JP2004297536A - Adaptive equalization system - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陸上通信等に用いられる適応等化方法に係り、特に高速データ伝送を行う際に発生するマルチパスフェージングを補償するための適応等化方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、マルチパスフエージング対策のための適応等化方式としては、判定帰還型等化器(DFE:Decision Feedback Equalizer)などが有効であることが一般に知られている。DFEは比較的小規模で実現でき、遅延時間が大きな場合でも等化可能である。
【0003】
DFEについて図3を用いて説明する。図3は、従来のDFEの構成ブロック図である。従来のDFEは、図3に示すように、FFフィルタ(Feed Forward Filter )150と、FBフィルタ(Feed Back Filter)160と、複素加算器112と、データ判定器113と、スイッチ115と、トレーニング信号発生器114と、タップ係数更新部121から構成されている。
【0004】
入力信号(受信ベースバンド信号)がFFフィルタ150に入力されると、FFフィルタ150は、直接波と遅延波を取り込んだダイバーシチ効果を得るための整合処理を実行する。遅延レジスタ101〜105は、伝送データ信号を1/2シンボル間隔で記憶し、複素乗算器107〜111は、各々が対応する遅延レジスタ101〜105の出力に対して、各々が対応する等化用複素タップ係数ww(n)で複素乗算を行う。
【0005】
また、FBフィルタ160は、前シンボルの判定出力もしくはトレーニング信号発生器120からの参照トレーニング信号が入力されるが、これは等化するべき入力信号がトレーニング信号かデータ信号かによってSW115で切り替えられる。
【0006】
FBフィルタ160は、判定出力または参照トレーニング信号を帰還し、複素加算器112で演算処理を行うことにより、残留遅延波の除去を行う。遅延レジスタ116,117は、伝搬路において発生するマルチパス遅延波の最大遅延時間に相当するシンボル数を遅延させ、複素乗算器118,119は、それぞれが対応する遅延レジスタ116,117の出力に対し、それぞれが対応する等化用複素タップ係数ww(n)で複素乗算を行う。
【0007】
FFフィルタ150の出力信号とFBフィルタ160の出力信号は、複素加算器112へ入力され、複素加算器112で両信号の加算処理が行われ、この結果の出力信号がデータ判定部113へ入力される。データ判定部113は、複素加算器112からの信号を引き込んだ信号点(マッピング値)に対応する1点のマッピング値を選択するものであり、この出力信号は、そのシンボルの等化処理の結果である復調データとして出力されるとともに、FBフィルタ160ヘの判定帰還値として用いられる。
【0008】
複素加算器120は、SW115の出力と複素加算器112の出力である等化出力との差分を求め、等化誤差として出力する。タップ係数更新部121は、RLSやLMS等のMMSE(Minimum Mean Square Error)アルゴリズムにより、等化用複素タップ係数ww(n)を更新し、等化誤差の最小化を図る。
【0009】
このように、適時更新される等化用複素タップ係数ww(n)で複素乗算を行うことにより、多重波成分のダイバーシチ合成やキャンセル動作を行い、等化機能を実現している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の等化方式では、伝送データの先頭にあるトレーニング信号に対して行うが、トレーニング信号のトレーニングが十分でないため、等化誤差の収束時間が大きくなり、完全に収束しないうちにデータ信号の等化が行われてしまい、誤って判定された等化結果が出力されてしまうという問題点があった。
【0011】
本発明の目的は、適応等化を実現しつつ、伝送品質の向上を図ることができる適応等化方式を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
従来の適応等化方式でのトレーニングの等化処理は、伝送データの先頭から1回のみの実施であるが、本発明では、トレーニングのための等化処理を複数回行うことにより、トレーニング時の等化誤差を小さくすることで、伝送品質の向上を図る。
【0013】
【発明の実施の形態】
次に、本発明について図面を参照して説明する。
【0014】
図1は、本発明によるマルチトレーニング適応等化方式に供する伝送データのフレーム構成を示す。本発明によるフレーム構成は、トレーニング信号の後にデータが配置されている。
【0015】
図2は、本発明の一実施形態に係るマルチトレーニング適応等化方式の構成を示す。
【0016】
フレーム検出部10は、入力信号(受信ベースバンド信号)が入力されると、フレーム中のトレーニング信号(同期ワード)を検出することにより、受信タイミングを捕捉する。フレーム検出部10は、当該捕捉された受信タイミングに基づき、トレーニング信号をトレーニング信号メモリ11に、データ信号をデータメモリ13に出力し、それぞれ格納させる。
【0017】
FFフィルタ14は、トレーニング時に、トレーニング信号メモリ11に格納されたトレーニング信号が入力される。FFフィルタ14は、タップ係数wwFFを用いてフィルタ演算を行う。当該タップ係数wwFFは、タップ係数更新部18に記憶されている値を用いる。
【0018】
