(57)【要約】受信機において、仮判定等化された位相予測手段は、キャリアリカバリでの使用のために位相予測を提供するため、インターポレーターと共に使用される。たとえば、受信機は、パイロット位相予測手段、コスタスループ及びインターポレーションコントローラを有する。パイロット位相予測手段は、パイロット時間で決定された位相予測を供給し、インターポレーションコントローラは、コスタスループからのそれぞれの決定された位相予測及び少なくとも１つの仮判定等化された位相誤差予測に基づいて線形位相の関数として、他の時間で補間された位相予測を供給する。
2008518571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアリカバリで使用する位相予測を供給する受信機での使用方法であって、
当該方法は、
信号を受信するステップと、
予め決定された時間で受信された信号の位相予測を決定するステップと、
仮判定等化された位相予測の関数として、決定された位相予測間を補間することで他の時間で前記受信された信号の位相予測を予測するステップとを含み、
前記信号はパイロットシンボルを含み、前記決定するステップは、
前記予め決定された時間で受信された信号におけるパイロットシンボルを検出するステップと、
検出されたパイロットシンボルから受信された信号の位相予測を決定するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記仮判定等化された位相予測は、前記決定された位相予測間の全体の位相の動きを表す、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記決定するステップは、前記位相予測を決定するため、前記予め決定された時間で前記受信された信号にデータ駆動による平均プロセスを実行するステップを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記データ駆動による平均プロセスは、ビタビ及びビタビアルゴリズムである、
請求項３記載の方法。
【請求項５】
多数のモードのうちの１つを選択して、予め決定された時間で前記受信された信号の位相予測を決定するために使用するステップを更に含み、
前記モードのうちの一方のモードは、パイロットシンボルベースのモードであり、前記モードのうちの別のモードは、データ駆動による平均に基づいたモードである、
請求項１記載の方法。
【請求項６】
キャリアリカバリを実行する受信機での使用方法であって、
それぞれのシンボルがシンボルタイムで生じるシンボルの系列を表す信号を受信するステップと、
それぞれのシンボルタイムで前記受信された信号から第一の位相予測を発生するステップと、
前記シンボルタイムよりも低い頻度で生じる予め決定された時間で前記受信された信号から第二の位相予測を発生するステップと、
前記第二の位相予測及び複数の前記第一の位相予測の関数として、前記予め決定された時間以外の時間で第三の位相予測を発生するステップとを含み、
前記複数の第一の位相予測は、予め決定された時間の間での全体の位相の動きを表す、
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記信号はパイロットシンボルを含み、前記第二の位相予測を発生するステップは、
前記予め決定された時間での前記受信された信号におけるパイロットシンボルを検出するステップと、
前記検出されたパイロットシンボルから前記第二の位相予測を決定するステップと、
を含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
キャリアリカバリを実行する受信での使用方法であって、
それぞれのシンボルがシンボルタイムで生じるシンボルの系列を表す信号を受信するステップと、
それぞれのシンボルタイムで前記受信された信号から第一の位相予測を発生するステップと、
前記シンボルタイムよりも低い頻度で生じる予め決定された時間で前記受信された信号から第二の位相予測を発生するステップと、
前記第二の位相予測及び複数の前記第一の位相予測の関数として前記予め決定された時間以外の時間で第三の位相予測を発生するステップとを含み、
前記第二の位相予測を発生するステップは、前記第二の位相予測を決定するため、前記予め決定された時間で前記受信された信号にデータ駆動による平均プロセスを実行するステップを含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記データ駆動による平均プロセスは、ビタビ及びビタビアルゴリズムである、
請求項８記載の方法。
【請求項１０】
受信機で使用する装置であって、
受信された信号を復調して、復調された受信信号を供給する復調器と、
前記復調された受信信号を処理して、伝達されるデータを回復するデコーダとを備え、
前記復調器は、インターポレートキャリアリカバリ及び仮判定等化されたキャリアリカバリを受信信号に実行し、
前記復調器により実行されるキャリアリカバリを制御するレジスタであって、前記キャリアリカバリの実行においてパイロット位相予測手段又はデータ駆動予測手段の選択を制御するレジスタを有する、装置。
【請求項１１】
前記復調器は、前記インターポレートキャリアリカバリが時間インターバルにわたり実行されるように、インターポレートキャリアリカバリ及び仮判定等化されたキャリアリカバリの両者を実行し、
