JPH0131809B2 - - Google Patents

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JPH0131809B2
JPH0131809B2 JP58142920A JP14292083A JPH0131809B2 JP H0131809 B2 JPH0131809 B2 JP H0131809B2 JP 58142920 A JP58142920 A JP 58142920A JP 14292083 A JP14292083 A JP 14292083A JP H0131809 B2 JPH0131809 B2 JP H0131809B2
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Botaro Hirosaki
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J11/00Orthogonal multiplex systems, e.g. using WALSH codes
    • H04J11/0023Interference mitigation or co-ordination
    • H04J11/0026Interference mitigation or co-ordination of multi-user interference
    • H04J11/003Interference mitigation or co-ordination of multi-user interference at the transmitter
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2647Arrangements specific to the receiver only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、互いに時間的直交関係の保たれてい
る複数個の並列チヤネルを用いてデータ伝送をお
こなう直交多重並列データ伝送系に関わり、特に
この受信部の自動等化器による並列チヤネル間の
並列同期方式に関わる。
直交多重並列データ伝送方式は、一定の帯域内
にスペクトラム重なりの許容された複数個の並列
チヤネルを配する事により理想ナイキスト伝送に
極めて近い高能率データ伝送を可能にする方式と
して一般に知られている。このような理論限界に
迫る高能率データ伝送系は、近年のデイジタル伝
送需要の増大と相埃つて、益々、その重要性を増
して来ている。
この種の並列データ伝送方式では、一般に、並
列チヤネル間の同期法が問題となつていた。即ち
送信側にて設定した各チヤネル間の時間関係が受
信側にてずれると、例えば直列系の原情報を直並
列変換して伝送し受信側にて並直列変換を施す事
により原情報を得るといつたデータ伝送形体が不
可能となるなど、その汎用性に重大な支障を来た
す。
こうした並列チヤネル間の並列同期を確保する
方法として、従来、パイロツトパルス方式と初期
計算法とが知られている。パイロツトパルス方式
は並列データ系列の各々に同期情報としてマーカ
ーシンボルを周期的に挿入し、受信側では、この
マーカーシンボルを各チヤネルにて検出すると共
に、その時間位置を論理的に調整する方法であ
る。しかしながら、この方法では、マーカーシン
ボルを挿入するためマーカー周期内で必ず1シン
ボルの情報損失があることになり、特に直交多重
並列データ伝送系のめざす高能率伝送という主旨
に反する。
また、従来の第2の方法である初期計算法は、
所望のデータ伝送に先立ち、予め定められた並列
シンボルパターンを送信し、受信された並列パタ
ーンと基準の並列パターンとの照合を行なうこと
により、伝送路の伝送特性を計算し、その逆特性
を受信信号に作用させることにより、並列同期を
確保せんとするものである。しかしながら、この
方法では、伝送特性の計算、逆特性の計算が複雑
であるという欠点がある上に、伝送特性を計算す
る上での周波数分解能に限界があり、たとえ、計
算された逆特性を受信信号に作用させても、いわ
ゆる受信アイが充分開かない欠点がある。即ち、
いま、伝送帯域をBとし、並列分割チヤネル数を
N、各チヤネルのボーレートをfoとすると、上記
計算の周波数分解能はB/Nであり、一般に直交
