(57)【要約】【課題】等化器が発散を起こした場合に短時間に復旧させることを可能にする。【解決手段】フレーム同期が確立された状態で制御部７によりユニークワードの検出の有無を判定し、２〜３フレームに渡りユニークワードが検出されなくなった場合に、先ず等化器の初期収束処理を実行する。そして、この等化器の初期収束処理の実行後にユニークワードの検出の有無を再度判定し、上記等化器の初期収束を行ったにもかかわらずユニークワードが検出されない場合には、フレーム同期回路２をリセットしてフレーム同期の引き込み動作を行わせ、フレーム同期確立後に等化器の初期収束処理を実行する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のフレームが時分割多重されかつフレームごとにユニークワードと伝送データが挿入された伝送信号を受信し、この受信された伝送信号に対しフレーム同期回路によりフレーム同期を確立すると共に、前記受信された伝送信号に含まれる波形歪みを等化器により等化する受信装置であって、
前記フレーム同期が確立された状態で、前記等化器の出力信号から前記ユニークワードを検出するユニークワード検出手段と、
前記ユニークワード検出手段によりユニークワードが検出されているときには複数のフレームに渡り継続的に前記等化器の収束処理を行い、前記ユニークワード検出手段によりユニークワードが複数フレームに渡り検出されなかったときに前記等化器を初期化する等化制御手段と
を、具備することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記等化制御手段による等化器の初期化後において、前記ユニークワード検出手段によりユニークワードが検出されない場合に、前記フレーム同期回路を初期化するフレーム同期制御手段を、さらに具備することを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば広帯域固定系無線アクセスシステムや移動通信システム等のディジタル無線通信システムで使用される受信装置に係わり、特にフレーム同期回路及び等化器を備えた受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル無線通信システムでは、伝送路上において多重伝搬等の影響により無線信号に波形歪みが発生することがあり、この波形歪みを補償するために受信装置には等化器が設けられている。一般に等化器は、等化フィルタと、等化誤差を検出するための回路と、検出された等化誤差に応じて上記等化フィルタのタップ係数を更新するタップ係数更新部とを備える（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
ところで、等化器を備えた受信装置は、電源投入時や再同期時において受信データに対する同期の確立とタップ係数の初期収束を行う必要があり、この処理を従来では例えば次のように行っている。すなわち、送信装置は伝送フレームを送信する。伝送フレームは、先頭にユニークワードを配置し、それに続いて情報データを配置したもので、ユニークワードには既知のトレーニング信号が含まれる。これに対し受信装置は、先ずフレーム同期回路において、受信された伝送フレームの信号と予め記憶してあるユニークワードとの相関演算を行い、その相関値出力に基づいてフレーム同期及びシンボル同期を確立する。これにより、受信された伝送フレームの構成とユニークワードの受信タイミングが判明する。以後フレーム同期回路では、受信された伝送フレームのユニークワードに対する追従動作が行われ、これによりフレーム同期が維持される。
【０００４】
上記フレーム同期が確立されると受信装置は、続いて等化器による等化処理を開始する。すなわち、先ず伝送フレームのユニークワードを受信して、このユニークワードに挿入されているトレーニング信号と既知の固定パターンとの等化誤差を算出する。そして、タップ係数更新部において、上記算出された等化誤差をもとに当該等化誤差を零に近づけるべくタップ係数を更新し、この更新されたタップ係数を等化フィルタに与える。かくして、受信された伝送データに対する等化器の初期収束がなされる。
【０００５】
以後受信装置は、等化器から出力される伝送フレームの情報データを再マッピング部により理想のシンボル点に再マッピングし、この再マッピングされた情報データを所望信号としてこの所望信号と受信データとの等化誤差を算出する。そしてタップ係数更新部において、上記算出された等化誤差をもとに当該等化誤差を零に近づけるべくタップ係数を更新し、この更新されたタップ係数を等化フィルタに与えることにより、受信データの等化を行う。
【０００６】
