(57)【要約】ATSC（Advanced  Television  Systems  Committee‐Digital  Television）受信機は等化器（２２０）およびロック検出器（２３０）を含む。等化器（２２０）は配位図空間からの受信信号点（２２１）のシーケンスを提供する。配位図空間は内側領域と一つまたは複数の外側領域をもつ。ロック検出器（２３０）は等化器ロックを、一つまたは複数の外側領域にはいる受信信号点の数から展開されたノイズ強度推定値の関数として判定する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
配位図空間における受信信号点のシーケンスを受け取るための入力を提供し、
前記受信信号点の分布の関数としてノイズ強度推定値を決定し、ここで、配位図空間の異なる領域には異なる重みが与えられており、
前記ノイズ強度推定値の関数として等化器ロックを判定する、
ことを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記配位図空間の外側領域が内側領域よりも大きな重みを与えられることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法であって、ノイズ強度推定値を決定する前記ステップが：
前記配位図空間の一つまたは複数の内側領域にはいる受信信号点には０の重みを与える、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３記載の方法であって、等化器ロックを判定する前記ステップが：
決定されたノイズ強度推定値がある閾値より小さければ、等化器ロックが生じていると判定する、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記外側領域の少なくとも一つが前記配位図空間の角領域であることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項６】
請求項１記載の方法であって、等化器ロックを判定する前記ステップが：
前記ノイズ強度推定値から信号対雑音比（SNR）推定値を決定し、該SNR推定値がある閾値より大きければ、等化器ロックが生じていると判定する、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記配位図空間がM-VSB（残留側波帯）シンボル配位図であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記配位図空間がM-QAM（直角位相振幅変調）シンボル配位図であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記領域の少なくとも一つが前記配位図空間の角領域であることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
受信信号点のシーケンスを与える等化器と、
ロック検出器とを有する受信機であって、
前記ロック検出器が等化器ロックを、受信信号点の配位図空間における分布の関数として決定されるノイズ強度推定値の関数として判定し、前記配位図空間の異なる領域に異なる重みが与えられていることを特徴とする受信機。
【請求項１１】
前記配位図空間の外側領域が内側領域よりも大きな重みを与えられることを特徴とする、請求項１０記載の受信機。
【請求項１２】
請求項１０記載の受信機であって、前記ロック検出器が、前記配位図空間の一つまたは複数の内側領域にはいる受信信号点には重みを与えないことを特徴とする受信機。
【請求項１３】
前記ロック検出器が前記ノイズ強度推定値についての値を決定し、決定された値がある閾値より小さければ、等化器ロックが生じていると判定することを特徴とする、請求項１２記載の受信機。
【請求項１４】
前記領域の少なくとも一つが前記配位図空間の角領域であることを特徴とする、請求項１２記載の受信機。
【請求項１５】
請求項１０記載の受信機であって、前記ロック検出器が前記ノイズ強度推定値から信号対雑音比（SNR）推定値を決定し、該SNR推定値がある閾値より大きければ、前記等化器がロックされていると判定することを特徴とする受信機。
【請求項１６】
前記配位図空間がM-VSB（残留側波帯）シンボル配位図であることを特徴とする、請求項１０記載の受信機。
【請求項１７】
前記配位図空間がM-QAM（直角位相振幅変調）シンボル配位図であることを特徴とする、請求項１０記載の受信機。
【請求項１８】
前記領域の少なくとも一つが前記配位図空間の角領域であることを特徴とする、請求項１０記載の受信機。
【請求項１９】
受信信号を処理し、該受信信号から導出される信号点の関数として等化器ロックを判定するデコーダと、
