(57)【要約】【課題】周波数等化性能が向上したマルチ副搬送波通信システム及びの方法を提供する。【解決手段】本発明のマルチ副搬送波通信システムは、周波数等化器から出力される受信信号が入力され、新しい周波数等化係数を計算して周波数等化器の周波数等化係数を周期的に更新する周波数等化係数計算ユニットを含む。このようなマルチ副搬送波通信システムは、チャンネル特性測定のための初期化区間だけではなく、データ受信区間の間周期的に周波数等化係数を計算して更新することによって、時間の経過によってチャンネル特性が変化するのに能動的に対処して、周波数等化器の性能を向上させる。その結果、マルチ副搬送波通信システムの性能が向上する。【選択図】図１
2006191556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数等化係数を利用して受信信号のチャンネル歪を補償する周波数等化器の前記周波数等化係数を計算する方法において、
前記周波数等化器から出力されるＮ個の受信信号の平均値を計算する段階と、
単位誤差補償ベクタを計算する段階と、
前記計算された単位誤差補償ベクタから前記周波数等化係数を更新する段階とを含むことを特徴とする周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項２】
前記周波数等化係数更新段階は、
現在周波数等化係数と前記計算された単位誤差補償ベクタとの積によって前記周波数等化係数を更新することを特徴とする請求項１に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項３】
前記単位誤差補償ベクタは期待値と前記平均値との比であることを特徴とする請求項１に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項４】
前記受信信号はＱＡＭでコーディングされた信号であることを特徴とする請求項１に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項５】
前記平均値計算段階の前に、任意の座標値を有する前記受信信号を基準座標値として正規化する段階をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項６】
前記期待値は前記基準座標値であることを特徴とする請求項５に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項７】
前記正規化された受信信号を貯蔵する段階をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項８】
前記平均値計算段階は、
貯蔵された受信信号の個数がＮである時、前記正規化された受信信号の平均値を計算する段階を含むことを特徴とする請求項７に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項９】
前記計算された単位誤差補償ベクタを所定の誤差補正比に応じて補正する段階をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項１０】
前記周波数等化係数更新段階は、
前記単位誤差補償ベクタが１ではない時、以前周波数等化係数と前記単位誤差補償ベクタとの積から前記周波数等化器の周波数等化係数を更新することを特徴とする請求項９に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項１１】
前記段階はノーマル受信モードの間、周期的に実行されることを特徴とする請求項１０に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項１２】
前記周波数等化器の前記周波数等化係数の初期値は初期化区間で設定されることを特徴とする請求項１１に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項１３】
前記受信信号はＩ個の副搬送波を含むことを特徴とする請求項１２に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項１４】
前記正規化段階は、
受信信号の実数符号と虚数符号とを検出する段階と、
前記実数と前記虚数の符号が異なる場合、前記実数と前記虚数とを交換する段階と、
前記受信信号の座標を実数＝虚数軸に回転する段階と、 
前記受信信号の座標を前記基準座標値にシフトする段階とを含むことを特徴とする請求項５に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項１５】
周波数等化係数を利用して受信信号のチャンネル歪を補償する周波数等化器の前記周波数等化係数を計算する方法において、
前記周波数等化器から出力され、各々がＩ個の副搬送波を含む受信信号がＮ個入力される段階と、
