JPH03505661A - 電気通信システムにおける誤った反響除去及び／又は等化を回避する方法及び装置 - 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】 電気通信システムにおける誤った反響除去及び／又は等化を回避する方法及び装 置〔技術の分野〕 本発明は電気通信システムにおけるＤ／Ａ変換器及び／又はＡ／Ｄ変換器内の非 線形性から生じる誤った反響（エコー）−除去及び／又は等化を回避する方法及 び装置に関し、誤り信号が適応反響除去用フィルタ及び／又は適応等化用フィル タを更新する目的のために形成される。

〔技術の背景〕

”タップ遅延線”種類のものであるディジタルトランスバーサルフィルタは、所 与の数の到来ディジタル値の線形組合わせを形成するのに使用される。このよう なフィルタは、このフィルタが配置されている信号通路が非線形装置を含まない ときにのみ電気通信システムにおいて有効な反響−除去及び／又は等化を達成す ることができる。反響除去フィルタは、２一対４−線の接続部に接続される送信 枝路と受信枝路との間に、通常、結合される。等化フィルタは、通常、受信枝路 内に結合される。送信枝路はＤ／Ａ変換器を含み、これに反し、受信枝路はＡ　 ／　Ｄ変換器を含む。Ｄ／Ａ変換器及びＡ／Ｄ変換器は反響−除去及び等化に関 連しての主要な非線形性源でるることが、判明している。

周知の方法によれば、例えば、ｉｐ、ｌ　、　０．２４０．０５５を見ると、非 線形性は受信枝路内のＡ／Ｄ変換器の下流に接続された個別修正装置の援用で以 て補償される。

この装置は修正値を発生し、この修正値はコンピュータ出力値に刀Ω算される。

非線形性に上って起こされる間Ｍを回避する他の可能性は、トランスバーサルフ ィルタの代わりに、いわゆるテーブルフィルタを使用することでおる。テーブル フィルタは、非線形性の起こるのに拘らず反響を除去しかつ等化を達成するのに 有効である。

しかしながら、これらの方法は、比較的複雑及び／又は大形の機器の存在を必要 とする。

逐次近似で以て動作するＡ／Ｄ変換器は、複数の二値重み付は装置、例えば、コ ンデンサ又は電流源を有するＤ／Ａ変換器を含む。二値重み付は装置は、実際に は、正確性ｅ？ｌｉ足するようには二値重み付けされていなりゆえに、非線形性 がこの種の変換器内で起こる。

線形性を向上する一つの方法は、重み付は装置の値を前記装置の製造に関連して 、例えば、レーデを援用してコンデンサの一部を切シ取ることによって、調節す ることである。しかしながら、この方法は高価ｆｃつぐ、。

さらに、構成要素値は温度等に依存して時間と共に変化し、その結果、耐久的な 線形性はこの方法においては得られない、 逐次近似で以て動作するＡ／Ｄ変換器は、また、自己校正をすることができ、こ のことは、二値重み付は装置の値が監視されかつ規則間隔をおいて、例えば、各 変換サイクルの後に、修正されることを意味する。

例えば、容量値の修正は、静電容量値をそれぞれ増大、減少するために小形の並 列接続コンデンサを活性化又は不活性化することによって実施される。このこと は、また、要求される校正サイクルを実行するための及び修正信号を発生するた めの追加の論理装置を用意することを要求する。同時に、変換容量値は、校正サ イクルを実施することの結果、減少させられる。自己校正は、例えば、論文”自 己校正及びオーバーサンプリングはモノリシックＡ／Ｄ変換器におけるディジタ ル回路にさらに余地を与える”、ＫＤＮ誌（”　５ｅｌｉ−ｃａｌｉｂｒａｔｉ ａｎａｎｄ　ｏｖｅｒｓａｍｐｌｉｎｇｍａｋ１３　ｒｏｏｍ　ｆｏｒ　ｍｏｒ ｅ　ｄｉｇｉｔａｌｃｉｒｃｕ、１ｔｒｙ　ｏｎ　ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ　ＡＤ Ｃｓ　’、ＫＤＮ、）１９８７年１ａ月１５日発行から匂られる。

〔発明の開示〕

本発明の目的は、上述に従い非線形性から生じる誤った反響−除去及び／又は等 化を回避する方法、簡単であり及び複雑又は大形の機器を必要とすることなく機 能する、並びに変換器の容量を減少させることのない方法を、提供することにあ る。本発明の目的は、また、変換器内の所与の装置、例えば、所与の構成要素の 値を調整してその結果、前記変換器内の非線形全回避する適応フィルタ全更新す る目的のために構成される誤シ信号を使用することによって、達成される。実際 には、信号は、適当なアルゴリズムに従い個別論理装置内の変換器を調節する目 的のために形成される。

