P C 1 2 0 内で乗
    [0161] 算器 1 2 1 へ帰還する量を小さ く する。 この結果、
    [0162] キヤ リ ァ自動位相制御回路 1 2 による低速ジ ッタ
    [0163] (低周波ジ ッタ） に対する追従力が低下し、 キヤ リ
    [0164] 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。
    [0165] 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。
    [0166] 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。
    [0167] 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。
    [0168] 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。
    [0169] 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。
    [0170] 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。
    [0171] 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、
    [0172] ∑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。
    [0173] 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。
    [0174] 〔発明の効果〕
    [0175] 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。
    [0176] 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。
    [0177] 0
    [0178] 5
    [0179] 0
    [0180] δ
    权利要求:
    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。
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    EP0621712B1|2001-03-07|
    EP0433458A1|1991-06-26|
    EP0621712A2|1994-10-26|
    US5189684A|1993-02-23|
    EP0621712A3|1994-12-07|
    CA2028820C|1995-06-13|
    EP0433458B1|1995-03-29|
    CA2028820A1|1990-12-14|
    DE69018211D1|1995-05-04|
    EP0433458A4|1991-11-21|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1990-11-02| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 2028820 Country of ref document: CA |
    1990-12-19| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1990908639 Country of ref document: EP |
    1990-12-27| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): CA US |
    1990-12-27| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB IT LU NL SE |
    1991-06-26| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1990908639 Country of ref document: EP |
    1995-03-29| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1990908639 Country of ref document: EP |
    2000-04-16| NENP| Non-entry into the national phase|Ref country code: CA |
    优先权:
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