JP2000078060A - 適応等化器装置及び適応等化器の制御方法 - Google Patents
適応等化器装置及び適応等化器の制御方法Info
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Abstract
号が得られる適応等化器装置及び適応等化器の制御方法
を得る。 【解決手段】 シンボルを示す信号を受けて、予め設定
された複数のアルゴリズムのうちの一つを選択的に用い
て、シンボル間干渉を適応的に除去するために、シンボ
ルを示す信号に対してフィルタリングを行う適応等化器
4aと、適応等化器の出力信号y(n)を受け、出力信号
y(n)のシンボルの回転状態を検出するための回転検出
回路19とを備え、適応等化器4aは、回転検出回路1
9の検出結果フラグα,βに応じて、複数のアルゴリズ
ムのうちの一つを選択する。
Description
ーブルテレビ(CATV)のデジタル通信などの技術分
野に適用される適応等化器装置及び適応等化器の制御方
法に関する。
通信は、従来のアナログ通信に替わる高速データ通信シ
ステムとして実用化が進められている。デジタルケーブ
ルテレビなどのデジタル通信において、送信側から受信
側へ送信されてくる受信信号INの特徴は図12のとお
りである。すなわち、QAM(Quadlature Amplitude M
odulation)送受信方式では、受信信号INは、……,
n,n+1,n+2,……というように、予め定められ
た期間(シンボル周期SP)ごとに送信されてくる。ま
た、受信信号INは、シンボルと称される送信目的のデ
ータと、シンボルを送信するための高い周波数のキャリ
ア(搬送波)を含む。
いるケーブルの先端などで電波が反射することによっ
て、電波が複数の経路を伝搬する、つまり、マルチパス
伝搬が生じる。このマルチパス伝搬によって生じた複数
の電波が重なり合って生じる多重遅延波の存在が確認さ
れている。多重遅延波が起因して周波数選択性フェージ
ングが生じる。周波数選択性フェージングは受信信号I
Nを歪ませる。
は、QAM送受信方式の従来の受信処理回路の構成の一
部を示すブロック図である。まず、I/Q復調器1は受
信信号INからキャリアを除去して、受信信号INをI
(Inphase)の成分xiとQ(Quadlature)の成分xq
とに分離する。入力信号x(n)は成分xiまたは成分x
qを示す。また、符号に付けられている(n)はn番目の
シンボル周期SPの信号であることを意味する。
除去されずに、入力信号x(n)に残っている場合があ
る。入力信号x(n)に徐々されずに残っているキャリア
をキャリア周波数誤差と称す。
差、周波数選択性フェージングによる歪み、その他の不
要な周波数帯の成分やノイズが除去されて、出力信号y
(n)となる。つまり、マッチドフィルタ2は、入力信号
x(n)から不要な周波数帯の成分やノイズを除去する。
キャリア周波数誤差除去回路3は、入力信号x(n)から
キャリア周波数誤差を除去する。適応等化器4は入力信
号x(n)から周波数選択性フェージングによる歪みを除
去し、この歪みを除去した入力信号x(n)を出力信号y
(n)として出力する。キャリア周波数誤差検出回路5は
キャリア周波数誤差を出力信号y(n)から検出し、検出
結果R1によって、キャリア周波数誤差除去回路3をフ
ィードバック制御する。これによって、キャリア周波数
誤差除去回路3は入力信号x(n)からキャリア周波数誤
差をより完全に除去する。
である。出力信号y(n)は例えば64個のデータからな
る。64個のデータはそれぞれそれぞれIの成分yiと
Qの成分yqからなる。この成分yi,yqをドットと
してI−Q座標上にプロットしたのが図14であり、シ
ンボル点配置図と称される。図14のSがシンボルであ
り、64個のドットの集まりである。図14では、64
個のドットでシンボルSが構成されるので、64値QA
Mと呼ばれる。キャリア周波数誤差が生じると、シンボ
ルSが例えば図15のように回転する。シンボルSが回
転すると、受信信号INの処理が困難になる。
が回転する理由は次のとおりである。QAM送受信方式
では、式(1)のように、I軸の成分ziにコサイン信号cos
(wt)を掛け、Q軸の成分zqにサイン信号sin(wt)を掛
け、これらを足し合わせた送信信号IN0を送信側から
受信側へ送信する。
tは時刻である。受信信号INは式(2)で表されるとす
る。
ある。
にコサイン信号cos(wt)を掛ける。
る。すなわち、 xi=zi/2・cos{(w-wa)t}+zq/2・sin{(w-wa)t} …(4) また、受信側では、式(5)のように入力信号INにコサ
イン信号sin(wt)を掛ける。
すなわち、xq=-zi/2・sin{(w-wa)t}+zq/2・cos{(w-wa)
t} …(6)受信側のI/Q復調器1は以上のようにして、
受信信号INから成分xi,xqを取り出す。
きは、 xi=zi/2 xq=zq/2 となり、周波数成分は一切残らない。つまり、キャリア
周波数誤差が生じない。
数成分が残る。つまり、キャリア周波数誤差が生じる。
式(4)と式(6)を行列で表すと、
キャリア周波数誤差が生じると、シンボルSが回転する
ことが分かる。
6に示す。従来の適応等化器4は、中心的な要素の離散
型フィルタ6、誤差検出回路7及び係数更新回路8を含
