(57)【要約】収束が達成されたかを判断するために適応通信路等化器（２０）の出力（２８）を監視するためのシステムである。スライサー（２９）は、所定期間に前記等化器（２０）からデータをサンプルする。前記スライサー（２９）からの出力データ（３０）は、該スライサーデータをテスト基準に適用するために、マイクロプロセッサ（３１）に転送される。例えば、可能送信符号全ての一つがマイクロプロセッサ（３１）によって検出された場合、収束が発生したものとみなされる。テスト基準が満たされない場合には、前記等化器（２０）にリセット信号（３２）が送られる。
2005523634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
等化器（２０）の収束を判断するための装置であって：
等化器（２８）出力信号；
最近接成分判定器（２９）であって、前記等化器（２８）出力信号を受信し、許容信号値を含む判定器（２９）出力信号を生成する前記最近接成分判定器（２９）；及び
監視回路（３１）であって、前記判定器（２９）出力信号を受信し、等化器（２８）収束を判断するために前記判定器（２９）出力信号に含まれるデータにテスト基準を適用する前記監視回路（３１）；
から構成される装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、前記等化器（２８）は、無限インパルス応答フィルタを含むように形成されている、ところの装置。
【請求項３】
請求項１記載の装置であって、前記最近接成分判定器（２９）はスライサーである、ところの装置。
【請求項４】
請求項１記載の装置であって、前記監視回路（３１）は、望ましい数の送信符号値の取得を表している所定の期間に前記判定器（２９）出力信号を受信する、ところの装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置であって、さらにメモリを有し、前記メモリは、前記監視回路（３１）に結合され、前記判定器（２９）出力データ及びテスト基準を記憶するように適応している、ところの装置。
【請求項６】
請求項５記載の装置であって、等化器（２８）収束を判断するための前記テスト基準は、送信符号値の望ましいサンプルを特定することを含む、ところの装置。
【請求項７】
請求項６記載の装置であって、前記送信符号値の望ましいサンプルは、可能符号値全てのうち少なくとも一つを含む、ところの装置。
【請求項８】
請求項１記載の装置であって、前記監視回路（３１）は、前記等化器（２８）に結合され、前記監視回路（３１）は、前記等化器（２８）が分岐する場合に前記等化器（２８）をリセットする、ところの装置。
【請求項９】
請求項１記載の装置であって、前記監視回路（３１）は、前記等化器（２８）に結合され、前記監視回路（３１）は、前記等化器（２８）が無効状態を達成する場合に前記等化器（２８）をリセットする、ところの装置。
【請求項１０】
請求項１記載の装置であって、前記等化器（２８）出力信号は、データパケットを含むイメージ表示データストリームを含む、ところの装置。
【請求項１１】
請求項１記載の装置であって、前記監視回路（３１）は、マイクロプロセッサである、ところの装置。
【請求項１２】
デジタル通信システムに使用するための等化器状態監視装置であって：
適応通信路等化器（２８）；
スライサー（２９）；及び
監視回路（３１）；
から構成され、
前記デジタル通信システムは、多重レベル符号集合によって表される高精彩ビデオ情報を含む残留側波帯変調信号を受信し、前記データは、データフレームの連続を有するデータフレームフォーマットを有し、前記適応通信路等化器（２８）は、前記スライサー（２９）に入力される第一出力信号を生成し、前記スライサー（２９）は、前記監視回路（３１）に入力される第二出力信号を生成し、前記監視回路（３１）は、前記適応通信路等化器（２８）の収束を判断するために前記第二出力信号にテスト基準を適用する、ところの装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のシステムであって、前記監視回路（３１）は、前記適応通信路等化器（２８）に結合され、前記適応通信路等化器（２８）が分岐する場合に前記適応通信路等化器（２８）をリセットする、ところのシステム。
【請求項１４】
請求項１２記載のシステムであって、前記監視回路（３１）は、前記適応通信路等化器（２８）に結合され、前記適応通信路等化器（２８）が無効状態をとる場合に前記適応通信路等化器（２８）をリセットする、ところのシステム。
【請求項１５】
請求項１２記載のシステムであって、収束を判断するための前記テスト基準は、少なくともいくつかの送信符号値を特定することを必要とする、ところのシステム。
【請求項１６】
