(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
重み付け回路を備えたトランスバーサル自動等化器において、重み修正周期を制御する重み修正周期制御手段および一回当たりに切り替える重み変更幅を制御する重み変更幅制御手段を備え、送信機を搭載した移動体の移動速度に基づいて重み修正周期および重み変更幅を制御することを特徴とするトランスバーサル自動等化器。
【請求項２】
請求項１記載のトランスバーサル自動等化器において、移動体の移動速度に代わって移動体の振動を用いることを特徴とするトランスバーサル自動等化器。
【請求項３】
重み付け回路を備えたトランスバーサル自動等化器において、重み修正周期を制御する重み修正周期制御手段および／または一回当たりに切り替える重み変更幅を制御する重み変更幅制御手段と、トランスバーサル自動等化器の出力からアイ開口率を測定するアイ開口率測定回路と、重み修正周期および／または重み変更幅を一つだけ変化させて一定の期間待ち、前記重み修正周期および／または重み変更幅を変える前と変えた後の前記アイ開口率を比較し、前記アイ開口率がよくなれば同じ方向にもう一つ変化させ、悪くなればもとに戻す制御を行う摂動制御部とを備えたことを特徴とするトランスバーサル自動等化器。
【請求項４】
重み付け回路を備えたトランスバーサル自動等化器において、重み修正周期を制御する重み修正周期制御手段および／または一回当たりに切り替える重み変更幅を制御する重み変更幅制御手段と、トランスバーサル自動等化器の出力から符号誤り率を測定する符号誤り率測定回路と、重み修正周期および／または重み変更幅を一つだけ変化させて一定の期間待ち、前記重み修正周期および／または重み変更幅を変える前と変えた後の前記符号誤り率を比較し、前記符号誤り率がよくなれば同じ方向にもう一つ変化させ、悪くなればもとに戻す制御を行う摂動制御部とを備えたことを特徴とするトランスバーサル自動等化器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロ波画像伝送無線装置、その他の移動無線通信装置等に利用されるトランスバーサルフィルタを用いたトランスバーサル自動等化器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
マイクロ波画像伝送無線装置は、例えば、６．３Ｍｂｐｓ  ＭＰＥＧ２のデジタル画像を伝送するマイクロ波画像伝送無線装置であり、２地点を接続して中継する装置である。主な使用形態は、火山噴火などの際に火口の画像を伝送したり、ダンプカー、パワーショベル、バックボーなどの重機を無人で操縦する際において運転席からの画像を伝送するなどの形態がある。無線装置の使用形態の観点から、前者は高速固定通信、後者は高速移動通信である。
【０００３】
前者の高速固定通信の形態では、固定マイクロ波多重無線装置と同様であり、電波の伝搬状態が時間的にあまり変動しないシステムである。したがって、トランスバーサル自動等化器などにより比較的簡単に反射波の存在によるマルチバスフェージンクに基づく波形歪等による影響を軽減することができる。
【０００４】
一方、後者の高速移動通信の形態では、電波の伝搬状態が時間と共に変動する。そこで、トランスバーサル自動等化器本体の出力を２値化して得た識別信号のレベルとトランスバーサル自動等化器の理想レベルからの誤差を含む出力レベルとの誤差を１０数ビットから数万ビット分積分して重みを変更、修正することも考えられるが、この重み修正周期が長いと、フェージングの変化速度が速い場合には、追従できない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、後者の移動通信の形態では、電波の伝搬状態が時間と共に変動し、重み修正周期の長いトランスバーサル自動等化器では、フェージングの変化に追従できずに、波形歪を軽減することができないばかりか、かえって歪の量を増大させて悪影響を及ぼすことになるという問題点がある。
【０００６】
しかも、フェ一ジングの変動速度は送信機を搭載した移動体（以下、単に移動体とも記す）の移動速度に依存し、送信機を人間が持って移動する場合、送信機を搭載した重機のように比較的低速で移動する場合、高速道路上の車両など比較的高速で移動体が移動する場合などで、フェージングの変化速度は変化する。