む。離散型フィルタ6は、シフトレジスタSR0〜SR
L-1、乗算器M0〜ML-1、加算器A1〜AL-1を含む。
離散型フィルタ6は入力信号x(n)から周波数選択性フ
ェージングによる歪みを除去し、この歪みを除去した入
力信号x(n)を出力信号y(n)として出力する。シフトレ
ジスタSR0〜SRL-1は入力信号x(n)を遅延量Z-1だ
け遅延させる。次に、乗算器M0〜ML-1は、シフトレジ
スタSR0〜SRL-1の各々の出力ノード(「タップ」と
称される)の信号と係数C0〜CL-1との乗算を行う。次
に、加算器A1〜AL-1は、乗算器M0〜ML-1の乗算結果
を足し合わせる。乗算器M0〜ML-1の乗算結果を足し合
わせたものが出力信号y(n)である。
散型フィルタ6によって完全に除去されずに、出力信号
y(n)に残っている場合がある。出力信号y(n)に残って
いる周波数選択性フェージングによる歪みを歪み誤差と
称す。歪み誤差が大きいと、シンボル間干渉が生じる。
シンボル間干渉とは、シンボル周期SPごとに送信され
るシンボルSが干渉することである。マルチパス伝搬が
起こらない理想的な伝送路では、周波数選択性フェージ
ングによる歪みが全く生じず、あるシンボルSは他のシ
ンボル周期SPに送信されるシンボルSに影響を及ぼす
ことはない。つまり、シンボル間干渉が生じない。一
方、マルチパス伝搬によって多重遅延波が発生すると、
周波数選択性フェージングによる歪みが生じ、その遅延
によって複数のシンボルSが同一のシンボル周期SP内
で受信側に到達する。すなわち、シンボル間干渉が生じ
る。
に、図16の誤差検出回路7は、出力信号y(n)から歪
み誤差e(n)を検出する。次に、係数更新回路8は、歪
み誤差e(n)及び入力信号x(n)を基に、係数C0〜CL-1
を計算して更新する。すなわち、誤差検出回路7及び係
数更新回路8は離散型フィルタ6をフィードバック制御
する。これによって、理想的な出力信号y(n)、つま
り、周波数選択性フェージングによる歪みが完全に除去
された出力信号y(n)に近づける。
については、例えば「Jablon N.K.,"Joint Blind Equal
ization,Carrier Recovery,and Timing Recovery for H
igh-Order QAM Signal Constellations,"IEEE Transact
ions on Signal Processing,Vol.40,No.6,pp1383-1398,
June 1992」(文献1)に開示されている。文献1によ
ると、まず、係数更新回路8が計算する各タップの係数
C0〜CL-1については、 Ch(n+1)=Ch(n)−u・e(n)・x(n-h)…(8) で求められる。式(8)においてhは0〜L−1のいずれか
である。uは、出力信号y(n)の収束を保証する定数で
ある。なお、式(8)で表される工数更新方式は最小二乗
誤差(LMS:Least Mean Square error)法と呼ばれ
る。
キャリア周波数誤差を検出するアルゴリズムについて
は、「Yamanaka K.,et al.,"A multilevel QAM Demodul
ator VLSI with Wideband Carrier Recovery and Dual
Equalizing Mode,"IEEE Journal of Solid-State Circu
its,Vol.32,No.7,pp.1101-1107,July 1997」(文献2)
に開示されている。
誤差検出回路5は図17になる。まず、パワー演算回路
9は出力信号y(n)の電力、つまり、√(yi2+y
q2)を計算する。次に、出力判定結果推測回路10
は、n番目のシンボル周期SPより前のいくつかの信号
y(m)の中から、ya(n)(出力信号y(n)から周波数選
択性フェージング等による歪みを受けなければ得られた
であろうと推定される理想的な出力信号y(n))であろ
うと推測されるものを最大で4つ、信号P1〜P4とし
て選び出す。次に、位相角演算回路11は出力信号y
(n)と信号P1〜P4の各々との位相角E1〜E4を求
める。以上の動作を、例えばn番目,n+1番目,n+
2番目の出力信号y(n),y(n+1),y(n+2)に対して行
うことで、n番目,n+1番目,n+2番目における位
相角E1〜E4が得られる。位相誤差選択回路12は、
3組の位相角E1〜E4の中から、値が同じ位相角を一
つ選び出して、それを実際のシンボルSの回転角度とす
る。位相誤差検出回路12は、シンボルSの回転角度に
基づいてキャリア周波数誤差の検出結果R1を求めて出
力する。
5は出力信号y(n)の電力に基づいて、出力判定結果y
a(n)を推測する。
誤差e(n)が大きい場合には、出力信号y(n)の電力も大
きく変化し、出力判定結果ya(n)を誤って推測する場
合がある。したがって、歪み誤差e(n)が大きい場合、
図13のキャリア周波数誤差検出回路5はキャリア周波
数誤差除去回路3に対して正常にフィードバック制御を
行うことができず、キャリア周波数誤差を小さく収束さ
せることができない。
(n)を検出するためのアルゴリズムについては、代表的
なものとして、DD(Decision Directed)法やCMA