多重並列データ伝送の場合B/Nは略々foに等し
いから、結局、fo間隔の周波数分解能しか得られ
ない。ところが、各チヤネルの受信アイを充分開
けるためにはfo/10程度の分解能を要する。この
問題を解決するには、並列シンボル数フレーム分
(これを1ブロツクと呼ぶことにする)にわたる
並列シンボルパターンを基準パターンとして設定
せねばならず、前記計算が更に複雑化する上に、
新たにブロツク同期をとる必要が生ずる。また、
受信側にて長時間に亘る並列基準パターンを格納
しておかねばならず多大なメモリを要する。
本発明は、直交多重並列データ伝送系の特質を
生かし、従来方式のかくの如き欠点を解消する直
交多重信号の並列同期方式を提供することを目的
とする。
即ち、本発明によれば、所望のデータ伝送に先
立ち、予め定められた基準チヤネルを通してラン
ダムデータ系列を送信すると共に、基準チヤネル
以外のチヤネルを通して該ランダムデータ系列を
所定シンボル数だけ遅延させたデータ系列を送信
し、受信側では、基準チヤネルに対する自動等化
器には通常の自己学習形の適応動作を行わしめ、
他のチヤネルに対する自動等化器には、前記基準
チヤネルに対する自動等化器にて得られるランダ
ムデータ系列を予め既知の所定シンボル数だけ遅
延させたデータ系列を基準データとして与え、謂
る教師付の適応動作を行わしめることにより、並
列同期を確立する、直交多重信号の並列同期方式
が得られる。
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。
尚、説明の便宜上、直交多重の形式として特に直
交QAM方式の場合について述べる。直交QAM
方式の原理およびそこで用いられる自動等化器に
ついては例えば1980年1月発行の刊行物「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
シヨンズ(IEEE TRANSACTIONS ON
COMMUNICATIONS)、Vol.COM−28、No.1」
の第73頁−第83頁記載の論文「アンアナリシスオ
ブオートマチツクエコライザーズフオーマルチプ
レクストキユーエーエムシステムズ(AN
ANALYSIS OF AUTOMATIC
EQUALIZERS FOR ORTHOGONALLY
MULTIPLEXED QAM SYSTEMS)」を参照
されたい。
第1図は、直交多重並列伝送方式の一種である
直交QAM伝送方式における送受信装置の基本構
成例を示すブロツク図である。第1図において、
参照番号101乃至109は第1乃至第9番目の
複素データ系列が入力される入力端である。ここ
で、第k番目の複素データ系列sk(t)はkが偶数の
時、その実部データ{ak,l l=-∞およびその虚部デ
ータ{bk,l l=-∞を用いて Sk(t)=l-∞ ak,lδ(t−lT) +jl-∞ bk,lδ(t−T/2−lT) と表わされ、kが奇数の時 ak(t)=l-∞ ak,lδ(t−T/2−lT) +jl-∞ =bk,lδ(t−lT) と表わされる。ここで、δ(t)は理想インパル
ス応答を表わし、Tは各並列チヤネルのシンボル
クロツク周期を表わす。また、実部データと虚部
データとの間のT/2秒のずれおよび偶数番目チ
ヤネルと奇数番目チヤネルとの間の遅延関係のね
じれは、各並列チヤネル間の時間的直交性を保障
するものである。参照番号111乃至119は第
1乃至第9番目の複素データ系列に対し各々ベー
スバンド波形成形するためのベースバンドフイル
タであり、その周波数伝達特性G(w)は、謂る
ルートナイキスト特性(即ちG2(w))がナイキ
スト条件を満たす特性)となつている。G(w)
の時間応答をg(t)とすれば、k番目のベース
バンドフイルタ出力xk(t)は、 で与えられる。参照番号121乃至129は各々
変調器であつて、各々端子131乃至139より
供給される複素キヤリアによつて、対応するベー
スバンドフイルタ出力が変調される。ここで第k
番目の複素キヤリア周波数をfkとすると、隣接キ
ヤリアの差分即ちfk−fk-1はちようどボー周波数
1/Tに等しく設定されている。参照番号140
はこうした変調信号を全て加算して伝送路150
に送出する加算回路であつて、伝送路150に送
出される信号Y(t)は、 Y(t)=9k=1 Re{Xk(t)・e-j2fkt} で与えられる。ここでRe{・}は{ }内複素数
