JPH0360235A - 位相同期回路 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、たとえば多値のベースバンド・デジタルデー
タ伝送装置において、受信信号からタイミングクロック
を生成する位相同期回路に関する。

（従来の技術） 近年のネットワークにおけるデジタル化の進展に伴い、
既存のメタリ・ツク加入者線や構内網を用いてデータ伝
送を行なう２線式双方向デジタルデータ伝送トランシー
バの必要性が増大してきた。

電気通信の国際標準を審議するＣＣＩＴＴでは、Ｉ　Ｓ
　Ｄ　Ｎ　（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　５ｅｒｖｉｃｅ　
Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）と呼ばれる国際的な
デジタル伝送変換を目指して標準化作業が進められてお
り、この中で、６４ｋｂｐｓを２チヤンネル、１６ｋｂ
ｐｓを１チヤンネル有した、１４４ｋｂｐｓのデータ伝
送を行なうベーシックアクセスと呼ばれる伝送手段が最
も基本的なものとして、勧告化ないしは勧告を目指した
作業が進められている。

このベーシックアクセスは、従来のアナログ網において
は通常の電話線に相当するもので、公衆網から家庭内の
電話器に至る加入者線である。

一方、ｌ５ＤＮにおいては、この加入者線を用いてデジ
タル伝送を行なう訳であるが、既に膨大なメタリック２
線による加入者線が敷設されており、デジタル加入者線
用として新たに回線を敷設するのは非常に大変な作業と
なる。このため、既存のアナログ回線を用いてデジタル
信号伝送を行なう２線式双方向データ伝送技術の研究、
開発が盛んに行なわれている。

以下、第２図ないし第４図を用いて、この２線式双方向
データ伝送装置について説明する。なお、こらの関連技
術としては、たとえば「デジタルフィルタによる通信情
報処理」　（雑誌　エレクトロニクス　１９８８年２月
号　Ｐ３９〜Ｐ４３　　オーム社発行）などの文献に記
載されている。

一般に、加入者線の多くは２線のメタリックワイヤに上
りと下りの信号を乗せることにより双方向データ伝送を
行なっている。このとき、上りと下りの信号はハイブリ
ッドコイルと呼ばれる方向性結合器により送受それぞれ
分離され、これにより双方向データ伝送が可能になる。

しかしながら、実際はハイブリッドコイルと回線との間
のインピーダンス不整合により、送信信号が受信側に漏
れてくるエコーが発生する。このエコーは、本来受信す
べき信号に重なってしまうため、データ伝送のエラーの
原因になる。

このため、第４図に示すうなＥ　Ｃ（Ｅｃｈ。

Ｃａｎｃｅｌ　Ｉｅｒ）方式が２線式双方向データ伝送
技術として従来から採用されている。このＥＣ（エコー
キャンセラ）方式では、２線／４線変換で発生するエコ
ーと同一の疑似エコーを人工的に合成し、エコーを含む
受信信号から差引くことが行なわれる。

以下、第３図を用いて、−殻間な２線式双方向データ伝
送トランシーバの一列を詳細に説明する。

まず、送信側では、本トランシーバに人力する送信デー
タは符号化回路１に人力される。符号化回路１の符号化
方式としては２ＢＩＱ方式を採用した場合を示す。この
符号化回路１は、１６０ｋｂｐｓの２値デ一タ信号の連
続した２シンボルを、以下に示すようなルールで８０ｋ
ｂａｕｄの４値の２８ＩＱデータに変換するものであ、
る。

その後、この符号化回路１の出力データは、エコーキャ
ンセラ２に供給されるとともに、Ｄ／Ａ変換回路３でア
ナログ信号に変換された後、送信回路４に人力される。

送信回路４は、Ｄ／Ａ変換回路３からの出力信号を７１
４１９１１回路５を介して伝送路６に送出する。

一方、受信側では、伝送路６を経た受信信号は、ハイブ
リッド回路５を介して受信回路７に入力され、さらにＡ
／Ｄ変換回路８で２進デジタル信号に変換される。

前述したように、ハイブリッドコイルの不完全性から、
送信信号成分がエコーとして受信側に回り込んでくる。

この回り込みエコーを抑圧するためにエコーキャンセラ
２が用いられる。エコーキャンセラ２では、回路の不完
全性から発生するエコーと同一の疑似エコーを人工的に
合成し、エコーを含む受信信号から差引くことが行なわ
れる。

差引いた残差信号がｒＯＪになるように制御を行なう。

すなわち、エコーキャンセラ２は、符号化された送信デ
ータに基づき疑似エコーを生成し、この生成した疑似エ
コーを減算回路９によってＡ／Ｄ変換回路８の出力（受
信データ）から減算することにより、回り込みエコーを
除去するものである。