(Constant Modulus Algorithm)法がある。しかし、D
D法やCMA法にはそれぞれ一長一短がある。つまり、 DD法の長所:CMA法と比較して歪み誤差e(n)は非
常に小さくなる。
いと、歪み誤差e(n)は正常に収束しない。
きくても、歪み誤差e(n)は正常に収束する。
差e(n)は小さくならず、限界値L1に収束する。
る。DD法では、出力判定結果ya(n)と実際の出力信
号y(n)との差を歪み誤差e(n)とする。すなわち、DD
法は、 e(n)=y(n)−ya(n)…(9) で表される。DD法では出力信号y(n)と出力判定結果
ya(n)との差を直接、歪み誤差e(n)として求めるた
め、最終的に得られる歪み誤差e(n)を非常に小さな値
へ収束させることができるのである。
説明する。図13の適応等化器4が動作を開始する時点
では、キャリア周波数誤差除去回路3によって入力信号
x(n)にキャリアが完全に除去されずに残っている、つ
まり、キャリア周波数誤差が生じることがある。キャリ
ア周波数誤差が生じると、出力信号y(n)のシンボルS
が回転する。シンボルSが回転すると、出力信号y(n)
の電力も大きく変化し、式(9)の出力判定結果ya(n)を
誤って推測する場合がある。したがって、DD法によれ
ば、キャリア周波数誤差が大きいと、歪み誤差e(n)が
正常に収束しないのである。
説明する。CMA法は、 e(n)=y(n)・[|y(n)|2−R2]…(10) で表される。式(10)において、|y(n)|は出力信号y
(n)の振幅であり、R2は固定値である。式(10)で表され
るCMA法によれば、出力信号y(n)の振幅によって歪
み誤差e(n)が求められるため、キャリア周波数誤差が
大きくても、歪み誤差e(n)が正常に収束するのであ
る。
N.,"Self-Recovering Equalization and Carrier Track
ing in Two Dimensional Data Communication System
s,"IEEE Transctions on Communications,Vol.COM-28,N
o.11,pp.1867-1875,Nov. 1980」(文献3)に開示され
ている。文献3によれば、 R2=E[|ya(n)|4]/E[|ya(n)|2]…(11) である。式(11)において、E[|ya(n)|4]は出力判
定結果ya(n)の振幅の4乗の平均であり、E[|ya
(n)|2]は出力判定結果ya(n)の振幅の2乗の平均で
ある。
説明する。式(10)によれば、|y(n)|2と固定値R2との
差に基づいて、歪み誤差e(n)が得られる。これによっ
て、出力信号y(n)と出力判定結果ya(n)との差を直
接、歪み誤差e(n)とするDD法と比較して、CMA法
では、歪み誤差e(n)が小さくならず、限界値L1に収
束するのである。
した方法が文献1に開示されている。文献1によれば、
まず、CMA法によって適応等化器4を動作させて、あ
る程度まで周波数選択性フェージングによる歪みを除去
し、ある程度歪み誤差e(n)が小さくなると、キャリア
周波数誤差検出回路5がキャリア周波数誤差除去回路3
に対して正常にフィードバック制御を行うことができる
状態になる。そして、予め定められた一定時間後に、キ
ャリア周波数誤差除去回路3及びキャリア周波数誤差検
出回路5を動作させる。これによって、時間が経つとと
もに、キャリア周波数誤差を小さく収束していく。しか
し、CMA法のままなので、歪み誤差e(n)は小さくな
らず、限界値L1に収束する。そこで、さらに予め定め
られた一定時間後に、CMA法からDD法に切り換えて
適応等化器4を動作させる。これによって、歪み誤差e
(n)は非常に小さくなり、理想的な出力信号y(n)が得ら
れる。
アが完全に除去されてから、DD法に切り替わる時間ま
でが長いと、すなわち、前記予め定められた一定時間が
実際に必要な時間よりも長すぎると、その分、理想的な
出力信号y(n)が得られるまで時間がかかるという問題
点がある。また、キャリア周波数誤差検出回路5がキャ
リア周波数誤差除去回路3に対して正常にフィードバッ
ク制御を行うことができない程度に歪み誤差e(n)が大
きいときにCMA法からDD法へ切り替われば、すなわ
ち、前記予め定められた一定時間が実際に必要な時間よ
りも短すぎると、キャリア周波数誤差検出回路5がキャ
リア周波数誤差除去回路3に対して正常にフィードバッ
ク制御を行うことができず、キャリア周波数誤差が小さ
く収束しない。よって、理想的な出力信号y(n)が得ら
れないという問題点が生じる。
になされたものであり、確実、かつ、より短い時間で理
想的な出力信号が得られる適応等化器装置及び適応等化
器の制御方法を得ることを目的とする。
課題解決手段は、シンボルを示す信号を受けて、予め設
定された複数のアルゴリズムのうちの一つを選択的に用
いて、シンボル間干渉を適応的に除去するために、前記
シンボルを示す前記信号に対してフィルタリングを行う
適応等化器と、前記適応等化器の出力信号を受け、当該
出力信号の前記シンボルの回転状態を検出するための回
転検出回路とを備え、前記適応等化器は、前記回転検出
回路の検出結果を受け、当該検出結果に応じて、前記複
数のアルゴリズムのうちの一つを選択する。
いて、前記回転検出回路は、前記出力信号を受け、当該