本発明は、後に掲げる請求の範囲に記載されている特徴によって特性付けられる 。

〔図面の簡単な説明〕

本発明を、いまから、付図を診照して詳細に説明するが、これらの付図において 、第１図は電気通信システムにおける２一対４−線接続部内の送信枝路及び受信 枝路の部分を示す：第２図は第１図に示された受信枝路内に組み込まれたＡ／Ｄ 変換器の部分の例を示す；第３図（儂第１＠に示された送信枝路内に組み込まれ たＤ／Ａ変換器の部分を示すブロック概略である；及び第４図は第３図に示され たブロックの実施例をさらに詳細に示す。

ｃ本発明の最善の実施例〕 第１図は、電気通信システムの部分を示す。数字１１は、ディジタルデータ信号 が到来する送信枝路を示す。これらの信号は、Ｄ／Ａ変換器１２に印加されかつ これから、アナログ形で、２一対４−線接続部１３に送られる。後者は、中でも 、また受信枝路１４に接続され、この受信枝路はＡ／Ｄ変換器１５を含む。

実際、送信枝路は、また、この図には示されていなへ受信フィルタ及び自動レベ ル−制御装置を含む。数字１６は、適応反響−除去フィルタｔ−識別し、前記フ ィルタの入力は送信枝路１１に接続され及び前記フィルタの出力は受信枝路１４ 内の減算装置１７に接続されている。減算装置１７内に形成された差信号は適応 等化フィルタ１８に印加され、このフィルタの出力は検出器１９に接続され、こ の検出器は受信信号を検出するように動作する。フィルタ１６及び１８を更新す るための誤ｒ）信号ｅＱは、周知の仕方において減算装置２０内で形成される。

しかしながら、反響及び等化フィルタの更新目的のための誤り信号を形成するに 当たっては、他の方法も周知である。

これまでに説明されたこの７ステムのこの部分は、技術的に周知の部分を形成す る。しかしながら、本発明によれば、誤シ信号ｅＨは、なおまた、Ｄ／Ａ変換器 １２及びＡ／Ｄ変換器１５を調節するのに使用される。この目的のために、２つ の論理装置２１及び２２が含まれ、これらの装置は、これから後にさらに詳細に 説明されるよう−に、適当なアルゴリズムに従い変換器制御信号を形成する。

適応等化フィルタは、２一対４−線接続部以外の箇所においても使用されること ができる。したがって、本発明の応用は、このような接続部に限定されない。

第２図は、第１図の実施例のＡ　／　Ｄ変換器１５内に含まれるＤ／Ａ変換器の 例を示す。この例によれば、Ａ／Ｄ変換器は、逐次近似の原理に従い動作するこ とを意図してお９、複数の相互二値重み付はコンデンサｃｏ−０１を有するＤ／ Ａ変換器を含む。これらのコンデンサの静電容量値がこれらのコンデンサと同じ 方法において設計されるときは、指標ｉを有するコンデンサの静電容量Ｃ１は理 想的にはＣｏ　／　２ｉに等しい。しかしながら、コンデンサＣ１−ｃｌの静電 容量は可変でちり、このことが、コンデンサＣｏ−Ｃ１が正確に二値重み付けさ れないとき、これらの静電容量を修正することを可能にする。これらのコンデン サは、周知の仕方で、それぞれの制御可能スイッチを介して基塩電圧ＶＲＶｃ接 続されるか又は接地される。ａｏ　−ａｍで指示される制御信号は、これらのス イッチに印加される。

これらの制御信号の各々は、１”又は０″のいずれかである。

上述に従う自己校正変換器におけるように、個別校正サイクル中に及び個別校正 装置の使用を以てする可変静電容量の修正の代わ夛に、可変静電容量値を調節す るために、本発明に従い、反響−及び等化フィルタを更新する目的のために形成 される誤り信号８ｆｉがまた使用される。誤り信号ｅｎが第１図に示された仕方 において形成されるときは、静電容量値は、例えば、次のアルゴリズムに従い、 サンプリング時間点ｎにおりて調節される： Ｃ１，、ｎ＋１　””　ｃｉ、ｎ　＋　Ｓｉｇｎ　（ｅｎ）　”　ｓｉｇｎ　（ ＡＤｎ）　”　ｄｉ、ｎ　”　ｄＣ＋ここに Ｃ１，ｎはサンプリング時間点ｎにおけるコンデンサＣ１の静電容量であ勺、 ＡＩ）Ｈは第２図に示されるＤ／Ａ変換器を含むＤ／Ａ変換器からのサンプリン グ時間点ｎにおける開始信号であり； （ｌｉ、ｎはサンプリング時間点ｎにおいてコンデンサｃｌに対するスイッチを 制御する制御値、すなわち、１”又は′０”であり；及び ｄｃは静電容量を変化させる増分値でおる。

