JP2876856B2 - 系列推定方法および装置 - Google Patents

系列推定方法および装置

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JP2876856B2
JP2876856B2 JP3286051A JP28605191A JP2876856B2 JP 2876856 B2 JP2876856 B2 JP 2876856B2 JP 3286051 A JP3286051 A JP 3286051A JP 28605191 A JP28605191 A JP 28605191A JP 2876856 B2 JP2876856 B2 JP 2876856B2
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彰久 後川
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/02Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/03Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
    • H04L25/03006Arrangements for removing intersymbol interference
    • H04L25/03178Arrangements involving sequence estimation techniques
    • H04L25/03184Details concerning the metric

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Error Detection And Correction (AREA)
  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
  • Detection And Prevention Of Errors In Transmission (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、伝送路の特性の時間的
な変動に追随して送信信号系列の推定を行う系列推定方
法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】最尤系列推定装置(MLSE)は等化能
力の最も優れた等化方式として知られている(例えば、
文献1:G.D.Forney,“Maximum L
ikelihood Sequence Estima
tion of Digital Sequences
in the presence ofinters
ymbol intereference,”IEEE
Transaction on Informati
on Theory, vol.IT−18,no.
3, May 1972)。最尤系列推定装置は一般に
単一の伝送路応答推定器を備えており、伝送路推定は既
知の系列を受信する際にこの伝送路応答推定器を用いて
行う。
【0003】伝送路の特性が時間的に変動する場合に
は、この伝送路の特性の時間的な変動に追従させるよう
な適応最尤系列推定装置も提案されている(例えば、文
献2:G.Ungerboeck,“Adaptive
Maximum Likelihood Recei
ver for Carrier−Modulated
Data Transmission System
s,”IEEETransaction on Com
munications,vol.COM−22,n
o.5, May 1974)。さらに、より高速に変
動する伝送路に対しても追従することが可能な新しい形
の系列推定装置として、ブラインドビタビ等化器も提案
されている(文献3:古谷、「ブラインドビタビ等化方
式の一提案」,1991年電子情報通信学会春季全国大
会,A−141,1991年3月)。この装置は、送信
信号系列のみならず伝送路の特性も未知であるとして、
送信される可能性のある全ての系列に対してそれぞれ伝
送路応答を推定し、それを用いてブランチメトリックを
計算し、ビタビアルゴリズムを適用することを特徴とす
る。伝送路応答の推定は、送信信号系列候補,伝送路応
答,受信信号の三者で定まる伝送路方程式を系列毎に解
くことによって行う。これは伝送路応答の最適解を各時
刻で独立に求めることに相当するので、高速な伝送路変
動に対する追従が可能となる。しかしながら、ブランチ
ビタビ等化器は状態数が多く、処理量あるいは装置規模
が大きい。そこで、生き残り系列の履歴情報を用いてよ
り少ない状態数で遜色のない高速追従性を実現する系列
推定装置も種々提案されている(例えば、文献4:久
保,村上,藤野、「高速フェージング伝送路のための適
応形最尤系列推定器,1990年電子情報通信学会秋季
全国大会,B−283,1990年10月、文献5:
N.Seshadri,“Joint Dataand
Channel Estimation Using
Fast BlindTrellis Search
Techniques,”IEEE Globeco
m’90 Conference Record,p
p.1659−1663,Dec.1990、文献6:
後川「縮退状態形ブラインドビタビ等化器」,1991
年電子状態通信学会秋季全国大会、SB−4−2,19
91年9月、文献7:府川,鈴木、「ディジタル移動無
線用適応RLS−MLSE」,1991年電子情報通信
学会秋季全国大会,SB−4−1,1991年9月、な
ど)。これらは、いずれもトレリス線図の状態ごとに伝
送路推定を行う系列推定装置としてまとめることができ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トレリ
ス線図の状態ごとに伝送路応答を推定し、ビタビアルゴ
リズムを適用することを特徴とする系列推定装置では、
伝送路応答計算を全ての状態に対して行い、それを用い
てブランチメトリック計算を行うため、従来の適応系列
推定装置に比べて処理量が多いという欠点がある。
【0005】本発明の目的は、より処理量の少ないある
いはより小さな装置規模で、高速に変動する伝送路に追
従することが可能な系列推定方法および装置を提供する
ことにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、トレリス
線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷移に対
し、それぞれ仮想受信信号点を計算し、前記仮想受信信
号点と受信信号のサンプル値との距離を求め、前記距離
をブランチメトリックとしてビタビアルゴリズムにより
受信信号を判定する系列推定方法において、前記仮想受
信信号の計算を、前記各状態から分岐する全ての遷移に
対し、前記ビタビアルゴリズムの生き残りパスの履歴情
報に基づきそれぞれ選んだ複数個の前記受信信号のサン
プル値と複数個のレプリカ計算用定数との二つの積で計
算することを特徴とする。
【0007】第2の発明は、伝送路特定の時間的な変動
に追随して最尤受信を行う系列推定装置であって、受信
信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、トレ
リス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷移に
対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の集合
を記憶するレプリカ係数記憶回路と、前記全ての遷移の
うちであらかじめ定めた第1の集合に属する遷移のそれ
ぞれに対して、前記受信信号記憶回路から複数個の前記
受信信号のサンプル値を、前記レプリカ係数記憶回路か
ら前記複数個の前記定数を受け取り、対として出力する
第1の制御回路と、前記全ての遷移のうちで前記第1の
集合に属さない遷移のそれぞれに対して、生き残りパス
の履歴情報に基づき、前記受信信号記憶回路からは複数
個の前記受信信号のサンプル値を、前記レプリカ係数記
憶回路からは前記複数個の前記定数を検索し、対として
出力する第2の制御回路と、前記第1の制御回路および
前記第2の制御回路の出力である前記受信信号のサンプ
ル値と前記定数との対を入力し、前記全ての遷移に対し
てそれぞれ前記仮想受信信号点を求めるレプリカ計算回
路と、前記レプリカ計算回路で求めた前記仮想受信信号
点と現時刻の前記受信信号のサンプル値との距離を求
め、前記距離をブランチメトリックとして出力するブラ
ンチメトリック計算回路と、前記ブランチメトリック計
算回路の出力を受けてビタビアルゴリズムにより受信信
号を判定するとともに、前記生き残りパスの履歴情報を
前記レプリカ計算制御回路に供給するビタビプロセッサ
とから構成されることを特徴とする。
【0008】第3の発明は、伝送路特性の時間的な変動
に追随して最尤受信を行う系列推定装置であって、受信
