JPH03227156A - 位相ジッタキャンセラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、直交振幅変調方式のデータモデムに関し、特
に位相ジッタキャンセラに関する。

［従来の技術］ 従来の位相ジッタキャンセラの一例を第２図に示し説明
する。図において、２０１は複素乗算器。

２０２は判定器、２０３．２０４は位相検出器。

２０５は乗算器、２０６は三角関数発生器、２０７は予
測フィルタ　（Ｆ　Ｉ　Ｒ（Ｆｌｎｌｔｅ　Ｉｍｐｕｌ
ｓｅ　Ｒｅ５ｐｏｎｓｅ　）適応フィルタ）である。

そして位相ジッタの影響を受けた受信信号Ｒ５は次式の
ように表わされる。

Ｒ−Ａ　　ｅｘｐ（ｊθｋ）　　　　　　　−（１）ｋ ここにＡ　は送信されたシンボル、θにはジッタによる
位相角を示している。

一方、Ｆ、ＩＲ型適応フィルタ２０７の出力をθとする
と１判定器２０２への入力り、は、上記（１）式に２０
１の位相回転を与えた形で表わされ１次式のようになる
。

Ｄ　　−Ａ　　ｅｘｐ（ｊ（θに−ＩＪ）　）　　・（
２）ｋ ここで１位相誤差信号をε−θに一〇とすれば。

εに−０になるように、〒を予測することで１回線で乗
った位相ジッタθを抑圧できるわけである。

次に、θの生成法であるが、従来、Ｉの生成には、第３
図に示すような予測フィルタ（ＦＩＲ型適応フィルタ）
によって生成される。この第３図において、３０１は遅
延素子、３０２，３０４は乗算器、３０３．３０５は加
算器である。そして。

ＩＮは入力を示し、ＥＲはエラー信号の人力を示す。

いま、ＦＩＲ適応フィルタの係数をＣ，（Ｋ）（１−１
＋　　２＋　・・・、Ｎ）、（Ｎはタップ数）とすれば
、フィルタの出力は次のように表わすことができる。

θ−Σ　Ｃ（Ｋ）　　・θ、−１　　　　　　・・・（
３）１−１　　　’ よってεには ε　　−θ　　−Σ　Ｃ（Ｋ）　　・　θ　　　　・・
・（４）ｋ　　　　　ｋ　　　　　　　　　１　　　　
　　　　　　　ｋ−１−１ となる。

ここで、最大傾斜法を用いて１ε　１２を最小に にするタップゲインを求める。１εｋ　ｌ　は各タップ
ゲインＣ１に対し下に凸関数であるため、各タップゲイ
ンＣにおけるＮ夕空間で１εに１の傾きを求め、その傾
きが零（０）となるようタップゲインを更新すると最小
値へ収束する。

ここで、Ｅ（ε　　）を期待値ではなく瞬時の値に ε、で上記（５）式を展開すると。

・・・（６） となる。さらに、εには上記（４）式のように表わされ
るので。

瞬時の傾きｍ−２εにθ、−１　　　　　　・・・（７
）となる。

よって、この（７）式で表わされる傾きに修正係数αを
乗じてタップゲインの更新を数多く繰り返すことで、上
記（５）式と等価となり、結局法のようにタップゲイン
を更新することでＥ（ε　２）が最小値へ収束する。

Ｃ（Ｋ＋１）−Ｃ（Ｋ）＋αεにθに一１１ ・・・（８） （ｉ　　：　　１．　２．　３．　　・・・、　　Ｎ）
なお、ε、θ　　は位相検出器の詳細を示す図に−１ である第２図のような位相検出手段を第２図に示すよう
に接続することにより得られる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した従来の位相ジッタキャンセラでは、ＦＩＲ型適
応フィルタのタップゲインを更新する際。

エラー信号にノイズ成分が含まれており、第５図に示す
ように、特に原点に近いシンボルを受信したときにはノ
イズ成分は原点から離れている場合に比較して増大する
。そしてこのノイズ成分を含んだエラー信号でタップゲ
インを更新すると、タップゲインがノイズによってゆら
ぐという課題があった。

従って本発明は、エラー信号が小さく且つそれに含まれ
るノイズ成分が比較的大きいときでも。

タップゲイン更新時にタップゲインがゆらぐことのない
位相ジッタキャンセラを得ようとするものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明の位相ジッタキャンセラは、少なくとも。