Ｎ個ずつ入力された前記副搬送波の各々の平均値を計算する段階と、
期待値と前記平均値の各々の比である単位誤差補償ベクタを計算する段階と、
前記単位誤差補償ベクタと対応する以前周波数等化係数の各々の積から前記周波数等化器の副搬送波に各々対応する周波数等化係数を更新する段階とを含むことを特徴とする周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項１６】
前記受信信号はＱＡＭ方式でコーディングされた信号であることを特徴とする請求項１５に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項１７】
前記平均値計算段階の前に、任意の座標値を有する前記受信信号の副搬送波を基準座標値として正規化する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１５に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項１８】
前記期待値は前記基準座標値であることを特徴とする請求項１７に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項１９】
前記正規化された受信信号を貯蔵する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１８に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項２０】
前記平均値計算段階は、
貯蔵された受信信号の個数がＮである時、前記正規化された受信信号の副搬送波の各々に対する平均値を計算する段階を含むことを特徴とする請求項１９に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項２１】
前記計算された単位誤差補償ベクタを所定の誤差補正比に応じて補正する段階をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の周波数等化器の周波数等化係数を計算する方法。
【請求項２２】
周波数等化係数を利用して受信信号のチャンネル歪を補償する周波数等化器と、 
前記周波数等化係数を計算する計算ユニットとを含み、
前記計算ユニットは、
前記周波数等化器から出力されるＮ個の受信信号の平均値を計算し、期待値と前記平均値との比である単位誤差補償ベクタを計算する第１計算器と、
以前周波数等化係数と前記単位誤差補償ベクタとの積から前記周波数等化係数を更新する第２計算器とを含むことを特徴とするマルチ副搬送波通信システム。
【請求項２３】
前記受信信号はＱＡＭ方式でコーディングされた信号であることを特徴とする請求項２２に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項２４】
前記第１計算器は、
前記周波数等化器から出力される前記受信信号を基準座標値として正規化する正規化器と、
前記正規化された受信信号を貯蔵するためのバッファと、 
前記バッファに貯蔵されたＮ個の受信信号の平均値を計算して、前記期待値と前記平均値との比である前記単位誤差補償ベクタを計算する単位誤差補償ベクタ計算器とを含むことを特徴とする請求項２３に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項２５】
前記期待値は前記基準座標値であることを特徴とする請求項２２に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項２６】
前記第２計算器は、
前記計算された単位誤差補償ベクタを所定の誤差補正比に応じて補正する誤差補正器と、
以前周波数等化係数と前記補正された単位誤差補償ベクタとの積から前記周波数等化係数を更新する掛け算器とを含むことを特徴とする請求項２２に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項２７】
前記受信信号はＩ個の副搬送波を含むことを特徴とする請求項２２に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項２８】
周波数等化係数を使用してフーリエ変換器から出力される受信信号のチャンネル歪を補償する周波数等化器と、
前記周波数等化係数を計算する計算ユニットとを含み、
前記計算ユニットは、
前記周波数等化器から出力される前記受信信号を基準座標値として正規化する正規化器と、
前記正規化された受信信号を貯蔵するためのバッファと、
前記バッファに貯蔵されたＮ個の受信信号の平均値を計算して、前記単位誤差補償ベクタを計算する単位誤差補償ベクタ計算器と、
前記計算された単位誤差補償ベクタを所定の誤差補正比に応じて補正する誤差補正器と、
以前周波数等化係数と前記補正された単位誤差補償ベクタとの積から前記周波数等化係数を更新する掛け算器とを含むことを特徴とするマルチ副搬送波通信システム。