信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、トレ
リス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷移に
対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の集合
を記憶するレプリカ係数記憶回路と、生き残りパスの履
歴情報に基づき、前記全ての遷移に対して、前記受信信
号記憶回路からは複数個の前記受信信号のサンプル値
を、前記レプリカ係数記憶回路からは前記複数個の前記
定数を検索し、対として出力するレプリカ計算制御回路
と、前記レプリカ計算制御回路で選択された前記受信信
号のサンプル値と前記定数との対を入力し、前記全ての
遷移に対してそれぞれ前記仮想受信信号点を求めるレプ
リカ計算回路と、前記レプリカ計算回路で求めた前記仮
想受信信号点と現時刻の前記受信信号のサンプル値との
距離を求め、前記距離をブランチメトリックとして出力
するブランチメトリック計算回路と、前記ブランチメト
リック計算回路の出力を受けてビタビアルゴリズムによ
り受信信号を判定するとともに前記生き残りパスの履歴
情報を前記レプリカ計算制御回路に供給するビタビプロ
セッサとから構成され、前記レプリカ計算制御回路は、
前記全ての遷移に対し、遷移元状態に対する前記生き残
りパスの履歴情報の内容により処理を分け、前記内容が
あらかじめ定めた系列群に含まれる場合は前記内容に基
づき前記複数個の時刻の前記受信信号のサンプル値と前
記複数個の前記定数とを検索し、前記内容があらかじめ
定めた系列群に含まれない場合は、過去における生き残
りパスの履歴情報の内容があらかじめ定めた系列群に含
まれる最新の時刻まで前記生き残りパスを遡り、前記時
刻での生き残りパスの履歴情報の内容に基づき前記複数
個の時刻の前記受信信号のサンプル値と前記複数個の前
記定数とを検索することを特徴とする。
【0009】第4の発明は、伝送路特性の時間的な変動
に追随して最尤受信を行う系列推定装置であって、受信
信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、トレ
リス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷移に
対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の集合
を記憶するレプリカ係数記憶回路と、前記全ての遷移の
うちであらかじめ定めた第1の集合に属する遷移のそれ
ぞれに対して、前記受信信号記憶回路から複数個の前記
受信信号のサンプル値を、前記レプリカ係数記憶回路か
ら前記複数個の前記定数を受け取り、対として出力する
第1の制御回路と、前記全ての遷移のうちであらかじめ
定めた第2の集合に属する遷移のそれぞれに対して、生
き残りパスの履歴情報に基づき、前記受信信号記憶回路
からは複数個の前記受信信号のサンプル値を、前記レプ
リカ係数記憶回路からは前記複数個の前記定数を検索
し、対として出力する第2の制御回路と、前記第1の制
御回路および前記第2の制御回路の出力として得られる
前記受信信号のサンプル値と前記定数との対を入力し、
前記全ての遷移に対してそれぞれ前記仮想受信信号点を
求める第1のレプリカ計算回路と、前記全ての遷移のう
ちで前記第1の集合にも前記第2の集合にも属さない遷
移のそれぞれに対して、前記受信信号記憶回路から現時
刻の1時刻前の受信信号サンプル値を入力し、前記受信
信号をそれぞれあらかじめ定めた量だけ回転させたもの
を前記仮想受信信号点とする第2のレプリカ計算回路
と、前記第1のレプリカ計算回路あるいは前記第2のレ
プリカ計算回路で求めた前記仮想受信信号点と現時刻の
前記受信信号のサンプル値との距離を前記全ての遷移に
対して求め、前記距離をブランチメトリックとして出力
するブランチメトリック計算回路と、前記ブランチメト
リック計算回路の出力を受けてビタビアルゴリズムによ
り受信信号を判定するとともに前記生き残りパスの履歴
情報を前記レプリカ計算制御回路に供給するビタビプロ
セッサとから構成されることを特徴とする。
【0010】第5の発明は、伝送路の特性の時間的な変
動に追随して最尤受信を行う系列推定装置であって、受
信信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、ト
レリス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷移
に対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の集
合を記憶するレプリカ係数記憶回路と、生き残りパスの
履歴情報に基づき、前記全ての遷移のうちであらかじめ
定めた第1の集合に属する遷移のそれぞれに対して、前
記受信信号記憶回路からは複数個の前記受信信号のサン
プル値を、前記レプリカ係数記憶回路からは前記複数個
の前記定数を検索し、対として出力するレプリカ計算制
御回路と、前記レプリカ計算制御回路で選択された前記
受信信号のサンプル値と前記定数との対を入力し、前記
第1の集合に属する遷移に対してそれぞれ前記仮想受信
信号点を求めるレプリカ計算回路と、前記受信信号記憶
回路から現時刻の1時刻前の受信信号サンプル値を入力
し、前記全ての遷移のうちで前記第1の集合に属さない
遷移のそれぞれに対して、前記1時刻前の受信信号サン
プル値をそれぞれあらかじめ定めた量だけ回転させたも
のを前記仮想受信信号点とする第2のレプリカ計算回路
と、前記第1のレプリカ計算回路および前記第2のレプ
リカ計算回路で求めた前記仮想受信信号点と現時刻の前
記受信信号のサンプル値との距離を前記全ての遷移に対
して求め、前記距離をブランチメトリックとして出力す
るブランチメトリック計算回路と、前記ブランチメトリ
ック計算回路の出力を受けてビタビアルゴリズムにより
受信信号を判定するとともに前記生き残りパスの履歴情
報を前記レプリカ計算制御回路に供給するビタビプロセ
ッサとから構成され、前記レプリカ計算制御回路は、前
記第1の集合に属する遷移の全てに対し、遷移元状態に
対する前記生き残りパスの履歴情報の内容により処理を
分け、前記内容があらかじめ定めた系列群に含まれる場
合は前記内容に基づき前記複数個の時刻の前記受信信号
のサンプル値と前記複数個の前記定数とを検索し、前記
内容があらかじめ定めた系列群に含まれない場合は、過
去における生き残りパスの履歴情報の内容があらかじめ
定めた系列群に含まれる最新の時刻まで前記生き残りパ
スを遡り、前記時刻での生き残りパスの履歴情報の内容
に基づき前記複数個の時刻の前記受信信号のサンプル値
と前記複数個の前記定数とを検索することを特徴とす
る。
【0011】第6の発明は、伝送路の特性の時間的な変
動に追随して最尤受信を行う系列推定装置であって、受
信信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、ト
レリス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷移
に対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の集
合を記憶するレプリカ係数記憶回路と、前記全ての遷移
のうちであらかじめ定めた第1の集合に属する遷移のそ
れぞれに対して、前記受信信号記憶回路から複数個の前
記受信信号のサンプル値を、前記レプリカ係数記憶回路
から前記複数個の前記定数を受け取り、対として出力す
る第1の制御回路と、前記受信信号記憶回路から前記複
数個の前記受信信号のサンプル値を受け取り、前記全て
の遷移のうちであらかじめ定めた第2の集合に属する遷
移のそれぞれに対して、生き残りパスの履歴情報に基づ
き、前記レプリカ係数記憶回路からは前記複数個の前記
定数を検索し、前記受信信号のサンプル値と前記定数と
を対として出力する第2の制御回路と、前記第1の制御
回路の出力として得られる前記受信信号のサンプル値と
前記定数との対を入力し、前記第1の集合に属する遷移
に対してそれぞれ前記仮想受信信号点を求める第1のレ
プリカ計算回路と、前記全ての遷移のうちで前記第1の
集合にも前記第2の集合にも属さない遷移のそれぞれに
対して、前記受信信号記憶回路から現時刻の1時刻前の
受信信号サンプル値を入力し、前記受信信号をそれぞれ
あらかじめ定めた量だけ回転させたものを前記仮想受信
信号点とする第2のレプリカ計算回路と、前記第1のレ
プリカ計算回路および前記第2のレプリカ計算回路で求
めた前記仮想受信信号点と現時刻の前記受信信号のサン
プル値との距離を求め、前記距離を第1のブランチメト
リックとして出力する第1のブランチメトリック計算回
路と、前記第2の制御回路の出力として得られる前記受
信信号のサンプル値と前記定数との対を入力し、前記第
2の集合に属する遷移に対してそれぞれ現時刻の2時刻
前の仮想受信信号点を求める第3のレプリカ計算回路
と、現時刻の2時刻の受信信号のサンプル値を前記受信
信号記憶回路より入力し、前記第3のレプリカ計算回路
で求めた前記2時刻前の仮想受信信号点と2時刻の受信