受信信号を二軸同期検波した複素ベースバンド信号に対
して制御角度に応じた位相回転を与える位相回転手段と
、該位相回転手段出力を入力として受信シンボルを判定
し判定したシンボルを出力する判定器と、該判定器出力
と受信信号との位相誤差を抽出する第一の位相検出手段
と、前記判定器出力と前記位相回転手段出力との位相誤
差を抽出する第二の位相検出手段と、この第二の位相検
出手段の出力に修正係数を乗じて修正位相信号を出力す
る乗算器と、前記第一の位相検出手段出力を入力とし前
記修正位相信号によりタップ係数を制御されるＦＩＲ型
適応型の予測フィルタと、この予測フィルタの出力を前
記制御角度に変える手段とを備え、前記第二の位相検出
手段出方を小ならしめるべく前記予測フィルタのタップ
の係数の制御を行う、直交振幅変調方式のデータモデム
の予＃１型ジッタキャンセラにおいて、前記修正係数を
。

前記受信シンボルのパワー値が所定の値より小さく且つ
ノイズレベルが所定のレベルより大きい場合はその他の
場合より小さく設定する修正係数可変手段を付加して成
ることを特徴とするものである。

また上記の修正係数可変手段は、前記判定器の入力と出
力からノイズレベル（Ｓ／Ｎ）を算出するＳ／Ｎ算出器
と、該Ｓ／Ｎ算出器の算出値と所定の参照Ｓ／Ｎ値とを
比較し結果を出方する第１の比較器と、前記判定器の入
力もしく：よ出力の電力（パワー）を算出する自乗回路
と、該自乗回路の算出値と所定の参照パワー値とを比較
し結果を出力する第２の比較器と、前記第１の比較器出
方と前記第２の比較器出力の状態によって、前記設定し
ようとする修正係数を大小２つの値がら選択して出力す
るセレクタとを有する修正係数可変手段であることを特
徴とするものである。

［実施例］ 以下２図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明による位相ジッタキャンセラの一実施例
を示すブロック図である。

図において、１０１は位相ジッタ成分を抑圧するための
複素乗算器で、この複素乗算器１０１は二軸同期検波し
た受信信号（複素ベースバンド信号）に対して制御角度
に応じた位相回転を与える位相回転手段を構成している
。１０２はこの位相回転手段の出力を入力として受信シ
ンボルを判定し判定したシンボルを出力する判定器、１
０３はこの判定器１０２の出力と複素乗算器１０１の出
力を入力とする位相検出器で、この位Ｖ検出器１０３は
判定器１０２の出力と上記位相回転手段出力との位相誤
差を抽出する位相検出手段を構成している。１０４は判
定器１０２の出力と受信信号を入力とする位相検出器で
、この位相検出器１０４は判定器１０２の出力と受信信
号との位相誤差を抽出する位相誤差検出手段を構成して
いる。１０５はこの位相検出器１０４からなる位相検出
手段の出力を入力とじ複素乗算器１０１からなる位相回
転手段へ制御角度を出力するＦＩＲ型適応フィルタ（予
測フィルタ）である。そして１位相検出器１０３からな
る位相検出手段の出力によりその位相検出手段の出力を
小ならしめるべく予測フィルタ１０５のタップ係数を制
御するように構成されている。

１０７は判定器１０２の出力と複素乗算器１０１とをそ
れぞれ入力として１判定器入力におけるノイズ成分を計
算しノイズ成分のパワーを出力するＳ／Ｎ算出器である
。そして、その出力は比較器１０９で所定のスレショル
ドレベルＥ、で比較され、ノイズレベルがスレショルド
レベルより大きい場合と小さい場合の２つの場合を表わ
す信号を出力する。また１０８は判定器１０２の出力ａ
（実線）もしくは判定器の入力（ｂ）を人力として、入
力の絶対値（パワー）をとって出力する自東回路である
。そして１１０は自乗回路１０８の出力と所定のスレシ
ョルドレベルＥＰと比較して。

自乗回路１０８の出力がスレショルドレベルより大きい
場合と小さい場合の２つの場合を表わす信号を出力する
比較器である。１１１は比較器１０９と比較器１１０の
出力を人力として、°受信点の絶対値が小さく、かつＳ
／Ｎが大きい場合には。