ａｉ、ｎが１″又は０″であるかどうかに依存して、新値Ｃ１，ｎｉｌが、この アルゴリズムに従って、Ｃ１，ｎ　：ｌ：ａＣであるか又は変化しないでＣ１， ｎに等しいかのいずれかであろう。この場合、コンデンサＣ１が接地されている とき、すなわち、このコンデンサがこの変換器の出力に寄与しないとき制御値＋ ｌｉ、ｎは零であると、仮定される。したがって、この時刻に活性であるコンデ ンサの静電容量値のみが調節される。

上述に従うアルゴリズムは、正の期待値を存する誤シ償号ｅｎが２つの異なる場 合に形成されるという事実によって！５！明される： １）Ａ／Ｄ変換器１５からの出力信号は、正であシかつ、もしこの変換器が線形 であったとした場合にあるであろうよシも大きい。このことは、静電容量値が過 剰に小さいときに、起こる。この調節によって達成される平均的な結果は、コン デンサＣ１の静電容量値の増大であシ、これは誤シ信号の期待値とＡ／Ｄ変換器 の出力信号の双方が正であるからである。

２）Ａ／Ｄ変換器から出力信号は、負であシかっそれがもしこの変換器が線形で ６ったとした場合にそうであろうよシも小さい絶対値を有する。このことは、静 電容量筐が過剰に大きめときに、起こシ、かつこの調節によって達成される平均 的結果はコンデンサｃ１の静電容量値の減少であシ、これは誤り信号の期待値が 正であシかつＡ／Ｄ変換器の出力信号が負であるからである。

負の期待値を有する誤シ信号ｅｎは、次の２つの場合に形成される： １）Ａ／Ｄ変換器からの出力信号は、正でありかっもしこの変換器が線形であっ たとしたならばそうであろうよりは小さい。このことは、コンデンサ値が過剰に 大きいときに、起こる。

２）Ａ／Ｄ変換器からの出力信号は、負であジがっもしこの変換器が線形で６っ たとしたならばそうであろうよシは大きい絶対値を有する。このことは、コンデ ンサ値が過剰に小さいときに、起こる。

コンデンサＣ８は、基塩として使用されかつ調節されないが、これはコンデンサ Ｃｏ−Ｃ□が正確に二値重み付けされるように制御されることができたとしても 、全てが過剰に高いか又は過剰に低い値を有するならば、この変換器に誤シ出力 値を与えさせるであろうからである。

例えば、調節可能コンデンサは、その各々が適当な数の小コンデンサを含み、各 々が上述に従い静電容量ｄｃを有する。調節可能コンデンサは、また、例えば、 １つのそれぞれ大きなコンデンサと共に静電容量を調節することを意図した適当 な数の小コンデンサを含む。

Ａ／Ｄ変換器１５は、二値重み付はコンデンサを含む必要はない。これらのコン デンサは、周知の仕方において、二値重み付は電流源と置換され、これらの電流 源は、スイッチを援用して、加算電流に寄与するか又は寄与しなり。

調節可能装置の値を調節可能にするためには、個別調節可能信号を、例えば、説 明されたアルゴリズムに従って編集することが必要である。信号は簡単な論理ブ ロックによって編集されることができるが、これはこの信号が関連する値が増大 するか、減少するか又は変化しないままでいるかをどうかを開示することのみ必 要であるからである。

もちろん、説明されたアルゴリズム以外のアルゴリズムを使用することも考えら れる。例えば、もっばら前記誤り信号ｅｎの符号である代わシに前記信号の値を 使用することも可能でちる。しかしながら、制御信号を形成するために要求され る論理ブロックの構成は、もっばら誤シ信号の符号が使用される場合よりも、僅 かながら複雑であシ、これは制御信号にとって、もっばら、正、負又は零の代わ シに変化の大きさを明示することが必要であるからである。

第３図は、第１図のＡ／Ｄ変換器１２０部分を示すブロック概略の例を示す。こ こに示された、実施例の変換器は４つの出力レベルに対して構成され、４つの電 圧発生ブロック３１−３４及びスイッチ３５を含む。