信号のサンプル値との距離を求め、前記距離を第2のブ
ランチメトリックとして出力する第2のブランチメトリ
ック計算回路と、前記第1のブランチメトリック計算回
路および前記第2のブランチメトリック計算回路の出力
を受けてビタビアルゴリズムにより受信信号を判定する
とともに、前記生き残りパスの履歴情報を前記レプリカ
計算制御回路に供給するビタビプロセッサとから構成さ
れることを特徴とする。
【0012】第7の発明は、伝送路特性の時間的な変動
に追随して最尤受信を行う系列推定装置であって、受信
信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、トレ
リス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷移に
対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の集合
を記憶するレプリカ係数記憶回路と、前記受信信号記憶
回路から複数個の前記受信信号のサンプル値を受け取
り、生き残りパスの履歴情報に基づき、前記全ての遷移
のうちであらかじめ定めた第1の集合に属する遷移のそ
れぞれに対して、前記レプリカ係数記憶回路から前記複
数個の前記定数を検索し、前記受信信号のサンプル値と
前記定数とを対として出力する第1の制御回路と、前記
生き残りパスの履歴情報に基づき、前記全ての遷移のう
ちであらかじめ定めた第2の集合に属する遷移に対し
て、前記受信信号記憶回路から前記複数個の前記受信信
号のサンプル値を受け取り、前記レプリカ係数記憶回路
から前記複数個の前記定数をそれぞれ検索し、前記受信
信号のサンプル値と前記定数とを対として出力する第2
の制御回路と、前記第1の制御回路の出力として得られ
る前記受信信号のサンプル値と前記定数との対を入力
し、前記第1の集合に属する遷移に対してそれぞれ前記
仮想受信信号点を求める第1のレプリカ計算回路と、前
記生き残りパスの履歴情報に基づき、前記全ての遷移の
うちで前記第1の集合にも前記第2の集合にも属さない
遷移のそれぞれに対して、前記受信信号記憶回路から現
時刻の1時刻前の受信信号サンプル値を入力し、前記受
信信号をそれぞれあらかじめ定めた量だけ回転させたも
のを前記仮想受信信号点とする第2のレプリカ計算回路
と、前記第1のレプリカ計算回路および前記第2のレプ
リカ計算回路で求めた前記仮想受信信号点と現時刻の前
記受信信号のサンプル値との距離を求め、前記距離を第
1のブランチメトリックとして出力する第1のブランチ
メトリック計算回路と、前記第2の制御回路の出力とし
て得られる前記受信信号のサンプル値と前記定数との対
を入力し、前記第2の集合に属する遷移に対してそれぞ
れ現時刻の2時刻前の仮想受信信号点を求める第3のレ
プリカ計算回路と、現時刻の2時刻の受信信号のサンプ
ル値を前記受信信号記憶回路より入力し、前記第3のレ
プリカ計算回路で求めた前記2時刻前の仮想受信信号点
と2時刻の受信信号のサンプル値との距離を求め、前記
距離を第2のブランチメトリックとして出力する第2の
ブランチメトリック計算回路と、前記第1のブランチメ
トリック計算回路および前記第2のブランチメトリック
計算回路の出力を受けてビタビアルゴリズムにより受信
信号を判定するとともに、前記生き残りパスの履歴情報
を前記レプリカ計算制御回路に供給するビタビプロセッ
サとから構成されることを特徴とする。
【0013】
【作用】まず、文献3のブラインドビタビ等化器におけ
る伝送路推定の原理を調べ、次にそれを変形することで
伝送路応答を計算せずとも直接受信信号レプリカ計算が
できることを示し、より少ない計算量でブラインドビタ
ビ等化器が実現できることを明らかにする。
【0014】時刻kT(T:シンボル時間間隔)での伝
送路インパルス応答を
【0015】
【数1】
【0016】送信信号系列を
【0017】
【数2】
【0018】送信信号とは独立な観測過程を含めた上で
の加法性伝送路雑音をvk とする。このとき、時刻kT
での受信器入力rk は、数4で示されるように
【0019】
【数3】
【0020】との畳込みと雑音の和で与えられる。
【0021】
【数4】
【0022】以下、数4を時刻kTでの伝送路方程式と
呼ぶ。
【0023】さて、時刻(k−N+1)Tから時刻kT
までのN個の伝送路方程式をまとめると、N時点にわた
る伝送路方程式は数5で書ける。
【0024】
【数5】
【0025】ただし、
【0026】
【数6】
【0027】を以下で定義する。
【0028】
【数7】
【0029】
【数8】
【0030】また、送信信号行列Sk を次のように定義
している。
【0031】
【数9】
【0032】このとき、数5に基づく最小二乗推定を行
うと、
【0033】
【数10】
【0034】で得られる(例えば、文献8:コーワン,
グラント著、アダプティブ フィルターズ プレンティ
ス・ホール,1985)。特に、インパルス応答推定に
用いる受信信号の数(N)が伝送路応答の数(L+1)
に等しいときは送信信号行列Sk が正方行列となるの
で、受信信号に単に送信信号行列Sk の逆行列をかける
ことで最小二乗推定による伝送路応答推定値が得られ
る。
【0035】
【数11】
【0036】文献3のブラインドビタビ等化器は、全て
の送信信号行列Sk、すなわち送信される可能性のある
全ての送信信号の組み合わせ(sk-L-N+1 ,...,s
k-1 ,sk )を状態として持ち、全ての状態に対してそ
れぞれ
【0037】
【数12】
【0038】の解を求め、各状態からの遷移に対する次
の時刻(k+1)Tのブランチメトリック計算において
それぞれの伝送路応答推定値を用いることを特徴とす
る。すなわち、各遷移に対してそれぞれの伝送路応答推
定値を用いて、数14に示す
【0039】
【数13】
【0040】を計算する。
【0041】
【数14】
【0042】状態(sk-L-N+1 ,...,sk )から状
態(sk-L-N+2 ,...,sk+1 )への遷移を(s
k-L-N+1 ,...,sk :sk+1 )で表すとすると、こ
の遷移に対する尤度(ブランチメトリック)は次式で計
算される。
【0043】
【数15】
【0044】そして、この値の全時刻に渡る和で定まる
値(パスメトリック)を最小にする送信信号系列をビタ
ビアルゴリズムにより求めていた。
【0045】ここで、ビタビアルゴリズムを動作させる
トレリス線図の状態は、送信信号行列SK の成分に現れ
る送信信号の(L+N)個の組み合わせ
(sk-L-N+1 ,...,sk )が定める。このとき、状
態(sk-L-N+1 ,...,sk )が定める送信信号行列
K (N=L+1の場合)あるいはSk T・Sk (N>L
+1の場合)が逆行列を持たない場合、この状態を特異
状態と呼び、逆行列を持つ場合、この状態を正則状態と
呼ぶ。また、文献7では、トレリス線図の状態を従来の
適応系列推定装置と同様に(sk-L+1,...,sk
のL個の信号の組み合わせで実現し、数9の送信信号行
列Sk の成分に現れる残りの送信信号
(sk-L-N+1 ,...,sk-L )はそれぞれの状態の生
き残り系列の履歴情報から補う縮退形ブラインドビタビ
等化器が提案されている。縮退形構成では、状態(s
k-L+1 ,...,sk )に対し、まずこの状態の内容と
この状態の生き残り系列の履歴情報から基本形の状態
(sk-L-N+1 ,...,sk )を再構成し、この基本形
の状態に対する送信信号行列Sk (N=L+1の場合)
あるいはSk T・Sk (N>L+1の場合)が逆行列を持
たない場合、縮退状態を特異状態と呼び、逆行列を持つ
場合、縮退状態を正則状態と呼ぶ。特異状態に対して
は、行列Sk あるいはSk T・Skの逆行列が不定とな
る。このとき、従来は、この状態の生き残りパスを遡
り、状態に対する行列Sk-m あるいはSk-m T・S
k-m (m>1)が正則となる最新の過去の時刻での伝送
路応答推定値を求め、それを代替値としていた。すなわ
ち、特異状態からの遷移に対するレプリカ計算では
【0046】
【数16】
【0047】の代わりに、生き残りパス上を遡った最新
の正則状態における伝送路応答推定値による
【0048】
【数17】
【0049】を計算していた。そのため、特異状態が連
続するような系列が実際に送信された場合に伝送路推定
における遅延が発生し、追従性が劣化するという欠点を
有していた。
【0050】さて、伝送路推定として数11を選び、レ
プリカ計算の数14に代入すると数18が得られる。
【0051】
【数18】
【0052】数18を見ると、右辺において
【0053】
【数19】
【0054】は送信信号の(L+N+1)個の組み合わ
せ(sk-L-N+1 ,...,sk+1 )だけで決まり、受信
信号に無関係であることがわかる。したがって、あらゆ
る送信信号の(L+N+1)個の組み合わせ(s
k-L-N+1 ,...,sk+1 )に対してこの値をあらかじ
め計算しておき、必要に応じて参照すれば、伝送路応答
推定計算を経ずに直接受信信号レプリカを計算すること
ができる。すなわち、状態ごとに伝送路応答を推定する
