JP2007201729A - 適応等化器および受信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】マルチパス環境下に適用される適応等化器において、入力信号のキャリア位相や振幅に依存することなく、短い既知系列で高精度に信号歪を補正すること。
【解決手段】既知信号の入力時に、入力信号のキャリア位相を推定するとともに、推定したキャリア位相を打ち消すように位相補正した補正信号を出力する位相補正手段９と、位相補正手段９の出力信号に対して、予め推定されたタップ係数を個々のタップごとに重み付けした後の加算結果を等化信号として出力するトランスバーサルフィルタ１０と、所定の同期信号を基準タイミングとして用いて、トランスバーサルフィルタ１０の出力信号（等化信号）と既知信号のレプリカ信号との誤差信号を使用してタップ係数の更新を行うタップ係数推定手段１４と、を備える。
を備え
【選択図】 図１

Description

本発明は、適応等化器および受信装置に関するものであり、特に、短い既知系列で高精度に信号歪を補正する適応等化器および当該適応等化器を用いて高品質な復調データを出力する受信装置に関するものである。

近年、移動体通信システムや衛星通信システムでは、マルチパス環境下でデータ伝送速度を高速化する際の大きな制約となる周波数選択性フェージングを克服するための技術検討が活発化している。

適応等化器は、周波数選択性フェージングを克服するための技術の一つであり、周波数選択性フェージングにより発生する信号歪を補正して、高品質な復調データの獲得を可能とする。このため、上記のようなマルチパス環境下に適用される通信システムでは、適応等化器を用いたシステム構成が採用されることが多い。

例えば、下記非特許文献１には、従来技術にかかる適応等化器の構成が示されている。この文献に示された適応等化器では、自身の出力でもあるトランスバーサルフィルタからの出力信号（等化信号）とレプリカ信号（自身内部で保持する既知信号）との誤差信号を使用し、ＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムを用いて、トランスバーサルフィルタのタップ係数を信号歪が小さくなるように更新することで、トランスバーサルフィルタにおける適切なタップ係数を推定する技術が開示されている。したがって、この種の適応等化器を受信装置に用いれば、信号歪が低減された等化信号を用いて復調することができるので、より高品質な復調データを出力させることが可能となる。

サイモン ヘイキン 著，武部 幹 訳，"適応フィルタ入門"，第４章，現代工学社

しかしながら、上記非特許文献１に示される従来技術では、例えば等化器に入力される信号のキャリア位相や振幅がレプリカ信号と大きく異なる場合には、信号歪を補正するためのタップ係数推定に多くの時間を要し、所定シンボル数の既知信号を受信している時間内に適切なタップ係数を推定することができず、復調特性が劣化する場合があるといった問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、入力信号のキャリア位相や振幅に依存することなく、短い既知系列で高精度に信号歪を補正可能な適応等化器を提供することを目的とする。また、この適応等化器を適用することにより、短い既知系列を用いる無線通信システムにおいて、高品質な復調データを出力可能な受信装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる適応等化器は、既知信号を含んだデータフォーマットを有する変調信号に対して、該変調信号の入力時に該既知信号を含む変調信号の所定パラメータを推定し、該推定した所定パラメータに基づいて補正した補正信号を出力する入力信号補正手段と、前記入力信号補正手段の出力信号に対して、予め推定されたタップ係数を個々のタップごとに重み付けした後の加算結果を等化信号として出力するトランスバーサルフィルタと、所定の同期信号を基準タイミングとして用いるとともに、前記トランスバーサルフィルタの出力信号である等化信号と該既知信号のレプリカ信号との誤差信号に対して、所定の逐次タップ係数推定アルゴリズムを用いて前記タップ係数の更新を行うタップ係数推定手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明にかかる適応等化器によれば、入力信号に対して推定した所定パラメータ（キャリア位相、平均振幅など）に基づいて補正した補正信号の出力を可能とする入力信号補正手段を、等化信号を生成出力する処理部の前段に具備するように構成しているので、受信信号に含まれる信号歪を短い既知系列を用いた場合でも高精度に補正することができるという効果が得られる。

以下に、本発明にかかる適応等化器および受信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
まず、実施の形態１では、例えばＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）変調やＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）変調された入力信号に対して、既知系列であるユニークワードからキャリア位相を推定し、この推定したキャリア位相の分だけ位相補正した信号に対して信号歪を補正することにより、短い既知系列で高精度に信号歪を補正する適応等化器の構成および動作について説明する。

