JPS631781B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデータ伝送に用いられる変復調装置に
おける自動等化器に係り、特に、トランスバーサ
ル形フイルタを用いた自動等化器の等化能力が無
くなつた時、即ち発散状態となつた時、データモ
ードにて収束させるためのトランスバーサル形フ
イルタの自動等化の制御方法に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

電算機端末やFAX等で扱うデイジタルデータ
を既存のアナログ音声回線を用いてデータ伝送を
行う時、自動等化機能を有する変復調装置（モデ
ム）が不可欠であり、この自動等化機能を実現す
るものとして一般にトランスバーサル形フイルタ
を有するものが用いられる。

さらに高速データ伝送では、モデムによりデー
タを回線の他端の端末に送る時実際のデータ伝送
に先立つて、トレーニング信号と呼ばれる特殊パ
ターンの送出が行われる。これは受信部における
自動利得調整回路の利得制御、タイミングの再生
さらに自動等化器のプリセツト、キヤリア再生等
に必要な初期シーケンスである。

一方、自動等化器によるデータを受信中の等化
過程で、自動等化器がその等化能力を失つたと
き、即ち発散状態となつたときには、再びトレー
ニング信号の送出を送信部に要求して再度初期シ
ーケンスによる収束をはかる方法が一般的であ
る。

ところが１つの伝送路にいくつかの端末が並列
に接続されるようなシステム（マルチポイントシ
ステルと呼ばれる）において、１つの端末のモデ
ム受信部の自動等化器が発散するたびに全端末に
対してこのトレーニングを繰返していたのでは、
システム全体のデータ処理効率が落ちてしまう。

そこで発散した端末のモデムにおいてはデータ
を受信しながら、即ち、システムがデータモード
であるときに、再び収束できることが望まれてい
る。

〔発明が解決しようとしている問題点〕

以上のことをさらに詳しく説明すると次のとお
りである。

CCITT勧告V29に準拠したモデムなど、多値
直交振幅変調方式を採用しているものでは、信号
の座標配置が図−１に例示されるように対称でな
いため、トランスバーサル形フイルタを基本的構
成とした自動等化器の収束にあたつてはその基準
となる中央タツプの位置が決められない。

従つて、トレーニングを開始するにあたつて全
てのタツプが一定の値（例えば０）から、局部リ
フアレンス信号を用いて成長させられる（通例、
絶対リフアレンスを使用して受信部のトレーニン
グをしている）。

この過程の後に中央タツプの位置とタツプ係数
の大きさが確立するわけである。

これらのタツプ係数は回線変動に応じてアダプ
テイブに修正されるため一般には可変な値であ
る。

ところが、なんらかの外乱（大きなインパルス
性雑音または、瞬断等）により、トランスバーサ
ル形フイルタの出力する等化波形が基準信号波形
と著しく異なつてしまい、その誤差信号が大きく
なる。この状態で所定時間以上経過してもこの誤
差信号が収束しなければ、トランスバーサル形フ
イルタのタツプ係数の制御不能に陥り、自動等化
器の等化能力が失なわれる。この状態を一般に発
散状態と呼ぶが、この発散状態に陥ると収束して
いる状態において確保されていた各々のタツプ係
数がでたらめな値となり、再び収束状態へ復帰さ
せるようにタツプ係数を制御することは不可能に
なる。

従つて、本発明の目的は従来果し得なかつたこ
のデータモードでの収束を可能とする方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の方法は、通常は判定誤差により中央タ
ツプおよびその他のタツプを制御するトランスバ
ーサル形自動等化器において、該トランスバーサ
ル形自動等化器が発散状態となつたときに、該ト
ランスバーサル形自動等化器の中央タツプを一定
値に固定するとともに、他のタツプ係数の修正を
行うための等化器出力の判定をデータ相互間の干
渉量の少ないデータを用いて行い、且つ該トラン
スバーサル形自動等化器出力信号の平均電力
（Po）を受信器でもつ基準信号の平均電力（PF）
と一致させるように制御して該トランスバーサル
形自動等化器の出力段で自動利得制御（AGC）
をかけることを特徴とする。

〔実施例〕

以下本発明を実施例について詳細に説明をす
る。

まず本発明の方法の収束アルゴリズムについて
説明する。

図−１は各信号の取り得る領域を振幅（中心点
からの距離）と位相（角度）により示すものであ
る。

図−１に図示するごとく、着信したデータはあ
る時点において予め決められた信号配置（図−１
では16点）のうちいずれか１点に等化されねばな
らず、回線の雑音をガウス雑音とすれば、等化さ
れたデータはそれぞれの信号点に対しある円内に
一様分布する。