前記デコーダが前記受信信号点の配位図空間における分布の関数として決定されるノイズ強度推定値の関数として等化器ロックを判定するよう前記デコーダを制御するプロセッサとを有する受信機であって、前記配位図空間の異なる領域には異なる重みが与えられていることを特徴とする、受信機。
【請求項２０】
前記配位図空間の外側領域が内側領域よりも大きな重みを与えられることを特徴とする、請求項１９記載の受信機。
【請求項２１】
請求項１９記載の受信機であって、前記デコーダが、前記配位図空間の一つまたは複数の内側領域にはいる受信信号点には重みを与えないことを特徴とする受信機。
【請求項２２】
請求項２１記載の受信機であって、前記デコーダが、ノイズ強度推定値についての値を決定し、その決定された値がある閾値より小さければ等化器ロックが生じていると判定することを特徴とする受信機。
【請求項２３】
前記領域の少なくとも一つが前記配位図空間の角領域であることを特徴とする、請求項３記載の方法。
【請求項２４】
請求項１９記載の受信機であって、前記デコーダが前記ノイズ強度推定値から信号対雑音比（SNR）推定値を決定し、該SNR推定値がある閾値より大きければ、等化器はロックされていると判定することを特徴とする受信機。
【請求項２５】
前記配位図空間がM-VSB（残留側波帯）シンボル配位図であることを特徴とする、請求項１９記載の受信機。
【請求項２６】
前記配位図空間がM-QAM（直角位相振幅変調）シンボル配位図であることを特徴とする、請求項１９記載の受信機。
【請求項２７】
前記領域の少なくとも一つが前記配位図空間の角領域であることを特徴とする、請求項１９記載の受信機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般には通信システムに、より詳細には受信機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ATSC-DTV（Advanced  Television  Systems  Committee‐Digital  Television）システム（たとえば米国先進テレビジョンシステム委員会の『ATSCデジタルテレビジョン規格』、文書A/53、1995年9月16日および『ATSCデジタルテレビジョン規格の利用案内』、文書A/54、1995年10月4日を参照）のような現代の通信システムにおいては、高度な変調、チャネル符号化および等化が通例適用される。受信機では、等化器は受信信号を処理して歪みを補正し、一般にはDFE（Decision  Feedback  Equalizer［判定帰還型等化器］）型またはその何らかの変形である。
【０００３】
等化器が適正に受信信号を等化しているかどうか、すなわち等化器が受信信号に収束、すなわちロックしたかどうかを判別するため、受信機は典型的には「ロック検出器」を含んでいる。ロック検出器が等化器が収束していない、すなわち未ロックであると指示すれば、受信機はたとえば等化器をリセットして信号取得を再び開始する。
【０００４】
残念ながら、従来式の等化器ロック検出法はノイズに敏感で、そのため誤ったロック検出を生成することがあった。それはさらに全体的な受信機の性能にも影響しうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
我々は、等化器ロック検出の精度を、特に信号対雑音比（SNR）が低い環境で、チャネル上に存在するノイズの種類、たとえば加法性白色ガウス雑音（Additive  White  Gaussian  Noise）の統計的属性を考慮に入れることによってさらに改善することが可能であることを認めるに至った。具体的には、本発明の原理によれば、配位図空間（constellation  space）の異なる領域には異なる重みが与えられ、受信機は等化器ロックをノイズ強度推定の関数として決定する。ここで、ノイズ強度推定は配位図空間における受信信号点の分布の関数として決定される。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある実施形態では、ATSC受信機は等化器およびロック検出器を有している。等化器は配位図空間からの受信信号点のシーケンスを提供する。配位図空間は内部領域と一つまたは複数の外部領域を有する。ロック検出器は、一つまたは複数の外側領域にはいる受信信号点の数から展開されるノイズ強度推定の関数として等化器ロックを判別する。
【０００７】