の実数部のみを取り出す演算を表わしている。
又、上式の各項Re{Xk(t)・e-j2fkt}は第k番
目のQAM信号(直交振幅変調信号)を表わして
おり、従つて送出信号y(t)のスペクトラムは
第2図参照番号221乃至229に示す如く、第
1番目乃至第9番目のQAM信号を、隣接スペク
トラム重なりを許容しつつ並列配置したスペクト
ラムとなる。再び第1図において、伝送路150
を介して受信された信号は参照番号171乃至1
79にて示される復調器に供給される。各復調器
に於いては端子181乃至189より各々供給さ
れる複素キヤリアを用いて受信信号を各々のベー
スバンド信号に復調する。第k番目の複素キヤリ
アはej2fktで表わされる。参照番号191乃至1
99は送信側にて用いているベースバンドフイル
タを同一特性を有するベースバンドフイルタであ
つて、g(t)とg(t)との畳み込み積分で得ら
れる関数をf(t)とすれば、結局、第k番目ベ
ースバンドフイルタ出力Zk(t)は、伝送路に歪
がない時、 と表わされる。現実の系ではZk(t)は伝送路の
歪を受けるため、参照番号201乃至209にて
示される自動等化器が必要である。これらの自動
等化器によつてチヤネル間干渉、符号間干渉が全
て等化され、出力端211乃至219には第1番
目乃至第9番目の複素データが復元され出力され
ることになる。
第3図は、前記自動等化器のうち、特に偶数番
目チヤネルに対するものの構成例を詳細に示した
ブロツク図である。即ち、第3図において、入力
複素信号はT/2秒毎に標本化され、その実数部
系列は、レジスタ300,302,304に順次
入力される。同様に、虚数部系列はレジスタ30
1,303,305に順次入力される。各レジス
タの出力は図示の如く、各々タツプオフされてお
り、タツプ係数発生器360,362,364お
よび361,363,365の出力との間で乗算
器310,311,312,313,314,3
15およびアキユムレータ370を介して積和演
算が施され、アキユムレータ370の出力として
トランスバーサルフイルタ実部出力を得る。同様
にして、アキユムレータ371の出力にはトラン
スバーサルフイルタ虚部出力を得る。参照番号3
80および381は各々データ識別回路であつ
て、T秒毎に実部データ推定部および虚部データ
推定部を各々出力する。加算器390および39
1は、各識別時刻での識別誤差信号を生成しその
信号は、現在のタツプ係数を修正すべく乗算器3
30,331,332,333,334,335
および340,341,342,343,34
4,345、に供給される。タツプ係数発生器3
60および361は各々、乗算器330,34
1、加算器350による相関計算の結果および乗
算器331,340、加算器351による相関計
算の結果により現在のタツプ係数を修正するもの
であつて、その基本構成は、第4図に示す如く、
修正利得設定部402、加算器403、タツプ係
数レジスタ404とより成る一種の積分器で表わ
される。
第5図は、第3図に示した自動等化器を概念的
にモデル化したブロツク図であつて、参照番号5
02はトランスバーサルフイルタ部を表わし、参
照番号503は識別部を表わし、参照番号504
は誤差信号発生部を表わし、参照番号505はタ
ツプ係数発生部を表わしている。又、各信号線は
複素信号線であるものとする。以下、本発明によ
る直交多重信号の並列同期方式の説明には第5図
の自動等化器モデルを用いることにする。
さて、本発明においては、伝送帯域のほぼ中央
に位置するチヤネル、例えば第2図の225に相
当する第5番目チヤネルが基準チヤネルとして用
いられる。こうして設定された基準チヤネルに対
しては通常伝送歪が極めて小さいため、このチヤ
ネルに対する自動等化器の直前にてアイは充分開
いている。従つて、自動等化器の初期タツプ係数
を中央タツプ実部係数のみ1としておけば、この
自動等化器内の識別出力には初期状態から殆ど誤
り無く正しいデータが得られることになる。従つ
て、この自動等化器は通常の自己学習形の適応動
作にてすみやかに所望の状態に収束することにな
る。本発明は、直交多重並列伝送方式におけるか
くの如き特徴に着目して簡便な構成でしかも短時
間に並列チヤネル間の同期を確立せんとする並列
同期方式を提供するものである。
まず、基準チヤネルとして選ばれた第5番目チ
ヤネルを通じて、第6図の参照番号600に示す