補間されるべき最大の位相の動きは、前記時間インターバルにわたり仮判定等化されたキャリアリカバリからの位相情報を蓄積することで決定される、
請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
実行されるキャリアリカバリは、仮判定等化されたキャリアリカバリ、インターポレートキャリアリカバリ、又はその両者のいずれかである、
請求項１０記載の装置。
【請求項１３】
前記復調器は、
前記受信された信号を処理して、前記受信された信号における受信されたパイロットシンボルから決定された位相予測を供給するパイロット位相予測手段と、
前記受信された信号を処理して、受信されたシンボルから決定された位相予測を供給するデータ駆動による位相予測手段と、
インターポレートキャリアリカバリの実行において復調器による使用向けに前記決定された位相予測のソースとして、前記パイロット位相予測手段又は前記データ駆動予測手段のいずれかを選択するマルチプレクサと、
を更に有する請求項１０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム全般に関し、より詳細にはキャリアリカバリに関する。
【背景技術】
【０００２】
キャリアリカバリループ又はキャリアトラッキングループは、典型的な通信システムのコンポーネントである。キャリアリカバリループは、位相ロックループ（ＰＬＬ）の形式であり、一般に、「コスタスループ」の形式を取る。後者は、典型的に、ＰＬＬを駆動するための仮判定等化された（ｄｅｃｉｓｉｏｎ−ｄｉｒｅｃｔｅｄ）位相誤差予測手段を使用する。仮判定等化された位相誤差予測手段では、ループは、受信された信号ポイントと、シンボルコンステレーションから取られたそれぞれスライスされたシンボル（最も近いシンボル）との間の位相誤差により駆動される。言い換えれば、それぞれ受信されたポイントについて、シンボルコンスタレーションのうちでどれが最も近い（及びおそらく正しい）シンボル（スライスされたシンボルとも呼ばれる）であるかに関して、硬判定が行われる。この硬判定から、受信された信号ポイントと関連付けされるスライスされたシンボルとの間の位相誤差は、ＰＬＬを駆動するために使用される。キャリア周波数のオフセット、すなわち受信された信号のキャリアと回復されたキャリアとの間の周波数の差がループの「ロックレンジ」外にあるとき、いわゆる「プルイン」プロセスが生じ、適切な動作条件下で、キャリア周波数のオフセットがループのロックレンジ内に含まれ、位相ロックが後続するまで、キャリア周波数のオフセットを低減するためにループが動作する。
【０００３】
しかし、信号対雑音比（ＳＮＲ）が降下したとき、コスタスループの上述された位相誤差の推定アプローチは、硬判定プロセスが受信されたシンボルに関して益々誤った判定を行い始めるため、益々信頼することができなくなる。かかるように、位相を予測する他の方法が好ましい。たとえば、既知のパイロットシンボルによるシステムでは、位相は、パイロット時間で信頼性高く決定され、パイロットタイム間で線形に補間される。逆に、パイロットシンボルがないシステムでは、位相予測は、ビタビ及びビタビアルゴリズムにより表されるように、データ駆動される平均を使用することで周期的に判定される（Ａ．Ｊ．Ｖｉｔｅｒｂｉ  ａｎｄ  Ａ．Ｍ．Ｖｉｔｅｒｂｉ，  “Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＰＳＫ−ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｐｈａｓｅ  ｗｉｔｈ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  ｂｕｒｓｔ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，  ｖｏｌ．  ＩＴ−２９，  ｐｐ．５４３−５５１，  Ｊｕｌｙ，  １９８３）。さらに、このデータ駆動プロセスでは、他の時間で位相を推定するために使用される。
【０００４】
残念なことに、「キャリアリカバリの補間“ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｎｇ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ”」では、線形補間プロセスそれ自身は、大きな周波数オフセット又は位相ノイズがある場合、又は判定された位相の推定が（パイロットシンボルからであるか、又はデータ駆動平均の結果から）まれに到来する場合に幾分問題がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の原理によれば、受信機は、インターポレーターと共に仮判定等化された位相予測手段を使用し、キャリアリカバリにおける使用のために位相予測を提供する。
【０００６】
本発明の実施の形態では、受信機は、パイロット位相予測手段、コスタスループ及びインターポレーションコントローラを有する。パイロット位相予測手段は、パイロット時間での判定された位相予測を提供し、インターポレーションコントローラは、それぞれ判定された位相予測に基づいて線形補間の関数として他の時間での補間された位相予測を提供し、コスタスループからの少なくとも１つの仮判定等化された位相誤差の予測を提供する。