請求項１２記載のシステムであって、前記適応通信路等化器（２８）は、さらに無限インパルス応答フィルタを有する、ところのシステム。
【請求項１７】
請求項１２記載のシステムであって、収束を判断するための前記テスト基準は、各可能送信符号値を少なくとも一つ特定することを必要とする、ところのシステム。
【請求項１８】
請求項１２記載のシステムであって、前記監視回路（３１）は、マイクロプロセッサである、ところのシステム。
【請求項１９】
望ましい収束の状態を達成するとともに望ましくない分岐若しくは無効状態を達成する適応等化フィルタ（２８）を含むデジタル通信受信機において、前記等化フィルタ（２８）の状態を監視する方法であって：
前記等化フィルタ（２８）からの出力信号を監視回路（３１）に結合する段階；
前記監視回路（３１）に前記出力信号に含まれるデータを所定期間に検査させる段階；
前記監視回路（３１）に前記検査されたデータにテストプロトコルを適用させる段階；及び
前記監視回路（３１）に前記テストプロトコルが分岐状態を検知した場合に前記等化フィルタ（２８）をリセットさせる段階；
から構成される方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法であって、前記監視回路（３１）に前記テストプロトコルが前記等化フィルタ（２８）が無効状態を達成したことを検知した場合に前記等化フィルタ（２８）をリセットさせる段階をさらに有する、ところの方法。
【請求項２１】
請求項１９記載の方法であって、前記監視回路（３１）がスライサー（２９）によって生成されたデータを検査し得るように、前記等化フィルタ（２８）出力信号をスライサー（２９）に結合する段階及び前記スライサー（２９）を前記監視回路（３１）に結合する段階をさらに有する、ところの方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の方法であって、前記等化フィルタ（２８）が収束状態を達成したことを判断するために前記テストプロトコルは前記スライサー（２９）に生成された前記データ内の各可能送信符号値の検知を必要とする、ところの方法。
【請求項２３】
請求項１９記載の方法であって、前記監視回路（３１）は、マイクロプロセッサである、ところの方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本特許出願は、２００２年４月１７日に出願された仮特許出願第６０／３７３，１５５号に基づく優先権を主張するものである。
［発明の技術分野］
本発明は、一般にデジタル通信信号の受信に使用するための等化器に関し、より詳細には、高精細テレビ（ＨＤＴＶ）受信機によって処理される画像表示信号の適応通信路等化に関するものである。
［発明の背景］
従来技術のＨＤＴＶシステム２１の一部の例が図１に示されている。このシステムにおいて、地上放送信号１はＲＦチューナー回路１４とＩＦパスバンド出力信号２を発生させるための中間周波プロセッサ１６とを含む入力ネットワークに転送される。この放送信号１は、ＨＤＴＶ標準用にグランドアライアンス（Ｇｒａｎｄ  Ａｌｌｉａｎｃｅ）に指定された８ビット搬送波抑圧残留側波帯（ＶＳＢ）変調信号である。このＶＳＢ信号は、一次元データ符号集合によって表され、受信機２１によって再生されるデータが一つの軸のみに含まれている。このパスバンドＩＦ出力信号２はアナログ／デジタル変換器（ＡＤＣ）１９によってオーバーサンプル（ｏｖｅｒｓａｍｐｌｅ）  されたデジタル符号データストリームに変換される。このオーバーサンプル（ｏｖｅｒｓａｍｐｌｅ）されたデジタルデータストリーム３はデジタル復調器及び搬送波再生ネットワーク２２によって基底帯域に復調される。
【０００２】
通常、符号の形態でデジタル情報を運ぶ復調信号からデータを再生するには、三つの機能が受信機２１によって実行されることが必要となる。一つ目は、符号同期化のタイミング回復、二つ目は、搬送波再生（基底帯域への周波数復調）、そして、最後に、通信路等化である。タイミング回復は、受信クロック（タイムベース）が送信クロックと同期化されるプロセスである。これにより、判定指向の受信符号値の処理に結び付くスライシングや打切誤差を減らすべく、受信信号が時間の最適点にサンプリングされることが可能となる。適応通信路等化は、信号送信路における条件の変化による作用や妨害を補正するプロセスのことをいうものである。このプロセスは、一般的には、周波数依存や時間可変などの送信路の特性に起因する振幅及び位相の歪みを除去するフィルタを使用し、これにより、符号判定能力の向上が図られる。
【０００３】