系列推定方式および装置において、伝送路推定の処理量
を不要とすることができ、処理量が削減できる。伝送路
推定として数11の代わりに数10を選んでも同様であ
ることは明らかである。
【0055】第1の発明に係る方式は、各状態から分岐
する全ての遷移に対し、ビタビアルゴリズムの生き残り
パスの履歴情報に基づきそれぞれ受信信号とあらかじめ
計算されたレプリカ計算用定数ベクトルとを選び、両者
の積で受信信号レプリカを直接計算し、伝送路応答推定
計算を不要とする。第2〜第7の発明に係る系列推定装
置は、受信信号レプリカを直接計算する系列推定装置に
おいて、 1)特異状態から特異状態への遷移に関するレプリカ計
算法 2)特異状態から正則状態への遷移に関するレプリカ計
算法 3)正則状態からの遷移に関するレプリカ計算法 4)トレリス線図構成(基本形か縮退形か) の4項目に関する実現方法が異なるが(図8)、いずれ
の装置も直接受信信号レプリカ計算を行うので、伝送路
応答推定計算を不要とすることができ、処理量あるいは
装置規模が削減される。
【0056】第2の発明に係る系列推定装置では、基本
形構成の系列推定装置において、正則状態からの遷移に
対しては、行列Sk -1 が存在するので、遷移前の正則状
態(sk-L-N+1 ,...,sk)と遷移に関する送信信
号候補sk+1 とをキーとし
【0057】て
【数20】
【0058】によりレプリカを求める。特異状態からの
遷移に対しては、まず前記特異状態の生き残り系列上の
正則状態を探索し、次にこの正則状態
(sk-L-N+1-m ,...,sk-m )(m>1)と送信信
号候補ベクトル(sk+1 ,sk )とをキーとして
【0059】
【数21】
【0060】でレプリカを求める。
【0061】第4の発明に係る系列推定装置は、特異状
態から特異状態への遷移に対するレプリカ計算法が第2
の発明に係る系列推定装置と異なるだけである。時刻k
Tでの特異状態(sk-L-N+1 ,...,sk )に対する
【0062】
【数22】
【0063】が存在すれば次式を満たす。
【0064】
【数23】
【0065】位相変調信号を仮定すれば、時刻(k+
1)Tの状態(sk-L-N ,...,sk+1 )が特異なら
【0066】
【数24】
【0067】とは回転の関係にある。すなわち、
【0068】
【数25】
【0069】数14,数23,数25により
【0070】
【数26】
【0071】したがって、特異状態から特異状態への遷
移に対するレプリカとしては、1時刻前の受信信号をj
θだけ、言い替えれば(sk+1 /sk )による回転量だ
け回転させたものとすればよい。この方法を用いれば、
特異状態の連続時にも常に最新の伝送路応答推定値を用
いてレプリカ計算を行っていることと等価となるので伝
送路推定における遅延が存在せず、系列推定装置の追従
性が向上するという利点もある。
【0072】第6の発明に係る系列推定装置は、特異状
態から正則状態への遷移に対するレプリカ計算法が第4
の発明に係る系列推定装置と異なる。特異状態から正則
状態への遷移に対しては、遷移先の正則状態に基づきレ
プリカ計算を行えば特異状態の特殊性を回避でき、追従
特性がさらに向上できる。ただし、遷移先の正則状態の
情報を使う場合、現時刻の受信信号rk に対するレプリ
カは原理的に現時刻の受信信号rk そのものとなるた
め、現時刻の遷移に対するブランチメトリックとして有
効でない。そのため、現時刻の遷移に対するブランチメ
トリックとして、2時刻前の受信信号rk-2 と遷移先正
則状態に基づいて求める2時刻前の受信信号に対するレ
プリカとの距離で代替する。すなわち、遷移先正則状態
(sk-L-N ,...,sk+1 )と生き残りパスの履歴か
ら調べた2時刻前の送信信号候補ベクトル(sk-1 ,s
k-2 )とをキーとして
【0073】
【数27】
【0074】を選び、
【0075】
【数28】
【0076】を求め、2時刻前の受信信号rk-2 との距
離をブランチメトリックとする。これは、遷移先の正則
状態に基づき推定した伝送路応答推定値の正当性を2時
刻前の受信信号で確認していることと等価である。
【0077】第3の発明に係る系列推定装置、第5の発
明に係る系列推定装置、第7の発明に係る系列推定装置
は、それぞれ第2の発明に係る系列推定装置、第4の発
明に係る系列推定装置、第6の発明に係る系列推定装置
に関する縮退形トレリス線図に基づく構成である。
【0078】
【実施例】次に、図面を参照して本発明を説明する。
【0079】以下、伝送路モデルを2波モデル(L=
1)とし、2時刻の受信信号(N=2)から伝送路応答
を推定する場合の動作を説明する。また、2値信号を仮
定し、その2つの信号のラベルを便宜上{0,1}で表
す。このとき、基本形トレリス線図の状態は8となる。
縮退形トレリス線図の状態数は4あるいは2のいずれも
可能であるが、以下は2状態に関してのみ説明する。
【0080】第1の発明に係る系列推定方法の一実施例
を図1に示す。時刻kTでの状態、(sk-2 ,sk-1
k )は、図2に示すように、(0,0,0)、(0,
0,1)、(0,1,0)、(0,1,1)、(1,
0,0)、(1,0,1)、(1,1,0)、(1,
1,1)の8通りが存在する。時刻kTの状態
(sk-2 ,sk-1 ,sk )からの時刻(k+1)Tの状
態(sk-1 ,sk ,sk+1 )への遷移
(sk-2 ,...,sk :sk+1 )は16通り存在す
る。例えば、時刻kTの状態(1,1,0)からの遷移
は、遷移信号sk+1 が0であるか1であるかにより2通
り存在し、時刻(k+1)Tの状態はそれぞれ(1,
0,0)、(1,0,1)となる。また、この2つの遷
移はそれぞれ(1,1,0:0)、(1,1,0:1)
で表される。
【0081】第1の発明の系列推定方法は、時刻kTの
各状態からの16通りの遷移に対し、レプリカ係数記憶
手段130からそれぞれ
【0082】
【数29】
【0083】を取り出す。それらをそれぞれ
【0084】
【数30】
【0085】で表す。また、同時に受信信号記憶手段1
10から
【0086】
【数31】
【0087】を取り出す。そして、各遷移に対し
【0088】
【数32】
【0089】を積係数手段120で計算し、その結果を
それぞれの受信信号レプリカとする。このレプリカを用
いて、ブランチメトリック計算手段140でブランチメ
トリックMk (sk-2 ,...,sk :sk+1 )を16
通り計算する。すなわち、
【0090】
【数33】
【0091】の16通りのブランチメトリックを求め
る。ブランチメトリックを求めるアルゴリズムを図3に
まとめる。ビタビアルゴリズム実行手段150はこのブ
ランチメトリック群{Mk (sk-2 ,sk-1,sk :s
k+1 )}を受けてビタビアルゴリズムを実行し、パスメ
トリック最小のパスを選択することにより受信信号を最
尤判定する。
【0092】ビタビアルゴリズムの動作は、前述した文
献1,2に記述されているものと全く同一のものである
から、その詳細な説明は省略する。なお、ここではメト
リックを数33に示すように二乗誤差を求めるとして説
明したが、通常の最尤推定で用いられるように、数33
を展開し、同一時刻の全ブランチメトリックに共通なr
k+1 2 の項を省略したり、さらにその結果の符号を変え
て最大メトリックを求めるようにしたりしても同様の効
果が得られることは明らかである。
【0093】また、文献7で述べた縮退形構成のブライ
ンドビタビ等化方式に対しても、第1の発明の系列推定
方法を実現することができる。なお、図1において、1
00は入力端子、160は出力端子を示している。
【0094】図6に縮退形のトレリス線図例を示す。縮
退形トレリス線図では、各時刻の縮退形状態0は4つの
基本形状態(0,0,0)、(0,1,0)、(1,
0,0)、(1,1,0)のいずれかをとり、縮退形状
態1は4つの基本形状態(0,0,1)、(0,1,
1)、(1,0,1)、(1,1,1)のいずれかをと
る。縮退形状態がどの基本形状態に対応しているかは、
ビタビアルゴリズム実行手段150の供給する各縮退状
態の生き残りパスの履歴情報により特定する。時刻kT
での縮退形状態0の生き残りパスを遡ったとき、時刻
(k−1)Tで縮退形状態0、時刻(k−2)Tで縮退
形状態1をとっているとすると、時刻kTでの縮退形状
態0に対応する基本形状態は(1,0,0)である。同
様に、時刻kTでの縮退形状態1に対応する基本形状態
が(1,1,1)であるとすると、縮退形構成ではMk
(1,0,0:0)、Mk (1,0,0:1)、M
k (1,1,1:0)、Mk (1,1,1:1)の4通
りのブランチメトリックのみを計算する。図7に縮退形
でのブランチメトリック計算のアルゴリズムを示す。
【0095】基本形構成および縮退形構成において、基
本形状態、あるいは縮退形状態に対応する基本形状態が
特異状態のときは、ビタビアルゴリズム実行手段150
が供給する生き残りパスの履歴情報から、前記特異情報
の生き残り系列上の最新の正則状態を探索し、次にこの