ところが、無線通信システムでは、例えば降雨減衰が発生したり鳥類が伝搬路を遮った場合に、受信装置において等化器が発散して受信データに対し適切な波形等化が行われなくなることがある。そこで、この種の受信装置には、等化器を発散状態から復旧させる機能として、例えば伝送フレームごとに等化器の初期収束を行う第１の機能か、或いは伝送フレームごとに等化器の初期化処理を行わずに等化器の収束動作を連続して行う第２の機能が備えられている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３４７９７７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前記第１の機能を備えた場合には、伝搬路状況の変動により伝送フレームの途中で等化器が発散しても、次フレームにおける初期化処理により等化器を通常動作状態に復旧させることができる。しかし、伝送フレームごとにタップ係数を初期化しているため、複数の伝送フレームに渡って継続的にタップ係数を更新する場合に比べると、伝搬路特性が比較的良好な状態における等化誤差の抑圧性能が低い。
【０００９】
一方第２の機能では、複数の伝送フレームに渡って継続的にタップ係数を更新するため、伝搬路特性が比較的良好な状態における等化誤差の抑圧性能を高めることができる。しかし、伝搬路特性の劣化によりユニークワードが複数フレームに渡って検出できない場合には、受信装置はこれをフレーム同期外れと見なしてフレーム同期回路を初期化する。そして、フレーム同期を確立するための処理を再度実行して、フレーム同期が確立された後に等化器の初期収束処理を実行する。すなわち、電源投入時と同様に無条件にフレーム同期を確立する処理からやり直す。このため、等化器が発散してから定常状態に復旧するまでに長時間を要し、受信データの欠落期間が長期化するという問題があった。
【００１０】
この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、等化器が発散を起こした場合に短時間に復旧させることを可能にした受信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するためにこの発明は、複数のフレームが時分割多重されかつフレームごとにユニークワードと伝送データが挿入された伝送信号を受信し、この受信された伝送信号に対しフレーム同期回路によりフレーム同期を確立すると共に、上記受信された伝送信号に含まれる波形歪みを等化器により等化する受信装置にあって、上記フレーム同期が確立された状態で上記等化器の出力信号からユニークワードを検出するユニークワード検出手段と、等化制御手段とを備える。そして、等化制御手段により、上記ユニークワード検出手段によりユニークワードが検出されているときには複数のフレームに渡り継続的に等化器の収束処理を行い、上記ユニークワードが複数フレームに渡り検出されなかったときに等化器を初期化するようにしたものである。
【００１２】
すなわちこの発明は、フレームごとに等化器を初期化せずに継続的に収束処理を実行する方式を採用し、その上で複数フレームに渡ってユニークワードが検出されなくなった場合に、等化器の初期化処理を行って等化器の発散からの復旧を試みるようにしたものである。
【００１３】
したがってこの発明によれば、伝搬路特性が劣化して等化器の出力信号からユニークワードが検出されなくなった場合に、先ず等化器の初期化処理が行われる。このため、ユニークワードの非検出の原因が等化器の発散にあるときには、フレーム同期の再確立からやり直す場合に比べて、短時間のうちの正しい復調信号を得ることが可能になる。すなわち、短時間のうちに等化器を発散から復旧させて受信装置を正常状態に復旧させることが可能となる。一方、伝搬路特性が比較的良好な状況下では、複数フレームに渡り継続的に等化器の収束処理が行われる。このため、フレームごとに等化器を初期化する場合に比べ、等化誤差を小さくして高い等化性能を発揮させることが可能となる。
【００１４】
さらにこの発明は、上記等化制御手段による等化器の初期化後において、ユニークワード検出手段によりユニークワードが検出されない場合には、フレーム同期制御手段の制御の下でフレーム同期回路を初期化することを特徴とする。このように構成すると、等化器の初期化処理を行ってもユニークワードが検出されない場合には、フレーム同期を確立し直す処理が行われる。このため、ユニークワードの非検出の原因がフレーム同期外れにあった場合でも、フレーム同期回路の初期化及び同期引き込み処理により受信装置を確実に正常状態に復旧させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