FBフィルタ15は、トレーニング信号発生器19より出力される参照トレーニング信号が入力される。FFフィルタ15は、タップ係数wwFBを用いてフィルタ演算を行う。当該タップ係数wwFBは、タップ係数更新部18に記憶されている値を用いる。
【0019】
複素加算器16は、FFフィルタ14およびFBフィルタ15のフィルタ出力を加算し、等化出力を得る。複素加算器17は、複素加算器16の等化出力と参照トレーニング信号とが加算され、等化誤差電力和の算出を行う。
【0020】
タップ係数更新部18は、複素加算器17算出された等化誤差電力和において、算出値が最小となるように、最適なタップ係数(タップ係数wwFFおよびタップ係数wwFB)を算出する。タップ係数更新部18は、当該最適なタップ係数を算出した場合、旧タップ係数に替えて新たなタップ係数を更新し、記憶する。当該新たなタップ係数により、FFフィルタ14およびFBフィルタ15は、それぞれのフィルタ演算を行う。
【0021】
等化誤差閾値判定部22は、複素加算器17算出された等化誤差電力和が入力される,。等化誤差閾値判定部22は、等化誤差電力和に、トレーニングシンボル分を累積加算して、トレーニング等化誤差を算出する。
【0022】
等化誤差閾値判定部22は、トレーニング等化誤差が十分収束するような閾値として、予め決められた所定の値を備えていて、算出されたトレーニング等化誤差電力和と前記閾値との大小の比較を行い、比較結果に基づき、トレーニング等化/データ等化の切り替え制御を行う。
【0023】
トレーニング/データ等化切替制御部23は、当該比較結果に基づき、FFフィルタ入力信号選択器12およびFBフィルタ入力信号選択器20の切り替え制御を行う。当該算出されたトレーニング等化誤差が、予め決められた閾値以下になるまで、トレーニング等化処理を複数回繰り返し、データ等化に最適なタップ係数の算出を行う。
【0024】
FFフィルタ入力信号選択器12は、トレーニング等化誤差が予め決められた閾値以下と判定されると、データメモリ13に格納されたデータを選択し出力する。FBフィルタ入力信号選択器20は、当該判定がされると、データ判定部21より出力される等化結果判定値を選択し、復調データとして出力する。
【0025】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の適応等化方式は、トレーニングのための等化を繰り返し行う方式により、より確実に等化誤差を小さくし等化結果の判定を確実に行えるため、伝送品質を向上させることができる。また、繰り返しトレーニングを行うことにより、1フレーム内におけるトレーニング信号長を減らし情報信号長を増やすことが可能となるため、1フレームあたりの情報信号伝送量を増やすことが可能となる。さらに、トレーニング信号長を減らすことにより、変動の速い環境下での無線通信において、伝送環境の変動に十分追従可能となるため、伝送品質の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるマルチトレーニング適応等化方式に供するフレーム構成を示す。
【図2】本発明の一実施形態に係るマルチトレーニング適応等化方式の構成を示す。
【図3】従来の一実施形態に係るDFE方式(Decision Feedback Equalizer)の構成を示す。
【符号の説明】
10:フレーム検出部、11:トレーニング信号メモリ、12:FFフィルタ入力信号選択器、13:データメモリ、14:FFフィルタ、15:FBフィルタ、16,17:複素加算器、18:タップ係数更新部、19:レーニング信号発生器、20:FBフィルタ入力信号選択器、21:データ判定部、22:等化誤差閾値判定部、23:トレーニング/データ等化切替制御部
101,102,103,104:1/2シンボル遅延素子、107,108,109,110,111:複素乗算器、112:複素加算器、113:データ判定部、114:トレーニング信号発生器、115:FBフィルタ入力信号選択器、116,117:1シンボル遅延素子、118,119:複素乗算器、120:複素加算器、121:タップ係数更新部、150:FFフィルタ、160:FBフィルタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an adaptive equalization method used for land communication and the like, and particularly to an adaptive equalization method for compensating for multipath fading that occurs when performing high-speed data transmission.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, it is generally known that a decision feedback equalizer (DFE: Decision Feedback Equalizer) is effective as an adaptive equalization method for preventing multipath fading. The DFE can be realized on a relatively small scale, and can be equalized even when the delay time is large.