正則状態(sk-L-N+1-m ,...,sk-m )(m>1)
と時刻(k+1)Tの送信信号候補ベクトル(sk+1
k )とをキーとしてレプリカ係数記憶手段130から
【0096】
【数34】
【0097】を、受信信号記憶手段110から正則状態
の時刻に対応する
【0098】
【数35】
【0099】を選び、両者の積でレプリカを求め、ブラ
ンチメトリック計算を行う。
【0100】第2の発明に係る系列推定装置の一実施例
を図4に示す。第2の発明は基本形構成に関する系列推
定装置である。
【0101】入力端子400に入力された受信信号のサ
ンプル値は受信信号記憶回路410に記憶される。第1
の制御回路431は、遷移元状態が正則状態となる全て
の遷移に関して、それぞれ
【0102】
【数36】
【0103】をレプリカ係数記憶回路420から
【0104】
【数37】
【0105】を受信信号記憶回路410から受け取り、
それらを対としてレプリカ計算回路440に供給する。
第2の制御回路432は、遷移元状態が特異状態となる
全ての遷移に関して、まずビタビプロセッサ460が供
給する生き残りパスの履歴情報に基づいてこの特異状態
の生き残り系列上の最新の正則状態を探索する。次に、
この正則状態(sk-L-N+1-m ,...,sk-m )(m>
1)と時刻(k+1)Tの送信信号候補ベクトル(s
k+1 ,sk )とをキーとして、レプリカ係数記憶回路4
20からは
【0106】
【数38】
【0107】を、受信信号記憶回路410からは正則状
態の時刻に対応する
【0108】
【数39】
【0109】を検索し、両者を対としてレプリカ計算回
路440に供給する。レプリカ計算回路440は、各遷
移に関して、第1の制御回路431あるいは第2の制御
回路432のいずれかが供給したレプリカ係数と受信信
号との積でレプリカを求める。ブランチメトリック計算
回路450は、これらレプリカを基に数33に示す16
通りのブランチメトリックを計算する。ビタビプロセッ
サ460は、ブランチメトリック群を受けてビタビアル
ゴリズムを実行し、パスメトリック最小のパスを選択す
ることにより受信信号を最尤判定し、判定系列を出力端
子470へ出力する。
【0110】第3の発明に係る系列推定装置の一実施例
を図5に示す。第3の発明は、第2の発明に係る系列推
定装置の縮退形構成である。
【0111】入力端子500に入力された受信信号のサ
ンプル値は受信信号記憶回路510に記憶される。レプ
リカ計算制御回路530は、まず図6において各時刻で
2つの縮退形状態がどの基本形状態に対応するかをビタ
ビプロセッサ560が供給する生き残りパスの履歴情報
から特定する。次に、遷移元縮退状態が正則状態となる
全ての遷移に関しては、それぞれ
【0112】
【数40】
【0113】をレプリカ係数記憶回路520から、
【0114】
【数41】
【0115】を受信信号記憶回路510から受け取る。
遷移元縮退状態が特異状態となる全ての遷移に関して
は、まず生き残りパスの履歴情報に基づいて特異状態の
生き残り系列上の最新の正則状態を探索する。次に、こ
の正則状態(sk-L-N+1-m ,...,sk-m )(m>
1)と時刻(k+1)Tの送信信号候補ベクトル(s
k+1 ,sk )とをキーとして、レプリカ係数記憶回路5
20からは
【0116】
【数42】
【0117】を、受信信号記憶回路510からは正則状
態の時刻に対応する
【0118】
【数43】
【0119】を検索する。レプリカ計算回路540は、
各遷移に関してレプリカ計算制御回路530が供給した
レプリカ係数と受信信号との積でレプリカを求める。ブ
ランチメトリック計算回路550は、これらレプリカを
基に図6の縮退形トレリス線図の4通りの遷移に対する
ブランチメトリックを計算する。ビタビプロセッサ56
0は、ブランチメトリック群を受けてビタビアルゴリズ
ムを実行し、バスメトリック最小のパスを選択すること
により受信信号を最尤判定し、判定系列を出力端子57
0へ出力する。
【0120】第4の発明に係る系列推定装置の一実施例
を図9に示す。第4の発明は基本形構成に関する系列推
定装置で、遷移を 1)遷移元状態が正則状態である遷移、2)遷移元状態
が特異状態でかつ遷移先状態が正則状態である遷移、
3)遷移元状態が特異状態でかつ遷移先状態も特異状態
である遷移の3種類に分け、それぞれ別の処理を行う。
【0121】入力端子900に入力された受信信号のサ
ンプル値は受信信号記憶回路910に記憶される。第1
の制御回路931は、遷移元状態が正則状態となる全て
の遷移に関して、それぞれ
【0122】
【数44】
【0123】をレプリカ係数記憶回路920から、
【0124】
【数45】
【0125】を受信信号記憶回路910から受け取り、
それらを対として第1のレプリカ計算回路941に供給
する。第2の制御回路932は、遷移元状態が特異状態
となる遷移のうち遷移先状態が正則状態となる全ての遷
移に関して、まずビタビプロセッサ960が供給する生
き残りパスの履歴情報に基づいて特異状態の生き残り系
列上の最新の正則状態を探索する。次に、この正則状態
(sk-L-N+1-m ,...,sk-m )(m>1)と時刻
(k+1)Tの送信信号候補ベクトル(sk+1 ,sk
とをキーとして、レプリカ係数記憶回路920からは
【0126】
【数46】
【0127】を、受信信号記憶回路910からは正則状
態の時刻に対応する
【0128】
【数47】
【0129】を検索し、両者を対として第1のレプリカ
計算回路941に供給する。第1のレプリカ計算回路9
41は、遷移元状態が正則状態の遷移と遷移元状態が特
異状態で遷移先状態が正則状態となる遷移に関して、第
1の制御回路931あるいは第2の制御回路932のい
ずれかが供給したレプリカ係数と受信信号との積でレプ
リカを求める。一方、遷移元状態が特異状態となる遷移
のうち遷移先状態も特異状態となる全ての遷移に関し
て、第2のレプリカ計算回路942は受信信号記憶回路
910から1時刻前の時刻kTの受信信号rk を入力
し、時刻(k+1)Tの受信信号レプリカとして数26
に示すrk (sk+1 /sk )をそれぞれ計算する。ブラ
ンチメトリック計算回路950は、これらのレプリカと
時刻(k+1)Tの受信信号rk+1 との二乗距離を求
め、それらの値を16通りのブランチメトリックとす
る。ビタビプロセッサ960は、ブランチメトリック群
を受けてビタビアルゴリズムを実行し、パスメトリック
最小のパスを選択することにより受信信号を最尤判定
し、判定系列を出力端子970へ出力する。
【0130】第5の発明に係る系列推定装置の一実施例
を図10に示す。第5の発明は、第4の発明に係る系列
推定装置の縮退形構成である。
【0131】入力端子1000に入力された受信信号の
サンプル値は受信信号記憶回路1010に記憶される。
レプリカ計算制御回路1030と第2のレプリカ計算回
路1042は、まず図6において各時刻で2つの縮退形
状態がどの基本形状態に対応するかをビタビプロセッサ
1060が供給する生き残りパスの履歴情報から特定す
る。次に、遷移元縮退状態が正則状態となる全ての遷移
に関しては、それぞれ
【0132】
【数48】
【0133】をレプリカ係数記憶回路1020から、
【0134】
【数49】
【0135】を受信信号記憶回路1010から受け取
る。遷移元状態が特異状態となる遷移のうち遷移先状態
が正則状態となる全ての遷移に関して、まず生き残りパ
スの履歴情報に基づいて特異状態の生き残り系列上の最
新の正則状態を探索する。次に、この正則状態(s
k-L-N+1-m ,...,sk-m )(m>1)と時刻(k+
1)Tの送信信号候補ベクトル(sk+1 ,sk )とをキ
ーとして、レプリカ係数記憶手段1020からは
【0136】
【数50】
【0137】を、受信信号記憶回路1010からは正則
状態の時刻に対応する
【0138】
【数51】
【0139】を検索する。第1のレプリカ計算回路10
40は、遷移元縮退状態が正則状態の遷移と遷移元縮退
状態が特異状態で遷移先縮退状態が正則状態となる遷移
に関して、レプリカ計算制御回路1030が供給したレ
プリカ係数と受信信号との積でレプリカを求める。一
方、遷移元縮退状態が特異状態となる遷移のうち遷移先
縮退状態も特異状態となる全ての遷移に関しては、第2
のレプリカ計算回路1042は受信信号記憶回路101
0から1時刻前の時刻kTの受信信号rk を入力し、時
刻(k+1)Tの受信信号レプリカとして数26に示す
k (sk+1 /sk )をそれぞれ計算する。ブランチメ
トリック計算回路1050は、これらのレプリカと時刻
(k+1)Tの受信信号rk+1 との二乗距離を求め、そ
れらの値を図6の縮退形トレリス線図の4通りの遷移に
対するブランチメトリックとする。ビタビプロセッサ1
060は、ブランチメトリック群を受けてビタビアルゴ
リズムを実行し、パスメトリック最小のパスを選択する
ことにより受信信号を最尤判定し、判定系列を出力端子
1070へ出力する。
【0140】第6の発明に係る系列推定装置の一実施例
を図11に示す。第6の発明は基本形構成に関する系列