本発明のもう一つの実施形態では、ATSC受信機は等化器およびロック検出器を有している。等化器は配位図空間からの受信信号点のシーケンスを提供する。配位図空間は内部領域と一つまたは複数の外部領域を有する。ロック検出器は、一つまたは複数の外側領域にはいる受信信号点の数から展開される信号対ノイズ強度比の関数として等化器ロックを判別する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の概念のほかは、図面に示した要素はよく知られており、詳細に述べることはしない。また、テレビ放送および受信機に通じていることを前提とし、やはりここで詳細に述べることはしない。たとえば、本発明の概念のほかは、NTSC（National  Television  Systems  Committee）、PAL（Phase  Alternation  Lines）、SECAM（SEquential  Couleur  Avec  Memoire）およびATSC（Advanced  Television  Systems  Committee）といったテレビ標準のための現行および提案されている勧告に通じていることを前提とする。同様に、本発明の概念のほかは、８レベル残留側波帯（8-VSB:  eight-level  vestigial  sideband）、直角位相振幅変調（QAM:  Quadrature  Amplitude  Modulation）といった伝送の概念ならびに無線周波（RF:  radio-frequency）フロントエンドまたは低ノイズブロック、チューナー、復調器、相関器、リーク積分器（leak  integrator）および二乗器（squarer）といった受信機セクションのような受信機構成要素も前提とする。同様に、トランスポート・ビットストリームを生成するための整形および符号化方法（MPEG（Moving  Picture  Expert  Group）-2システム規格（ISO/IEC13818-1）のような）はよく知られており、ここでは説明しない。また、本発明の概念は従来式のプログラミング技法を使って実装でき、そうした技法についてここで説明はしないことも注意しておくべきである。最後に、図面の同様の番号は同様の要素を表す。
【０００９】
AWGN（Additive  White  Gaussian  noise）伝送チャネルを想定すると、デジタル通信において、復調された受信信号は次のように表せる。
【００１０】
r(nT)＝s(nT)＋w(nT)    n＝0,  1,  2,  3,  ...            (1)
ここで、Tはサンプル時間、s(nT)は伝送されたシンボル、w(nT)はチャネルの加法性白色ガウス雑音である。当技術分野において知られているように、ガウス分布は次のように定義される。
【００１１】
【数１】
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ここで、σ2は分散、μは平均である。上の表式はIおよびQが統計的に独立であればI（in-phase［同相］）およびQ（quadrature［直交］）データの両方に適用される。
【００１２】
ここで簡単のため、４つのシンボルA,  B,  C,  Dからなる配位図空間から取ったシンボルを送信する送信機を考え、前記シンボルにはそれぞれ−3,  −1,  1,  3の値が割り当てられているとする。この送信信号に対する異なる種類のAWGNチャネルの効果が図１および図２に示されている。具体的にはこれらの図は、異なるノイズ強度（分散）の値について結果として得られる、復調した受信信号r(nT)の確率分布関数（pdf:  probability  distribution  function）を示す。
【００１３】
まず図１を見ると、この図は復調された受信信号のpdfをノイズ強度σ2＝0.5について示している。図１の、線５１で表される短めの垂直の実線は、受信機が復調された受信信号点を「スライス」し、それにより受信シンボルを決定する例示的なスライス境界である。当技術分野において知られているように、受信機は、どのシンボルが実際に送信されたのかを選択するためにスライシング（「硬復号（hard  decoding）」とも称する）を実行する。一般に、スライシングは、受信した信号点の値に幾何学的に最も近いシンボルを選択する。図１の背景では、スライシングは以下の規則に従って実行される。
【００１４】
Ssliced＝−3        r＜−2の場合    シンボルAが受信される        (3)
−1    −2≦r＜0の場合    シンボルBが受信される
1      0≦r＜2の場合    シンボルCが受信される
3          r＞3の場合    シンボルDが受信される