図１は、本発明の実施の形態１にかかる適応等化器の一構成例を示す図である。図１に示す適応等化器１は、その主要構成部として、自身の出力信号でもあり、信号の歪みや信号損失（減衰）を低減させた等化信号を出力するトランスバーサルフィルタ１０と、トランスバーサルフィルタ１０への入力信号を好適な信号状態に補正するための入力信号補正手段９と、トランスバーサルフィルタ１０に付与する適切なタップ係数を推定するタップ係数推定手段１４と、を備えている。また、各細部構成として、トランスバーサルフィルタ１０は、第１の遅延器である（Ｎ−１）個（Ｎは自然数）の遅延器１１、Ｎ個の乗算器１２および１個の加算器１３の各構成部を備え、入力信号補正手段９は、変調成分除去手段１５、平均化手段１６、第２の遅延器である遅延器１７および位相補正手段１８の各構成部を備えている。

つぎに、図１に示した実施の形態１にかかる適応等化器の動作について説明する。なお、図２は、本発明の実施の形態１にかかる適応等化器の動作タイミングチャートの一例を示す図であり、図３は、実施の形態１にかかる適応等化器の図２とは異なる動作タイミングチャートの一例を示す図である。また、以下では、図２や図３に示すように、スロットの先頭に既知系列であるユニークワード（ＵＷ）が付加されているデータフォーマットを持つ信号を受信していることを前提として説明する。

図１に示す適応等化器１の入力信号補正手段９において、変調成分除去手段１５は、スロット同期パルス（図２参照）を基準タイミングとして用いるとともに、入力信号がユニークワード（ＵＷ）の期間には、入力信号から変調成分を除去した無変調信号を出力する。ここで、入力信号と無変調信号は共に複素数の値を有する。

平均化手段１６は、変調成分除去手段１５と同様に、スロット同期パルスを基準タイミングとして用いるとともに、入力信号がユニークワード（ＵＷ）である期間内の予め決められた期間分だけ、変調成分除去手段１５から出力される無変調信号の平均化を行うことにより、高ＳＮ比の無変調信号を出力する。なお、高ＳＮ比の無変調信号も、入力信号や無変調信号と同様に、複素数の値を有する信号である。

遅延器１７は、後述の位相補正手段１８において、平均化手段１６から出力される高ＳＮ比の無変調信号の偏角を、この偏角を算出するのに用いたスロットの先頭から補正できるように、入力信号を予め決められた時間だけ遅延させて出力する。

位相補正手段１８は、遅延器１７から出力される信号を、平均化手段１６から出力される高ＳＮ比の無変調信号の偏角分だけ反対方向（偏角が進む場合には遅れる方向、遅れる場合には進む方向）に位相回転することにより、入力信号が持つキャリア位相を補正した信号を生成出力する。なお、位相補正手段１８の出力信号も、上述の各出力信号と同様に、複素数の値を有する信号である。

一方、上述のようなＮタップのトランスバーサルフィルタとして構成されたトランスバーサルフィルタ１０は、入力信号補正手段９の位相補正手段１８からの出力信号および遅延器１１から出力される（Ｎ−１）個の遅延信号のそれぞれに、タップ係数推定手段１４から出力される複素タップ係数｛Ｗ_0,n，Ｗ_1,n，…，Ｗ_N-2,n，Ｗ_N-1,n｝のそれぞれを個々に乗算し、全Ｎ個の乗算結果を全て加算した複素数の値を有する等化信号を生成出力する。

なお、タップ係数推定手段１４は、従来の適応等化器と同様に、スロット同期パルスを基準タイミングとして用いるとともに、既知信号であるユニークワード（ＵＷ）が入力された場合に、トランスバーサルフィルタ１０の出力信号である等化信号とレプリカ信号（等化器内部で保持する既知信号）との誤差信号を使用し、例えばＬＭＳ（Ｌｅａｓｔ Ｍｅａｎ Ｓｑｕａｒｅ）アルゴリズムを用いて、トランスバーサルフィルタ１０のタップ係数｛Ｗ_0,n，Ｗ_1,n，…，Ｗ_N-2,n，Ｗ_N-1,n｝を信号歪が小さくなるように更新する（ｎは離散時間であり、整数値である）。ただし、位相補正手段１８で補正する位相量がスロット単位で変化するため、スロットの先頭でタップ係数｛Ｗ_0,n，Ｗ_1,n，…，Ｗ_N-2,n，Ｗ_N-1,n｝を予め決められた初期値にそれぞれセットすることが好ましい。