出力信号の前記シンボルが予め定められた基準値をはみ
出したかどうかを検出するシンボルはみ出し検出部と、
前記シンボルはみ出し検出部の検出結果を受けて、前記
シンボルはみ出し検出部の前記検出結果が、前記シンボ
ルが前記基準値をはみ出していることを所定期間内に示
しているかどうかを検出して、前記回転検出回路の前記
検出結果として出力する回転周期検出部とを含む。
いて、前記シンボルは複数のドットからなり、前記複数
のドットはそれぞれ複数軸の座標の成分で表され、前記
シンボルはみ出し検出部は、前記出力信号を受け、前記
出力信号の前記成分が前記基準値からはみ出したかどう
かを前記複数軸の座標の各軸ごとに検出する複数の成分
はみ出し検出器と、前記複数の成分はみ出し検出器の検
出結果を受けて、当該検出結果の論理和を、前記シンボ
ルはみ出し検出部の前記検出結果として出力する論理部
とを含み、前記回転周期検出部は、前記所定期間内にお
ける前記シンボルはみ出し検出部の特定の前記検出結果
のカウント数と所定値との大小比較の結果を前記回転検
出回路の前記検出結果として出力するカウント部を含
む。
シンボルを示す信号を受けて、予め設定された複数のア
ルゴリズムのうちの一つを選択的に用いて、シンボル間
干渉を適応的に除去するために、前記シンボルを示す前
記信号に対してフィルタリングを行う適応等化器を制御
するための方法であって、前記適応等化器の出力信号を
受け、当該出力信号の前記シンボルの回転状態を検出
し、この検出結果に応じて、前記複数のアルゴリズムの
うちの一つを選択する。
いて、前記検出結果は、前記シンボルが所定期間内に予
め定められた基準値をはみ出しているかどうかである。
いて、前記シンボルは複数のドットからなり、前記複数
のドットはそれぞれ複数軸の座標の成分で表され、前記
検出結果は、特定の前記座標の軸上の前記成分と前記基
準値とを比較することによって得る。
ついて説明する。図1は発明の背景の適応等化器装置の
一部を示すブロック図である。図1において、4aは発
明の背景の適応等化器、13はキャリア周波数誤差量比
較回路である。適応等化器とは、従来の技術で説明した
ように、フェージングによる歪みを除去してシンボル間
干渉を適応的に除去するためのものである。適応等化器
4aは誤差検出アルゴリズム制御回路14を含む。
INからキャリアを除去して、受信信号INをI(Inph
ase)の成分xiとQ(Quadlature)の成分xqとに分
離する。マッチドフィルタ2は、入力信号x(n)から不
要な周波数帯の成分やノイズを除去する。キャリア周波
数誤差除去回路3は、入力信号x(n)からキャリア周波
数誤差を除去する。適応等化器4aは入力信号x(n)か
ら周波数選択性フェージングによる歪みを除去し、この
歪みを除去した入力信号x(n)を出力信号y(n)として出
力する。キャリア周波数誤差検出回路5はキャリア周波
数誤差を出力信号y(n)から検出し、キャリア周波数誤
差の検出結果R1によって、キャリア周波数誤差除去回
路3をフィードバック制御する。キャリア周波数誤差量
比較回路13は検出結果R1によって、入力信号x(n)
から周波数選択性フェージングによる歪みをより完全に
除去するために、適応等化器4aをフィードバック制御
する。
ャリア周波数誤差除去回路3及び適応等化器4aは、シ
ンボルSを示す受信信号INを受けて、シンボルSを示
す受信信号INに対してフィルタリングを行うフィルタ
Fを構成する。
17と同様であってもよい。つまり、パワー演算回路9
は出力信号y(n)の電力を計算する。次に、出力判定結
果推測回路10は、n番目のシンボル周期SPより前の
いくつかの出力信号y(m)の中から、出力判定結果ya
(n)であろうと推測されるものを最大で4つ、信号P1
〜P4として選び出す。次に、位相角演算回路11は出
力信号y(n)と信号P1〜P4の各々との位相角E1〜
E4を求める。以上の動作を、例えばn番目,n+1番
目,n+2番目の出力信号y(n),y(n+1),y(n+2)に
対して行うことで、n番目,n+1番目,n+2番目に
おける位相角E1〜E4が得られる。位相誤差選択回路
12は、3組の位相角E1〜E4の中から、値が同じ位
相角を一つ選び出して、それを実際のシンボルSの回転
角度とする。位相誤差選択回路12は、シンボルSの回
転角度に基づいてキャリア周波数誤差の検出結果R1を
求めて出力する。
を図2を用いて説明する。キャリア周波数誤差量比較回
路13は絶対値演算回路15及び比較器16を含む。検
出結果R1が示すキャリア周波数誤差は正負両方の値を
取り得るため、絶対値演算回路15が検出結果R1が示
すキャリア周波数誤差の絶対値aを計算する。次に、比
較器16は絶対値aと基準値bとを比較し、a>bなら
検出結果フラグαを立て、a<bなら検出結果フラグβ
を立てる。
する。適応等化器4aは誤差検出回路7a以外、図16
と同様である。つまり、適応等化器4aは、誤差検出回
路7aの他に、中心的な要素の離散型フィルタ6、誤差
検出回路7及び係数更新回路8を含む。離散型フィルタ
6は、シフトレジスタSR0〜SRL-1、乗算器M0〜M
L-1、加算器A1〜AL-1を含む。離散型フィルタ6は入
力信号x(n)から周波数選択性フェージングによる歪み
を除去し、この歪みを除去した入力信号x(n)を出力信