ここで、rは受信信号点の値（ノイズに起因する劣化があればそれも含む）、Sslicedは対応する選択されるシンボルである。たとえば、受信信号点が(−2.5)の値をもてば、受信機はシンボルAを受信シンボルとして選択することになる。図１から、ノイズ強度は取るに足らず、したがってスライシングされたデータはほとんど常に正しい、すなわちほとんど常に実際に送信されたシンボルに対応していることが観察できる。
【００１５】
しかし、図２は送信された信号に対するより大きなノイズ強度の影響を示している。具体的には、図２はノイズ強度σ2＝3.0についての復調された受信信号のpdfを示している。図２もやはり、線５１によって表されるスライシング境界を示している。今度は、ノイズ強度は、ある復調された受信信号点を別のシンボルの判定領域に移行させるに十分な大きさであることが観察できるであろう。これは受信機がスライシング誤りを犯すことにつながる。たとえば、再び受信信号点が(−2.5)の値を有するとする。この場合も前と同様、受信機はシンボルAを受信シンボルとして選択することになる。しかし、今やこのスライシングされた判定が誤りである確率がより高くなっている。図２の矢印５２によって示されるように、斜線を付けた領域は受信機がスライシング誤りを犯しているかもしれないことを示している。シンボルAではなくシンボルBが送信されたかもしれない確率が有意にあるからである。これらのスライシング誤りすなわち判定誤りは信頼性の劣る通信リンクを招来し、場合によっては通信リンクに障害を起こすことがある。
【００１６】
我々は、等化器ロック検出の精度を、特に信号対雑音比（SNR）が低い環境で、チャネル上に存在するノイズの種類、たとえば加法性白色ガウス雑音（Additive  White  Gaussian  Noise）の上記の統計的属性を考慮に入れることによってさらに改善することが可能であることを認めるに至った。具体的には、我々は、復調された受信信号点が二つ以上のスライシング境界を越えることはありそうもないということを観察した。たとえば、たとえノイズにより劣化していても、送信されたシンボルAは受信機によってシンボルCまたはシンボルDとして誤解釈されることはありそうもない。さらに、我々は、受信機は、配位図空間の内側の領域に対し、配位図空間の外側では誤る可能性が低いことを観察した。たとえば、図２のシンボルAについての判定領域では受信機はシンボルAが受信されたと判定するが、実際に送信されたのはシンボルBであった確率がある。これに対し、内側のシンボルCについての判定領域を考えると、受信機はシンボルCが受信されたと判定する――だが実際に送信されたのは二つの別のシンボルBまたはDでありうるのである。よって、図２の背景では、受信機は外側のシンボル領域、すなわちr≦−3およびr≧3においては誤りである可能性がより低いのである。
【００１７】
上記に鑑みれば、受信機が誤っている可能性がより低い領域が等化器ロック検出器が動作すべき領域である。したがって、本発明の原理によれば、異なる重みが配位図空間の異なる領域に与えられ、受信機は等化器ロックを配位図空間における受信信号点の分布の関数として決定されるノイズ強度推定の関数として決定する。
【００１８】
本発明の原理に基づく例示的なテレビ１０の高レベルのブロック図が図３に示されている。テレビ（TV）１０は受信機１５およびディスプレイ２０を含む。例示的に、受信機１５はATSC対応受信機である。受信機１５はNTSC（National  Television  Systems  Committee）対応でもよいことを注意しておくべきである。これはすなわち、テレビ１０がNTSC放送またはATSC放送からのビデオコンテンツを表示できるようNTSC動作モードおよびATSC動作モードを有しているということである。簡単のため、本発明の概念の記述において、ここではATSC動作モードのみについて述べる。受信機１５は放送信号１１を（たとえばアンテナ（図示せず）を介して）受信する。それを処理してそこからたとえばHDTV（high  definition  TV［高精細度テレビ］）ビデオ信号を復元し、そこに載っているビデオコンテンツを視聴するためにディスプレイ２０に加えるのである。
【００１９】
ここで図４を参照すると、本発明の原理に基づく受信機１５の部分２００の例示的な実施形態が示されている。部分２００はアンテナ２０１、無線周波（RF）フロントエンド２０５、アナログ‐デジタル（A/D）コンバーター２１０、復調器２１５、等化器２２０、スライサー２２５、等化器モード要素２３０および誤差生成器２３５を有している。本発明の概念のほかは、図４に示したさまざまな要素の機能はよく知られており、ここでは非常に手短に述べるのみとする。さらに、等化器２２０の等化器係数（図示せず）を適応させるための個別的なアルゴリズムは当技術分野において既知であり、ここでは説明しない。それには最小平均平方（LMS:  least-mean  square）アルゴリズム、定包絡線アルゴリズム（CMA:  Constant  Modulus  Algorithm）、縮小配位図アルゴリズム（RCA:  Reduced  Constellation  Algorithm）といったものがある。