搬送波再生は、復調基底帯域情報の再生を可能とすべく、低中間周波パスバンド（通常基底帯域付近）に変換された後の受信ＲＦ信号の周波数が基底帯域へとシフトされるプロセスである。ＶＳＢ受信機２１における搬送波ロック（ｃａｒｒｉｅｒ  ｌｏｃｋ）の達成を助長すべく、送信された信号１に抑圧搬送波周波数の小パイロット信号が加えられる。復調器２２によって行われる復調機能は信号１に含まれる参酌パイロット搬送波に応じて達成される。ユニット２２は、復調符号データストリーム４を出力として発生する。
【０００４】
ＡＤＣ１９は、入力された１０，７６０，０００符合／秒のＶＳＢ符号データストリーム２を２１．５２ＭＨｚサンプリングクロック（受信符号レートの２倍）でオーバーサンプリングする。これにより１符合につき２サンプルのオーバーサンプルされた２１．５２Ｍサンプル／秒のデータストリームの提供が可能となる。この１符合につき２サンプルのスキームの使用が１符合につき１サンプルよりも有利な点は、例えば、ガードナー符号タイミング回復サブシステムを使用する場合に、より良好な符号タイミングの確保及びトラッキングが可能であることである。ＡＤＣ１９と復調器２２に接続されているのは、セグメント同期／符号クロック再生ネットワーク２４である。このネットワーク２４は各データフレームにおいて繰り返されるデータセグメント同期成分のランダムノイズを検出し分離するものである。これらセグメント同期信号６は、ＡＤＣ１９によって行われるデータストリーム符号サンプリングの制御のために使用される適切に位相された２１．５２ＭＨｚクロックを再生するためにしようされる。ＤＣ補正器２６は、パイロット信号の存在によるＤＣオフセット成分を復調ＶＳＢ信号４から除去するために、適応トラッキング回路を使用する。フィールド同期検知器２８は、受信機２１のメモリに記憶されている理想フィールド参酌符号と各受信セグメントを比較することにより、そのフィールド同期成分を検知する。詳細は後述するが、フィールド同期検知器２８は、さらにトレーニング信号を適応通信路等化器３４に提供する。適応通信路等化器（適応型通信路等化器）の例としては、Ｂｏｕｉｌｌｅｔ等による適応通信路等化器という名称の１２月３日２００２年発行の米国特許第６，４９０，００７号、Ｌａｂａｔ等によるデジタル通信システム用の適応等化器という名称の６月１日１９９９年発行の米国特許第５，９０９，４６６号に開示されている。ＮＴＳＣ干渉検出及びフィルタリングはユニット５によって行われる。この例としては、Ｈｕｌｙａｌｋａｒによるデジタルテレビ送信用の共通通信路ＮＴＳＣ干渉に対抗するための方法及び装置という名称の４月３０日１９９６年発行の米国特許第５，５１２，９５７号が開示されている。
【０００５】
等化器３４は、通信路の歪みを補正するのであるが、位相ノイズがランダムに符号集合（ｓｙｍｂｏｌ  ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）を回転させる。位相トラッキングネットワーク３６は、等化器３４から受信した出力信号に残った位相及び利得ノイズを除去し、これにはパイロット信号に対応して先行する搬送波再生ネットワーク２２に除去されなかった位相ノイズが含まれる。そして、トラッキングネットワーク３６の位相補正された出力信号９は、ユニット２５によってトレリスデコードされ、ユニット２４によってデ・インターリーブ（ｄｅｉｎｔｅｒｌｅａｖｅ）され、ユニット２３によってリードソロモン（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ）誤差補正され、そして、ユニット２７によって、デ・スクランブル（ｄｅｓｃｒａｍｂｌｅ）される。最後のステップでは、その復号されたデータストリーム１０は音声、ビデオ、及びディスプレイのプロセッサ５０に転送されるのである。
【０００６】
信号７は、ブラインド、トレーニング及び判定指向モードの組み合わせで演算することができる通信路等化器３４によって、適応的に等化される。等化器３４は可能な限り符合間干渉を除去することを試みる。信号送信路における変化する通信路条件や外乱によって引き起こされる歪み作用を軽減すべく、その等化のプロセスでは、送信された信号の転送機能が予測され、この転送機能の反転のものが受信信号１に適用される。適応等化器は、主として通信路の歪みを補正するために適応的に対応するデジタルフィルタである。通信路の送信特性が把握或いは測定されていれば、等化フィルタのパラメータを直接設定することが可能である。等化フィルタのパラメータを調整した後に、受信信号は等化器を通過し、これにより、非理想的な通信路の補正を行うべく、その通信路から導かれる歪みを取り消す傾向にある受信信号に補正的な歪みが導入される。
【０００７】