上述のように、実施の形態１の適応等化器１では、入力信号補正手段９の位相補正手段１８にて位相補正を行うようにしているので、トランスバーサルフィルタ１０から出力されたタップ係数推定手段１４を動作させるための等化信号が、タップ係数推定手段１４を動作させる最初のタイミング時から、レプリカ信号との誤差が小さくなるように制御されることとなり、入力信号のキャリア位相に依存することなく、短い既知系列であっても高精度に信号歪を補正することが可能となる。

なお、上述の例では、タップ係数推定手段１４におけるタップ係数推定アルゴリズムとして、ＬＭＳアルゴリズムを用いる場合を一例として説明したが、ＲＬＳ（Ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ）等の他の逐次アルゴリズムを用いてタップ係数を更新してもよい。

また、上述の説明では、タップ係数｛Ｗ_0,n，Ｗ_1,n，…，Ｗ_N-2,n，Ｗ_N-1,n｝を推定または更新するための入力信号として、ユニークワード（ＵＷ）が入力される場合について説明したが、図３に示すようなパイロットシンボル（ＰＩ）が挿入されているデータフォーマットが入力される場合には、ユニークワード（ＵＷ）が入力されるときばかりでなく、スロット途中に挿入された既知信号であるパイロットシンボル（ＰＩ）を利用してタップ係数を更新してもよい。なお、このようなパイロットシンボル（ＰＩ）を用いることにより、スロットの途中でもタップ係数を更新することが可能となり、時間変動が高速なフェージング伝送路においても、高精度に信号歪を補正することが可能となる。

以上説明したように、この実施の形態の適応等化器によれば、既知系列を含む変調信号の入力時に、入力信号のキャリア位相を推定するとともに、推定したキャリア位相を打ち消すように位相補正した補正信号を出力するようにしているので、入力信号のキャリア位相に依存することなく、短い既知系列であっても高精度に信号歪を補正することが可能となる。

実施の形態２．
つぎに、実施の形態２では、例えばＰＳＫ変調やＱＡＭ変調された入力信号に対して、既知系列であるユニークワードから入力信号の振幅を推定し、この推定した振幅の分だけ振幅補正した信号に対して信号歪を補正することにより、短い既知系列で高精度に信号歪を補正する適応等化器の構成および動作について説明する。

図４は、本発明の実施の形態２にかかる適応等化器の一構成例を示す図であり、実施の形態１の位相補正手段１８の構成に代えて、振幅補正手段２０を備えるように構成したものである。なお、その他の構成は、上述の実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同一あるいは同等の構成については同一の符号を付してその説明を省略するとともに、以下では、実施の形態２の固有動作を中心に説明する。

図４に示す適応等化器１ａの入力信号補正手段９ａにおいて、振幅補正手段２０は、遅延器１７から出力される遅延入力信号を、平均化手段１６から出力される高ＳＮ比の無変調信号の平均振幅の逆数に比例した所定値を乗算することにより、予め決められた平均振幅値に近くなるように振幅補正した信号（複素信号）を生成出力する。

上述のように、実施の形態２の適応等化器１ａでは、入力信号補正手段９ａの振幅補正手段２０にて振幅補正を行うようにしているので、トランスバーサルフィルタ１０から出力されたタップ係数推定手段１４を動作させる等化信号が、タップ係数推定手段１４を動作させる最初のタイミング時から、レプリカ信号との誤差が小さくなるように制御されることとなり、入力信号の信号振幅に依存することなく、短い既知系列であっても高精度に信号歪を補正することが可能となる。

なお、図３に示すようなパイロットシンボル（ＰＩ）が挿入されているデータフォーマットが入力される場合には、実施の形態１の適応等化器と同様に、ユニークワード（ＵＷ）が入力されるときだけでなく、スロット途中に挿入された既知信号であるパイロットシンボル（ＰＩ）利用してタップ係数を更新してもよい。このようなパイロットシンボル（ＰＩ）を用いることにより、スロットの途中でもタップ係数を更新することが可能となり、時間変動が高速なフェージング伝送路においても、高精度に信号歪を補正することが可能となる。