【００２０】
RFフロントエンド２０５はアンテナ２０１を介して受信された信号をダウンコンバートおよびフィルタ処理し、ベースバンドに近い信号をA/Dコンバーター２１０に提供する。A/Dコンバーター２１０はダウンコンバートされた信号をサンプリングして該信号をデジタル領域に変換し、標本値のシーケンス２１１を復調器２１５に提供する。復調器２１５は自動利得制御（AGC:  automatic  gain  control）、シンボルタイミング復元（STR:  symbol  timing  recovery）、搬送波追跡ループ（CTL:  carrier  tracking  loop）および当技術分野で既知のその他の機能ブロックを有しており、信号２１１を復調して復調信号２１６を等化器２２０に与える。該復調信号２１６は配位図空間における信号点のシーケンスを表す。等化器２２０は復調信号２１１を処理して、たとえばシンボル間干渉（ISI:  inter-symbol  interference）などの歪みを補正し、等化された信号２２１をスライサー２２５、等化器モード要素２３０および誤差生成器２３５に提供する。スライサー２２５は等化された信号２２１（これもまた配位図空間における信号点のシーケンスを表している）を受け取り、受信されたシンボルに関する硬判定（上述のとおり）を行い、スライシングされたシンボルのシンボルレート1/Tのシーケンスを信号２２６を通じて提供する。信号２２６は、図４の等化器モード要素２３０および誤差生成器２３５のほか、受信機１５の他の部分（図示せず）、たとえば前方誤り訂正（FEC:  forward  error  correction）要素によって処理される。当技術分野において知られているように、誤差生成器２３５は一つまたは複数の誤差信号２３６を生成する。これはたとえば、復調器２１５におけるタイミングの曖昧さを補正するのに使うため、および等化器２２０のフィルタ（タップ）係数値を適応させる、すなわち調整するためである。たとえば、誤差生成器２３５は、いくつかの事例では、等化器２２０のフィルタ係数を適応させるのに使うために、等化された信号点と個別のスライシングされたシンボルとの差すなわち誤差を測定する。誤差生成器２３５と同様、等化器モード要素２３０も等化された信号点および個別のスライシングされたシンボルをそれぞれ信号２２１および２２６を通じて受け取る。等化器モード要素２３０はこれらの信号を使って等化器モードを決定する。等化器モードはモード信号２３１を通じて制御される。当技術分野において知られているように、等化器２２０はブラインドモードで動作させることもできるし（CMAまたはRCAアルゴリズムを使用）、判定指向モード（LMSアルゴリズム）で動作させることもできる。
【００２１】
さらに、本発明の原理によれば、等化器モード要素２３０（ここではロック検出器とも称する）はロック信号２３３を提供する。ロック信号２３３は等化器２２０が収束したかどうかを表す。簡単のため、以下の記述は一次元および二次元のシンボル配位図に限るが、本発明の概念はそれに限定されるものではなく、多次元配位図に容易に拡張できる。
【００２２】
ここで図５を見ると、本発明の原理に基づく例示的なフローチャートが示されている。図５のフローチャートはたとえば例示的に等化器モード要素２３０によって実行される。ここで図７も参照しておくべきであろう。図７は当技術分野において既知の一次元のM-VSBシンボル配位図でM＝8の場合に関する本発明の概念の動作を図解している。具体的には、図７はSNRが低い環境における等化器出力信号２２１のプロットを示している。図７から観察できるように、配位図の２つの外側領域は点線矢印３５６および３５７によって示されるように定義されている。具体的には、配位図空間の一つまたは複数の外側部分の境界がout_thresholdの値によって示されている。8-VSBシンボル配位図については、点線矢印３５６によって表される正のout_threshold、たとえば7.0の値および点線矢印３５７によって表される負号を付けたout_threshold、たとえば(−7.0)の値がある。ここで、out_thresholdの大きさは7.0である。本発明の概念は対称的な値を背景として例解されているが、本発明の概念がそれに限定されるのでないことは注意しておくべきである。上述したように、out_thersholdの値は配位図空間の一つまたは複数の外側部分の始まりを表す。図７に示した8-VSB配位図空間の外側部分は点線矢印３７２および３７３の方向によって示されている。よって、out_threshold以上の大きさをもつ受信信号点は外側受信信号点と考えられる。すなわち、