[0003]
The DFE will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a configuration block diagram of a conventional DFE. As shown in FIG. 3, the conventional DFE includes an FF filter (Feed Forward Filter) 150, an FB filter (Feed Back Filter) 160, a
[0004]
When an input signal (reception baseband signal) is input to the
[0005]
Further, the FB filter 160 receives a determination output of a previous symbol or a reference training signal from the training signal generator 120, which is switched by the SW 115 depending on whether the input signal to be equalized is a training signal or a data signal.
[0006]
The FB filter 160 feeds back the judgment output or the reference training signal, and performs an arithmetic process in the
[0007]
The output signal of the
[0008]
The complex adder 120 obtains a difference between the output of the SW 115 and the equalized output that is the output of the
[0009]
In this way, by performing complex multiplication with the complex tap coefficient ww (n) for equalization that is updated as appropriate, diversity combining and cancellation operations of multiple wave components are performed, thereby realizing an equalization function.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional equalization method as described above, the training is performed on the training signal at the head of the transmission data. However, since the training of the training signal is not sufficient, the convergence time of the equalization error increases, and before the convergence is complete, There is a problem in that the equalization of the data signal is performed and an erroneously determined equalization result is output.
[0011]
An object of the present invention is to provide an adaptive equalization scheme that can improve transmission quality while realizing adaptive equalization.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the conventional adaptive equalization method, the training equalization process is performed only once from the beginning of the transmission data. However, in the present invention, the training equalization process is performed a plurality of times to perform training equalization. The transmission quality is improved by reducing the equalization error.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 shows a frame structure of transmission data provided for the multi-training adaptive equalization method according to the present invention. In the frame structure according to the present invention, data is arranged after the training signal.
[0015]
FIG. 2 shows a configuration of a multi-training adaptive equalization scheme according to an embodiment of the present invention.
[0016]
When an input signal (reception baseband signal) is input, the
[0017]
The training signal stored in the
[0018]
The FB filter 15 receives the reference training signal output from the training signal generator 19. The FF filter 15 performs a filter operation using the tap coefficient wwFB. As the tap coefficient wwFB, a value stored in the tap
[0019]
The
[0020]
The tap
[0021]
The equalization error threshold
[0022]
The equalization error threshold
[0023]
The training / data equalization switching control unit 23 controls switching of the FF filter
[0024]
When the training equalization error is determined to be equal to or less than a predetermined threshold, the FF filter
[0025]
【The invention's effect】
As described above, the adaptive equalization method of the present invention can reduce the equalization error more reliably and reliably determine the equalization result by the method of repeating the equalization for training, so that the transmission quality can be improved. Can be improved. Further, by repeatedly performing the training, it is possible to reduce the training signal length in one frame and increase the information signal length, so that it is possible to increase the information signal transmission amount per frame. Furthermore, by reducing the training signal length, in wireless communication in a fast-changing environment, it becomes possible to sufficiently follow a change in the transmission environment, so that the transmission quality can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a frame configuration provided for a multi-training adaptive equalization scheme according to the present invention.
FIG. 2 shows a configuration of a multi-training adaptive equalization scheme according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 shows a configuration of a DFE (Decision Feedback Equalizer) according to an embodiment of the related art.