なお、実施の形態１と同様に、タップ係数推定手段１４におけるタップ係数推定アルゴリズムとして、ＬＭＳアルゴリズム以外の、例えばＲＬＳ等の他の逐次アルゴリズムを用いてタップ係数を更新してもよい。

以上説明したように、この実施の形態の適応等化器によれば、既知系列を含む変調信号の入力時に、入力信号の平均振幅を推定するとともに、推定した平均振幅に対して予め決められた平均振幅値に近くなるように振幅補正した補正信号を出力するようにしているので、入力信号の信号振幅に依存することなく、短い既知系列であっても高精度に信号歪を補正することが可能となる。

実施の形態３．
つづいて、実施の形態３では、例えばＰＳＫ変調やＱＡＭ変調された入力信号に対して、既知系列であるユニークワードから入力信号のキャリア位相および振幅を推定し、この推定したキャリア位相および振幅の分だけそれぞれ位相および振幅を補正した信号に対して信号歪を補正することにより、短い既知系列で高精度に信号歪を補正する適応等化器の構成および動作について説明する。

図５は、本発明の実施の形態３にかかる適応等化器の一構成例を示す図であり、実施の形態１の位相補正手段１８および実施の形態２の振幅補正手段２０の両機能を有する位相・振幅補正手段３０を備えるように構成したものである。なお、その他の構成は実施の形態１または２と同様であり、それらと同一あるいは同等の構成については同一の符号を付してその説明を省略するとともに、以下では、実施の形態３の固有動作を中心に説明する。

図５に示す適応等化器１ｂの入力信号補正手段９ｂにおいて、位相・振幅補正手段３０は、遅延器１７から出力される遅延入力信号を、平均化手段１６から出力される高ＳＮ比の無変調信号の平均振幅の逆数に比例した所定値を乗算することによる振幅補正と、平均化手段１６から出力される高ＳＮ比の無変調信号の偏角分だけ反対方向に位相回転する位相補正と、を併せて実施した出力信号（複素信号）を生成出力する。

上述のように、実施の形態３の適応等化器１ｂでは、入力信号補正手段９ｂの位相・振幅補正手段３０にて位相補正および振幅補正を行うようにしているので、トランスバーサルフィルタ１０から出力されたタップ係数推定手段１４を動作させる等化信号が、タップ係数推定手段１４を動作させる最初のタイミング時からレプリカ信号との誤差が小さくなるように制御されることとなり、入力信号のキャリア位相や信号振幅に依存することなく、短い既知系列であっても高精度に信号歪を補正することが可能となる。

なお、図３に示すようなパイロットシンボル（ＰＩ）が挿入されているデータフォーマットを有する場合には、実施の形態１の適応等化器と同様に、ユニークワード（ＵＷ）が入力されるときだけでなく、スロット途中に挿入された既知信号であるパイロットシンボル（ＰＩ）を利用してタップ係数を更新してもよい。このようなパイロットシンボル（ＰＩ）を用いることにより、時間変動が高速なフェージング伝送路においても、より高精度に信号歪を補正することが可能となる。

なお、実施の形態１，２と同様に、タップ係数推定手段１４におけるタップ係数推定アルゴリズムとして、ＬＭＳアルゴリズム以外の、例えばＲＬＳ等の他の逐次アルゴリズムを用いてタップ係数を更新してもよい。

以上説明したように、この実施の形態の適応等化器によれば、既知系列を含む変調信号の入力時に、入力信号のキャリア位相および平均振幅を推定するとともに、推定したキャリア位相を打ち消すように位相補正し、かつ、推定した平均振幅に対して予め決められた平均振幅値に近くなるように振幅補正した補正信号を出力するようにしているので、入力信号のキャリア位相や信号振幅に依存することなく、短い既知系列であっても高精度に信号歪を補正することが可能となる。