予測フィルター０５の修正係数が小さくなるようにαの
値をα　又はα２に切り換えて出力するセレクタである
。１０６は予測フィルター０５の出力を入力とし、出力
を複素乗算器１０１へ送出する三角関数発生器、１１２
は乗算器である。

つぎにこの第１図に示す実施例の動作を説明する。

まず１判定器１０２は複素乗算器１０１の出力がどのデ
ータ点として送られてきたかを判定し。

判定されたＢ−タシンボルを出力する。そして。

この判定器１０２の出力Ａｋと受信信号Ａｋｅｘｐ（ｊ
θｋ）からジッタの位相角成分を抽出するのが位相検出
器１０４であり、その詳細を第４図に示す。

この第４図において、４０１は第１の入力、４０２は第
２の人力、４０３は複素共役器、４０４は乗算器、４０
５は虚部選択器、４０６は乗算器である。人力４０１に
はＡ　　ｅｘｐ（ｊθｋ）かに 入力され、入力４０２にはＡ、が入力される。この入力
４０２に人力されたＡ、は複素共役器４０本 ３によってＡ　　が出力され１乗算器４０４によって、
入力４０１のＡ　　ｅｘｐ（ｊθｋ）と乗算に され、つぎに乗算器４０４の出力ｌ　Ａｋｌ　　ｅ　ｘ
ｐ（ｊθ、）は虚部選択器４０５に入力され、さらに乗
算器４０６でその出力に１／ＩＡｋ　ｌ　　を乗するこ
とによって１位相差酸分θ、が抽出される。

このようにして１位相検出器１０４によって抽出された
Ｑｋは予測フィルター０５のタップに入力される。

つぎに、予測フィルター０５のタップゲインの修正には
、判定器１０２の出力Ａｋと判定器１０２の入力Ａ　　
ｅｘｐ　（ｊ　（θに一δｋ））が用いられる。

まず、第３図に詳細を示す位相検出器に、ＡｈとＡＫｅ
ｘｐ　（ｊ　（θｋ）−１ｋ）ｌを入力し。

（θ　−θ−ε、）を抽出する。この位相誤差酸に 分にセレクタ１１１の出力である修正係数αを乗算器１
１２で乗算した後１次式のように修正される予測フィル
ター０５に入力する。

−〇　　＋αε　θ　　　　・・・（９）’Ｉ　（Ｋ＋
１）　　　Ｉ（ｋ）　　　　ｋ　　ｋ−１（ｉ：１，２
．　　・・・、　　Ｎ） このようにして、タップゲイン１ε　１２が最小になる
ように収束してゆくのである。

このときのセレクタ１１１の動作について説明すると、
まず、Ｓ／Ｎ算出器１０７によってノイズレベルを算出
し、つぎに比較器１０９によって与えられたスレショル
ドＥＮと、Ｓ／Ｎ算出器１０７の出力とを比較して、ノ
イズレベルがあるスレショルドよりも大きい場合と小さ
い場合の２つの場合を示す信号を出力し、一方では入力
シンポルの大きさ（Ａｋ）を判定器１０２の出力から自
乗器１０８によって算出し、同じく比較器でシンボルＩ
Ａ　１２があるスレショルドＥ　よりも大ｋ　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ｐきい場合と小
さい場合の２つの場合を示す信号を出力する。これら、
２つの比較器からの出力Ｘ。

Ｙによって、セレクタ１１１は、２種類の修正係数α　
、α２のうち一方を選択して出力する。すなわちＩＡ　
１２があるスレショルドＥ　よりもｋ　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　Ｐ小さくかつＳ／Ｎ
比がＥＮより大きい場合には小さい値のα２を、それ以
外の場合には大きい値のα１を修正係数αとして出力す
るのである。

ＩＡ　１２があるスレショルドＥ　よりも小さｋ　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　りく、かつノ
イズレベルが高い場合には１位相検出器１０３の出力に
ノイズ成分が多く含まれるので。

このままでは不安定になるが、このときは修正係数αが
小さくなるので予測フィルター０５のタップゲインは大
きくは修正されず、動作の不安定は防止される。上記以
外の場合は修正係数αを大きくして予測フィルタとして
の動作を強化する。