|Eq_outn|≧out_thresh                        (4)
ここで、Eq_outnは時刻nに等化器出力信号２２１によって与えられる受信信号点を表す。
【００２３】
図５に戻ると、ステップ３０５で、等化器モード要素２３０は、N個の外側受信信号点についてノイズ強度推定値Pwを計算する。上記のように、図７の背景では、8-VSB配位図空間の外側領域は点線矢印３７２および３７３の方向によって示される。一次元の8-VSB配位図については、ノイズ強度推定値は次の式で記述される。
【００２４】
【数２】
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ここで、式(5)および(6)では外側受信信号点のみが使用されている。式(5)が表しているのは、等化器２２０によって与えられる受信信号点（信号２２１）とスライサー２２５によって与えられる個別のスライシングされたシンボル（信号２２６）との間の誤差信号enであることに気づかれるであろう。
【００２５】
ステップ３１０では、等化器モード要素２３０はPwの値がある閾値より小さいかどうかを判別する。閾値はプログラム可能でもよいことを注意しておくべきであろう。Pwの値が閾値より小さくない場合、ステップ３２０で等化器モード要素２３０は、等化器はロックされていないと判定し、例示的に論理的な0を表す値をもつロック信号２３３を提供する。しかし、Pwの値が閾値より小さいとすると、ステップ３１５で等化器モード要素２３０は等化器はロックされていると判定し、例示的に論理的な1を表す値をもつロック信号２３３を提供する。たとえば、ロック状態が宣言されれば、等化器２２０はブラインド動作モード（blind  mode  of  operation）から判定指向動作モード（decision-directed  mode  of  operation）に移るよう指示されることができる。
【００２６】
ここで図６を見ると、図５のステップ３０５において使用するためのより詳細なフローチャートが示されている。例示的に、out_cntおよびyというパラメータが定義される。変数out_cntは配位図空間の外側領域（outer  region）にはいる受信信号点の数を追跡する。yの値は図４の等化器出力信号２２１を表す（上記ではEq_outnとも表されている）。図６のステップ３５０で、カウンタout_cntは値0にリセットされる。ステップ３５５では、yの絶対値abs(y)がout_thresholdの大きさと比較され、受信信号点が配位図空間の外側部分にあるかどうかが判別される。受信信号点が配位図空間の外側部分になければ、実行は、次の受信信号点に関してのステップ３５５に続く。しかし、受信信号点が配位図空間の外側領域にある場合には、out_cntの値がステップ３６０でインクリメントされ、ステップ３６５で当該受信信号点について増分によるノイズ強度計算、たとえば式(4)が実行される。ステップ３７０で、out_cntの値が限界値limitに比較される（たとえばlimit＝2048）。out_cntの値がlimitの値を超えなければ、実行はステップ３５５に戻って次の受信信号点を評価する。しかし、out_cntの値がlimitの値を超えれば、すなわちN個（たとえばN＝2048）の外側受信信号点が処理済みになれば、ノイズ強度計算はステップ３７５で終了される。たとえば、式(5)はN個の外側受信信号点に関して実行される。そして実行は等化器２２０がロックされているかロックされていないかを判定するために図５のステップ３１０に進む。
【実施例１】
【００２７】
本発明の概念のさらなる例示が図８および図９に示されている。これらの図は低SNR環境における等化器出力信号２２１のプロットを、当技術分野において既知の二次元M-QAM（quadrature  amplitude  modulation）のシンボル配位図についてM＝16とした場合を示している。すなわち、
Eq_outn＝In＋j×Qn                          (7)
ここで、Eq_outnは先に述べたr(nT)に対応し、時刻nにおける等化器２２０の出力信号２２１であり、Iは同相成分、Qは直交成分である。簡明のため、同相（I）および直交（Q）軸は示されていない。図８および図９の背景では、いくつかのアプローチが可能である。たとえば、上述した図５および図６のフローチャートに関して、受信信号点の(I)および(Q)成分は個々に計数されることができる。図８および図９から、配位図空間のout_thresholdが各次元方向について定義される（たとえば３７２-I、３７３-I、３７２-Q、３７３-Q等）こと、およびたとえば受信信号点が外側受信信号点であるのが：