【０００７】
本発明は送信機の移動速度が変化しても受信機で所望の等化特性が得られるトランスバーサル自動等化器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１にかかるトランスバーサル自動等化器は、重み付け回路を備えたトランスバーサル自動等化器において、重み修正周期を制御する重み修正周期制御手段および一回当たりに切り替える重み変更幅を制御する重み変更幅制御手段を備え、送信機を搭載した移動体の移動速度に基づいて重み修正周期および重み変更幅を制御することを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項１にかかるトランスバーサル自動等化器によれば、移動体の移動速度に基づいて、トランスバーサル自動等化器の重み修正周期および重み変更幅が制御されて、移動体の移動速度の変化に基づいて変化するフェージングに基づく波形歪の影響が軽減される。
【００１０】
本発明の請求項１にかかるトランスバーサル自動等化器において、移動体の移動速度に代わって移動体の振動を用いてもよい。
【００１１】
本発明の請求項３にかかるトランスバーサル自動等化器は、重み付け回路を備えたトランスバーサル自動等化器において、重み修正周期を制御する重み修正周期制御手段および／または一回当たりに切り替える重み変更幅を制御する重み変更幅制御手段と、トランスバーサル自動等化器の出力からアイ開口率を測定するアイ開口率測定回路と、重み修正周期および／または重み変更幅を一つだけ変化させて一定の期間待ち、前記重み修正周期および／または重み変更幅を変える前と変えた後の前記アイ開口率を比較し、前記アイ開口率がよくなれば同じ方向にもう一つ変化させ、悪くなればもとに戻す制御を行う摂動制御部とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３にかかるトランスバーサル自動等化器によれば、トランスバーサル自動等化器の出力から測定された測定アイ開口率に基づいて重み修正周期および／または重み変更幅が摂動制御される。
【００１３】
しかるに、トランスバーサル自動等化器が等化しきれない歪の大きさは、アイ開口率の大きさに関係があり、歪が大きい場合、すなわち画像が悪い場合はアイ開口率も悪い。しかし、本発明にかかるトランスバーサル自動等化器では摂動制御周期当たりのアイ開口率が測定され、アイ開口率がよくなるように重み修正周期および／または重み変更幅が摂勤制御されるため、移動体の移動速度に応じた重み修正周期および／または重み変更幅に制御されることになって、移動体の移動速度の変化に基づいて変化するフェージングに基づく波形歪の影響が軽減される。
【００１４】
本発明の請求項３にかかるトランスバーサル自動等化器において、アイ開口率に代わって符号誤り率を用いてもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるトランスバーサル自動等化器を実施の一形態によって説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の一形態にかかるトランスバーサル自動等化器５０の構成を示すブロック図であり、受信部の一部と共に示している。
【００１７】
本発明の実施の一形態にかかるトランスバーサル自動等化器５０は、例えば、受信部２０で復調されたベースバンド信号である受信データを受けて波形等化をし、該波形等化された出力データをＭＰＥＧ２デコーダ３０へ送出する。
【００１８】
トランスバーサル自動等化器５０は、シンボルクロックを受けて受信データを１シンボルクロック期間遅延させる遅延回路１−１と、前段からの受信データを順次１シンボルクロック期間遅延させる遅延回路１−２〜１−９と、各遅延回路１−１、１−２〜１−９の入力受信データと重みとを乗算する重み付け回路２−１、２−２、２−３〜２−９と、重み付け回路２−１の出力と重み付け回路２−２の出力を加算する加算器３−１と、前段の加算器の出力と次段の重み付け回路の出力を加算する加算器３−２〜３−８と、判定部４とからなるトランスバーサル自動等化器本体５と、メモリ６および８と、重みを修正する修正周期を移動体の移動速度に基づいて制御する重み修正周期制御回路１０ａ−１、１０ａ−２、１０ａ−３〜１０ａ−９と、一回当たりに切り替える重み変更幅を移動体の移動速度に基づいて制御する重み変更幅制御回路１２ａ−１、１２ａ−２、１２ａ−３〜１２ａ−９とを備えている。