要するにこの発明によれば、ユニークワードが複数フレームに渡り検出されなかったときには、無条件にフレーム同期回路の初期化処理を行わずに、先ず等化器を初期化するようにしている。したがって、等化器を発散から短時間に復旧させることが可能な受信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係わる受信装置の要部構成を示す回路ブロック図である。送信装置から送信された伝送信号は、無線伝送路を介して受信装置で受信される。伝送信号は、複数のフレームを時分割多重しかつフレームごとにユニークワード（ＵＷ）及び伝送データ（ＤＡＴＡ）を順に挿入したものである。
【００１７】
受信装置において、上記伝送信号は図示しないアンテナで受信されたのち受信回路で中間周波数またはベースバンド周波数の受信信号に変換される。そして、受信フィルタ１により不要な周波数成分が除去されたのち、フレーム同期回路２及び等化フィルタ３にそれぞれ入力される。
【００１８】
フレーム同期回路２は相関演算回路を有し、１フレーム期間ごとに上記受信フィルタ１から出力された受信信号と既知のユニークワードとの複素演算を行ってその総和を算出する。そして、この算出された相関値が最大値をとるときのタイミングを上記受信信号に含まれるユニークワードの終了部分と見なし、このタイミングをユニークワード検出部６及び制御部７に通知する。制御部７は上記通知されたタイミングをもとにフレーム同期及びシンボル同期を確立する。
【００１９】
等化フィルタ３は、等化誤差を検出するための回路５と、検出された等化誤差に応じて上記等化フィルタのタップ係数を更新する係数更新部４と共に等化器を構成する。等化誤差検出回路５は、メモリ５１と、再マッピング部５２と、切替回路５３と、減算器５４とから構成される。メモリ５１には既知のユニークワードが記憶されている。再マッピング部５２は、等化フィルタ３から出力される等化された受信信号を理想のシンボル点として再マッピングする。切替回路５３は、制御部７の切替指示に従いメモリ５１の出力と再マッピング部５２の出力とを択一的に選択して減算器５４に与える。減算器５４は、上記与えられた出力と上記等化フィルタ３から出力される受信信号との差を求め、この差を等化誤差として係数更新部４に与える。
【００２０】
係数更新部４は、上記減算器５４から与えられた等化誤差をもとにタップ係数を算出し、この算出されたタップ係数を上記等化フィルタ３に与える。等化フィルタ３は、受信信号に上記係数更新部４から与えられたタップ係数を乗算し、その乗算出力を等化された受信信号として出力する。ユニークワード検出部６は、上記フレーム同期回路２においてフレーム同期が確立された状態で、上記等化フィルタ３から出力される波形等化された受信信号中からユニークワードを検出する。そして、その検出の有無を表す検出信号を制御部７に通知する。
【００２１】
制御部７は例えばマイクロコンピュータを備えたもので、この発明に係わる新たな制御機能として復旧制御機能を有している。復旧制御機能は、図示しないプログラムメモリに格納された復旧制御プログラムを上記マイクロコンピュータにおいて実行することにより実現されるもので、次のような処理を行う。
【００２２】
すなわち、フレーム同期が確立された状態で、上記ユニークワード検出部６から通知される検出信号をもとにユニークワードの検出の有無を判定する。そして、ユニークワードが例えば２〜３フレームに渡って検出できなくなると、先ず係数更新部４のタップ係数を初期化し、等化誤差検出回路５を制御して係数更新部４のタップ係数を初期収束させる。すなわち、等化器を発散から復旧させるための処理を実行する。
【００２３】
また、上記初期収束処理の実行後において、上記ユニークワード検出部６から通知される検出信号をもとにユニークワードの検出の有無を再度判定する。そして、上記等化器の初期収束を行ったにもかかわらずユニークワードが検出されない場合には、このユニークワードの非検出の原因をフレーム同期外れと判断し、フレーム同期回路２をリセットしてフレーム同期の引き込み動作を実行させる。そして、フレーム同期確立後に等化器に対し初期収束処理を実行させる。
【００２４】
次に、以上のように構成された受信装置の動作を、制御部７の制御手順に従い説明する。図２はその制御手順及び制御内容を示すフローチャート、図３は受信装置の復旧動作を示すタイムチャートである。
フレーム同期が確立された状態において、受信された伝送信号は受信フィルタ１で不要な周波数成分が除去され、さらに等化フィルタ３により波形等化されたのち、図示しない復調回路に供給される。またユニークワード検出部６では、上記波形等化された受信信号のフレームごとにユニークワードを検出するための処理が行われる。
【００２５】