又、これらの信号点が送出される確率は全て同
一であるから、もし正常な等化が行われていれば
等化されたデータの電力の平均値（Po）は予め
決められた信号配置で一意的に決められるある電
力値（PF）と完全に一致する。

一方、もし正常な等化が行われず等化器が発散
していたとすれば、等化データはハードウエアの
制限するまでのあらゆる値（例えば演算精度上の
最大値から最小値までの任意の値）を取ることと
なり、その電力の平均値（Po）はPFと一致しな
い。

従つて、この発散しているデータの電力の平均
値PoをPFと一致させることが１つの条件とな
る。

しかし、只、この条件をあてはめるだけでは等
化器の収束は保証されない。何故ならば、位相を
もふくんだベクトルデータに対して電力だけでの
補正では不充分だからである。

即ち、位相に対しても何等かの修正が必要とな
る。これには等化データの２乗誤差を評価関数と
した統計的修正手法（最大傾斜法）を用いるが、
発散した時、総てのデータについての誤差評価を
行うことは、あまりにも誤つたデータが多いため
効果的でない。

そこで第２の条件として比較的正しそうな誤差
を用いることが考えられる。即ち、図−１の信号
配置においては、内部Ａの点は、外部Ｂの点と比
らべてその信号間隔が短いため誤つて判定される
確率が高く、修正のために用いる情報としてはあ
まり期待できないということである。

即ち、外部の点が修正のために望ましいデータ
である。

しかし、発散した状態において外部Ｂの信号点
のみを用いるとすると、誤差の極性が外部領域に
偏るため制御が一方向になる。即ち、内部Ａ方向
へ移動するようになる。

このため、等化器のタツプ係数が一方向（この
場合、等化器の利得を低くする方向）に修正させ
られ、等化器の利得は正規の利得とはならず、こ
の利得を何等かの方法で補償せねばならない。

そこで、少なくとも中央タツプ係数の値を固定
する。さらに、等化器出力に自動利得制御
（AGC）回路を置いて前記の条件（平均電力の一
致）を満たすようにする。

以上が本発明の方法のアルゴリズムであり、 図−２がこの方法を実現した実施例ブロツク図
である。

以下図−２の実施例について説明する。

トランスバーサル形自動等化器１０は図のよう
に遅延回路Ｔから引出されたいくつかのタツプ係
数｛Ck｝と入力データ｛Xi｝とのたたみ込みに
より、入力の波形等化を行う。

その一般的記述は次のように表わされる。

（Σ′はｎ＝０を除く他の累積値を示す） タツプ係数｛Ck｝は回線特性に応じて様々な
値をとるが、発散してしまうと、各々が独立に勝
手な値をとる。しかも中央タツプの係数Coの値
が可変の場合はこの状態から再び収束することは
ありえない。

そこで、まずタツプの制御を説明すると、自動
等化器１０の出力信号Ａは、乗算回路１（この回
路は本発明の１つの特徴部分となるAGC回路に
係るものであるが、後述する）を介して等化出力
Ｂとなる。この等化出力Ｂを基準信号Ｃと判定回
路６にてレベル比較し、その結果の判定誤差（レ
ベル差）ｅを所定の重み係数を乗算する乗算回路
７を介して判定誤差e′としてタツプ修正回路８に
入力する。この判定誤差ｅ乃至はe′の変動量（微
分値）が所定時間経過しても、所定のレベル以上
であることを識別した場合、トランスバーサル形
フイルタが発散状態に陥つたことを検出する。そ
して、中央タツプ係数Coをある値、例えば１に
固定する。この場合、基準信号Ｃは、図−１の16
点の如き振幅値と位相とをランダムに発生する信
号である。

ここで、本発明では、判定回路６において判定
された誤差信号が図−１に示すＡ領域のものか、
Ｂ領域のものかを判定する必要がある。このた
め、回路６は誤差信号の検出と同時に、基準信号
そのものの絶対値をＡ、Ｂ領域の区切り目となる
閾値と比較する。このようにしてＢ領域のと判定
された誤差信号に対してはフラグとともに乗算回
路７に出力する。