【００１９】
判定部４は、トランスバーサル自動等化器本体５の出力を２値化して識別回路と減算回路とを備えて、識別回路でトランスバーサル自動等化器本体５の出力を２値化して得た識別信号の極性信号と、減算回路にて識別信号とトランスバーサル自動等化器本体５の出力との減算をして得た誤差信号の極性信号（本明細書において誤差信号の極性とも記す）とを送出する。
【００２０】
メモリ６には、移動体に設けられて移動体の速度を検出する図示しない速度センサによる検出速度に基づいてアドレス指定されて、検出速度に基づく重み修正周期に対応させた分周比データが格納してある。具体的には速度センサによる検出速度が速いときは重み修正周期を短くする分周比データが格納してある。
【００２１】
メモリ８には、前記図示しない速度センサによる検出速度に基づいてアドレス指定されて、検出速度に基づく重み変更幅に対応させた重み変更幅データが格納してある。具体的には速度センサによる検出速度が速いときは重み変更幅を大きくする重み変更幅データが格納してある。
【００２２】
ここで、検出速度に対して、メモリ６に格納されている分周比データに基づく分周比およびメモリ８に格納されている重み変更幅データに基づく重み変更幅は模式的に図２に示す如くである。
【００２３】
重み修正周期制御回路１０ａ−１、１０ａ−２、１０ａ−３〜１０ａ−９は同一の構成のために重み修正周期制御回路１０ａ−１で代表して以下に説明する。重み変更幅制御回路１２ａ−１、１２ａ−２、１２ａ−３〜１２ａ−９は同一の構成のために、重み変更幅制御回路１２ａ−１で代表して以下に説明する。
【００２４】
重み修正周期制御回路１０ａ−１は、判定部４から出力される識別信号の極性信号と誤差信号の極性信号とが遅延回路１０−６に入力され、遅延回路１０−６にて識別信号と誤差信号の時系列が合わされ、相関を検出する排他論理和回路からなる相関器１０−１に入力されて、相関器１０−１でシンボルクロック毎に相関検出が行われ、相関検出結果の極性、すなわち、トランスバーサル自動等化器本体５の出力データが＋または−のいずれに偏っているのかの相関検出出力がラッチ回路１０−３に供給される。
【００２５】
速度センサによる検出速度に基づいてメモリ６から出力された分周比データが分周回路１０−２に供給されて、メモリ６から出力された分周比データに基づく分周比Ｎでシンボルクロックが分周される。この分周出力をストローブパルスとしラッチ回路１０−３にて相関検出出力がラッチされる。
【００２６】
ラッチ回路１０−３によるラッチ出力はシンボルクロックに同期してカウントを行うカウンタ１０−４に供給されて、ストローブパルス周期でラッチされた相関検出出力に応じたアップ／ダウンカウント動作がシンボルクロック毎に行われて、カウンタ１０−４において相関検出出力に基づく加算／減算がなされて、カウンタ１０−４の加算／減算結果によるサインビットがストローブパルスによってラッチ回路１０−５にてラッチされる。すなわち、カウンタ１０−４のカウント値ＺｎはＺｎ＝｛（Ｚｎ−１）±１｝であり、カウント値Ｚｎの極性であるサインビットがラッチパルスによってラッチ回路１０−５にてラッチされる。この±はラッチ回路１０−３にてラッチされた相関検出出力に基づいて定まる。
【００２７】
したがって、ラッチ回路１０−５にてカウンタ１０−４の加減算結果のサインビットがＮシンボルクロック毎にラッチされて、ラッチ回路１０−５にてラッチされたラッチ出力の極性に応じて重みを増加させるか減少させるかが決定されると共に、後記するように分周比Ｎに基づく重み修正周期が決定される。
【００２８】
一方、重み変更幅制御回路１２ａ−１は、移動体の速度に基づいてメモリ８から読み出された重み変更幅データαが加減算回路１２−１に供給されて、時間的に直前の重み変更幅データＢ（ｎ）と重み変更幅データαとが加減算回路１２−１にて加減算される。加算か、減算かはラッチ回路１０−５におけるラッチ出力の極性によって定まる。
【００２９】