この状態で制御部７は、図２に示すようにステップ２ａにおいて、上記ユニークワード検出部６から通知される検出信号をもとにユニークワードの検出の有無を判定する。そして、フレームごとにユニークワードが検出されている場合には、上記ステップ２ａによるユニークワードの検出を継続する。
【００２６】
さて、いま例えば降雨減衰や無線伝搬路を鳥が遮ることにより無線伝搬路特性が劣化し、これによりユニークワードが検出できなくなったとする。ここでユニークワード非検出の原因としては、等化器の発散とフレーム同期外れが想定される。そこで、制御部７は、ユニークワードが数フレーム（例えば２〜３フレーム）に渡って検出できなくなると、このユニークワード非検出の原因として先ず等化器の発散を疑う。そして、ステップ２ａからステップ２ｂに移行し、ここで図３（ｄ）に示すように次のユニークワード受信期間を利用して等化器の初期化処理を実行する。
【００２７】
すなわち、制御部７は先ず受信信号のユニークワード受信開始タイミングにおいて、係数更新部４に対しリセット信号を与えてタップ係数をリセットすると共に、切替回路５３に対し切替指示を与えてメモリ５１を選択する。この結果、等化誤差検出回路５では、メモリ５１から読み出された既知のユニークワードと、等化フィルタ３から出力された受信信号との差が減算器５４において算出され、この算出された差信号が等化誤差として係数更新部４に与えられる。係数更新部４では、上記減算器５４から与えられた等化誤差に基づいてタップ係数が算出され、この算出されたタップ係数が等化フィルタ３に与えられる。以後ユニークワード受信期間中に上記タップ係数の更新動作が繰り返され、これにより等化器は初期収束される。
【００２８】
また、受信信号のデータ受信期間になると制御部７は、切替回路５３に対し切替指示を与えて再マッピング部５２を選択する。この結果、上記再マッピング部５２において、等化フィルタ３から出力された受信信号が理想のシンボル点として再マッピングされ、この再マッピングされた信号と等化フィルタ３から出力された受信信号との差が減算器５４において算出される。そして、この算出された差信号が等化誤差として係数更新部４に与えられる。係数更新部４では、上記減算器５４から与えられた等化誤差に基づいてタップ係数を更新するための演算を行い、この算出されたタップ係数が等化フィルタ３に与えられる。以後データ受信期間中に上記タップ係数の更新動作が繰り返される。
【００２９】
上記等化器の初期収束処理が終了すると制御部７は、ステップ２ｃに移行して次のユニークワード受信期間においてユニークワードの検出の有無を判定する。そして、この判定の結果ユニークワードが検出されれば、ユニークワード非検出の原因、ここでは等化器の発散は解消されたものと判断し、以後ステップ２ａによるユニークワードの検出監視処理に戻る。
【００３０】
これに対し、上記等化器の初期収束処理を行ったにもかかわらずユニークワードが検出されなかったとする。この場合制御部７は、ユニークワード非検出の原因をフレーム同期外れと判断し、ステップ２ｃからステップ２ｄに移行して、ここで図３（ｅ）に示すようにフレーム同期回路２の初期化及びフレーム同期引き込み処理を実行する。
【００３１】
すなわち、制御部７は、ユニークワード受信期間の終了タイミングにおいてフレーム同期回路２に対しリセット信号を与え、これによりフレーム同期回路２をリセットする。この結果フレーム同期回路２では、受信フィルタ１から出力された受信信号と既知のユニークワードとの相関演算処理が行われ、この演算処理により算出された相関値が最大値をとるときのタイミングがユニークワード検出部６及び制御部７に通知される。制御部７は、上記通知されたタイミングをもとにフレーム同期及びシンボル同期を確立する。
【００３２】
また上記フレーム同期及びシンボル同期が確立されると、制御部７は続いてステップ２ｅに移行し、ここで図３（ｅ）に示すように等化器を初期収束させるための処理を実行する。この初期収束処理の手順と内容は先にステップ２ｂにて述べた手順及び内容と同一である。かくして、ユニークワード非検出の原因、ここではフレーム同期回路２におけるフレーム同期外れは解消され、以後受信装置では正常な受信復調動作が可能になる。また制御部７は、ステップ２ａによるユニークワードの検出判定処理に戻る。
【００３３】
なお、図３（ｃ）はユニークワードが検出されなくなった場合に、無条件にフレーム同期の初期化及び同期引き込み処理を実行するようにしていた従来の復旧動作を示すものである。
【００３４】
以上述べたようにこの実施形態では、フレーム同期が確立された状態で制御部７によりユニークワードの検出の有無を判定し、２〜３フレームに渡りユニークワードが検出されなくなった場合に、先ず等化器の初期収束処理を実行する。そして、この等化器の初期収束処理の実行後にユニークワードの検出の有無を再度判定し、上記等化器の初期収束を行ったにもかかわらずユニークワードが検出されない場合には、フレーム同期回路２をリセットしてフレーム同期の引き込み動作を実行させ、さらにフレーム同期確立後に等化器の初期収束処理を実行するようにしている。