実施の形態４．
つづいて、実施の形態４では、実施の形態１〜３の任意の適応等化器を具備し、外部から入力されるタップ係数制御信号（２値以上の種類の値を持つ）に基づいて、実際に使用するタップ数を可変とし、使用しないタップのタップ係数は零に固定する一方で、使用するタップ係数を伝送路に適したタップ数で適応動作させることにより、より短い既知系列でより高精度に信号歪を補正する適応等化器の構成および動作について説明する。

図６は、本発明の実施の形態４にかかる適応等化器の一構成例を示す図であり、図１に示した実施の形態１の適応等化器１において、タップ係数推定手段４０に外部からのタップ係数制御信号を入力するようにして、実際に使用するタップ数を可変にできるように変更したものである。なお、その他の構成は実施の形態１と同様であり、実施の形態１と同一あるいは同等の構成については同一の符号を付してその説明を省略するとともに、以下では、実施の形態４の固有動作を中心に説明する。

図６において、適応等化器１ｃのタップ係数推定手段４０には、外部からのタップ係数制御信号が入力される。タップ係数制御信号が入力されたタップ係数推定手段４０は、予め決定されているタップのタップ係数を常に零にするとともに、使用するタップ係数のみを、例えばＬＭＳアルゴリズムを用いて更新するようにする。

上述のように、実施の形態４の適応等化器１ｃでは、伝送路の遅延広がりに適したタップ係数制御信号の値を外部から設定し、使用しないタップのタップ係数を零にして、動作させるタップ数を適切に制御するようにしているので、実施の形態１の適応等化器と比較して、より短い既知系列でより高精度に信号歪を補正することが可能となる。

なお、実施の形態４では、外部から入力されるタップ係数制御信号に基づいて、実際に使用するタップ数を可変とするなどの構成を実施の形態１に適用する例を一例として説明したが、実施の形態２，３のそれぞれに適用することもでき、それらの各実施の形態に固有な効果も得ることができる。

また、タップ係数推定手段４０では、ＬＭＳアルゴリズムを用いる場合を一例として説明したが、例えばＲＬＳ等の他の逐次アルゴリズムを用いてタップ係数を更新してもよい。

以上説明したように、この実施の形態の適応等化器によれば、外部から入力されるタップ係数制御信号に基づき、使用しないタップのタップ係数を零にして使用するタップのタップ数を可変制御するようにしているので、より短い既知系列でより高精度に信号歪を補正することが可能となり、また、処理速度を向上させることができる。

実施の形態５．
つついて、実施の形態５では、タップ係数制御信号（２値以上の種類の値を持つ）を外部から入力する代わりに、入力信号に基づいて伝送路推定手段で推定されたタップ係数制御信号を用いる適応等化器の構成および動作について説明する。なお、本実施の形態においても、実施の形態４と同様に、実際に使用するタップ数を可変とし、使用しないタップのタップ係数は零に固定する一方で、使用するタップ係数を伝送路に適したタップ数で適応動作させることにより、より短い既知系列でより高精度に信号歪を補正する機能が具備される。

図７は、本発明の実施の形態５にかかる適応等化器の一構成例を示す図であり、実施の形態４の適応等化器の構成において、タップ係数推定手段４０へのタップ係数制御信号を入力信号に基づいて生成出力する伝送路推定手段５０を備えるように構成したものである。なお、その他の構成は、上述の実施の形態４と同様であり、実施の形態４と同一あるいは同等の構成については同一の符号を付してその説明を省略するとともに、以下では、実施の形態５の固有動作を中心に説明する。

図７に示す適応等化器１ｄにおいて、伝送路推定手段５０は、スロット同期パルスを基準タイミングとして用いるとともに、既知信号であるユニークワード（ＵＷ）が入力される場合に、入力信号に対してマッチドフィルタ等を用いた相関演算を行うことにより、伝送路の遅延広がりを推定する。そして、推定した遅延広がりに適したタップ係数制御信号の値を選択して出力する。

さらに、タップ係数推定手段４０は、実施の形態４と同様に、タップ係数制御信号により予め決定されているタップのタップ係数を常に零に固定する一方で、使用するタップ係数のみを、例えばＬＭＳアルゴリズムを用いて更新する。

上述のように、実施の形態５の適応等化器１ｄでは、入力信号に基づいて推定した遅延広がりに適したタップ係数制御信号の値を算出し、算出したタップ係数制御信号に基づいて使用しないタップのタップ係数を零にして、動作させるタップ数を適切に制御するようにしているので、伝送路の遅延広がりが変動する場合であっても、短い既知系列で高精度に信号歪を補正することが可能となる。