号y(n)として出力する。シフトレジスタSR0〜SR
L-1は入力信号x(n)を遅延量Z-1だけ遅延させる。次
に、乗算器M0〜ML-1は、シフトレジスタSR0〜SR
L-1の各々の出力ノード(「タップ」と称される)の信
号と係数C0〜CL-1との乗算を行う。次に、加算器A1
〜AL-1は、乗算器M0〜ML-1の乗算結果を足し合わせ
る。乗算器M0〜ML-1の乗算結果を足し合わせたものが
出力信号y(n)である。誤差検出回路7aは、出力信号
y(n)から歪み誤差e(n)を検出する。次に、係数更新回
路8は、歪み誤差e(n)及び入力信号x(n)を基に、係数
C0〜CL-1を計算して更新する。すなわち、誤差検出回
路7及び係数更新回路8は離散型フィルタ6をフィード
バック制御する。
C0〜CL-1については、従来の技術同様、文献1に開示
の方法によって求めてもよい。
明する。誤差検出回路7aは、CMAアルゴリズム回路
17、DDアルゴリズム回路18及び図1に示した誤差
検出アルゴリズム制御回路14を含む。CMAアルゴリ
ズム回路17はCMA法を用いて出力信号y(n)から歪
み誤差e(n)を検出する。DDアルゴリズム回路18は
DD法を用いて出力信号y(n)から歪み誤差e(n)を検出
する。誤差検出アルゴリズム制御回路14は、検出結果
フラグαが立っているときCMAアルゴリズム回路17
の歪み誤差e(n)を選択して出力し、検出結果フラグβ
が立っているときDDアルゴリズム回路18の歪み誤差
e(n)を選択して出力する。
応等化器4a、キャリア周波数誤差検出回路5及びキャ
リア周波数誤差量比較回路13の全体の動作について、
図5を用いて説明する。
差e(n)が正常に収束する程度にキャリア周波数誤差が
小さいことを満たしたときに、検出結果フラグβを立て
るように予め調節されている。
周波数誤差検出回路5及び適応等化器4aは時刻t0で
一斉に動作する。時刻t0の直後は、適応等化器4aが
動作したばかりであり、歪み誤差e(n)が大きいので、
キャリア周波数誤差検出回路5はキャリア周波数誤差除
去回路3に対して正常にフィードバック制御を行うこと
ができず、キャリア周波数誤差の絶対値aは小さく収束
せず基準値bより大きくなるため、検出結果フラグαが
立つ。よって、誤差検出アルゴリズム制御回路14はC
MAアルゴリズム回路17、つまり、CMA法を選択す
る。したがって、キャリア周波数誤差が大きくても、歪
み誤差e(n)は正常に収束する。
グによる歪みを徐々に除去するので、歪み誤差e(n)
は時刻t0から時間が経つにつれて小さくなり、CMA
法による限界値L1へ近づいていく。ある程度歪み誤差
e(n)が小さくなると、時刻t1でキャリア周波数誤差
検出回路5がキャリア周波数誤差除去回路3に対して正
常にフィードバック制御を行うことができる。よって、
キャリア周波数誤差除去回路3は入力信号x(n)からキ
ャリアを徐々に除去し、キャリア周波数誤差の絶対値a
は時間が経つにつれて小さくなる。
の絶対値aが基準値bより小さくなる。この時、条件
(A)が満たされたとして、検出結果フラグβが立つ。
よって、誤差検出アルゴリズム制御回路14はDDアル
ゴリズム回路18、つまり、DD法を選択する。
e(n)が正常に収束する程度にキャリア周波数誤差が小
さい。したがって、歪み誤差e(n)は正常に収束して非
常に小さくなり、理想的な出力信号y(n)が得られる。
す。図6に示すように、時刻t2までは、キャリア周波
数誤差の絶対値aが基準値bを上回ったり下回ったりす
る。この理由は、次のとおりである。歪み誤差e(n)が
大きいということは、出力信号y(n)が理想的なシンボ
ルS(例えば図14)から離れていることを意味する。
CMA法では、歪み誤差e(n)が収束した状態でも、限
界値L1より小さくならないので、出力信号y(n)が理
想的なシンボルS(例えば図14)から離れている。こ
れが原因で、キャリア周波数誤差の絶対値aが基準値b
を上回ったり下回ったりするのである。
対値aのピーク(図の上側のピーク)が基準値bを下回
るが、時間が経つにつれて、時刻tb,tc,tdで
は、絶対値aのピークが連続して基準値bを下回るよう
になる。したがって、図2の比較器16は、例えばシン
ボル周期で絶対値aをサンプリングし、サンプリングし
た絶対値aが例えば3回連続して基準値bを下回れば、
条件(A)が満たされたと判定し、検出結果フラグβを
立てる。
波数誤差比較回路13は、n番目のシンボル周期SPの
絶対値aとn+1番目のシンボル周期SPの絶対値aと
の差cを生成するための差分器15aをさらに含んでも
よい。この場合、差cは絶対値aの変化量を示す。よっ
て、図7の比較器16は、絶対値aの変化量が例えば3
回連続して図7の回路用に設定された基準値bの範囲内
であれば、条件(A)が満たされたと判定し、検出結果
フラグβを立てることになる。なお、差分器15aはn
番目のシンボル周期SPの絶対値aを保持するためのD
ラッチ151、Dラッチ151に保持されているn番目
のシンボル周期SPの絶対値aとn+1番目のシンボル
周期SPの絶対値aとの差cを生成するための減算器1
52とを含む。
れていることをキャリア周波数誤差比較回路13が確認
すると同時に、CMA法からDD法へ自動的に切り替わ
る。これによって、一定時間後にCMA法からDD法に