内部Ａの信号点と外部Ｂの信号点の区別は次に
述べる２つの方法のいずれかにより行なわれる。

(1) 図−１で示される座標空間をＮ×Ｎのごばん
目状の領域に分割し、基準信号が図−１で示さ
れる外部Ｂの領域に入つているか否かを見る方
法。

(2) 図−１で示される座標空間をいくつかの線分
で放射状に区切り、更に各線分を２分割し、図
−１で示される外部Ｂの領域に入つているか否
かをみる方法。

乗算回路７では入力した誤差信号及びフラグか
ら外側Ｂの信号点に関する誤差（e′）のみ抽出
し、等化器のタツプ修正を行うタツプ修正回路８
へ入力する。

このタツプ修正回路８は等化器１を適応等化さ
せるアルゴリズム（最少２乗誤差を評価関数とし
た最大傾斜法など）を実行するものである。乗算
回路７は等化出力が前述の外側信号と判定された
ら１を乗じ、他のものであれば０を乗ずるような
乗算回路である。

上記のタツプ制御により、発散状態となること
を検出すると、まずタツプを固定し、信号領域と
して外部Ｂを用いて等化機能の収束を図る。

しかし、この制御だけでは、自動等化器１０の
動作としては、信号領域の外部Ｂの信号受信に対
してのみ等化することになるため、外部Ｂから内
部Ａの領域へ一方向へ移動し、正規の等化は期待
できない。

そこで、本発明では自動等化器１０と等化出力
Ｂ間で自動利得制御を行うことに着目し、等化器
の利得の補償をもはかつている。

図−２において、等化出力Ｂをベクトルの大き
さを計算する２乗回路２に入力し、その出力Ｄと
基準信号の平均電力（PF）の入力Ｅとより減算
回路３にて減算処理し、その出力Ｆは積分回路４
にて積分され(G)、所定の定数koを加算回路５に
て加算して、等化出力のＡに乗算回路１にて乗算
して、利得制御のかかつた等化出力Ｂを得るよう
構成されている。

従つて、このAGC回路によりレベル調整を受
けた後16点のうちの１つとしてみなされ、それに
対応した基準信号との誤差ｅが判定回路６によつ
て計算されることになる。又、等化出力信号Ｂは
そのベクトルの大きさを計算するために２乗回路
２に入力されているが、２乗回路２は信号の電力
を（Real）²＋（Image）²で評価するために必要な
乗算、累積算を実行する回路である。これと本来
の基準信号配置が有する固有の平均電力Ｅとの差
Ｆを減算回路３によつて計算する。この差の値が
積分回路４によつて積分されることになる。

この値は加算器５によつてある一定の値（例え
ば１）と加算され、等化出力Ａに乗ずる値Ｈとな
る。

上述の内容を例示すれば、次のようになる。

最終等化出力Ｂの電力が基準信号の平均電力Ｅ
に比べ大きい時、積分器４には負の値が累積され
ることになり、その出力Ｇも負の方向へと向か
う。これが定数koと加えられるため等化出力Ａ
に乗ずる値Ｈは減少させられ、Ｂの値が小さくな
る。

これにより、Ｂの平均電力を基準電力Ｅに近付
けることが可能となる。

斯くして、信号領域の外部Ｂにて判定しタツプ
制御を行うとともに、利得の補償を自動等化器の
出力段にて行いデータモード中での収束を可能と
する。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明した如く、本発明によれば、
発散状態となつたことを検出すると、等化出力が
基準信号の平均電力と一致するように制御し、か
つ外側の信号位置における基準信号との比較によ
りトランスバーサル形フイルタのタツプ係数を制
御するようにしたため、自動等化器の発散状態で
もトレーニング信号無しで収束させることが可能
となり、マルチポイントシステムにおいても、シ
ステム全体の処理効率を落すことなく、自動等化
器の発散を収束することができ、その効果は工業
上大なるものである。

【図面の簡単な説明】

図−１は本発明のための信号配置図、図−２は
本発明の方法を適用した一実施例ブロツク図、 １０は自動等化器、１は乗算回路、２はベクト
ルの大きさを計算する回路、３は減算器、４は積
分器、５は加算器、６は減算器、７は乗算回路、
８はタツプ修正回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 通常は判定誤差により中央タツプおよびその
   他のタツプを制御するトランスバーサル形自動等
   化器において、 該トランスバーサル形自動等化器が発散状態と
   なつたときに、 該トランスバーサル形自動等化器の中央タツプ
   を一定値に固定するとともに、 他のタツプ係数の修正を行うための等化器出力
   の判定をデータ相互間の干渉量の少ないデータを
   用いて行い、 且つ該トランスバーサル形自動等化器出力信号
   の平均電力（Po）を受信器でもつ基準信号の平
   均電力（PF）と一致させるように制御して該ト
   ランスバーサル形自動等化器の出力段で自動利得
   制御をかけること を特徴とするデータモード収束方法。