【請求項２９】
前記単位誤差補償係数は前記期待値と前記平均値との比であることを特徴とする請求項２８に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項３０】
前記周波数等化器の前記周波数等化係数は前記掛け算器から演算結果が出力される時に更新されることを特徴とする請求項２８に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項３１】
チャンネルを通じて受信されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、
前記アナログ−デジタル変換器から出力される直列信号を並列信号に変換する直列−並列変換器と、
前記直列−並列変換器から出力される時間領域内の信号を周波数領域内の信号に変換するフーリエ変換器とをさらに含み、
前記フーリエ変換器から出力される信号は前記受信信号として前記周波数等化器に提供されることを特徴とする請求項２９に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項３２】
前記受信信号はＱＡＭ方式でコーディングされた信号であることを特徴とする請求項３１に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項３３】
前記期待値は前記基準座標値であることを特徴とする請求項３２に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項３４】
前記受信信号はＩ個の副搬送波を含むことを特徴とする請求項３３に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項３５】
前記正規化器は前記受信信号の副搬送波の各々を基準座標値として正規化することを特徴とする請求項３４に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項３６】
前記補正ベクタ計算器は、
前記バッファにＮ個の受信信号が貯蔵される時、前記貯蔵された受信信号の副搬送波の各々に対する平均値を計算して、前記期待値と前記平均値の各々の比である前記単位誤差補償ベクタを計算することを特徴とする請求項３５に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項３７】
前記誤差補正器は、
前記計算された単位誤差補償ベクタの各々を所定の誤差補正比に応じて補正することを特徴とする請求項３６に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【請求項３８】
前記掛け算器は、
前記単位誤差補償ベクタと対応する以前周波数等化係数の各々の積から前記周波数等化器の副搬送波に各々対応する周波数等化係数を更新することを特徴とする請求項３７に記載のマルチ副搬送波通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムに係り、さらに具体的にはＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式でコーディングされた信号を送受信するマルチ副搬送波通信システム（ｍｕｌｔｉ ｓｕｂ−ｃａｒｒｉｅｒ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチ副搬送波通信システムでの周波数等化器（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｅｑｕａｌｉｚｅｒ；ＦＥＱ）の実現はチャンネル測定時、所定個数の受信値に対する平均を取ってチャンネルの歪を計算した後、その逆を取って周波数等化器係数値を求めることによって可能である。このような方式は受信信号からどれぐらい多くの標本を取るのかによって周波数等化器の性能が決められる。
【０００３】
一般的に有線マルチ通信システムのプロトコルは等化器の係数決定のために初期化区間を設定し、制限された時間内にチャンネル分析を実行しなければならない。したがって、受信信号に雑音が大きい場合、またはチャンネル測定のために使用された受信信号の数が少ない場合、周波数等化器の性能は低下する恐れがある。運良く正確なチャンネル特性を求めて、周波数等化器の性能が最適化された場合にも時間の経過に応じてチャンネルの特性が変化して、周波数等化器の性能は低下する恐れが存在する。
【０００４】