したがって、加減算回路１２−１に供給されるラッチ回路１０−５からのサインビットに基づいて加減算回路１２−１における加算／減算がストローブパルス毎（Ｎシンボルクロック毎）に行われて、加減算回路１２−１における加算／減算出力Ｂ（ｎ＋１）は、Ｂ（ｎ＋１）＝Ｂ（ｎ）±αであって、ラッチ回路１２−２に供給されてストローブパルス毎にラッチされ、ラッチ回路１２−２のラッチ出力は重みとして重み付け回路２−１に供給されて重みが重み変更幅分変更される。この結果、重みは重み変更幅に基づいて更新されることになる。
【００３０】
ここで、ラッチ回路１０−５のラッチ出力で重み修正周期が決定される理由は、移動体の速度が速いときには分周比Ｎは小さくストローブパルスの周波数は大きくなって、該周波数に基づいてラッチ回路１０−３および１０−５のラッチ回数は増加し、加減算回路１２−１における加減算回数が増加して、重み修正周期が短縮される。逆に、移動体の速度が遅いときには分周比Ｎは大きくなってストローブパルスの周波数は小さくなり、該周波数に基づいてラッチ回路１０−３および１０−５のラッチ回数は減少し、加減算回路１２−１における加減算回数が減少して、重み修正周期が長くなる。
【００３１】
なお、分周回路１０−２に代えてカウンタ回路を用い、カウンタ回路のカウントを変更させることでストローブパルスの周波数を変えるようにしてもよい。
【００３２】
また、メモリ８から読み出される重み変更幅データαは、移動体の移動速度が速いときは大きな値であり、加減算回路１２−１で加減算される重み変更幅データαは大きく、重み変更幅データαずつ加減算が行われて、一回に重み変更幅データαずつ重みが増減させられることになる。重み変更幅データαは、移動体の移動速度が遅いときは小さな値であり、加減算回路１２−１で加減算される重み変更幅データαは小さく、一回に重み変更幅データαずつ加減算が行われて、重みが増減させられることになる。
【００３３】
以上、重み修正周期制御回路１０ａ−１を例示して説明したが、重み修正周期制御回路１０ａ−２、１０ａ−３〜１０ａ−９についてもその構成が同様である。
【００３４】
また、重み変更幅制御回路１２ａ−１を例示して説明したが、重み変更幅制御回路１２ａ−２、１２ａ−３〜１２ａ−９についてもその構成が同様である。
【００３５】
また上記において、重み修正周期と重み変更幅との両方を移動体の移動速度に基づいて制御する場合を例示したが、重み修正周期と重み変更幅とのいずれか一方のみで制御するようにしてもよい。
【００３６】
重み修正周期のみを制御するようにする場合は、メモリ８の読み出しデータを固定しておけばよく、重み変更幅のみを制御するようにする場合は、メモリ６の読み出しデータを固定しておけばよい。
【００３７】
以上説明したように、トランスバーサル自動等化器５０において、速度センサによって検出された移動体の移動速度に基づいて、重み修正周期および／または重み変更幅が制御されて、マルチパスフェージングの影響が軽減される。
【００３８】
なお、重み修正周期を小さく、または重み変更幅を大きくすると、トランスバーサル自動等化器５０の収束は高速になるが、符号誤り率は重み修正周期を大きくした場合、または重み変更幅を小さくした場合より劣る。このため、許容符号誤り率の範囲内で重み修正周期の範囲、重み変更幅の範囲を定めればよい。
【００３９】
また上記において、移動体の移動速度を速度センサによって検出する場合を例示して説明したが、速度センサの出力に代わって移動体の振動を測定する振動センサの出力を用いてもよい。移動体の移動速度にしたがって振動も変化するためである。
【００４０】
また、マルチパスフェージングの変化速度は移動体の移動速度によるドプラー周波数に関係があり、ドプラー周波数の大きさに応じて重み修正周期と重み変更幅を適応的に変化させるようにしてもよく、このようにすることによって、ドプラー周波数が大きくなるとトランスバーサル自動等化器５０の動作が早められて、等化効果が高められる。
【００４１】
また、ドプラー現象が発生すると、受信周波数が変化する。この受信波を受信している受信機にＡＦＣ(自動周波数制御)回路を搭載していれば、ＡＦＣ回路におけるＶＣＯに印加される周波数制御電圧または電流に、受信周波数が変動した量に比例した電圧または電流の変化が発生し、この変化の大きさに応じて重み修正周期と重み変更幅を適応的に変化させてもよい。
【００４２】