なお、タップ係数推定手段４０では、ＬＭＳアルゴリズムを用いる場合を説明したが、他の実施の形態と同様に他の逐次アルゴリズムを用いてタップ係数を更新してもよい。

また、伝送路推定手段５０では、既知信号であるユニークワード（ＵＷ）に対して相関演算を求めることにより遅延広がりを推定する手法を示したが、入力信号から他の遅延広がりを推定する手法を用いてもよく、入力信号から適切にタップ係数制御信号を生成できればよい。

また、図８は、本発明の実施の形態５にかかる適応等化器の図７とは異なる他の構成例を示す図である。図７に示す伝送路推定手段５０では、タップ係数制御信号を入力信号に基づいて生成する手法を示したが、図８に示すように、タップ係数推定手段４０から出力される過去のタップ係数｛Ｗ_0,n，Ｗ_1,n，…，Ｗ_N-2,n，Ｗ_N-1,n｝に基づいてタップ係数制御信号を生成するようにしてもよい。この場合、図７に示した適応等化器１ｄと同様に、伝送路の遅延広がりが変動する場合であっても、短い既知系列で高精度に信号歪を補正するという効果が得られる。さらに、図８に示す適応等化器１ｅでは、伝送路推定手段５０ａおける相関演算が不要になるため、回路規模の削減が可能であるという効果をも得られる。

以上説明したように、この実施の形態の適応等化器によれば、自身内部で生成したタップ係数制御信号に基づき、使用しないタップのタップ係数を零にして使用するタップのタップ数を可変制御するようにしているので、伝送路の遅延広がりが変動する場合であっても、短い既知系列で高精度に信号歪を補正することが可能となる。

また、この実施の形態の適応等化器によれば、タップ係数制御信号を過去のタップ係数に基づいて生成出力することもできるので、タップ係数制御信号の生成に必要な相関演算処理の一部または全部を不要とすることができ、回路規模をより低減させることができる。

実施の形態６．
つづいて、実施の形態６では、例えばＰＳＫ変調やＱＡＭ変調された入力信号に対して、実施の形態１〜５の任意の適応等化器を用いることにより、短い既知系列の使用が要請される無線通信システムにおいて、高品質な復調データの出力を可能とする受信装置の構成および動作について説明する。

図９は、本発明の実施の形態６にかかる受信装置の一構成例を示す図である。図９に示す受信装置は、図１に示した実施の形態１にかかる適応等化器１を中心に、適応等化器１の入力側には、受信アンテナ６０に接続される準同期検波手段６１と、準同期検波手段６１の利得を制御するためのゲイン制御信号を出力する自動ゲイン制御（ＡＧＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）手段６２と、準同期検波手段６１の出力を入力信号とするビットタイミング再生（ＢＴＲ：Ｂｉｔ Ｔｉｍｉｎｇ Ｒｅｃｏｖｅｒｙ）手段６３と、ビットタイミング再生手段６３の出力を入力信号とするスロット同期手段６４および自動周波数制御（ＡＦＣ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ）手段６５と、が具備されるとともに、適応等化器１の出力側には、データ判定手段６６が具備される。なお、スロット同期手段６４の出力は、自動周波数制御手段６５、適応等化器１およびデータ判定手段６６のそれぞれに入力される。

つぎに、図９に示した実施の形態６にかかる受信装置の動作について説明する。図９において、準同期検波手段６１は、受信アンテナ６０で受信した信号に対して、準同期検波および予め決められたレートでのアナログ・ディジタル変換を行ったベースバンド信号（複素信号）を出力する。また、準同期検波手段６１は、後述の自動ゲイン制御手段６２から出力されるゲイン制御信号に基づいて受信信号のゲイン補正も行う。

自動ゲイン制御手段６２は、ベースバンド信号の電力を観測し、観測した電力値が予め決められた値になるようにゲイン制御信号を生成する。ビットタイミング再生手段６３は、ベースバンド信号からナイキスト点となるタイミングの推定を行い、このナイキスト点のタイミングに同期し、かつ、シンボルレートのＭ倍（Ｍは自然数）のレートで再サンプリングされたベースバンド信号である再生ベースバンド信号を出力する。