電話線のような有線チャンネルは短時間内ではチャンネルの特性変化がほぼないが、長期間にかけて変化する可能性がある。すなわち、周波数等化器の係数値をチャンネル変化に適するように持続的に最適化させる必要があるが、上述の理由によって、毎度正確なチャンネル値を測定することは難しい。特にチャンネル測定に使用した受信信号の中、大きい雑音成分が添加されている場合やサンプリング信号の個数が少ない場合、周波数等化器の性能は大きく低下する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の目的は、周波数等化器の周波数等化係数を最適の状態として設定することができるマルチ副搬送波通信システム及びその設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述の目的を達成するために本発明の一特徴によると、周波数等化係数を利用して受信信号のチャンネル歪曲を補償する周波数等化器の前記周波数等化係数を計算する方法は、前記周波数等化器から出力されるＮ個の受信信号の平均値を計算する段階と、期待値と前記平均値との比である単位誤差補償ベクタを計算する段階と、以前周波数等化係数と前記単位誤差補償ベクタとの積から前記周波数等化器の周波数等化係数を更新する段階とを含む。
【０００７】
望ましい実施形態において、前記受信信号はＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式でコーディングされた信号である。
【０００８】
この実施形態において、前記平均値計算段階の前に、任意の座標値を有する前記受信信号を基準座標値として正規化する段階をさらに含む。
【０００９】
この実施形態において、前記期待値は前記基準座標値である。
【００１０】
この実施形態において、前記周波数等化係数計算方法は、正規化された受信信号を貯蔵する段階をさらに含む。
【００１１】
この実施形態において、前記平均値計算段階は、貯蔵された受信信号の個数がＮである時、前記正規化された受信信号の平均値を計算する段階を含む。
【００１２】
この実施形態において、前記周波数等化係数計算方法は、前記計算された単位誤差補償ベクタを所定の誤差補正比に応じて補正する段階をさらに含む。
【００１３】
この実施形態において、前記更新段階は、前記単位誤差補償ベクタが１ではない時、以前周波数等化係数と前記単位誤差補償ベクタとの積から前記周波数等化器の周波数等化係数を更新する段階を含む。
【００１４】
この実施形態において、前記段階はノーマル受信モードの間周期的に実行される。
【００１５】
この実施形態において、前記周波数等化器の前記周波数等化係数の初期値は通信初期化区間で設定される。
【００１６】
この実施形態において、前記受信信号はＩ個の副搬送波を含む。
【００１７】
この実施形態において、前記正規化段階は、受信信号の実数符号と虚数符号とを検出する段階と、前記実数と前記虚数の符号が異なる場合、前記実数と前記虚数とを交換する段階と、前記受信信号の座標を実数＝虚数軸に回転する段階と、前記受信信号の座標を前記基準座標値にシフトする段階とを含む。
【００１８】
本発明の他の特徴によると、周波数等化係数を利用して受信信号のチャンネル歪を補償する周波数等化器の前記周波数等化係数を計算する方法は、前記周波数等化器から出力され、各々がＩ個の副搬送波を含む受信信号がＮ個入力される段階と、Ｎ個ずつ入力された前記副搬送波の各々の平均値を計算する段階と、期待値と前記平均値の各々の比である単位誤差補償ベクタを計算する段階と、前記単位誤差補償ベクタと対応する以前周波数等化係数の各々の積から前記周波数等化器の副搬送波に各々対応する周波数等化係数を更新する段階とを含む。
【００１９】
望ましい実施形態において、前記受信信号はＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式でコーディングされた信号である。
【００２０】
この実施形態において、前記平均値計算段階の前に、任意の座標値を有する前記受信信号の副搬送波を基準座標値として正規化する段階をさらに含むことを特徴とする。
【００２１】
この実施形態において、前記期待値は前記基準座標値である。
【００２２】
この実施形態において、前記周波数等化係数を計算する方法は、前記正規化された受信信号を貯蔵する段階をさらに含む。
【００２３】
この実施形態において、前記平均値計算段階は、貯蔵された受信信号の個数がＮである時、前記正規化された受信信号の副搬送波の各々に対する平均値を計算する段階を含む。
【００２４】
この実施形態において、前記周波数等化係数計算方法は、前記計算された単位誤差補償ベクタを所定の誤差補正比に応じて補正する段階をさらに含む。
【００２５】
本発明の他の特徴によると、マルチ副搬送波通信システムは周波数等化係数を利用して受信信号のチャンネル歪を補償する周波数等化器と、前記周波数等化係数を計算する計算ユニットとを含む。前記計算ユニットは、前記周波数等化器から出力されるＮ個の受信信号の平均値を計算して、期待値と前記平均値との比である単位誤差補償ベクタを計算する第１計算器と、以前周波数等化係数と前記単位誤差補償ベクタとの積から前記周波数等化係数を計算する第２計算器とを含む。
【００２６】