このように、トランスバーサル自動等化器５０においては、速度センサの出力、または振動センサの出力に基づいて、重み修正周期および／または重み変更幅がマルチパスフェージングの影響を軽減するように制御されるために、フェージングの変化速度が速い場合にも追従することができる。
【００４３】
このように、トランスバーサル自動等化器５０によれば、送信機の自動車による移動速度の変化が比較的大きい環境では、速度センサ、または振動センサなどからの情報により、重み修正周期および／または重み変更幅が変化させられて、さまざまな移動形態で使用できて、伝送特性を実質的に向上させることができる。
【００４４】
次に、メモリ６および／または８のアドレスデータを移動体の移動速度に応じて、受信画像がよくなる位置、すなわち画像が乱れないアドレスデータに使用者が手動によって設定してもよい。
【００４５】
このようにすることによって、移動体の移動速度に拘わらず、トランスバーサル自動等化器５０による等化を移動体の移動速度に追従させることができる。手動により重み修正周期および／または重み変更幅を変化させる場合は、人間の歩行、重機の移動などのように移動体の移動速度の変化が比較的小さい環境の場合に有効である。
【００４６】
次に、トランスバーサル自動等化器５０の変形例を図３に示す。
【００４７】
トランスバーサル自動等化器５０の変形例にかかるトランスバーサル自動等化器６０は、トランスバーサル自動等化器本体５の出力をアイ開口率測定回路１４に供給してアイ開口率を測定し、測定アイ開口率を摂動制御部１６に供給し、測定アイ開口率に基づいて摂動制御部１６によって、重み修正周期制御回路１０ａ−１、１０ａ−２、１０ａ−３〜１０ａ−９からなる修正周期制御回路１０ａおよび重み変更幅制御回路１２ａ−１、１２ａ−２、１２ａ−３〜１２ａ−９からなる重み変更幅制御回路１２ａを摂動制御する。
【００４８】
トランスバーサル自動等化器６０によれば、トランスバーサル自動等化器本体５の出力データ、すなわち等化後のデータのアイ開口率が測定され、このアイ開口率がよくなる方向に重み修正周期制御回路１０ａおよび／または重み変更幅制御回路１２ａが摂動制御されて、重み修正周期および／または重み変更幅が変更される。
【００４９】
ここで、摂動制御部１６による摂動制御は、はじめに現在の重み修正周期および／または重み変更幅を一つだけ変化させて一定の期間待ち、重み修正周期および／または重み変更幅を変える前と変えた後のアイ開口率を比較して、よくなれば同じ方向にもう一つ変化させ、悪くなればもとに戻す。これを繰り返すことによって行う。
【００５０】
摂動制御の周期は、移動体の最大移動速度を考慮して定めればよい。
【００５１】
一般に、トランスバーサル自動等化器の収束速度がフェージングの変化速度にくらべて遅い場合、重み修正周期および／または重み変更幅の制御が間に合わないことによる波形歪が生じ、最悪の場合は等化動作を行わない場合よりもさらに歪量を増大させてしまう場合がある。トランスバーサル自動等化器が等化しきれない歪の大きさは、アイ開口率の大きさに関係があり、歪が大きい場合、すなわち画像が悪い場合はアイ開口率も悪いこととなる。
【００５２】
しかし、このことを利用して、トランスバーサル自動等化器６０では摂動制御周期当たりの平均アイ開口率が測定され、アイ開口率がよくなるように重み修正周期および／または重み変更幅が摂動制御されるため、移動体の移動速度に応じた重み修正周期および／または重み変更幅の制御が自動的に行われることになる。
【００５３】
なお、アイ開口率の代わりに、符号誤り率を使用してもよい。
【００５４】
また、重み修正周期および／または重み変更幅の制御が追いついていない場合は、復調データが波形歪および制御エラーにより１点に集中せず、ある幅を持つが、トランスバーサル自動等化器６０では、移動体の移動速度に拘わらず摂動動作によって重み修正周期および／または重み変更幅の制御が追いついてきて、復調データが１点に集中してくることになる。
【００５５】
なお、上記した例においてはトランスバーサルフィルタ自動等化器本体５が一系列の場合について説明したがＢＰＳＫ変調信号の場合にも対応させることができる。ＢＰＳＫ変調信号以外に、π／４ＱＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等の直交変調信号に対応させる場合には、トランスバーサル自動等化器本体５を４個用いる。