T秒毎のランダム複素データ系列C0、C1、……、
C10、……を伝送する。この複素データ系列をA
系列と呼ぶ事にする。更に、A系列を所定のシン
ボル数、例えば2シンボル、遅らせた系列をB系
列とし、更にこれを2シンボル遅らせた系列をC
系列とする。B、C系列は、第6図の参照番号6
01,602に示されるものとなる。さて、基準
チヤネル以外のチヤネルにはA、B、C系列のい
ずれかを割当てて伝送するわけであるが、ここで
注意すべき事は、直交多重並列伝送方式において
は第2図に示すように、一般に隣接チヤネル間に
てスペクトラム重なりが存在する事である。従つ
て例えば、第4番目チヤネルの担うデータと第5
番目チヤネルの担うデータとの間に強い相関があ
ると、第5番目チヤネルに対する自動等化器に自
己学習適応動作をさせた時、真の最適タツプ係数
からずれた係数に収束することになる。こうした
現象を避けるため、A、B、C系列の各チヤネル
に対する割当は、例えば第7図に示すように、ど
のチヤネルも上下隣接チヤネルと強い相関を持た
ないよう設定されなければならない。ここで、第
7図は、第2図のスペクトル図に対応したスペク
トル図であつて、参照番号701乃至709にて
示される第1番目乃至第9番目チヤネルに、系列
B、A、C、B、A、C、B、A、Cが割当てら
れていることを示す。
第8図は、本発明による直交多重信号の並列同
期方式の具体的一実施例を示すブロツク図であつ
て、801は基準チヤネル複素信号の入力端、8
02は基準チヤネル以外のチヤネルでA系列の伝
送されたチヤネルの複素信号が入力される入力
端、803は基準チヤネル以外のチヤネルでB系
列の伝送されたチヤネルの複素信号が入力される
入力端、804は基準チヤネル以外のチヤネルで
C系列の伝送されたチヤネルの複素信号が入力さ
れる入力端である。
入力端801を介して入力された基準チヤネル
複素信号はトランスバーサルフイルタ部811に
て、タツプ係数発生部821より供給される現在
のタツプ係数を用いて積和計算がなされ、その出
力は識別部831に至る。誤差信号発生部841
は、トランスバーサルフイルタ部811の出力と
識別部831の出力との誤差を生成し、この誤差
を小ならしめるべくタツプ係数発生部821に対
しタツプ係数修正動作を行なわしめる。一方、入
力端802,803,804等に入力された基準
チヤネル以外のチヤネルの複素信号は、初期状態
において、基準チヤネルに対する相対遅延量が不
確定なので、これらに対する自動等化動作におけ
る識別データとして自己の識別データを用いず基
準チヤネル用自動等化器の識別結果を用いること
になる。例えば、誤差信号発生部842に対する
基準データとしては、識別部831の出力がセレ
クタ852を介して供給される。同様にして誤差
信号発生部843,844に対する基準データと
してはレジスタ860によつて識別部831の出
力を2シンボル遅延させたデータ、4シンボル遅
延させたデータがセレクタ853,854を介し
て各々供給される。こうして、タツプ係数発生部
822,823,824はトランスバーサルフイ
ルタ部812,813,814の出力を識別部8
32,833,834にて識別して得られる系列
が各々A系列、B系列、C系列となるようタツプ
係数の修正動作を繰返す。こうした教師付学習動
作においては、常に正しい基準データが与えられ
ているのでタツプ修正利得を大きくすることがで
き、従つて、最適タツプ係数への収束は極めて短
時間で完了する。全チヤネルの収束が完了した暁
には、伝送路にて生じたチヤネル毎の遅延のばら
つきは完全に補正され並列同期が確保される。並
列同期確立後の所望のデータ受信は、各セレクタ
852,853,854を自己学習モードに切替
えることによつて行われる。
以上説明したように、本発明による直交多重信
号の並列同期方式を用いれば、直交多重伝送系の
高効率性を損わずに簡便で短時間の並列同期確立
が実現される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、直交多重伝送系の例として直交
QAM伝送系の送受信装置を示すブロツク図、第
2図は送信直交QAM信号のスペクトル図、第3
図は、直交QAM信号に対する自動等化器の構成
図、第4図は、自動等化器のタツプ係数発生器の
構造を表わす回路図、第5図は、前記自動等化器
をモデル化した概念回路図、第6図は、本発明の