望ましい実施形態において、前記受信信号はＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式でコーディングされた信号である。
【００２７】
この実施形態において、前記第１計算器は、前記周波数等化器から出力される前記受信信号を基準座標値として正規化する正規化器と、前記正規化された受信信号を貯蔵するためのバッファと、前記バッファに貯蔵されたＮ個の受信信号の平均値を計算して、前記期待値と前記平均値との比である前記単位誤差補償ベクタを計算する単位誤差補償ベクタ計算器とを含む。
【００２８】
この実施形態において、前記期待値は前記基準座標値である。
【００２９】
この実施形態において、前記第２計算器は、前記計算された単位誤差補償ベクタを所定の誤差補正比に応じて補正する誤差補正器と、以前周波数等化係数と前記補正された単位誤差補償ベクタとの積から前記周波数等化係数を計算する掛け算器とを含む。
【００３０】
この実施形態において、前記受信信号はＩ個の副搬送波を含む。
【００３１】
本発明の他の特徴によるマルチ副搬送波通信システムは、周波数等化係数を利用して前記フーリエ変換器から出力される受信信号のチャンネル歪曲を補償する周波数等化器と、前記周波数等化係数を計算する計算ユニットとを含む。前記計算ユニットは、前記周波数等化器から出力される前記受信信号を基準座標値として正規化する正規化器と、前記正規化された受信信号を貯蔵するためのバッファと、前記バッファに貯蔵されたＮ個の受信信号の平均値を計算して、前記期待値と前記平均値との比である前記単位誤差補償ベクタを計算する単位誤差補償ベクタ計算器と、前記計算された単位誤差補償ベクタを所定の誤差補正比に応じて補正する誤差補正器と、以前周波数等化係数と前記補正された単位誤差補償ベクタとの積から前記周波数等化係数を計算する掛け算器とを含む。
【００３２】
望ましい実施形態において、前記周波数等化器の前記周波数等化係数は前記掛け算器からの演算結果として更新される。
【００３３】
この実施形態において、前記通信システムは、チャンネルを通じて受信されたアナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器と、前記アナログ−デジタル変換器から出力される直列信号を並列信号に変換する直列−並列変換器と、前記直列−並列変換器から出力される時間領域内の信号を周波数領域内の信号に変換するフーリエ変換器とをさらに含む。前記フーリエ変換器から出力される信号は前記受信信号として前記周波数等化器に提供される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によると、マルチ副搬送波通信システムの受信器はチャンネル特性測定のための初期化区間だけではなく、データ受信区間の間、周期的にＦＥＱ係数を計算して更新することによって、時間の経過によってチャンネル特性が変化するのに能動的に対処して、周波数等化器の性能を向上させる。その結果、マルチ副搬送波通信システムの性能が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下では、本発明の望ましい実施形態を添付の図を参照して詳細に説明する。
【００３６】
図１は本発明の望ましい実施形態によるマルチ副搬送波通信システムの受信器を示す図である。
【００３７】
マルチ副搬送波通信システムの受信器１００はアナログ−デジタル変換器（ａｎａｌｏｇ−ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１１０、直列−並列変換器（ｓｅｒｉａｌ−ｐａｒａｌｌｅｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１２０、離散フーリエ変換器（ｄｉｓｃｒｅｔｅｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）１３０、周波数等化器（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｅｑｕａｌＩｚｅｒ）１４０、ＱＡＭデコーダ及びフレームバッファ１５０、ＣＲＣ（ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙｃｈｅｃｋｉｎｇ）ブロック１６０、及び周波数等化係数計算ユニット１７０を含む。
【００３８】