切り換える従来と比較して、確実、かつ、より短い時間
で理想的な出力信号y(n)が得られる。
路13では、キャリア周波数誤差や位相誤差が上下する
ことによって、適切なタイミングでCMA法からDD法
へ切り替わらない場合がある。次の実施の形態1は、こ
れを解決する。
1の適応等化器装置の一部を示すブロック図である。図
8の適応等化器装置は、図1のキャリア周波数誤差量比
較回路13を回転検出回路19に置き換えたものであ
る。
10を用いて詳しく説明する。図9は図14に対応して
いる。図9において、N1〜N4は64個のドットのう
ち、それぞれ最外郭にあって原点を基準として64点中
最大の振幅をもつ4つの最外郭ドット、V1〜V4はそ
れぞれ原点から最外郭ドットN1〜N4へのベクトルで
ある。キャリア周波数誤差が生じると、出力信号y(n)
のシンボルSが回転し、ある時点では、図9の状態から
45度回転して、図10の状態になる。図10の時点で
は、ベクトルV1〜V4はI軸及びQ軸上に存在する。
例えばI軸及びQ軸上で最外郭ドットN1〜N4が越え
るような基準値dを設定する。図10のように、シンボ
ルSが基準値dをはみ出せば、シンボルSが回転してい
ることになる。以上のようにして、回転検出回路19は
シンボルSの回転状態を検出する。
波数誤差が生じていることを意味する。よって、シンボ
ルSの回転状態を検出することによって、DD法によっ
て歪み誤差e(n)が正常に収束する程度にキャリア周波
数誤差が小さいかどうか、すなわち、条件(A)が満た
されているかどうかが分かる。回転検出回路19は、例
えば後述するような方法でシンボルSが回転していない
ことを検出したときは、条件(A)が満たされたと判断
して、検出結果フラグβを立て、そうでなければ、検出
結果フラグαを立てる。
応等化器4a、キャリア周波数誤差検出回路5及びキャ
リア周波数誤差量比較回路19の全体の動作について、
図5を用いて説明する。
周波数誤差検出回路5及び適応等化器4aは時刻t0で
一斉に動作する。時刻t0の直後は、適応等化器4aが
動作したばかりであり、歪み誤差e(n)が大きいので、
キャリア周波数誤差検出回路5はキャリア周波数誤差除
去回路3に対して正常にフィードバック制御を行うこと
ができず、キャリア周波数誤差は小さく収束しない。よ
って、シンボルSは回転する。回転検出回路19は、例
えば後述の構成によってシンボルSが回転していると判
断し、条件(A)が満たさていないとして、検出結果フ
ラグαを立てる。よって、誤差検出アルゴリズム制御回
路14はCMAアルゴリズム回路17の歪み誤差e
(n)、つまり、CMA法を選択する。したがって、キャ
リア周波数誤差が大きくても、歪み誤差e(n)は正常に
収束する。
グによる歪みを徐々に除去するので、歪み誤差e(n)
は時刻t0から時間が経つにつれて小さくなり、CMA
法による限界値L1へ近づいていく。ある程度歪み誤差
e(n)が小さくなると、時刻t1でキャリア周波数誤差
検出回路5がキャリア周波数誤差除去回路3に対して正
常にフィードバック制御を行うことができる。よって、
キャリア周波数誤差の絶対値aは時間が経つにつれて小
さくなる。キャリア周波数誤差の絶対値aが小さくなる
に従って、シンボルSの回転角度は小さくなる。
ど回転しなくなる。回転検出回路19は、例えば後述の
構成によってシンボルSが回転していないと判断し、条
件(A)が満たさたとして、検出結果フラグβを立て
る。誤差検出アルゴリズム制御回路14はDDアルゴリ
ズム回路18の歪み誤差e(n)、つまり、DD法を選択
する。
e(n)が正常に収束する程度にキャリア周波数誤差が小
さい。したがって、歪み誤差e(n)は正常に収束して非
常に小さくなり、理想的な出力信号y(n)が得られる。
に示す。回転検出回路19はシンボルはみ出し検出部1
9a及び回転周期検出部19bを含む。シンボルはみ出
し検出部19aは成分はみ出し検出器(比較器)191
a,191b、論理部192を含む。回転周期検出部1
9bはカウント部193を含む。カウント部193はカ
ウンタ193aが主要構成要素である。
基準値dとの比較を行い、成分yiが基準値dからはみ
出す、つまり、yi>dならば”1”、そうでなけれ
ば”0”を比較結果R2aとして出力する。成分はみ出
し検出器191bは成分yqと基準値dとを比較し、成
分yqが基準値dからはみ出す、つまり、yq>dなら
ば”1”、そうでなければ”0”を比較結果R2bとし
て出力する。論理部192は成分はみ出し検出器191
a,191bの比較結果R2a,R2bの論理和をシン
ボルはみ出し検出部19aの検出結果R3として出力す
る。検出結果R3はシンボル周期に同期して順次出力さ
れる。カウント部193のカウンタ193aはシンボル
はみ出し検出部19aから順次送られてくる検出結果R
3のうち、”0”の検出結果R3の数をカウントする。
また、カウント部193は、シンボルはみ出し検出部か
ら”1”の検出結果R3が送られてくれば、カウンタ1
93aのカウント値を零にリセットする。さらに、カウ
ント部193はカウント値が所定値fを越えると、検出
結果フラグβを立て、そうでなければ、検出結果フラグ
αを立てる。
で、時刻t2の直前では、シンボルSが、説明上、シン
ボル周期の100周期に45度回転するとする。この場
合、シンボル周期の100周期内に生じる”0”の検出