[Explanation of symbols]
10: frame detection unit, 11: training signal memory, 12: FF filter input signal selector, 13: data memory, 14: FF filter, 15: FB filter, 16, 17: complex adder, 18: tap coefficient update unit , 19: training signal generator, 20: FB filter input signal selector, 21: data decision unit, 22: equalization error threshold decision unit, 23: training / data equalization switching control unit 101, 102, 103, 104: 1/2 symbol delay element, 107, 108, 109, 110, 111: complex multiplier, 112: complex adder, 113: data decision unit, 114: training signal generator, 115: FB filter input signal selector, 116 , 117: 1 symbol delay element, 118, 119: complex multiplier, 120: complex adder, 121: tap coefficient update , 150: FF filter, 160: FB filter
Claims (3)
伝送データが一定長毎に予め定められた一定のパターンを持つトレーニング信号が付加されたフレーム構成である変調方式であり、
受信トレーニング処理を行う際に、
前記フレーム内のトレーニング信号部を用いて、等化器タップ係数トレーニングを行い、フィルタタップ係数を算出する手段と、
トレーニング終了時に、トレーニング信号部の等化誤差電力和と等化誤差が、所定の値まで収束するように予め決められた等化誤差閾値とを比較する手段と、
当該比較結果により、等化誤差が閾値以下になるまで算出したタップ係数を、2回目以降の等化器タップ係数トレーニングのタップ係数初期値として、複数回繰り返す等化器タップ係数トレーニングを行いタップ係数を収束させる手段と、
を備え持つことを特徴とする適応等化方式。In a system for adaptively equalizing transmission data using an adaptive equalizer,
The transmission data is a modulation scheme having a frame configuration in which a training signal having a predetermined pattern predetermined for each predetermined length is added,
When performing the receiving training process,
Means for performing equalizer tap coefficient training using the training signal portion in the frame and calculating filter tap coefficients,
At the end of training, a means for comparing a sum of equalization error power and an equalization error of the training signal unit with a predetermined equalization error threshold so as to converge to a predetermined value,
Based on the comparison result, the tap coefficients calculated until the equalization error becomes equal to or less than the threshold value are used as initial tap coefficient values for the second and subsequent equalizer tap coefficient trainings. Means for converging
An adaptive equalization method characterized by having:
伝送データのフレーム検出を行いフレーム内のトレーニング信号部とデータ部を分離する、フレーム検出部と、
前記トレーニング信号部を格納するトレーニング信号メモリ部と、
前記データ部を格納する、データメモリ部と、
受信トレーニング信号処理におけるFF(Feed Forward)フィルタ処理を行う、FFフィルタ部と、
受信トレーニング信号処理における、FB(Feed Back)フィルタ処理うを行うFBフィルタ部と、
FFフィルタ処理の結果とFBフィルタ処理の結果を加算する加算部と、
トレーニング信号を発生するトレーニング信号発生器と、
等化結果のシンボル判定を行うデータ判定部と、
等化処理の結果とデータ判定の結果を加算し等化誤差を算出する加算部と、
前記算出した等化誤差からFFタップ係数およびFBタップ係数を算出するタップ係数更新部と、
算出した等化誤差と予め決められた閾値とを比較し判定する等化誤差閾値判定部と、
前記等化誤差閾値判定部における判定結果に基づき受信トレーニング処理もしくはデータ等化処理を切替える処理切替部と、
を備え持つことを特徴とする適応等化器。2. A means for converging tap coefficients according to claim 1,
A frame detection unit that detects a frame of transmission data and separates a training signal part and a data part in the frame,
A training signal memory unit that stores the training signal unit;
A data memory unit for storing the data unit;
An FF filter unit that performs FF (Feed Forward) filter processing in the reception training signal processing;
An FB filter unit that performs FB (Feed Back) filter processing in the reception training signal processing;
An adding unit that adds the result of the FF filter processing and the result of the FB filter processing;
A training signal generator for generating a training signal;
A data determination unit that performs symbol determination on the equalization result;
An addition unit that adds the result of the equalization process and the result of the data determination to calculate an equalization error,
A tap coefficient updating unit that calculates an FF tap coefficient and an FB tap coefficient from the calculated equalization error;
An equalization error threshold determination unit that determines by comparing the calculated equalization error with a predetermined threshold,
A process switching unit that switches a reception training process or a data equalization process based on a determination result in the equalization error threshold value determination unit,
An adaptive equalizer characterized by having:
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