このスイッチは、矢で以て符号的に記された到来ディジタル信号によって制御さ れ、かクデイジタル信号の値に依存して電圧発生ブロックの１つを変換器出力に 接続するように動作するやブロック３１−３４は、電圧３　ｖＯ％ＶＱ　％　− ｖＯｌ及び−３７０を前記の贋に発生することを意図している。ブロック３Ｌ　 　３３及び３４によって発生された電圧は、調節されることができ、この調節は 、もしこれらの電圧がブロック３２によって発生される電圧に対してこれらの電 圧の理想値から偏向するならば、これらの電圧を修正することを可能とし、ブロ ック３２の出力は固定基本として利用される。

ブロック３１．３３及び３４からの電圧は、例えば、次の２段アルゴリズムに従 って調節される：Ｖａ、ｎ＋ｘ／ｚ　＝　Ｖａ、ｎ　−Ｓｉｇｎ　（ｅｎ）・ａ ｙＶ４　、＋１　＝　Ｖ４　、　ｎ−ｓ　ｉｇｎ　（Ｖｓ　、ｎ＋ｘ／２＋ΣＶ ｉ　、　１１　＋　Ｖ□）　”　ｄｖｔｉ１１？ｓ ここに Ｓはブロック３１．３３及び３４のうちどれがプ°ンプリング時間点ｎにおいて この変換器の出力電圧を形成したかを指示し、 ”Ｓ、ｎはサンプリング時間点ｎにおけるブロックＳからの電圧であシ、 土は調節可能電圧を有す前記ブロックのらちから選択された１つＯブロックを指 示し、 ８１は上述に従う、誤ｐ侶号であシ、 ｖｏは固定基進電圧であり、及び （ｉＶは電圧変化に対する増分大きさでおる。

この変換器からの過剰に大きい出力電圧は正誤多信号ｅｎｆ：生じ、かつこの逆 のことも云える。このアルゴリズムから、例えば、誤シ信号が正のとき電圧値が 減少することは、明らかであろう。第１段において、すなわち、す／グリング時 間点ｎとｎ＋１との間において、新電圧値がサンプリング時間点ｎにおいてこの 変換器の出力電圧を形成したブロックに印加される。

第２段において、すなわち、時間点ｎ＋１／２とｎ＋１との間において、新電圧 が、調節可能電圧を持つ全てのブロックに対して、すなわち、また、サンプリン グ時間点ｎにおいてこの変換器の出力電圧を形成したかつ時間点ｎ＋１／２にお 込て新値を指定されるブロックに対して、決定される。このアルゴリズムの第２ 段における括弧内に含まれる式は、全てのブロックからの電圧値の和を構成する 。この和は、理想的には、零に等しい。もっばらこのアルゴリズムの第１段が使 用されるような場合には、誤り信号はいわゆる最小に向けてではなくいわゆる極 小に向けて収束するであろう、ことが云える。

第４図は、第３図に示されたブロックのさらに詳細な実施例を示す。ブロック３ １−３４の各々は、第４図の４つの枝路３１−３４の１つからなり、これらの枝 路の全ては電圧Ｖ。を得る。枝路３２には緩衝増幅器が含まれているのみであシ 、この枝路において電圧ｖ０が発生される。電圧３ｖ０、−　ｖｏ及び−５ｖｏ は、いわゆるスイッチコンデンサを援用して周知の仕方において枝路３１，３３ 及び３４に発生される。これらの枝路は、中でも、ｐｈｌ　−Ｐｈ３で指示され た複数のスイッチを含む。各変換局相中において、第１時限中にＰｈ１で指示さ れたスイッチは閉じ、第２時限中にＰｈ２で指示されたスイッチが閉じ、以下同 様の動作をとる。

枝路３１，３３及び３４の各々は、中でも、Ｃ４□−０４３で指示される可変コ ンデンサ及びＣ４４−Ｃ４６で指示される固定積分コンデンサを有する積分器を 含む。

各枝路からの出力電圧は、可変コンデンサの静電容量と積分コンデンサの静電容 量との間の商、例えば、Ｃ４１／　Ｃ４４に比例する。もし可変コンデンサＣ４ １−Ｃ４３が等しい大きさであると仮定するならば、この例においては、Ｃ４４ はＣ，ｌ／３に等しく、Ｃ４５はＣ４，１に等しく、及びＣ４６はＣ４１／　３ に等しいであろう。この図から明らかであろうように、可変コンデンサＣ４２− ０４３上のスイッチは枝路３３及び３４においては枝路３１におけるのと同じ順 に切シ替えられないゆえに、枝路３３及び３４からの負電圧が起こる。