結果R3の数は、64(シンボルSを構成するドットの
数)×100(適切なシンボル周期の数)なので、所定
値fは、時刻t2、すなわち、条件(A)を満たしたと
きに、検出結果フラグβを立てるように予め調節してお
く。
qが基準値dを上回って論理部192が”1”を出力す
るので、カウント部193のカウント値は所定値fを越
える前に零にリセットされる。このようにして、シンボ
ルSが回転する場合は、検出結果フラグαが立つ。時間
が経過すると共に、歪み誤差e(n)が徐々に小さくな
り、シンボルSの回転角度も小さくなっていく。ついに
は、時刻t2において、シンボル周期の100周期でシ
ンボルSが45度回転しなくなり、成分yi及び成分y
qが基準値dを上回ることがなくなる。よって、カウン
ト部193のカウント値は所定値fを越え、検出結果フ
ラグβが立つ。以上のように、カウント部193は、シ
ンボル周期の100周期内におけるシンボルはみ出し検
出部19aの”0”の検出結果R3の数と所定値fとの
大小比較の結果を回転検出部19の検出結果フラグα,
βとして出力する。また、所定値fは、条件(A)を満
たしたときに、検出結果フラグβを立てるように予め調
節しておく。
部19aは、シンボルSが基準値dをはみ出したかどう
かを検出する。回転周期検出部19bは、シンボルはみ
出し検出部19aの検出結果R3を受けて、検出結果R
3がシンボルSが基準値dを所定期間内にはみだしてい
ることを例えばシンボル周期の100周期内に示せば、
シンボルSが回転しているとして、フラグαを立てる。
逆に、検出結果R3がシンボルSが基準値dを所定期間
内にはみだしていることをシンボル周期の100周期内
に示されなければ、シンボルSが回転していないとし
て、フラグβを立てる。このようにして、シンボルはみ
出し検出部19a及び回転周期検出部19bによって、
回転検出回路19の動作を実現できる。
されていることを回転検出回路19が確認すると同時
に、CMA法からDD法へ自動的に切り替わる。これに
よって、一定時間後にCMA法からDD法に切り換える
従来と比較して、確実、かつ、より短い時間で理想的な
出力信号y(n)が得られる。
に、キャリア周波数誤差は基準値bを上下する。図2や
図7のキャリア周波数誤差量比較回路13は、信号の大
きさ(キャリア周波数誤差の絶対値a)と基準値との単
なる比較に基づいてCMA法からDD法に切り換える。
また、適応等化器に関する特開平5−244040号公
報も、キャリア周波数誤差に相当する位相誤差と基準値
との単なる比較に基づいて、CMA法からDD法に切り
換える。よって、キャリア周波数誤差量比較回路13や
先の公報では、キャリア周波数誤差や位相誤差が上下す
ることによって、適切なタイミングでCMA法からDD
法へ切り替わらない場合がある。一方、実施の形態1に
よれば、回転検出回路19は信号の大きさではなく、シ
ンボルSの回転状態によって、CMA法からDD法に切
り換えるタイミングを判定するため、キャリア周波数誤
差が上下しても、キャリア周波数誤差量比較回路13や
先の公報と比較して適切なタイミングでCMA法からD
D法に切り換えることができる。
回転周期検出部19bによって、シンボルSが所定期間
内にはみ出したかどうかを検出する。これによって、D
D法によって歪み誤差e(n)が正常に収束する程度にキ
ャリア周波数誤差が小さいことを判定できる。
Sが基準値dからはみ出したかどうかは、I軸及びQ軸
上の成分と基準値dとを比較すればよい。この考えに基
づいて、成分はみ出し検出器191a,191b,論理
部192を用いることによってシンボルはみ出し検出部
19aを簡単な構成で実現でき、カウンタ193aを主
要構成要素とするカウント部193によって回転周期検
出部19bを簡単な構成で実現できる。
は、CMA法及びDD法の2つの誤差検出アルゴリズム
を用いたが、これらに限らず、CMA法の代わりにキャ
リア周波数誤差の存在にかかわらず、歪み誤差e(n)が
速く収束するアルゴリズム、DD法の代わりに歪み誤差
e(n)が精度良く収束するアルゴリズムであればよい。
ャリア周波数誤差量比較回路13や回転検出回路19の
ハードウェアで適応等化器4aを制御したが、適応等化
器4aをプログラムに基づいて制御しても良い。
の回転状態に応じて、複数のアルゴリズムのうちの一つ
を選択する。よって、確実、かつ、より短い時間で理想
的な出力信号が得られ、しかも、例えば特開平5−24
4040号公報に開示の技術と比較して、適切なタイミ
ングでCMA法からDD法に切り換えることができる。
み出し検出部及び回転周期検出部によって、シンボルが
所定期間内にはみ出したかどうかを検出する。これによ
って、例えば、DD法によって歪み誤差が正常に収束す
る程度にキャリア周波数誤差が小さいことを判定でき
る。
基準値からはみ出したかどうかは、例えばI軸及びQ軸
上の成分と基準値とを比較すればよい。この考えに基づ
いて、成分はみ出し検出器,論理部を用いることによっ
てシンボルはみ出し検出部19を簡単な構成で実現で
き、カウント部によって回転周期検出部を簡単な構成で
実現できる。
回転状態に応じて、適応等化器を制御する。よって、確
実、かつ、より短い時間で理想的な出力信号が得られ、
しかも、例えば特開平5−244040号公報に開示の