スロット同期手段６４は、再生ベースバンド信号とユニークワード（ＵＷ）のレプリカ信号との間で相関演算を行い、この相関値が予め決められた閾値より大きくなるときのタイミングでスロット同期パルスを生成する。

自動周波数制御手段６５は、ビットタイミング再生手段６３から出力された再生ベースバンド信号の所定期間の位相回転量に基づいて周波数偏差を推定し、この再生ベースバンド信号に対して、推定した周波数偏差を打ち消すように位相回転を行うことにより、周波数偏差補正ベースバンド信号（複素信号）を生成して適応等化器１に出力する。なお、ユニークワード（ＵＷ）やパイロットシンボル（ＰＩ）等の既知信号を処理する場合には、自動周波数制御手段６５は、スロット同期手段６４から出力されるスロット同期パルスを基準タイミングとして、これらの既知信号のレプリカを用いて変調成分除去を行うことにより、高精度に周波数偏差を推定するようにしてもよい。

適応等化器１は、実施の形態１で示したものであり、周波数偏差補正ベースバンド信号を入力信号として適応等化を行うことにより、高精度な等化信号（複素信号）を生成して出力する。

データ判定手段６６は、適応等化器１から出力される高精度な等化信号に対して、変調方式に対応した判定方式を用いてデータ復調を行うことにより、高品質な復調データを出力する。

上述のように、実施の形態６の受信装置では、実施の形態１で示した適応等化器１を適用することで、高精度な等化信号を生成することができ、データ判定手段６６にて高品質な復調データを生成することが可能となる。

また、図１０は、本発明の実施の形態６にかかる受信装置の図９とは異なる他の構成例を示す図である。図９に示す受信装置では、適応等化器１から出力される等化信号をデータ判定手段６６に直接的に入力したが、図１０に示すように、等化信号をキャリア再生手段６７に入力した後にデータ判定手段６６に入力してもよい。この場合、適応等化器１が動作していない場合であってもキャリア再生手段６７でキャリア位相の追従を行うことができるため、より高品質な復調データを得ることが可能となる。

なお、実施の形態６では、実施の形態１で示した適応等化器１を用いて高品質な復調データを生成する受信装置の構成について説明したが、適応等化器１の代わりに、実施の形態２〜５で示した適応等化器１ａ〜１ｅを適用することもでき、本実施の形態と同様の効果を併せ持つことができる。

以上説明したように、この実施の形態の受信装置によれば、実施の形態１〜５で示した適応等化器を用いて構成しているので、より高精度な等化信号を用いて、高品質な復調データを出力することができる。

また、この実施の形態の受信装置によれば、等化信号を復調する前にキャリア再生手段にてキャリア位相の追従を行うこととすれば、さらに高品質な復調データを得ることができる。

以上のように、本発明にかかる適応等化器および受信装置は、短い既知系列で高精度に信号歪を補正する適応等化器および受信装置として有用である。

本発明の実施の形態１にかかる適応等化器の一構成例を示す図である。 発明の実施の形態１にかかる適応等化器の動作タイミングチャートの一例を示す図である。 実施の形態１にかかる適応等化器の図２とは異なる動作タイミングチャートの一例を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる適応等化器の一構成例を示す図である。 本発明の実施の形態３にかかる適応等化器の一構成例を示す図である。 本発明の実施の形態４にかかる適応等化器の一構成例を示す図である。 本発明の実施の形態５にかかる適応等化器の一構成例を示す図である。 本発明の実施の形態５にかかる適応等化器の図７とは異なる他の構成例を示す図である。 本発明の実施の形態６にかかる受信装置の一構成例を示す図である。 本発明の実施の形態６にかかる受信装置の図９とは異なる他の構成例を示す図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，１ｅ 適応等化器
９，９ａ，９ｂ 入力信号補正手段
１０ トランスバーサルフィルタ
１１，１７ 遅延器
１２ 乗算器
１３ 加算器
１４ タップ係数推定手段
１５ 変調成分除去手段
１６ 平均化手段
１８ 位相補正手段
２０ 振幅補正手段
３０ 位相・振幅補正手段
４０ タップ係数推定手段
５０，５０ａ 伝送路推定手段
６０ 受信アンテナ
６１ 準同期検波手段
６２ 自動ゲイン制御手段
６３ ビットタイミング再生手段
６４ スロット同期手段
６５ 自動周波数制御手段
６６ データ判定手段
６７ キャリア再生手段