こうして、エコーを除去された受信データは等化回路１
０に入力される。等化回路１０では、受信データに対し
て伝送路の特性に起因する波形歪の補償が行なわれ、そ
の後、復号化回路１１に人力される。復号化回路１１で
は、受信データによりデータの再生を行なう。

位相同期回路１２は、等化回路１０から出力される受信
データによりタイミングクロックを生成して、システム
のタイミングクロック、たとえば符号化回路１のタイミ
ングクロック、およびＡ／Ｄ変換回路８のタイミングク
ロックを供給する。

一般に、エコーキャンセラ２はトランスバーサルフィル
タを有する。また、エコー経路は、Ｄ／Ａ変換回路３、
ドライバやフィルタなどからなる送信回路４、ハイブリ
ッド回路５、レシーバやフィルタや利得調整器などから
なる受信回路７、Ａ／Ｄ変換回路８などを含む。トラン
スバーサルフィルタは、エコー経路と同一の特性を実現
するように適応的に制御され、回路の不完全性から発生
するエコーとほぼ同一の疑似エコーを人工的に合成する
ように制御される。

しかしながら、たとえば７ｋｍ程度の長距離伝送の場合
、約４０ｄＢのエコー抑圧が要求され、きわめて微細な
エコーキャンセラ２の制御が要求される。このような場
合は、位相同期回路１２から供給されるタイミングクロ
ックの精度が重要となる。つまり、タイミングクロック
のゆらぎ（ジッタ）が小さいことが要求される。

受信側には、送信信号の回り込みエコーと、相手側から
の受信信号が混合した信号が入力される。

そして、長距離伝送の場合は、回り込みエコーは相手側
からの受信信号よりもレベルが大きくなり、支配的とな
る。

ところで、前述のエコー経路は非線形特性を有すること
がしばしばある。たとえばＤ／Ａ変換回路３において、
符号が正のパルスを発生するときと符号が負のパルスを
発生するときで、構成素子の応答が異なると、送信パル
スの形状の正負非対称を生じる。このため、回り込みエ
コーは送信パルスの正負に応じて異なった形状（非線形
エコー）となる。−膜内なエコーキャンセラは線形なト
ランスバーサルフィルタから構成されるため、上述の非
線形エコーは抑圧されない。

したがって、位相同期回路１２には、送信パルスの正負
に応じて異なったエコーを含んだ信号が入力され、それ
からタイミングクロックを再生しなければならない。

ここで、通常の基本的な位相同期回路１２の構成を第２
図に示す。この位相同期回路１２は、位相比較器２１、
ループフィルタ２２、および電圧制御発振器２３から構
成される。位相比較器２１は、入力信号と電圧制御発振
器２３の出力信号との位相差を検出する。ループフィル
タ２２は、位相比較器２１の出力信号の雑音成分を抑圧
する。

電圧制御発振器２３からは出力信号が発せられ、位相比
較器２１に人力され、出力信号と入力信号の位相と周波
数が等しくなるようにフィードバック制御される。この
ような位相同期回路は、近年、信頼性およびＬＳＩ化な
どの観点から、デジタル論理回路あるいはデジタル信号
処理などのデジタル技術で実現されることが多い。

位相同期回路１２をタイミングクロック再生回路として
用いる場合は、電圧制御発振器２３の出力信号が再生タ
イミングクロックとなり、システムに供給される。

さて、２線式双方向データ伝送トランシーバでは、位相
同期回路は最適なサンプリング点を供給するためのタイ
ミングクロック再生回路として使用される。ところが、
前述したように、２線式双方向データ伝送トランシーバ
では、エコー経路の回路の不完全性から、送信パルスの
正負に応じて異なったエコーが生じるため、送信パルス
の正負に応じてエコーを最も抑圧し、受信信号からデー
タを誤りなく再生するための最適なサンプリング点が異
なる。

従来の位相同期回路を、２線式双方向デジタルデータ伝
送トランシーバのタイミングクロック再生回路に応用す
ると、送信パルスの正負に応じた選択がなされずに信号
が人力されるため、送信パルスの正負に応じて最適なサ
イブリング点を供給することは不可能であり、このこと
は、エコーキャンセラのエコー抑圧特性の劣化、等化回
路の特性の劣化、信号識別の誤りの発生などの問題を生
じさせ、トランシーバの性能劣化の大きな要因となる。