チャンネルを通じて受信されたアナログ信号Ｘはアナログ−デジタル変換器１１０によってデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は直列信号であり、これは直列−並列変換器１２０によって並列信号に変換される。直列−並列変換器１２０から出力される並列信号は時間領域（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）内の信号である。離散フーリエ変換器１３０は直列−並列変換器１２０から出力される時間領域内の信号を周波数領域内の信号に変換する。周波数等化器１４０は周波数等化係数を利用して離散フーリエ変換器１３０から出力される受信信号のチャンネル歪を補償する。チャンネル歪は受信信号の大きさと位相変化とを含む。ＱＡＭデコーダ及びフレームバッファ１５０は周波数等化器１４０から出力される信号をデコーディングして元々の信号に修復して、貯蔵する。ＣＲＣブロック１６０は受信された信号にエラー（ｅｒｒｏｒ）があるか否かを検査する。
【００３９】
本発明の望ましい実施形態による周波数等化係数計算ユニット１７０は周波数等化器１４０から出力される受信信号が入力されて、新しい周波数等化係数を計算して周波数等化器１４０の周波数等化係数を更新する。周波数等化係数計算ユニット１７０はＱＡＭ正規化器１７１、バッファ１７２、単位誤差補償ベクタ（Ｕｎｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ 、ＵＥＣＶ）計算器１７３、誤差補正器（ＥｒｒｏｒＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ）１７４、以前係数バッファ１７５、及び掛け算器１７６を含む。周波数等化計算ユニット１７０の詳細な動作は後で詳細に説明する。
【００４０】
図２は一般的な周波数等化器の動作を説明するために送受信信号を概念的に示す。図２を参照すると、他の通信システムの送信器（図示しない）から送信された信号Ｘはチャンネル１０を通じて通信システムの受信器１００に受信される。受信信号Ｙはチャンネル１０の環境に応じて大きさと位相とが変化された信号である。すなわち、受信信号Ｙ＝送信信号（Ｘ）Ｘチャンネル特性（Ｈ）である。このようなチャンネル特性は周波数平面で補償するのが容易であり、一般的に周波数等化器１４０がチャンネル特性を補償するために使用される。チャンネル特性補償のためには送信器から送信された信号（Ｘ）が分かっていなければならないし、チャンネル１０の特性を正確に推定しなければならない。周波数等化器１４０は受信信号Ｙに周波数等化係数（以下、ＦＥＱ係数Ｆ）を掛けてチャンネル特性補償を実行する。ＦＥＱ係数Ｆはチャンネル特性Ｈの逆として表現可能である。
【００４１】
最適のＦＥＱ係数Ｆを求めるためにはチャンネル特性Ｈを正確に求めなければならないし、正確なチャンネル特性Ｈを求めるためにはチャンネル上の雑音の影響を最小化しなければならない。無限大の時間に対する雑音の平均は０であるので、無限大の時間の間受信された信号の平均を求めれば、雑音の影響を完全に除去することができる。しかし、実在的には時間制約が存在するので、チャンネル特性Ｈを測定するために送信器と受信器との間に約定された信号を送受信する区間は限定される。測定された区間内受信された信号の雑音が不規則な場合、雑音の平均は０に収斂されず、その結果、受信信号の合算によって求められたチャンネル特性は正確ではない。
【００４２】
図３Ａ乃至図３Ｄはチャンネル推定エラー（Ｃｈａｎｎｅｌ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｅｒｒｏｒ）を例示的に示す。図３Ａ乃至図３Ｄで、白色は受信信号を示し、黒色は受信信号の平均を示す。図３Ａはチャンネル雑音の和が０に近似してチャンネル特性を正確に求めることができる場合を示し、図３Ｂは受信信号の中の雑音の大きさが瞬間的に大きいサンプルが含まれた場合を示し、図３Ｃはチャンネル値を求める区間内で雑音の分布が特定位置に傾いている場合を示し、図３Ｄは位相歪によって離散フーリエ変換器１３０からの出力が実数側に偏向された場合を示す。チャンネル測定区間が短い場合、図３Ｃに示したような現象が発生することができ、正確なチャンネル特性を求めるためにはチャンネルの雑音の大きさが大きいほど多くの受信信号からチャンネルの特性を求めなければならない。また、虚数の有効数字が雑音の大きさより小さい場合、図３Ｄに示したような現象が発生することがある。
【００４３】
したがって、本発明の望ましい実施形態によるマルチ副搬送波通信システムの受信器１００はチャンネル特性測定のための初期化区間だけではなく、データ受信区間の間周期的にＦＥＱ係数を計算して更新することによって、時間の経過によってチャンネル特性が変化するのに能動的に対処して、周波数等化器１４０の性能を向上させる。その結果、マルチ副搬送波通信システムの性能が向上する。
【００４４】
図４は周波数等化器１４０から出力される受信信号Ｒと基準信号ＲＥＦとの間の誤差を示す。周波数等化器１４０から出力される受信信号Ｒは周波数等化が実行されて、チャンネル特性が補償された信号である。しかし、チャンネル上に存在する雑音によってチャンネル特性を正確に測定することができない場合、送信器から伝送された信号すなわち、基準信号ＲＥＦと受信信号Ｒとの間には誤差が存在する。誤差ベクタ（Ｅｒｒｏｒ Ｖｅｃｔｏｒ；ＥＶ）は基準信号ＲＥＦと受信信号Ｒとの間の誤差を示す。周波数等化器１４０が最適の性能を有する場合、基準信号ＲＥＦと受信信号Ｒとは同一であるので、誤差ベクタＥＶは０である。したがって、誤差ベクタＥＶを０にさせるために本発明の望ましい実施形態によるＦＥＱ係数計算ユニット１７０は単位誤差補償ベクタＵを利用する。単位誤差補償ベクタＵは式１乃至式３のような方法で求められる。