|In|≧I_out_thresh  または  |Qn|≧Q_out_thresh      (8)
の場合であることが観察できる。
【００２８】
図７の場合と同様、図８および図９のどちらでも、配位図空間の外側領域は矢印３７２および３７３の方向である。図８では配位図空間の外側領域は長方形３７９の外側の領域であるが、図９では配位図空間の外側領域は４つの角領域として定義されることを気づかれるであろう。受信信号点は：
|In|≧I_out_thresh  かつ  |Qn|≧Q_out_thresh        (9)
であれば角領域にある。しかし、本発明の概念はそのように限定されるものではなく、外側領域についての他の形状も可能である。
【００２９】
また、図７に関し、VSBベースのシステムではスライサー出力シンボルS_outは定数なので（外側シンボルしか使われないため）Pwを置き換える代替的な式を次のように表すことができる。
【００３０】
【数３】
2008507860.tif 000005
式(10)はQAMシステムにもあてはまる。外側シンボルの平均信号強度も一定値だからである。式(10)はノイズを含む外側受信信号点の全強度を計算する。ノイズが一定値を維持すると想定すると、上記の計算は等化器が収束するにつれてより小さくなるであろう。本発明の原理によれば、等化器の状態――ロック済み、収束しつつある、発散しつつあるまたは未ロック――を判定するのに使われるのはSwまたはPwの傾向である。
【実施例２】
【００３１】
本発明のもう一つの実施形態によれば、等化器ロック検出は、受信信号について信号対雑音比（SNR）推定値を使うことによって上述したノイズ強度推定値の関数として決定される。特に、N個の外側受信信号点を集めたのち、ノイズ強度推定値Pwは信号強度Swで割られる。すなわち、
【数４】
2008507860.tif 000006
ここで、信号強度Swは次式で定義される。
【００３２】
【数５】
2008507860.tif 000007
ここでsiはi番目のシンボルで、Mは配位図空間におけるシンボル数である。たとえば16-QAMシステムについてはM＝16で、64-QAMシステムについてはM＝64、8-VSBシステムについてはM＝8である。上記の角領域を使う背景では、Nが十分大きければ（たとえばN＝8192個の外側受信信号点）、式(11)から計算されるSNRは等化器ロックの判定で使用するために統計的によい推定値となる。この変形は図１０および図１１のフローチャートにおいて示されている。これらは図５および図６と似通っているが、ステップ３０５′、３１０′（図１０）およびステップ３７５（図１１）が含められている点が異なっている。具体的には、図５のステップ３０５と同様、図１０のステップ３０５′は図１１により詳細に示されている。図１１は図６と似通っているが、上記の式(11)および(12)に基づいてSNRを決定するステップ３７５を含めている点が異なっている。図１０に戻ると、ステップ３１０′は図５のステップ３１０と似通っているが、SNRが閾値のSNR値より大きい場合に等化器がロックされていると判定されるという点が異なっている。
【実施例３】
【００３３】
本発明の概念のもう一つの例示的な実施形態が図１２に示されている。この例示的な実施形態では、受信機（図示せず）で使用するための集積回路（IC）６０５はロック検出器６２０および少なくとも一つのレジスタ６１０を含んでいる。該少なくとも一つのレジスタ６１０はバス６５１に結合されている。例示的に、IC６０５は集積されたアナログ／デジタル・テレビデコーダである。しかし、IC６０５のうち本発明の概念に関連する部分のみが示されている。たとえば、アナログ‐デジタルコンバーター、フィルタ、デコーダなどは簡単のため示していない。バス６５１が、プロセッサ６５０によって表されるような受信機の他の構成要素との間の通信を提供する。レジスタ６１０はIC６０５の一つまたは複数のレジスタを表す。ここで、各レジスタは、ビット６０９によって代表される一つまたは複数のビットを含んでいる。IC６０５のレジスタまたはその部分は、読み取り専用でもよいし、書き込み専用でもよいし、あるいは読み取り／書き込み用でもよい。本発明の原理に基づき、ロック検出器６２０は上記の等化器ロック検出器の機能または動作モードを含む。レジスタ６１０の少なくとも１ビット、たとえばビット６０９は、この動作モードを有効または無効にするためにたとえばプロセッサ６５０によってセットされることのできるプログラム可能ビットである。