【００５６】
この場合について説明すれば、図４の概略構成図に示すように、入力信号を直交検波して得たＩ信号を同相用のトランスバーサル自動等化器５−１および直交成分用のトランスバーサル自動等化器５−２に供給し、直交検波して得たＱ信号を同相用のトランスバーサル自動等化器５−３および直交成分用のトランスバーサル自動等化器５−４に供給し、同相用のトランスバーサル自動等化器５−１からの出力と直交成分用のトランスバーサル自動等化器５−４の出力を加算器５−５にて加算してＩ信号として出力し、同相用のトランスバーサル自動等化器５−３からの出力と直交成分用のトランスバーサル自動等化器５−２の出力を加算器５−６にて加算してＱ信号として出力することによって等化する。
【００５７】
ここで、同相用のトランスバーサル自動等化器５−１および５−３には同一の重みを付加し、直交成分用のトランスバーサル自動等化器５−２および５−４には同一の重みを付加する。
【００５８】
この場合、同相用のトランスバーサル自動等化器５−１はＩ信号の等化を行い、同相用のトランスバーサル自動等化器５−３はＱ信号の等化を行う。直交成分用のトランスバーサル自動等化器５−４はＱ信号に含まれるＩ信号のクロストーク信号成分に対する等化を行い、直交成分用のトランスバーサル自動等化器５−２はＩ信号に含まれるＱ信号のクロストーク信号成分に対する等化を行う。
【００５９】
また、トランスバーサル自動等化器５０において、例えば重みの収束性を向上させるために、センター位置の重み付け回路の重みのみを固定値で使用してもよい。
【００６０】
具体的には、トランスバーサル自動等化器５０においてセンター位置の重み付け回路の重みのみを“１”に固定して使用する。
【００６１】
ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭなどの直交変調の信号の場合には、同相用のトランスバーサル自動等化器５−１および５−３のセンター位置の重み付け回路の重みを“１”に固定し、直交成分用のトランスバーサル自動等化器５−２および５−４のセンター位置の重み付け回路の重みを“０”に固定し、センター位置の重み付け回路の重み以外の重みは修正して等化を行う。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるトランスバーサル自動等化器によれば、移動体の移動速度に応じて重み修正周期および／または重み変更幅の制御を行うようにしたため、伝送速度の高速な無線伝送システム、すなわち広帯域伝送する高速無線伝送システムの適用範囲を拡大することができる。
【００６３】
また、トランスバーサル自動等化器の出力におけるアイ開口率、または符号誤り率に基づいて重み修正周期および／または重み変更幅の摂動制御を行うようにしたため、伝送速度の高速な無線伝送システム、すなわち広帯域伝送する高速無線伝送システムの適用範囲を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態にかかるトランスバーサル自動等化器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の一形態にかかるトランスバーサル自動等化器におけるメモリに格納されたデータの模式説明図である。
【図３】本発明の実施の一形態にかかるトランスバーサル自動等化器の変形例の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の一形態にかかるトランスバーサル自動等化器を直交変調信号に対応させたときの概略構成図である。
【符号の説明】
５…トランスバーサル自動等化器本体
６、８…メモリ
１０ａ、１０ａ−１、１０ａ−２、１０ａ−３〜１０ａ−９…重み修正周期制御回路
１２ａ、１２ａ−１、１２ａ−２、１２ａ−３〜１２ａ−９…重み変更幅制御回路
１４…アイ開口率測定回路
１６…摂動制御部
５０、６０…トランスバーサル自動等化器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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