推定装置で、遷移を 1)遷移元状態が正則状態である遷移、2)遷移元状態
が特異状態でかつ遷移先状態が正則状態である遷移、
3)遷移元状態が特異状態でかつ遷移先状態も特異状態
である遷移の3種類に分け、それぞれ別の処理を行う点
は第4の発明と同じであるが、2)の場合の処理方法が
異なる。
【0141】入力端子1100に入力された受信信号の
サンプル値は受信信号記憶回路1110に記憶される。
第1の制御回路1131は、遷移元状態が正則状態とな
る全ての遷移に関して、それぞれ
【0142】
【数52】
【0143】をレプリカ係数記憶回路1120から、
【0144】
【数53】
【0145】を受信信号記憶回路1110から受け取
り、それらを対として第1のレプリカ計算回路1141
に供給する。第1のレプリカ計算回路1141は、遷移
元状態が正則状態の遷移に関してのみ第1の制御回路1
131が供給したレプリカ係数と受信信号との積でレプ
リカを求める。一方、遷移元状態が特異状態となる遷移
のうち遷移先状態も特異状態となる全ての遷移に関して
は、第2のレプリカ計算回路1142は受信信号記憶回
路1110から1時刻前の時刻kTの受信信号rk を入
力し、時刻(k+1)Tの受信信号レプリカとして数2
6に示すrk ・(sk+1 /sk )をそれぞれ計算する。
第1のブランチメトリック計算回路1151は、これら
のレプリカと時刻(k+1)Tの受信信号rk+1 との二
乗距離を求め、その値をブランチメトリックとする。
【0146】遷移元状態が特異状態となる遷移のうち遷
移先状態が正則状態となる全ての遷移に関しては、第6
の発明では、時刻(k+1)Tでの受信信号とレプリカ
との二乗距離の代わりに、2時刻前の時刻(k−1)T
での受信信号とレプリカとの二乗距離をブランチメトリ
ックとする。そのために第2の制御回路1132は、遷
移元状態が特異状態となる遷移のうち遷移先状態が正則
状態となる全ての遷移に関して、まずビタビプロセッサ
1160が供給する生き残りパスの履歴情報から遷移の
2時刻前の送信信号候補ベクトル(sk-1 ,sk-2 )を
調べ、それと遷移先正則状態(sk-L-N ,...,s
k+1 )とをキーとして、レプリカ係数記憶回路1120
から
【0147】
【数54】
【0148】を検索する。次に、受信信号記憶回路11
10から2時刻前の
【0149】
【数55】
【0150】を入力し、レプリカ計算用定数ベクトルと
受信信号ベクトルを対として第3のレプリカ計算回路1
143に出力する。第3のレプリカ計算回路1143
は、両者の積で
【0151】
【数56】
【0152】を求める。そして、第2のブランチメトリ
ック計算回路1152は、2時刻前の受信信号rk-2
このレプリカとの距離をブランチメトリックとする。
【0153】ビタビプロセッサ1160は、第1のブラ
ンチメトリック計算回路1151と第2のブランチメト
リック計算回路1152とが供給する計16通りのブラ
ンチメトリック受けてビタビアルゴリズムを実行し、パ
スメトリック最小のパスを選択することにより受信信号
を最尤判定し、判定系列を出力端子1170へ出力す
る。
【0154】第7の発明に係る系列推定装置の一実施例
を図12に示す。第7の発明は、第6の発明に係る系列
推定装置の縮退形構成である。
【0155】入力端子1200に入力された受信信号の
サンプル値は受信信号記憶回路1210に記憶される。
第1の制御回路1231、第2の制御回路1232と第
2のレプリカ計算回路1242は、まず図6において各
時刻で2つの縮退形状態どの基本形状態に対応するかを
ビタビプロセッサ1260が供給する生き残りパスの履
歴情報から特定する。
【0156】第1の制御回路1231は、遷移元縮小状
態が正則状態となる図6の縮退形トレリスの線図上の遷
移に関して、レプリカ係数記憶回路1220から
【0157】
【数57】
【0158】を検索する。また、同時に、
【0159】
【数58】
【0160】を受信信号記憶回路1210から受け取
り、それらを対として第1のレプリカ計算回路1241
に供給する。第1のレプリカ計算回路1241は、遷移
元縮退状態が正則状態の遷移に関してのみ第1の制御回
路1231が供給したレプリカ係数と受信信号との積で
レプリカを求める。一方、遷移元状態が特異状態となる
遷移のうち遷移先縮退状態も特異状態となる遷移に関し
ては、第2のレプリカ計算回路1242は受信信号記憶
回路1210から1時刻前の時刻kTの受信信号rk
入力し、時刻(k+1)Tの受信信号とレプリカとして
数26に示すrk (sk+1 /sk )をそれぞれ計算す
る。第1のブランチメトリック計算回路1251は、こ
れらのレプリカと時刻(k+1)Tの受信信号rk+1
の二乗距離を求め、その値をブランチメトリックとす
る。
【0161】遷移元縮退状態が特異状態となる遷移のう
ち遷移先縮退状態が正則状態となる遷移に関しては、第
7の発明は第6の発明と同様、、時刻(k+1)Tでの
受信信号とレプリカとの二乗距離の代わりに、2時刻前
の時刻(k−1)Tでの受信信号とレプリカとの二乗距
離をブランチメトリックとする。そのために第2の制御
回路1232は、遷移元縮退状態が特異状態となる遷移
のうち遷移先縮退状態が正則状態となる遷移に関して、
まずビタビプロセッサ1260が供給する生き残りパス
の履歴情報から遷移の2時刻前の送信信号候補ベクトル
(sk-1 ,sk- 2 )を調べ、それと遷移先縮退状態に対
応する正則状態(sk-L-N ,...,sk+1 )とをキー
としてレプリカ係数記憶回路1220から
【0162】
【数59】
【0163】を検索する。次に、受信信号記憶回路12
10から2時刻前の
【0164】
【数60】
【0165】を入力し、レプリカ計算用定数ベクトルと
受信信号ベクトルを対として第3のレプリカ計算回路1
243に出力する。第3のレプリカ計算回路1243
は、両者の積で
【0166】
【数61】
【0167】を求める。そして、第2のブランチメトリ
ック計算回路1252は、2時刻前の受信信号rk-2
このレプリカとの距離をブランチメトリックとする。
【0168】ビタビプロセッサ1260は、第1のブラ
ンチメトリック計算回路1251と第2のブランチメト
リック計算回路1252とが供給する計16通りのブラ
ンチメトリックを受けてビタビアルゴリズムを実行し、
パスメトリック最小のパスを選択することにより受信信
号を最尤判定し、判定系列を出力端子1270へ出力す
る。
【0169】
【発明の効果】以上に詳しく述べたように、本発明は、
状態ごとに伝送路応答を推定する系列推定方式および装
置において、伝送路推定の処理量を不要とすることがで
き、より少ない処理量あるいは装置規模で高速に変動す
る伝送路に追従する系列推定方式および装置を提供する
ことができる。また、特異状態に対する処理により、追
従特性の向上も図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明に係る系列推定方式の一実施例を示
すブロック図である。
【図2】基本形のトレリス線図の例を示す図である。
【図3】第1の発明に係る系列推定方式の基本形トレリ
ス線図に基づくアルゴリズムの例を説明するための図で
ある。
【図4】第2の発明に係る系列推定装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図5】第3の発明に係る系列推定装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図6】縮退形のトレリス線図の例を示す図である。
【図7】第1の発明に係る系列推定方式の縮退形のトレ
リス線図に基づくアルゴリズムの例を説明するための図
である。
【図8】第2〜第7の発明に係る系列推定装置の原理を
示す表を示す図である。
【図9】第4の発明に係る系列推定装置の一実施例を示
すブロック図である。
【図10】第5の発明に係る系列推定装置の一実施例を
示すブロック図である。
【図11】第6の発明に係る系列推定装置の一実施例を
示すブロック図である。
【図12】第7の発明に係る系列推定装置の一実施例を
示すブロック図である。
【符号の説明】