以上では、送信パルスの正負だけを問題としたが、２Ｂ
ＩＱのような４値符号を用いた場合は、パルスの正負に
加えてレベルの違いによるエコーも問題となり得り、従
来の位相同期回路を用いる場合の問題点はさらに大きく
なる。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように、２線式双方向デジタルデータ伝送にお
いて、エコー経路は非線形特性を有し送信信号の回り込
みエコーは非線形ひずみ成分をもつが、位相同期回路は
、送信信号のパルスの正負やレベルの違いに応じた選択
を行わずに一括して制御を行うため、送信信号の回り込
みエコーを抑圧し、受信信号からデータを誤りなく再生
するための最適なサンプリング点を供給することは不可
能であり、長距離伝送を実現する場合に大きな障害とな
っている。

そこで、本発明は、エコーキャンセラ方式の２線式双方
向デジタルデータ伝送装置において、エコー経路が非線
形特性を有しても、最適なサンプリング点を供給するこ
とが可能となり、エコー経路の非線形特性に起因する非
線形エコーが抑圧され、エコーキャンセラのエコー抑圧
特性の向上、等化回路の特性の向上、信号識別特性の向
上などが図れ、データ伝送装置の性能向上が図れ、長距
離伝送を実現することが容易となる位相同期回路を提供
することを目的とする。

〔発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の位相同期回路は、エコーキャンセラ方式の２線
式双方向デジタルデータ伝送装置において、受信信号か
らタイミングクロックを生成する位相同期回路であって
、伝送路における送信信号の符号に応じて選択された位
相制御とタイミングクロックの出力を行なうことを特徴
とする。

（作　用） 送信伝送路における信号の符号に応じて、たとえば正の
符号の信号を送信する場合と負の符号の信号を送信する
場合で、独立したタイミングクロックの位相制御を行な
うため、伝送路における送信信号の符号に応じてエコー
経路の特性が異なる状況においても、エコーの抑圧特性
が最も高く、受信信号からのデータ再生特性が最も高く
なるような、最適なタイミングクロックの出力がなされ
る。

これにより、エコーキャンセラ方式の２線式双方向デジ
タルデータ伝送装置において、エコー経路が非線形特性
を有しても、最適なサンプリング点を供給することが可
能となり、エコー経路の非線形特性に起因する非線形エ
コーが抑圧され、エコーキャンセラーのエコー抑圧特性
の向上、等化回路の特性の向上、信号識別特性の向上な
どが図れ、データ伝送装置の性能向上が図れ、長距離伝
送を実現することが容易となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明に係る位相同期回路が適用される、た
とえば２線式双方向デジタル伝送トランシーバの回路構
成を示すものである。まず、送信側では、符号化回路・
３１は、送信データを所望の符号、たとえば前述同様の
２８ＩＱ符号に符号化する。この符号化された送信デー
タは、エコーキャンセラ３２に供給されるとともに、Ｄ
／Ａ変換回路３３でアナログ信号に変換された後、ドラ
イバや波形整形フィルタなどからなる送信回路３４に入
力される。送信回路３４は、Ｄ／Ａ変換回路３３からの
出力信号をハイブリッド回路３５に入力し、ここで４線
−２線変換した後、伝送路３６に送出する。

一方、受信側では、伝送路３６からの受信信号は、ハイ
ブリッド回路３５で２線−４線変換された後、波形整形
フィルタや利得調整器などからなる受信回路３７に入力
され、さらにＡ／Ｄ変換回路３８でサンプリングされ、
２進デジタル信号に変換される。

この場合、Ｄ／Ａ変換回路３３、送信回路３４、ハイブ
リッド回路３５、受信回路３７、Ａ／Ｄ変換回路３８が
エコー経路となり、送信信号の成分が受信側にエコーと
して回り込んでくる。

一方、伝送路３６からの受信信号は、長距離伝送の場合
、損失が大きいため、回り込みのエコーよりもレベルが
小さくなることもある。したがって、受信信号からデー
タを誤りなく再生するためには、エコーを十分減衰させ
る必要がある。伝送距離が長くなる程、高いエコー抑圧
能力が要求される。

このような回り込みエコーの抑圧に使用されるのがエコ
ーキャンセラ３２である。エコーキャンセラ３２は、エ
コー経路の特性を推定し、擬似エコーを生成して、回り
込みエコーを含む受信信号から擬似エコーを差し引くこ
とにより、回り込みエコーを抑圧する。すなわち、エコ
ーキャンセラ３２は、符号化された送信データに基づき
疑似エコーを生成し、この生成した疑似エコーを減算回
路３９によってＡ／Ｄ変換回路３８の出力（受信データ
）から減算することにより、回り込みエコーを除去する
ものである。

