フィードフォワードシラビックコンパンダの過渡応答特性

愛知工業大学研究報告

第27号 平 成4年

論 文

フィードフォワードシラピックコンパンダの過渡応答特性

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bic compαnders as de-scribed in this letter. The trαnsient responses of this compander are substαntiated through computer simulαtions to be so idealαs detecting neitherαttαck time nor recouery time.

1. まえがき 通信分野等においてフェージング雑音抑圧等のノ イズリダクションとして重要な役割を果たすコンパ ン ダ は 数 多 く 研 究 さ れ て い る (1 ). (2) 従来の フィード、パックコンパンダ(以下

FB

コンパンダと 称す)では，直線位相や過渡応答特性に機能の劣化 が生じていた.そこで， これら問題点を解決するた めにフィードフォワード

(FF)

コンパンダを既に提 案した山.本論文ではこの

FF

コンパンダにおける 過渡応答特性について従来形との比較を通じ所要の 特性が得られることを明らかにするB

2

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FF

コンパンダ 従来の

FB

コンパンダにおいては，その構成上， コンプレッサにフィード、パックループ(以下FBL と略す)が存在するために，直線位相を得ることが 難しい.更に，入力に急な変動が生じた場合に，出力 は過渡状態からの収束に時間を要する.これは，信 号の再現性の悪化の要因ともなっている。平方根演 算回路を導入することで， FBLを排除しでもコンブ レッサ機能が実現できることは既に報告したところ である.ここでは，これらの過渡応答特性にも

FF

コンパンダが優れることを明らかにする. 図1に示す構造を有する FFコンパンダの動作原 十 愛 知 工 業 大 学 情 報 通 信 工 学 科 (豊田市) 理を示す.入力をx(t)，コンプレッサの出力をy(t) としたとき，コンプレッサの出力y(t)は式(1)のよう に表される. y(t)

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x(t)/E O.5{X(t)} ( 4EA ) 従って，エンビ、ロープの意味においてはy(t)は， 次のように与えられる. E{y(t)} =E{x(t)}/E O.5{x(t)} E{y(t)} = E O.5{X(t)} (2) 式(2)より，入力x(t)に対し出力 y(t)は対数の意味 で

2:

1

に圧縮されており，コンプレッサにおいて 正しく圧縮操作が行われていると言えよう.エキス パンダにおいては，従来のものと同様に機能し 1 : 2に伸長する. Mul (a) _(b) 図1

FF

シラピックコンパンダの構成 (a)コンブレッサ，(b)エキスパンダ Fig. 1 Configuration of Feed -forward syllabic

Mar.1992 Vo1.27 -B， tirne， 10rns/div (a) compressed signals 平成4年， 第27号B， I~日

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0 ・ 目 0 ・ 守 口 ・ 閃 0 ・ N O -D ・ 0 F タ CEU 句 2 ・ 5 E コゼ 5 2 F リ 図4 Fig.4 コンパンダにおけるローパスフィルタの遮断周波数 はFFコンパンダのそれと一致するように定めた. 図 4から知れるように， m=64の場合， FFコンプ レッサではta:O.Oms，tr:2.0 msとなり，エキスパン ダではアタック@リカバリタイム共にほとんど検出 されず， CCITT勧告値を充分に満たしている.一方， 図5に示すように遮断周波数を等しくした場合のF Bコンパンダでは，コンプレッサのta:3.0ms，tr:12園 50ms，エキスパンターの ta:12.75ms，tr:12.75msとな ー方， FFコンプレッサの段数m=1024と十分多 る， CCITT勧告(4)に従い以下の条件の下で，シミュ レーション実験を行い， FFコンパンダの過渡応答 特性について検討した.実験は，計算誤差を避ける ために単精度64bitの高精度な CRAY X -M P /14se 上で CFT77(CRA Y FOR TRAN77)を使用して実 験した. 実験条件としては， サンプリング周波数: 8kHz 入力信号 (2，OOOHzのトーンパースト信号) 変 化 量 : コンプレッサ: -16dBm--4dBm(12dB幅) エキスパンダ -8dBm-ー2dBm(6dB幅) また，コンプレッサおよび、エキスパンダのアタッ クタイム ta. リカバリタイム trはそれぞれ図 2(a)， (b)に示すように定義されており.それぞれの上限値 はta:5ms， tr:22.5msとなっている.図 3(a)， (b)に おいては，コンプレッサ出力とエキスパンダ出力を 示す.同図によりトーンパーストの立ち上り，立ち 下りにおいてエンビ、ロープの意味でオーバシュート， アンダーシュートが生じているが，比較的小さく抑 えられている.更に，定常状態に達した場合，その 特性は安定している. エンビ、ロープ検出回路における FIRフィルタの段 数mをパラメータにとり過渡応答特性を測定した結 果を図 4に示す.実験において比較対象とする FB

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1 “General characteristics of international tele -くすると， tr:30.00msとなり， CCITT勧告を満た さなくなり，包絡検出回路のフィルタ段数を適切に 選択する必要が生じる.また，図6に入力信号の周 波数を400-3，200Hzまでの 400Hzご、とに測定した場 合の過渡応答特性の結果を示す園同図より，コンプ レッサにおいては，周波数3，200Hzのとき最大でもa: O.Oms， tr:2.5ms，エキスパンダにおいてはほとんど 検出されず、ta:O.Oms，tr:O.Omsとなり，あらゆる周 波数に対しでもアタック。リカバリタイム共にほと んど検出されない. 以上のことより， FFコンパンダは従来のFBコン パンタ。に比べ過渡応答特性に優れていることが知れ おわりに た. 4.

phone connections and circuits" ， Recommenda-tion G.162 (Oct. 1984， pp.217 -223).

( 受 理 平 成4年 3月20日) FFコンパンダは， FBループを廃することにより，

過渡応答特性の欠点を改善することができた.また， 実験結果より知れるように，段数mを適切な値を越