これらのフィルタ係数を適応させるためのアルゴリズムとして広く知られているものがいくつか存在し、これに伴う等化器を収束するフィルタ対応がある。しかし、放送など多くの場合、各々の受信機は、その送信機に対して固有の場所に存在する。それらの通信路の特性は事前に知られていない。このように通信路の特性が事前に知られていない状況や時間の経過によって変化する状況では、適応等化器が使用される。適応等化器は受信機で計算される可変パラメータを有する。適応等化器において解決すべき課題は、後続の誤差補正復号作業で許容される程度まで信号品質を再生するためには、いかに等化フィルタのパラメータを調整するかである。いくつかの適応等化システムにおいては、等化フィルタのパラメータは、送信機から受信機に定期的に送信される所定の参酌信号（トレーニングシーケンス）を使用することにより設定される。等化フィルタのパラメータは、受信されたトレーニングシーケンスと既知のトレーニングシーケンスとを比較することにより、取得される。連続のトレーニングシーケンスに対する適応を行い、何回かパラメータの設定を繰り返した後、等化フィルタは、通信路の歪み特性を補正し得る設定へと収束する。
【０００８】
ブラインド等化システムにおいて、等化フィルタのパラメータは、トレーニングシーケンスを使用することなく、受信信号のみから得られる。従来技術において、等化パラメータを盲目的に最小二乗近似（ＬＭＳ：Ｌｅａｓｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅｓ）アルゴリズムを使用して調整することが知られており、トレーニング符号は硬判定或いは最初入力符号の最高予測に代えられる。このようにＬＭＳを使用するブラインド等化システムは、判定指向（Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  Ｄｉｒｅｃｔｅｄ：ＤＤ）という。このＤＤアルゴリズムは入力信号の良好な初期予測を必要とする。現実的な通信路条件の多くの場合には、初期信号予測の欠如が高い判定誤差率を招き、これにより、連続的に計算された等化フィルターパラメータが望ましい解に収束するのではなく、変動し続けさせてしまうのである。このような場合には、これらパラメータは分岐すると言われている。
【０００９】
無限インパルス応答の適応通信路等化器は無効状態へ或いは分岐状態になる可能性がある。等化器がそのように分岐した状態にある場合、その出力は、他の監視スキームによる使用が不能であり、かつ、多くの場合、検出が不能である。適応等化器によって生成される出力信号を監視し、かかる分岐或いは無効条件が存在する場合に、これを検出する何らかの仕組みが必要である。
【００１０】
このような課題に対処するための従来技術として、等化器出力８にて信号−雑音比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を監視するものがある。これら分岐に係るいくつかのケースでは、ＳＮＲが不当に高いことがある。最高ＳＮＲが指定され、出力信号がその最高ＳＮＲを超える場合には、等化器３４がリセットされる。他の技術として、転送誤差補正誤差カウンター（Ｒｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ  ｄｅｃｏｄｅｒ）を監視するものがある。いくつかの状況では、等化器の出力が不安定になると、誤差カウンターは急激に増加する。このような場合、誤差カウンターは、リセットされ、そして、所定のインターバルを置いて後に監視される。そのインターバル中に誤差率が所定の限界を超えた場合、分岐モードが存在するものと判断され、その等化器３４はリセットされる。これらメカニズムのいずれか一方若しくは両方とも同じ等化構造に関連する分岐ケースについて検出することは可能である。しかしながら、他の等化システムの構造は、上記技術のいずれによっても検出されない分岐モードをもって計算することがある。よって、等化出力信号の完全性を十分に確認するための別のテストが必要となる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、変調信号からデータを回復する場合に使用する適応等化器の分岐や不安定さを確実に検出するという課題に関するものである。本発明の監視装置はその適応等化器の出力信号からデータサンプルを収集する。次に、そのデータはスライサーに送られる。その監視装置に結合したメモリは、受信信号に含まれるものと予測される各出力レベルの最低閾値を含んでいる。各出力レベルの当該閾値に満たない場合、その適応等化器はリセットされ、適応プロセスは改めて開始される。このデータをスライスすることによる利点は、テストロジック基準の簡素化及び関連するハードウェアの複雑度を軽減することである。
【００１２】