【００３５】
したがって、フレームに渡ってユニークワードが検出されなくなった場合には、先ず等化器の初期化処理が行われるため、ユニークワードの非検出の原因が等化器の発散にあるときには、フレーム同期の再確立からやり直す場合（図３（ｃ））に比べて、短時間のうちに正しい復調信号を得ることが可能になる。すなわち、短時間のうちの等化器を発散から復旧させて受信装置を正常状態に復旧させることが可能となる。
【００３６】
また、上記等化器の初期収束処理を実行したにもかかわらず、依然としてユニークワードが検出されない場合には、自動的にフレーム同期回路２がリセットされて再度同期引き込み処理が実行されるので、ユニークワード非検出の原因がフレーム同期外れにある場合でも、電源の再投入等を行うことなく確実に装置を復旧させることができる。
【００３７】
一方、無線伝搬路特性が比較的良好な状況下では、複数フレームに渡り継続的に等化器の収束処理が行われる。このため、フレームごとに等化器を初期化する場合に比べ、等化誤差を小さくして高い等化性能を発揮させることが可能となる。図４はその動作の一例を示すものである。同図から明らかなように、無線伝搬路特性が比較的良好な状態で、複数フレームに渡って継続的に等化フィルタ３のタップ係数更新処理を続けると、等化誤差は非常に小さくなる。ちなみに、無線伝搬路特性の良否に関係なくフレームごとに等化器を初期化する場合には、図５に示すように等化誤差はそれほど小さくならない。
【００３８】
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では２〜３フレームに渡りユニークワードが検出されなくなった場合に、先ず等化器の初期収束処理を行い、この等化器の初期収束処理の実行にもかかわらず依然としてユニークワードが検出されない場合に、自動的にフレーム同期回路２を初期化してフレーム同期引き込み処理を実行するようにした。
【００３９】
しかし、これに限るものではなく、ユニークワードが検出されなくなった場合にユニークワード非検出の原因を判定し、この判定の結果原因が等化器の発散にある場合には先ず等化器の初期収束処理を実行し、一方原因がフレーム同期外れにある場合には即時フレーム同期の初期化及び同期引き込み処理を実行するようにしてもよい。ここで、上記ユニークワード非検出の原因判定手段としては、例えばフレーム同期回路２の相関出力を過去の少なくとも１フレーム分記憶しておき、この記憶された相関出力の変化パターンをもとにユニークワード非検出の原因が等化器の発散にあるかまたはフレーム同期外れにあるかを判定することにより実現可能である。  
このように構成すると、ユニークワード非検出の原因がフレーム同期外れにあった場合に、復旧までに要する時間を短縮することができる。
【００４０】
また、前記実施形態では、復旧制御をプログラムの実行により実現するようにしたが、ハードウエアにより実現することも可能である。その他、無線通信システムの種類や構成、無線アクセス方式や変調方式、受信装置の種類や設置場所、受信装置の構成、復旧制御の手順と内容、ユニークワード非検出の判定条件等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。
【００４１】
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明の一実施形態に係わる受信装置の要部構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１に示した受信装置の制御部により実行される復旧制御手順とその内容を示すフローチャート。
【図３】図１に示した受信装置における復旧動作を示すタイムチャート。
【図４】複数フレームに渡り継続的に等化器の収束処理が実行される場合の等化器の動作を説明するための図。
【図５】フレームごとに等化器を初期化する場合の等化器の動作を説明するための図。
【符号の説明】
【００４３】
１…受信フィルタ、２…フレーム同期回路、３…等化フィルタ、４…係数更新部、５…等化誤差検出回路、５１…メモリ、５２…再マッピング部、５３…切替回路、５４…減算器、６…ユニークワード検出部、７…制御部、７１…復旧制御機能。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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