【００４５】
【数１】
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【００４６】
【数２】
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【００４７】
【数３】
2006191556.tif 000005
【００４８】
受信信号ＲはＩ個の副搬送波Ｒ１、Ｒ２、…、ＲＩを含み、周波数等化器１４０から出力されるＩ番目の副搬送波はＲｉである。すなわち、Ｉ＝１、２、３、…、Ｉである。Ｈｉはｉ番目の副搬送波のチャンネル応答値であり、Ｘｉは送信器から伝送された信号であり、Ｆ（ｉ，ｎ）はｉ番目の副搬送波のｎ番目の繰り返しで求められたＦＥＱ係数である。Ｎは受信信号平均Ｒａｖｇ計算に使用されたフレームの数を示す。単位誤差補償ベクタＵＥＣＶはＦＥＱ係数を更新するのに利用される。
【００４９】
【数４】
2006191556.tif 000006
【００５０】
式１乃至式４の演算は図１に示したＦＥＱ係数計算ユニット１７０によって実行される。ＦＥＱ係数計算ユニット１７０の詳細な動作は図１及び図９を参照して説明する。
【００５１】
図９は本発明の望ましい実施形態による周波数等化係数計算手順を示すフローチャートである。まず、ＱＡＭ正規化器１７１は周波数等化器１４０から出力される受信信号Ｒ＝Ｒ１、Ｒ２、…、ＲＩが入力されて各副搬送波を基準座標として正規化する（段階Ｓ２００）。
【００５２】
初期化区間の間、マルチ副搬送波通信システムはプロトコルに定義された座標平面上の指定された位置の信号を送／受信する。しかし、指定された時間内に正確なチャンネル測定が実行されない場合、ＦＥＱ係数は正確に計算されることができない。また、データ受信区間の間受信される信号は任意の座標の値を有するので、基準信号と受信信号との間の誤差を計算することができない。本発明では任意の座標上に置かれる受信信号を基準座標として正規化して単位誤差補償ベクタを計算して、そこからＦＥＱ係数を計算する。
【００５３】
図５は受信信号を正規化する過程を概念的に示す。図５を参照すると、受信信号Ｒｘ１の座標ａ＋ｂｊが条件（ａＸｂ）＞０を満足すれば、実数＝虚数軸にマッピングされるように受信信号の座標を回転させて、回転された位置から基準座標までシフトする。例えば、基準座標は１＋１ｊである。
【００５４】
受信信号Ｒｘ２の座標ａ＋ｂｊが条件（ａＸｂ）＜０を満足すれば、受信信号の実数部と虚数部とを交換する（ｓｗａｐ）。ａ＜０であれば、受信信号の座標を実数軸に対してフォールディング（ｆｏｌｄｉｎｇ）し、ｂ＜０であれば、受信信号の座標を虚数軸に対してフォールディングする。フォールディングされた座標を実数＝虚数軸にマッピングされるように回転させた後、回転された位置から基準座標までシフトする。
【００５５】
このようなＱＡＭ正規化器１７１によると、受信信号Ｒは基準座標にマッピングされる。図６はＧ．９９２．１ ＡＤＳＬ（ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ ｄｉｇｉｔａｌｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ）ＡＮＮｅｘ Ａ通信システムで実際２５６大きさのＱＡＭデータを受信した時、これをＱＡＭ正規化器１７１によって正規化した場合の一例を示す。
【００５６】
理想的に、ＱＡＭ正規化器１７１によって正規化された信号の座標は１＋１ｊであるが、実際環境で受信信号はチャンネル１０上の雑音によって１+１jの周りに分布する。基準信号ＲＥＦを１＋１ｊにすれば、基準信号ＲＥＦと正規化された受信信号Ｒとの差からＦＥＱ係数を求めることができる。
【００５７】
ＱＡＭ正規化器１７１から出力される正規化された受信信号Ｒｉはバッファ１７２に貯蔵される（段階Ｓ２１０）。バッファ１７２に貯蔵された信号ＲｉがＮ個であるとき（段階Ｓ２２０）、単位誤差補償ベクタ計算器１７３は受信信号の平均Ｒａｖｇ（ｉ，ｎ）を計算して（段階Ｓ２３０）、単位誤差補償ベクタＵ（ｉ，ｎ）を計算する（段階Ｓ２４０）。
【００５８】
単位誤差補償ベクタは基準座標と実際受信座標との差を示し、現在ＦＥＱ係数の正確度に対する尺度である。しかし、チャンネル雑音が大きいか、大きさが大きいバースト雑音（ｂｕｒｓｔｎｏｉｓｅ）が印加される場合、単位誤差補償ベクタの信頼度が低下する。このような場合を考慮して、誤差補正器１７４は計算された単位誤差補償ベクタＵＩ、Ｎの信頼度を調節するために所定の補正値を計算された単位誤差補償ベクタＵＩ、Ｎに反映する（段階Ｓ２５０）。したがって、ＦＥＱ係数の誤差を漸次的に減少させることができる。