図２は、ＨＤＴＶ受信機１２の一部を示している。図３は、図２に対応するデータフローチャートであり、図２のシステムを通るデータの流れを示している。図２及び図３にて対応する要素は、同じ参照符号をもって示されており、以下、まとめて説明する。入力信号１５は、例えば、ＮＴＳＣ同一周波数干渉拒否ネットワークなど、ＨＤＴＶ受信機に先行するステージから受信される。全体通信路１３は、システム歪み１７とノイズ１８とを信号１５に導入する。図３を参照すると、受信信号１５は、一般的に無限インパルス応答フィルタとして設けられる適応通信路等化器（適応型通信路等化器）２０に入力される。等化器２０の出力２８は、スライサー２９の入力信号であり、そのスライサーは最近接成分（ｎｅａｒｅｓｔ  ｅｌｅｍｅｎｔ）判定器である。スライサー２９は、その入力にて信号２８に応答するものであり、その出力３０は、集合の点の座標の中に位置する最近接符号値の突出部である。よって、スライサー２９の出力は、許容離散符号値に相当する。例えば、許容送信符号値が−１と＋１である場合、スライサーはこれらの値のみを出力する。よって、例えば、等化器出力が｛０．９，−０．１，０．５，−０．５｝である場合、スライサー２９からの出力データストリーム３０は、｛１，−１，１，−１｝となる。同様に、図示された８−ＶＳＢ信号の例では、許容符号値は、｛７，５，３，１，−１，−３，−５，−７｝である。スライサー２９は、データ収集目的のために設計された専用のハードウェア回路であってもよく、或いは、該当するデータを収集し、検査するように適切にプログラムされたマイクロプロセッサであってもよい。少なくとも、スライサー出力データストリーム３０は、位相トラッキングループ３３など受信機の後続のブロックに転送されるのに加えて、更なる分析のために、図２及び図３においてマイクロプロセッサ３１に相当する監視回路３１にも結合されている。
【００１３】
収束が達成された否かを判断するために、所定の期間に収集された複数のスライスされたサンプルからなるデータサンプルがマイクロプロセッサ３１によって検査されなければならない。好ましい実施例では、その期間は約４００，０００の符合を取得するに足るものでなければならない。１０ＭＨｚのクロックレートでは、符号レートが１００ナノ秒であるため、データを収集するのに必要とされる期間は、約４０ミリ秒である。マイクロプロセッサ３１に収集されたスライサーデータを検査させるために、追加の期間が必要である。より少ない符号（例えば、１０００）をもって収束を判断するのに統計的に有効なサンプルを得ることは可能であるが、検査される符号の数が増えるほど、信頼性が高められる。実際上、等化器２０が収束に達するのに約２００ミリ秒が与えられている。その期間の経過後も収束が達成されていない場合には、ステップ３５に示されているように、マイクロプロセッサ３１は、リセット信号３２を等化器２０に送信し、これに応じて取得を再度開始する。
【００１４】
マイクロプロセッサ３１は、収集されたスライサーデータ２９及び適切なテストプロトコルや基準を記憶する保管メモリを含むように或いはアクセスできるようになっている。収束を判断するのにマイクロプロセッサが適用する基準は可変でもよく、場合によってはユーザによってプログラムできるものでもよい。テスト期間に収集された大量の符号によって、一つの適切なテスト基準は、符号サンプルの各可能送信符号値の少なくとも一つから発生するものである。即ち、各許容符号値（｛７，５，３，１，−１，−３，−５，−７｝）全ては、少なくとも一度収集された４００，０００の符号のサンプルで発生するものである。もし、そうである場合、等化器は収束したものと判断される。もし、そうではない場合、上述の通り、リセット信号が等化器に送られる。送信された信号の特性によって、その基準は、より大きな数の各可能符号値或いは可能符号値全てから一部分のみを必要とするように改良してもよい。当業者はこれら特性をどのように分析し、どのように適切な基準を取得するかを理解することができる。
【００１５】
図示された実施例では、監視回路は、図３で示され、上述したプロセスを行うために公知の手法でプログラムされたマイクロプロセッサ３１によって形成されているが、当業者は、この監視回路は、サンプルされた符号やテスト基準を記憶するための独立のメモリを含む上記プロセスを実行するための専用のハードウェアとして或いは独立のハードウェアとマイクロプロセッサの組み合わせとして加工可能であることを理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、従来技術の高精細テレビ受信機の一部のブロック図である。
【図２】図２は、本発明の原理に従って構成された適応通信路等化器を含むＨＤＴＶ受信機のブロック図である。
【図３】図３は、本発明の実行を示すフローチャートである。
【図１】
2005523634.tif 000003
【図２】
2005523634.tif 000004
【図３】
2005523634.tif 000005
【国際調査報告】
2005523634.tif 000006
2005523634.tif 000007