実施例にて用いられるデータ系列を表わしたタイ
ミング図、第7図は、各チヤネルに対するデータ
系列割当を示したスペクトル図、第8図は、本発
明による直交多重信号の並列同期方式の具体的一
実施例を示す回路図である。 図において、111−119および191−1
99……ベースバンドフイルタ、121−129
……変調器、171−179……復調器、201
−209……自動等化器、221−229……第
1乃至第9QAM信号スペクトラム、300,3
02,304および301,303,305……
レジスタ、310−315,320−325,3
30−335および340−345……乗算器、
370,371……アキユムレータ、350−3
55,390,391……加算器、380,38
1……識別器、360−365……タツプ係数発
生器、402……修正利得設定部、403……加
算器、404……タツプ係数レジスタ、502,
811,812,813,814……トランスバ
ーサルフイルタ部、503,831,832,8
33,834……識別部、504,841,84
2,843,844……誤差信号発生部、50
5,821,822,823,824……タツプ
係数発生部、をそれぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 互いに時間的直交関係の保たれている複数個
    の並列チヤネルを用いてデータ伝送をおこなう直
    交多重並列伝送系において前記複数個の並列チヤ
    ネル間の同期を確立する直交多重信号の並列同期
    方式であつて、送信側においては、データ伝送に
    先立ち、予め定められた基準チヤネルを通じてラ
    ンダムデータ系列を送信するとともに、基準チヤ
    ネル以外のチヤネルを通じて、前記ランダムデー
    タ系列を各チヤネルに所定の時間だけ遅延させて
    送信し、受信側においては、前記基準チヤネルに
    対する自動等化器には、自身のフイルタ出力と自
    身の識別データとの差として得られる誤差信号を
    小ならしめるべくフイルタタツプ係数を修正する
    自己学習動作を行なわしめ、前記基準チヤネル以
    外のチヤネルに対する自動等化器には、自身のフ
    イルタ出力と前記基準チヤネルに対する自動等化
    器にて得られる識別データを前記各チヤネルに所
    定の時間だけ遅延させたデータとの差として得ら
    れる誤差信号を小ならしめるべくフイルタタツプ
    係数を修正する教師付学習動作を行なわしめるこ
    とにより、所望のデータ伝送に先立つて複数個の
    並列チヤネル間の同期を確立することを特徴とす
    る直交多重信号の並列同期方式。
JP58142920A 1983-08-04 1983-08-04 直交多重信号の並列同期方式 Granted JPS6033755A (ja)

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US06/637,140 US4621355A (en) 1983-08-04 1984-08-03 Method of synchronizing parallel channels of orthogonally multiplexed parallel data transmission system and improved automatic equalizer for use in such a transmission system
CA000460315A CA1210877A (en) 1983-08-04 1984-08-03 Method of synchronizing parallel channels of orthogonally multiplexed parallel data transmission system and improved automatic equalizer for use in such a transmission system
GB08419857A GB2144604B (en) 1983-08-04 1984-08-03 Orthogonally multiplexed parallel data transmission system

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