100 入力端子 110 受信信号記憶手段 120 積計算手段 130 レプリカ係数記憶手段 140 ブランチメトリック計算手段 150 ビタビアルゴリズム実行手段 160 出力端子 400 入力端子 410 受信信号記憶回路 420 レプリカ係数記憶回路 431 第1の制御回路 432 第2の制御回路 440 レプリカ計算回路 450 ブランチメトリック計算回路 460 ビタビプロセッサ 470 出力端子 500 入力端子 510 受信信号記憶回路 520 レプリカ係数記憶回路 530 レプリカ計算制御回路 540 レプリカ計算回路 550 ブランチメトリック計算回路 560 ビタビプロセッサ 570 出力端子 900 入力端子 910 受信信号記憶回路 920 レプリカ係数記憶回路 931 第1の制御回路 932 第2の制御回路 941 第1のレプリカ計算回路 942 第2のレプリカ計算回路 950 ブランチメトリック計算回路 960 ビタビプロセッサ 970 出力端子 1000 入力端子 1010 受信信号記憶回路 1020 レプリカ係数記憶回路 1030 レプリカ計算制御回路 1041 第1のレプリカ計算回路 1042 第2のレプリカ計算回路 1050 ブランチメトリック計算回路 1060 ビタビプロセッサ 1070 出力端子 1100 入力端子 1110 受信信号記憶回路 1120 レプリカ係数記憶回路 1131 第1の制御回路 1132 第2の制御回路 1141 第1のレプリカ計算回路 1142 第2のレプリカ計算回路 1143 第3のレプリカ計算回路 1151 第1のブランチメトリック計算回路 1152 第2のブランチメトリック計算回路 1160 ビタビプロセッサ 1170 出力端子 1200 入力端子 1210 受信信号記憶回路 1220 レプリカ係数記憶回路 1231 第1の制御回路 1232 第2の制御回路 1241 第1のレプリカ計算回路 1242 第2のレプリカ計算回路 1243 第3のレプリカ計算回路 1251 第1のブランチメトリック計算回路 1252 第2のブランチメトリック計算回路 1260 ビタビプロセッサ 1270 出力端子

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】トレリス線図上の現時刻の各状態から分岐
    する全ての遷移に対し、それぞれ仮想受信信号点を計算
    し、前記仮想受信信号点と受信信号のサンプル値との距
    離を求め、前記距離をブランチメトリックとしてビタビ
    アルゴリズムにより受信信号を判定する系列推定方法に
    おいて、 前記仮想受信信号の計算を、前記各状態から分岐する全
    ての遷移に対し、前記ビタビアルゴリズムの生き残りパ
    スの履歴情報に基づきそれぞれ選んだ複数個の前記受信
    信号のサンプル値と複数個のレプリカ計算用定数との二
    つの積で計算することを特徴とする系列推定方法。
  2. 【請求項2】伝送路特定の時間的な変動に追随して最尤
    受信を行う系列推定装置であって、 受信信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、 トレリス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷
    移に対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の
    集合を記憶するレプリカ係数記憶回路と、 前記全ての遷移のうちであらかじめ定めた第1の集合に
    属する遷移のそれぞれに対して、前記受信信号記憶回路
    から複数個の前記受信信号のサンプル値を、前記レプリ
    カ係数記憶回路から前記複数個の前記定数を受け取り、
    対として出力する第1の制御回路と、 前記全ての遷移のうちで前記第1の集合に属さない遷移
    のそれぞれに対して、生き残りパスの履歴情報に基づ
    き、前記受信信号記憶回路からは複数個の前記受信信号
    のサンプル値を、前記レプリカ係数記憶回路からは前記
    複数個の前記定数を検索し、対として出力する第2の制
    御回路と、 前記第1の制御回路および前記第2の制御回路の出力で
    ある前記受信信号のサンプル値と前記定数との対を入力
    し、前記全ての遷移に対してそれぞれ前記仮想受信信号
    点を求めるレプリカ計算回路と、 前記レプリカ計算回路で求めた前記仮想受信信号点と現
    時刻の前記受信信号のサンプル値との距離を求め、前記
    距離をブランチメトリックとして出力するブランチメト
    リック計算回路と、 前記ブランチメトリック計算回路の出力を受けてビタビ
    アルゴリズムにより受信信号を判定するとともに、前記
    生き残りパスの履歴情報を前記レプリカ計算制御回路に
    供給するビタビプロセッサとから構成されることを特徴
    とする系列推定装置。
  3. 【請求項3】伝送路特性の時間的な変動に追随して最尤
    受信を行う系列推定装置であって、 受信信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、 トレリス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷
    移に対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の
    集合を記憶するレプリカ係数記憶回路と、 生き残りパスの履歴情報に基づき、前記全ての遷移に対
    して、前記受信信号記憶回路からは複数個の前記受信信
    号のサンプル値を、前記レプリカ係数記憶回路からは前
    記複数個の前記定数を検索し、対として出力するレプリ
    カ計算制御回路と、 前記レプリカ計算制御回路で選択された前記受信信号の
    サンプル値と前記定数との対を入力し、前記全ての遷移
    に対してそれぞれ前記仮想受信信号点を求めるレプリカ
    計算回路と、 前記レプリカ計算回路で求めた前記仮想受信信号点と現
    時刻の前記受信信号のサンプル値との距離を求め、前記
    距離をブランチメトリックとして出力するブランチメト
    リック計算回路と、 前記ブランチメトリック計算回路の出力を受けてビタビ
    アルゴリズムにより受信信号を判定するとともに前記生
    き残りパスの履歴情報を前記レプリカ計算制御回路に供
    給するビタビプロセッサとから構成され、 前記レプリカ計算制御回路は、前記全ての遷移に対し、
    遷移元状態に対する前記生き残りパスの履歴情報の内容
    により処理を分け、前記内容があらかじめ定めた系列群
    に含まれる場合は前記内容に基づき前記複数個の時刻の
    前記受信信号のサンプル値と前記複数個の前記定数とを
    検索し、前記内容があらかじめ定めた系列群に含まれな
    い場合は、過去における生き残りパスの履歴情報の内容
    があらかじめ定めた系列群に含まれる最新の時刻まで前
    記生き残りパスを遡り、前記時刻での生き残りパスの履
    歴情報の内容に基づき前記複数個の時刻の前記受信信号
    のサンプル値と前記複数個の前記定数とを検索すること
    を特徴とする系列推定装置。
  4. 【請求項4】伝送路特性の時間的な変動に追随して最尤
    受信を行う系列推定装置であって、 受信信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、 トレリス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷
    移に対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の
    集合を記憶するレプリカ係数記憶回路と、 前記全ての遷移のうちであらかじめ定めた第1の集合に
    属する遷移のそれぞれに対して、前記受信信号記憶回路
    から複数個の前記受信信号のサンプル値を、前記レプリ
    カ係数記憶回路から前記複数個の前記定数を受け取り、
    対として出力する第1の制御回路と、 前記全ての遷移のうちであらかじめ定めた第2の集合に
    属する遷移のそれぞれに対して、生き残りパスの履歴情
    報に基づき、前記受信信号記憶回路からは複数個の前記
    受信信号のサンプル値を、前記レプリカ係数記憶回路か
    らは前記複数個の前記定数を検索し、対として出力する
    第2の制御回路と、 前記第1の制御回路および前記第2の制御回路の出力と
    して得られる前記受信信号のサンプル値と前記定数との
    対を入力し、前記全ての遷移に対してそれぞれ前記仮想
    受信信号点を求める第1のレプリカ計算回路と、 前記全ての遷移のうちで前記第1の集合にも前記第2の
    集合にも属さない遷移のそれぞれに対して、前記受信信
    号記憶回路から現時刻の1時刻前の受信信号サンプル値
    を入力し、前記受信信号をそれぞれあらかじめ定めた量
    だけ回転させたものを前記仮想受信信号点とする第2の
    レプリカ計算回路と、 前記第1のレプリカ計算回路あるいは前記第2のレプリ
    カ計算回路で求めた前記仮想受信信号点と現時刻の前記
    受信信号のサンプル値との距離を前記全ての遷移に対し
    て求め、前記距離をブランチメトリックとして出力する
    ブランチメトリック計算回路と、 前記ブランチメトリック計算回路の出力を受けてビタビ
    アルゴリズムにより受信信号を判定するとともに前記生
    き残りパスの履歴情報を前記レプリカ計算制御回路に供
    給するビタビプロセッサとから構成されることを特徴と
    する系列推定装置。
  5. 【請求項5】伝送路の特性の時間的な変動に追随して最
    尤受信を行う系列推定装置であって、 受信信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、 トレリス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷
    移に対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の
    集合を記憶するレプリカ係数記憶回路と、 生き残りパスの履歴情報に基づき、前記全ての遷移のう
    ちであらかじめ定めた第1の集合に属する遷移のそれぞ
    れに対して、前記受信信号記憶回路からは複数個の前記
    受信信号のサンプル値を、前記レプリカ係数記憶回路か
    らは前記複数個の前記定数を検索し、対として出力する
    レプリカ計算制御回路と、 前記レプリカ計算制御回路で選択された前記受信信号の
    サンプル値と前記定数との対を入力し、前記第1の集合
    に属する遷移に対してそれぞれ前記仮想受信信号点を求
    めるレプリカ計算回路と、 前記受信信号記憶回路から現時刻の1時刻前の受信信号
    サンプル値を入力し、前記全ての遷移のうちで前記第1
    の集合に属さない遷移のそれぞれに対して、前記1時刻
    前の受信信号サンプル値をそれぞれあらかじめ定めた量
    だけ回転させたものを前記仮想受信信号点とする第2の
    レプリカ計算回路と、 前記第1のレプリカ計算回路および前記第2のレプリカ
    計算回路で求めた前記仮想受信信号点と現時刻の前記受
    信信号のサンプル値との距離を前記全ての遷移に対して
    求め、前記距離をブランチメトリックとして出力するブ
    ランチメトリック計算回路と、 前記ブランチメトリック計算回路の出力を受けてビタビ
    アルゴリズムにより受信信号を判定するとともに前記生
    き残りパスの履歴情報を前記レプリカ計算制御回路に供
    給するビタビプロセッサとから構成され、 前記レプリカ計算制御回路は、前記第1の集合に属する
    遷移の全てに対し、遷移元状態に対する前記生き残りパ
    スの履歴情報の内容により処理を分け、前記内容があら
    かじめ定めた系列群に含まれる場合は前記内容に基づき
    前記複数個の時刻の前記受信信号のサンプル値と前記複
    数個の前記定数とを検索し、前記内容があらかじめ定め
    た系列群に含まれない場合は、過去における生き残りパ
    スの履歴情報の内容があらかじめ定めた系列群に含まれ
    る最新の時刻まで前記生き残りパスを遡り、前記時刻で
    の生き残りパスの履歴情報の内容に基づき前記複数個の
    時刻の前記受信信号のサンプル値と前記複数個の前記定
    数とを検索することを特徴とする系列推定装置。
  6. 【請求項6】伝送路の特性の時間的な変動に追随して最
    尤受信を行う系列推定装置であって、 受信信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、 トレリス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷
    移に対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の
    集合を記憶するレプリカ係数記憶回路と、 前記全ての遷移のうちであらかじめ定めた第1の集合に
    属する遷移のそれぞれに対して、前記受信信号記憶回路
    から複数個の前記受信信号のサンプル値を、前記レプリ
    カ係数記憶回路から前記複数個の前記定数を受け取り、
    対として出力する第1の制御回路と、 前記受信信号記憶回路から前記複数個の前記受信信号の
    サンプル値を受け取り、前記全ての遷移のうちであらか
    じめ定めた第2の集合に属する遷移のそれぞれに対し
    て、生き残りパスの履歴情報に基づき、前記レプリカ係
    数記憶回路からは前記複数個の前記定数を検索し、前記
    受信信号のサンプル値と前記定数とを対として出力する
    第2の制御回路と、 前記第1の制御回路の出力として得られる前記受信信号
    のサンプル値と前記定数との対を入力し、前記第1の集
    合に属する遷移に対してそれぞれ前記仮想受信信号点を
    求める第1のレプリカ計算回路と、 前記全ての遷移のうちで前記第1の集合にも前記第2の
    集合にも属さない遷移のそれぞれに対して、前記受信信
    号記憶回路から現時刻の1時刻前の受信信号サンプル値
    を入力し、前記受信信号をそれぞれあらかじめ定めた量
    だけ回転させたものを前記仮想受信信号点とする第2の
    レプリカ計算回路と、 前記第1のレプリカ計算回路および前記第2のレプリカ
    計算回路で求めた前記仮想受信信号点と現時刻の前記受
    信信号のサンプル値との距離を求め、前記距離を第1の
    ブランチメトリックとして出力する第1のブランチメト
    リック計算回路と、 前記第2の制御回路の出力として得られる前記受信信号
    のサンプル値と前記定数との対を入力し、前記第2の集
    合に属する遷移に対してそれぞれ現時刻の2時刻前の仮
    想受信信号点を求める第3のレプリカ計算回路と、 現時刻の2時刻の受信信号のサンプル値を前記受信信号
    記憶回路より入力し、前記第3のレプリカ計算回路で求
    めた前記2時刻前の仮想受信信号点と2時刻の受信信号
    のサンプル値との距離を求め、前記距離を第2のブラン
    チメトリックとして出力する第2のブランチメトリック
    計算回路と、 前記第1のブランチメトリック計算回路および前記第2
    のブランチメトリック計算回路の出力を受けてビタビア
    ルゴリズムにより受信信号を判定するとともに、前記生
    き残りパスの履歴情報を前記レプリカ計算制御回路に供
    給するビタビプロセッサとから構成されることを特徴と
    する系列推定装置。
  7. 【請求項7】伝送路特性の時間的な変動に追随して最尤
    受信を行う系列推定装置であって、 受信信号のサンプル値を記憶する受信信号記憶回路と、 トレリス線図上の現時刻の各状態から分岐する全ての遷
    移に対して仮想受信信号点を計算する際に用いる定数の
    集合を記憶するレプリカ係数記憶回路と、 前記受信信号記憶回路から複数個の前記受信信号のサン
    プル値を受け取り、生き残りパスの履歴情報に基づき、
    前記全ての遷移のうちであらかじめ定めた第1の集合に
    属する遷移のそれぞれに対して、前記レプリカ係数記憶
    回路から前記複数個の前記定数を検索し、前記受信信号
    のサンプル値と前記定数とを対として出力する第1の制
    御回路と、 前記生き残りパスの履歴情報に基づき、前記全ての遷移
    のうちであらかじめ定めた第2の集合に属する遷移に対
    して、前記受信信号記憶回路から前記複数個の前記受信
    信号のサンプル値を受け取り、前記レプリカ係数記憶回
    路から前記複数個の前記定数をそれぞれ検索し、前記受
    信信号のサンプル値と前記定数とを対として出力する第
    2の制御回路と、 前記第1の制御回路の出力として得られる前記受信信号
    のサンプル値と前記定数との対を入力し、前記第1の集
    合に属する遷移に対してそれぞれ前記仮想受信信号点を
    求める第1のレプリカ計算回路と、 前記生き残りパスの履歴情報に基づき、前記全ての遷移
    のうちで前記第1の集合にも前記第2の集合にも属さな
    い遷移のそれぞれに対して、前記受信信号記憶回路から
    現時刻の1時刻前の受信信号サンプル値を入力し、前記
    受信信号をそれぞれあらかじめ定めた量だけ回転させた
    ものを前記仮想受信信号点とする第2のレプリカ計算回
    路と、 前記第1のレプリカ計算回路および前記第2のレプリカ
    計算回路で求めた前記仮想受信信号点と現時刻の前記受
    信信号のサンプル値との距離を求め、前記距離を第1の
    ブランチメトリックとして出力する第1のブランチメト
    リック計算回路と、 前記第2の制御回路の出力として得られる前記受信信号
    のサンプル値と前記定数との対を入力し、前記第2の集
    合に属する遷移に対してそれぞれ現時刻の2時刻前の仮
    想受信信号点を求める第3のレプリカ計算回路と、 現時刻の2時刻の受信信号のサンプル値を前記受信信号
    記憶回路より入力し、前記第3のレプリカ計算回路で求
    めた前記2時刻前の仮想受信信号点と2時刻の受信信号
    のサンプル値との距離を求め、前記距離を第2のブラン
    チメトリックとして出力する第2のブランチメトリック
    計算回路と、 前記第1のブランチメトリック計算回路および前記第2
    のブランチメトリック計算回路の出力を受けてビタビア
    ルゴリズムにより受信信号を判定するとともに、前記生
    き残りパスの履歴情報を前記レプリカ計算制御回路に供
    給するビタビプロセッサとから構成されることを特徴と
    する系列推定装置。
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