Claims (10)

1. 既知信号を含んだデータフォーマットを有する変調信号に対して、該変調信号の入力時に該既知信号を含む変調信号の所定パラメータを推定し、該推定した所定パラメータに基づいて補正した補正信号を出力する入力信号補正手段と、
   前記入力信号補正手段の出力信号に対して、予め推定されたタップ係数を個々のタップごとに重み付けした後の加算結果を等化信号として出力するトランスバーサルフィルタと、
   所定の同期信号を基準タイミングとして用いるとともに、前記トランスバーサルフィルタの出力信号である等化信号と該既知信号のレプリカ信号との誤差信号に対して、所定の逐次タップ係数推定アルゴリズムを用いて前記タップ係数の更新を行うタップ係数推定手段と、
   を備えたことを特徴とする適応等化器。
2. 前記入力信号補正手段は、前記既知信号を含む変調信号の入力時に、前記所定パラメータとして入力信号のキャリア位相を推定するとともに、該推定したキャリア位相を打ち消すように位相補正した補正信号を出力する位相補正手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の適応等化器。
3. 前記入力信号補正手段は、前記既知信号を含む変調信号の入力時に、前記所定パラメータとして入力信号の平均振幅を推定するとともに、該推定した平均振幅に対して予め決められた平均振幅値に近くなるように振幅補正した補正信号を出力する振幅補正手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の適応等化器。
4. 前記入力信号補正手段は、前記既知信号を含む変調信号の入力時に、前記所定パラメータとして入力信号のキャリア位相および平均振幅を推定するとともに、該推定したキャリア位相を打ち消すように位相補正し、かつ、該推定した平均振幅に対して予め決められた平均振幅値に近くなるように振幅補正した補正信号を出力する位相・振幅補正手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の適応等化器。
5. 前記タップ係数推定手段は、外部から入力されるタップ係数制御信号に基づき、使用しないタップのタップ係数を零にして使用するタップのタップ数を可変制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の適応等化器。
6. 入力信号から伝送路の遅延広がりを推定し、該推定した遅延広がりに対応したタップ係数制御信号を生成出力する伝送路推定手段をさらに備え、
   前記タップ係数推定手段は、前記伝送路推定手段から出力されるタップ係数制御信号に基づき、使用しないタップのタップ係数を零にして使用するタップのタップ数を可変制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の適応等化器。
7. 前記伝送路推定手段は、前記タップ係数推定手段から出力される過去のタップ係数に基づいて前記タップ係数制御信号を生成出力することを特徴とする請求項６に記載の適応等化器。
8. 前記既知信号のデータフォーマットにはユニークワードとパイロットシンボルとが含まれ、
   前記タップ係数推定手段では、前記ユニークワードの入力時に加えて、前記パイロットシンボルの入力時にもタップ係数が更新されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の適応等化器。
9. 既知信号を含んだデータフォーマットを有する変調信号を受信し、該変調信号を検波したベースバンド信号からナイキスト点となるタイミングの推定を行うとともに、該ナイキスト点のタイミングに同期し、かつ、シンボルレートのＭ倍（Ｍは自然数）のレートで再サンプリングされた再生ベースバンド信号を生成するビットタイミング再生手段と、
   前記再生ベースバンド信号と前記既知信号のレプリカ信号との間で相関演算を行い、該相関演算を行った相関値が予め決められた閾値より大となるタイミングで同期パルスを生成する同期手段と、
   前記再生ベースバンド信号が入力され、前記同期手段から出力される同期パルスに基づいて該再生ベースバンド信号に等化処理を施した等化信号を出力する請求項１〜８のいずれか一つに記載の適応等化器と、
   前記等化信号が入力され、前記変調信号の変調方式に応ずる所定の判定方式に基づいてデータ復調を行った復調データを出力するデータ判定手段と、
   を備えたことを特徴とする受信装置。
10. 前記等化信号を用いてキャリア位相の推定を行い、該推定されたキャリア位相を打ち消すように位相補正した信号を出力するキャリア再生手段を前記適応等化器と前記データ判定手段との間に備えたことを特徴とする請求項９に記載の受信装置。

Images