【００５９】
基準座標と受信座標との間に誤差が存在しない場合、Ｕ（ｉ，ｎ）−ｉｄｅａｌ＝（１＋０Ｘｊ）であるので、実際計算されたＵ（ｉ，ｎ）とＵ（ｉ，ｎ）−ｉｄｅａｌを通じて誤差値Ｅを計算することができる。Ｅを与えられた定数値に割った値をＵ（ｉ，ｎ）に適用して実際計算されたＵ（ｉ，ｎ）に代えて部分的に誤差補正されたＵ（ｉ，ｎ）を使用することによって、Ｕ（ｉ，ｎ）の信頼度を調節する。
【００６０】
【数５】
2006191556.tif 000007
【００６１】
数式５でＫは補正比である。
【００６２】
図７は補正比Ｋ＝２である場合の一例を示す。Ｋ＝２は単位誤差補償ベクタの信頼度が ５０%であることを意味する。図７から、ＦＥＱ係数はＮフレームごとに更新される時、以前ＦＥＱ係数に比べて誤差が５０％減少することが分かる。
【００６３】
再び、図１を参照すると、誤差補正された単位誤差補償ベクタＵＥＣＶは掛け算器１７６によって以前ＦＥＱ係数バッファ１７５に貯蔵された以前ＦＥＱ係数Ｆ（ｉ，ｎ−１）と掛けられる。掛け算器１７６から出力されるＦＥＱ係数は周波数等化器１４０に提供されて更新される（段階Ｓ２６０）。
【００６４】
周波数等化器１４０のＦＥＱ係数が更新された後、Ｎフレームの間受信された信号に対する式１乃至式５の演算が繰り返して実行され、Ｕ（ｉ，ｎ）＝１である時ＦＥＱ係数が最適に設定されたと見なされる。
【００６５】
通信システムの受信器性能は受信信号対雑音比として測定可能である。図８はＧ．９２２．１ ＡＤＳＬ ＡＮＮｅｘ Ａに従う有線通信システムの信号対雑音比を示す。細い実線はＦＥＱ計算ユニット１７０を具備しない従来の受信器の信号対雑音比を示し、太い実線は本発明の望ましい実施形態による受信器の信号対雑音比を示す。従来には初期化区間にだけＦＥＱ係数を設定してデータ受信全区間の間同一のＦＥＱ係数を利用して周波数等化を実行した。したがって、時間の経過によってチャンネル特性が変化する場合、信号対雑音比が鋸歯形状として示されるようになる。本発明の望ましい実施形態による受信器は初期化区間だけでなく、データ受信区間の間周期的にＦＥＱ係数を更新することによって周波数等化器１４０の性能が最適化されて、全体的に信号対雑音比の曲線が緩やかな曲線として示されることが分かる。
【００６６】
例示的な望ましい実施形態を利用して本発明を説明したが、本発明の範囲は開示された実施形態に限定されないことがよく理解されるであろう。したがって、特許請求の範囲はそのような変形例及びその類似の構成の全部を含むものとして、できる限り幅広く解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の望ましい実施形態によるマルチ副搬送波通信システムの受信器を示す図である。
【図２】一般的な周波数等化器の動作を説明するために送受信信号を概念的に示す図である。
【図３Ａ】チャンネル推定エラーを例示的に示す図である。
【図３Ｂ】チャンネル推定エラーを例示的に示す図である。
【図３Ｃ】チャンネル推定エラーを例示的に示す図である。
【図３Ｄ】チャンネル推定エラーを例示的に示す図である。
【図４】周波数等化器から出力される受信信号と基準信号間の誤差を示す図である。
【図５】受信信号を正規化する過程を概念的に示す図である。
【図６】Ｇ．９９２．１ ＡＤＳＬ ＡＮＮｅｘ Ａ通信システムで実際２５６大きさのＱＡＭデータを受信した時、これをＱＡＭ正規化器によって正規化した場合の一例を示す図である。
【図７】補正比Ｋ＝２である場合、単位誤差補償ベクタの変化の一例を示す図である。
【図８】Ｇ．９２２．１ ＡＤＳＬ ＡＮＮｅｘ Ａに従う有線通信システムの信号対雑音比を示す。
【図９】本発明の望ましい実施形態による周波数等化係数計算手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６８】
１００  受信器
１１０  アナログ−デジタル変換器
１２０  直列−並列変換器
１３０  離散フーリエ変換器
１４０  周波数等化器
１５０  ＱＡＭデコーダ及びフレームバッファ
１６０  ＣＲＣブロック
１７０  ＦＥＱ係数計算ユニット
１７１  ＱＡＭ正規化器
１７２  バッファ
１７３  単位誤差補償ベクタ
１７４  誤差補正器
１７５  以前係数バッファ
１７６  掛け算器
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
2006191556.tif 000014
【図５】
2006191556.tif 000015
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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