第４図によるＤ／Ａ変換器の場合には、枝路３１における電圧変化の増分大きさ ｄＶはｄＣ，□／Ｃ４４に比例し、ここにｄＣ４１はコンデンサＣ４１の静電容 量の最小可能変化を示す。電圧変化の増分大きさｄＶを全ての枝路において等し いものにするために、最小可能静電容量変化は異なる枝路において異なる値を与 えられ、その結果、容量変化がその関連する枝路内の積分コンデンサに適応させ られる。適当なアルゴリズムに従ぺＤ／Ａ変換器に印加される制御信号を形成す る論理装置内の容量変化の適応を実施することも、考えられる。

代替として、コンデンサＣ４□−０４３の代わりに積分コンデンサＣ４４−Ｃ４ ｅ　’ｋ、もとより、可変とすることもできる。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．適応反響−除去用フイルタ（１６）及び／又は適応等化用フイルタ（１８） を更新するために誤り信号（ｅｎ）が形成され、電気通信システムにおけるＤ／ Ａ変換器（１２）及び／又はＡ／Ｄ変換器（１５）内の非線形性から生じる誤つ た反響−除去及び／又は等化を回避する方法であって、なおまた、所与の装置（ Ｃ４１−Ｃ４３，Ｃ１−Ｃ１）、例えば、Ｄ／Ａ変換器（１２）及び／又はＡ／ Ｄ変換器（１５）内に組み込まれた所与の構成要素に対する設定点値を、適当な アルゴリズムの援用で以て、編集するために前記誤り信号を使用することと、こ れらの装置の支配値と前記設定点値との間の一致を達成するように前記支配値を 調整することとを特徴とする前記回避する方法。
2. ２．適応反響−除去用フイルタ（１６）及び／又は適応等化用フイルタ（１８） を含み、及びさらに１つあるいはそれ以上のフイルタを更新するための誤り信号 （ｅｎ）を発生するように動作する装置（２０）を含み、電気通信システムにお けるＤ／Ａ変換器（１２）に関連して起こる非線形性から生じる誤つた反響−除 去及び／又は等化を回避する装置において、前記回避する装置は所要の調節可能 装置（Ｃ４１−Ｃ４３）、例えば、所与の構成要素を有するＤ／Ａ変換器（１２ ）と、前記誤り信号（ｅｎ）を受信しかつ適当なアルゴリズムに従い調節可能装 置の前記値に対する設定点値を編集するように動作する論理装置（２１）と、必 要なときに、調節可能装置の支配値と前記設定点値との間の一致を達成するよう に前記支配を修正するように動作する装置とを包含することを特徴とする前記回 避する装置。
3. ３．請求の範囲第２項記載の回避する装置において、Ｄ／Ａ変換器（１２）は、 いわゆる、スイツチコンデンサを含む複数の枝路（３１，３３，３４）を含み、 前記枝路の各々はさらなるコンデンサ（Ｃ４４−Ｃ４６）を含む積分器と直列に 接続された第１コシデンサ（Ｃ４１−Ｃ４３）を含むことと、前記調節可能装置 は各枝路内の前記コンデンサ（例えば、Ｃ４１−Ｃ４４）の１つからなることを 特徴とする前記装置。
4. ４．請求の範囲第３項記載の回避する装置において、前記Ｄ／Ａ変換器（１２） は、なおまた、固定電圧（Ｖｏ）を発生する枝路（３２）を含むことを特徴とす る前記装置。
5. ５．適応反響−除去用フイルタ（１６）及び／又は適応等化用フイルタ（１８） を含み、及びフイルタ／フイルタを更新するための誤り信号（ｅｎ）を形成する 装置（２０）を含み、電気通信システムにおけるＤ／Ａ変換器（１５）に関連し て起こる非線形性から生じる誤つた反響−除去及び／又は等化を回避する装置に おいて、前記回避する装置は所要の調節可能装置（Ｃ１−Ｃ１）、例えば、所与 の構成要素を有するＤ／Ａ変換器（１５）と、前記誤り信号（ｅｎ）を受信しか つ適当なアルゴリズムに従い調節可能装置の値に対する設定点値を形成するよう に動作する論理装置（２２）と、必要なときに、調節可能装置の支配値と前記設 定点値との間の一致を達成するように前記支配値を修正する装置とを包含するこ とを特徴とする前記回避する装置。
6. ６．請求の範囲第５項記載の回避する装置において、Ａ／Ｄ変換器（１５）は複 数の二値重み付け装置（Ｃ０−Ｃ１）、例えば、コンデンサを含むことと、前記 重み付け装置の１つ（Ｃ０）の値は固定されることと、残りの重み付け装置（Ｃ １−Ｃ１）の値は調節可能であることと、及び前記調節可能装置は調節可能値を 有する二値重み付け装置を含むこととを特徴とする前記装置。