図１２の背景では、IC６０５は、IC６０５の入力ピンまたはリードを介して処理のためにIF信号６０１を受け取る。上述した等化器ロック検出のため、この信号の派生６０２がロック検出器６２０に加えられる。ロック検出器６２０は、等化器（図１２には示していない）がロックされているかどうかを示す信号６２１を与える。図１２には示していないものの、信号６２１はIC６０５の外部の回路に提供されてもよいし、および／またはレジスタ６１０を介してアクセス可能であってもよい。ロック検出器６２０は内部バス６１１を介してレジスタ６１０に結合されている。内部バス６１１は、ロック検出器６２０とレジスタ６１０とのインターフェースをとるための（たとえば先に述べた積分器およびカウンタ値を読むための）当技術分野において既知のIC６０５のその他の信号経路および／または構成要素を代表するものである。IC６０５は一つまたは複数の復元された信号、たとえばコンポジットビデオ信号を提供する。それが信号６０６で表されている。IC６０５には本発明の原理に基づいてその他の変形も可能であることを注意しておくべきであろう。たとえばビット６１０などを介したこの動作モードの外部制御は必須ではなく、IC６０５は単に等化器ロックを検出するための上記の処理を常に実行するのでもよい。
【００３４】
上述したように、本発明の原理によれば、配位図空間の異なる領域には異なる重みが与えられ、受信機は等化器ロックを、配位図空間における受信信号点の分布の関数として決定されるノイズ強度推定値の関数として判定する。本発明の概念は内側領域にはいる受信信号点には0の重み値（つまり重みなし）が与えられ、外側領域にはいる受信信号点には1の重み値が与えられるものとして記述したが、本発明の概念はそれに限定されないことを注意しておくべきであろう。同様に、本発明の概念は外側領域および内側領域の背景で記述されたが、本発明の概念はそれに限定されない。
【００３５】
上記に鑑み、以上の記述は本発明の原理を単に解説するものであり、当業者なら、ここに明示的に記載されてはいないものの本発明の原理を具現するものである数多くの代替的な構成を考案できるであろうことは理解されるであろう。それらも本発明の精神および範囲のうちである。たとえば、別個の機能要素の背景で例示されたものの、前記の機能要素は一つまたは複数の集積回路（IC）上に具現されてもよい。同様に、別個の要素として示されたものの、該要素のどれでも、あるいは全部でも、たとえば図５および／または図６などに示されたステップの一つまたは複数に対応する関連するソフトウェアを実行する保存プログラム制御によるプロセッサ、たとえばデジタル信号プロセッサにおいて実装されてもよい。さらに、テレビ１０内にバンドルされている要素として示されたものの、そこにおける要素は種々のユニットに任意の組み合わせにおいて分散されてもよい。たとえば、図３の受信機１５は、ディスプレイ２０を組み込んでいる装置またはボックスとは物理的に別個のセットトップボックスのような装置またはボックスの一部であってもよいなどである。また、地上波放送の背景で述べたものの、本発明の原理は他の種類の通信システム、たとえば衛星、ケーブルなどにも適用可能であることを注意しておくべきだろう。したがって、例示的な実施形態には数多くの修正がなし得るものであり、付属の請求項によって定義される本発明の精神および範囲から外れることなく他の構成が考案されうることは理解しておくべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】あるノイズ強度レベルについての受信信号の確率分布関数を示す図である。
【図２】図１とは異なるノイズ強度レベルについての受信信号の確率分布関数を示す図である。
【図３】本発明の原理を具現する受信機の例示的な高レベルブロック図を示す図である。
【図４】本発明の原理を具現する受信機の例示的な部分を示す図である。
【図５】本発明の原理に基づく例示的なフローチャートである。
【図６】本発明の原理に基づく例示的なフローチャートである。
【図７】一次元のシンボル配位図について本発明の概念をさらに例解する図である。
【図８】二次元のシンボル配位図について本発明の概念をさらに例解する図である。
【図９】二次元のシンボル配位図について本発明の概念をさらに例解する図である。
【図１０】本発明の原理に基づく他の例示的なフローチャートである。
【図１１】本発明の原理に基づく他の例示的なフローチャートである。
【図１２】本発明の原理に基づくもう一つの例示的な実施形態を示す図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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