第６図は上記の修正係数αをα　、α　のどち２ らかを選ぶかを決めるセレクタ１１１の構成の一例を示
す図で、比較器１１０の出力の反転信号と比較器１０９
の出力の論理積をとる論理ゲート６０１と、この論理ゲ
ート６０１の出力と小さい値のα２の論理積をとる論理
ゲート６０２と、論理ゲート６０１の反転出力と大きい
値のα１の論理積をとる論理ゲート６０３と、論理ゲー
ト６０２と６０３の論理積をとる論理ゲート６０４を組
み合わせて構成される。この構成によれば自乗回路出力
ＩＡ　１２がＥ　より小さく（比較器１１０ｋ　　　　
　　　　ｐ の出力Ｘ　がＯ）、Ｓ／Ｎ算出回路１０７の出力Ｓ／Ｎ
がＥＮより大きい場合は（比較器１０９の出力ＸＮが１
）、論理ゲート６０１が“１″を出力し、α２が論理ゲ
ート６０４から出力される。

その他の場合はαｌが出力される。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は２回線ノイズが多く含まれ
ている時、受信シンボルの原点からの距離に応じて予測
フィルタ（ＦＩＲ型適応フィルタ）のタップの修正係数
を小さく変化させることにより、Ｓ／Ｎの悪い原点に近
い受信シンボルによって抽出された位相誤差信号に対し
ては修正係数を小さくして、タップの修正を抑えるよう
にすることで、より安定した位相ジッタキャンセラを実
現することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図。 第２図は従来技術の一実施例を示すブロック図。 第３図は予測フィルタの詳細図、第４図は位相検出手段
の詳細図、第５図は回線ノイズによる位相の影響を受信
点と原点の距離で比較した図、第６図はセレクタの構成
を示す図である。 記号の説明：１０１・・・複素乗算器（位相回転器）１
０２・・・判定器、１０３．１０４・・・位相検出器。 １０５・・・予測フィルタ（ＦＩＲ型適応フィルタ）５
１０６・・・三角関数発生器、１０７・・・Ｓ／Ｎ算出
回路、１０８・・・自乗回路、１０９．１１０・・・比
較器。 １１１・・・セレクタ、１１２・・・乗算器。 第２図 ２０４ 第４図 第５ｖ！Ｊ 第６図 （１１０） （＋０９） ０２ ｄｌ＞払２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも、受信信号を二軸同期検波した複素ベ
   ースバンド信号に対して制御角度に応じた位相回転を与
   える位相回転手段と、該位相回転手段出力を入力として
   受信シンボルを判定し判定したシンボルを出力する判定
   器と、該判定器出力と受信信号との位相誤差を抽出する
   第一の位相検出手段と、前記判定器出力と前記位相回転
   手段出力との位相誤差を抽出する第二の位相検出手段と
   、この第二の位相検出手段の出力に修正係数を乗じて修
   正位相信号を出力する乗算器と、前記第一の位相検出手
   段出力を入力とし前記修正位相信号によりタップ係数を
   制御されるＦＩＲ型適応型の予測フィルタと、この予測
   フィルタの出力を前記制御角度に変える手段とを備え、
   前記第二の位相検出手段を小ならしめるべく前記予測フ
   ィルタのタップの係数の制御を行う、直交振幅変調方式
   のデータモデムの予測型ジッタキャンセラにおいて、前
   記修正係数を、前記受信シンボルのパワー値が所定の値
   より小さく且つノイズレベルが所定のレベルより大きい
   場合はその他の場合より小さく設定する修正係数可変手
   段を付加して成ることを特徴とする位相ジッタキャンセ
   ラ。
2. （２）前記修正係数可変手段が、前記判定器の入力と出
   力からノイズレベル（Ｓ／Ｎ）を算出するＳ／Ｎ算出器
   と、該Ｓ／Ｎ算出器の算出値と所定の参照Ｓ／Ｎ値とを
   比較し結果を出力する第１の比較器と、前記判定器の入
   力及び出力のいずれか一方の電力（パワー）を算出する
   自乗回路と、該自乗回路の算出値と所定の参照パワー値
   とを比較し結果を出力する第２の比較器と、前記第１の
   比較器出力と前記第２の比較器出力の状態によって、前
   記設定しようとする修正係数を大小２つの値から選択し
   て出力するセレクタとを有する修正係数可変手段である
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第（１）項記載の
   位相ジッタキャンセラ。