こうして、エコーを除去された受信データは等化回路４
０に入力される。等、化回路４０では、受信データに対
して伝送路の特性に起因する波形歪の補償が行なわれ、
その後、復号化回路４１に人力される。復号化回路４１
では、受信データによりデータの再生を行なう。

位相同期回路４２は、等化回路４０から出力される受信
データによりタイミングクロックを生成して、ンステム
のタイミングクロック、たとえば符号化回路３１のタイ
ミングクロック、およびＡ／Ｄ変換回路３８のタイミン
グクロックを供給する。

前述の従来例で示したように、エコー経路は非線形特性
を有することがしばしばある。このため、たとえば送信
パルスの形状の正負非対称を生じると、回り込みエコー
は送信パルスの正負に応じて異なった形状（非線形エコ
ー）となる。エコーキャンセラ３２が高いエコー抑圧特
性を有するためには、回り込みエコーの形状に応じてタ
イミングクロックの位相が最適であることが望ましい。

そこで、本実施例では、位相同期回路４２として、たと
えば第１位相同期回路４２１と第２位相同期回路４２２
を用いる。第１位相同期回路４２１には、正の符号の信
号を送信する場合の等化回路４０の出力が第１選択回路
４３で選択されて入力され、第２選択回路４４から再生
タイミングクロックが出力される。また、第２位相同期
回路４２２には、負の符号の信号を送信する場合の等化
回路４０の出力が第１選択回路４３で選択されて入力さ
れ、第２選択回路４４から再生タイミングクロックが出
力される。この場合、第１選択回路４３および第２選択
回路４４は、符号化回路３１から出力される信号の符号
に応じて選択動作する。

すなわち、本実施例では、正の符号の信号を送信する場
合と負の符号の信号を送信する場合で、独立したタイミ
ングクロックの位相制御を行なうため、送信伝送路にお
ける信号の符号に応じてエコー経路の特性が異なる状況
においても、エコーの抑圧特性が最も高く、受信信号か
らのデータ再生特性が最も高くなるような、最適なタイ
ミングクロックの出力がなされる。したがって、２線式
双方向デジタルデータ伝送において、トランシーバの性
能向上が図れ、長距離伝送を実現することが容易となる
。

なお、前記実施例では、第１位相同期回路４２、と第２
位相同期回路４２２を用いて、正の符号の信号を送信す
る場合と負の符号の信号を送信する場合の２種類の状態
で、独立したタイミングクロックの位相制御を行なった
が、２ＢＩＱのような４値符号では、４種類の信号レベ
ルに応じて独立したタイミングクロックの位相制御を行
なうことにより、タイミングクロックの精度は更に向上
する。この場合、第１ないし第４の４個の位相同期回路
を用いる。また、４値以上の多値符号に対する拡張も当
然考えられる。

さらに、過渡状態と定常状態で選択回路の制御を変える
方法もある。たとえば、過渡状態では選択制御を行なわ
ないで、定常状態でのみ選択制御を行なうことも考えら
れる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、エコーキャンセラ
方式の２線式双方向デジタルデータ伝送装置において、
エコー経路が非線形特性を有しても、最適なサンプリン
グ点を供給することが可能となり、エコー経路の非線形
特性に起因する非線形エコーが抑圧され、エコーキャン
セラのエコー抑圧特性の向上、等化回路の特性の向上、
信号識別特性の向上などが図れ、データ伝送装置の性能
向上が図れ、長距離伝送を実現することが容易となる位
相同期回路を提供できる。

【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
通常の基本的な位相同期回路の構成を示すブロック図、
第３図は従来の一般的な２線式双方向デジタルデータ伝
送トランシーバの構成を示すブロック図、第４図は２線
式双方向データ伝送の原理説明図である。 ３１・・・符号化回路、３２・・・エコーキャンセラ、
３３・・・Ｄ／Ａ変換回路、３４・・・送信回路、３５
・・・ハイブリッド回路、３６・・・伝送路、３７・・
・受信回路、３８・・・Ａ／Ｄ変換回路、３９・・・減
算回路、４０・・・等化回路、４１・・・復号化回路、
４２・・・位相同期回路、４２１・・・第１位相同期回
路、４２２・・・第２位相同期回路、４３・・・第１選
択回路、４４・・・第２選択回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エコーキャンセラ方式の２線式双方向デジタルデータ伝
   送装置において、受信信号からタイミングクロックを生
   成する位相同期回路であって、伝送路における送信信号
   の符号に応じて選択された位相制御とタイミングクロッ
   クの出力を行なうことを特徴とする位相同期回路。