技術と比較して、適切なタイミングでCMA法からDD
法に切り換えることができる。
所定期間内に基準値をはみ出したかどうかを検出するこ
とによって、例えば、DD法によって歪み誤差が正常に
収束する程度にキャリア周波数誤差が小さいことを判定
できる。
基準値からはみ出したかどうかは、特定の軸上の成分と
基準値とを比較すればよいので、適応等化器の出力信号
から検出結果を得るためのアルゴリズムが簡単になる。
ロック図である。
の例を示すブロック図である。
ク図である。
ック図である。
タイミングチャートである。
タイミングチャートである。
の例を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
作を説明するためのシンボル点配置図である。
動作を説明するためのシンボル点配置図である。
の例を示すブロック図である。
ある。
る。
ブロック図である。
回転周期検出部、191a,191b 成分はみ出し
検出器、193 カウント部。
Claims (6)
- 【請求項1】 シンボルを示す信号を受けて、予め設定
された複数のアルゴリズムのうちの一つを選択的に用い
て、シンボル間干渉を適応的に除去するために、前記シ
ンボルを示す前記信号に対してフィルタリングを行う適
応等化器と、 前記適応等化器の出力信号を受け、当該出力信号の前記
シンボルの回転状態を検出するための回転検出回路と、
を備え、 前記適応等化器は、前記回転検出回路の検出結果を受
け、当該検出結果に応じて、前記複数のアルゴリズムの
うちの一つを選択する適応等化器装置。 - 【請求項2】 前記回転検出回路は、 前記出力信号を受け、当該出力信号の前記シンボルが予
め定められた基準値をはみ出したかどうかを検出するシ
ンボルはみ出し検出部と、 前記シンボルはみ出し検出部の検出結果を受けて、前記
シンボルはみ出し検出部の前記検出結果が、前記シンボ
ルが前記基準値をはみ出していることを所定期間内に示
しているかどうかを検出して、前記回転検出回路の前記
検出結果として出力する回転周期検出部と、を含む請求
項1記載の適応等化器装置。 - 【請求項3】 前記シンボルは複数のドットからなり、 前記複数のドットはそれぞれ複数軸の座標の成分で表さ
れ、 前記シンボルはみ出し検出部は、 前記出力信号を受け、前記出力信号の前記成分が前記基
準値からはみ出したかどうかを前記複数軸の座標の各軸
ごとに検出する複数の成分はみ出し検出器と、 前記複数の成分はみ出し検出器の検出結果を受けて、当
該検出結果の論理和を、前記シンボルはみ出し検出部の
前記検出結果として出力する論理部と、を含み、 前記回転周期検出部は、 前記所定期間内における前記シンボルはみ出し検出部の
特定の前記検出結果のカウント数と所定値との大小比較
の結果を前記回転検出回路の前記検出結果として出力す
るカウント部を含む請求項2記載の適応等化器装置。 - 【請求項4】 シンボルを示す信号を受けて、予め設定
された複数のアルゴリズムのうちの一つを選択的に用い
て、シンボル間干渉を適応的に除去するために、前記シ
ンボルを示す前記信号に対してフィルタリングを行う適
応等化器を制御するための方法であって、 前記適応等化器の出力信号を受け、当該出力信号の前記
シンボルの回転状態を検出し、この検出結果に応じて、
前記複数のアルゴリズムのうちの一つを選択する、適応
等化器の制御方法。 - 【請求項5】 前記検出結果は、前記シンボルが所定期
間内に予め定められた基準値をはみ出しているかどうか
である、請求項4記載の適応等化器の制御方法。 - 【請求項6】 前記シンボルは複数のドットからなり、 前記複数のドットはそれぞれ複数軸の座標の成分で表さ
れ、 前記検出結果は、特定の前記座標の軸上の前記成分と前
記基準値とを比較することによって得る、請求項5記載
の適応等化器の制御方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP10241625A JP2000078060A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 適応等化器装置及び適応等化器の制御方法 |
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JP10241625A JP2000078060A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 適応等化器装置及び適応等化器の制御方法 |
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JP2000078060A true JP2000078060A (ja) | 2000-03-14 |
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ID=17077114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP10241625A Pending JP2000078060A (ja) | 1998-08-27 | 1998-08-27 | 適応等化器装置及び適応等化器の制御方法 |
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