【０００７】
本発明の別の実施の形態では、受信機は、データ駆動平均位相予測手段、コスタスループ及び補間コントローラを有する。データ駆動平均位相予測手段は、特定の時間での判定された位相予測を提供し、インターポレーションコントローラは、それぞれ判定された位相予測に基づいて線形補間の関数として他の時間での補間された位相予測を提供し、コスタスループからの少なくとも１つの仮判定等化された位相誤差の予測を提供する。
【０００８】
本発明の別の実施の形態では、受信機は、パイロット位相予測手段、データ駆動平均位相予測手段、モードセレクタ、コスタスループ及び補間コントローラを有する。モードセレクタは、特定の時間で判定された位相予測のソースとして、パイロット位相予測手段又はデータ駆動平均位相予測手段のいずれかを選択する。他の時間で、インターポレーションコントローラは、それぞれ判定された位相予測に基づいて線形補間の関数として補間された位相予測を提供し、コスタスループからの少なくとも１つの仮判定等化された位相誤差の予測を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のコンセプト以外に、図面に示されるエレメントは公知であり、詳細に説明されない。また、サテライトベースのシステムに精通していることが想定され、本明細書で詳細に説明されない。たとえば、本発明のコンセプト以外に、サテライトトランスポンダ、ダウンリンクシグナル、シンボルコンスタレーション、キャリアリカバリ、インターポレーション、位相ロックループ（ＰＬＬ）、無線周波数（ｒｆ）フロントエンド、又はレシーバセクション、低雑音ブロックダウンコンバータ、トランスポートビットストリームを生成する（ＭＰＥＧ（Ｍｏｖｉｎｇ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）−２システム規格（ＩＳＯ／ＩＥＣ１３８１８−１）のような）フォーマット及びエンコード方法、対数尤度レシオのような復号方法、軟入力軟出力（ＳＩＳＯ）デコーダ、ビタビデコーダは公知であり、本明細書では記載されない。
【００１０】
さらに、本発明のコンセプトは、従来のプログラミング技術を使用して実現される場合があり、かかるように、本明細書で説明されない。最後に、図面の同じ番号は、類似のエレメントを表し、幾つかの図面は、処理の表現を簡略化している。たとえば、当業者であれば、キャリアリカバリは、実数領域及び複素数領域での処理を含むことが理解される。
【００１１】
本発明の原理に係る通信システムの例示的な部分は、図１に示される。図１から観察することができるように、信号１０４は、受信機１０５により受信される。信号１０４は、制御シグナリング、コンテンツ（たとえばビデオ）等の表す情報を伝達する。この例のコンテクストで、信号１０４は、アンテナ（図示せず）により受信後のダウンリンクサテライト信号を表すことが想定される。受信機１０５は、（以下に説明される）本発明の原理に係る信号１０４を処理し、表示のためにテレビジョン（ＴＶ）１０により表されるマルチメディアエンドポイントに特定のコンテンツを伝達する信号１０６を提供する。
【００１２】
従来技術の信号１０４の信号フォーマットは図２に示されている。この例のため、信号１０４は、フレーム２０の系列を有し、それぞれのフレーム２０は、少なくともパイロット部分２６及びデータ部分２７を有する。パイロット部分２６は、１以上のパイロットシンボルを有し、これらは、受信機１０５に対して先験的に既知の予め定義されたシンボルである。パイロット部分２６に１を超えるパイロットシンボルが存在する場合、少なくとも１つのパイロットシンボルが基準シンボル２５（以下に説明される）として予め設計されることが想定される。なお、図２のピクチャはスケーリングされておらず、たとえばヘッダ及び誤り訂正／検出情報等と同様に、上述された制御シグナリング及びコンテンツのような他の情報を伝達する、データシンボルで分散された１以上のパイロットシンボルを含む信号を単に表すものである。
【００１３】
本発明の原理に係る受信機１０５の例示的な部分は、図３に示されている。受信機１０５は、フロントエンドフィルタ１１０、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）コンバータ１１５、復調器１２０及びデコーダ１２５を含む。復調器１２０は、本発明の原理によれば、（以下に記載される）アシストエレメント（回路及び／又はプロセス）による少なくとも１つのキャリアリカバリを含む。フロントエンドフィルタ１１０は、受信された信号１０４を（たとえばサテライト伝送帯域から）ダウンコンバートしてフィルタリングを行い、実質的にベースバンド信号をＡ／Ｄコンバータ１１５に供給し、このコンバータは、ダウンコンバートされた信号をサンプリングして、信号をデジタル領域に変換し、サンプルの系列である信号１１６を復調器１２０に供給する。
【００１４】
後者は、（キャリアリカバリを含めて）信号１１６の復調を実行し、復調された信号１２１をデコーダ１２５に供給し、このデコーダは、シンボルインターバルＴ当たりＮビットのビットストリームである信号１２６を提供するため、復調されたシグナルポイントストリーム１２１をデコードする。信号１２６は、図１の信号１０４で伝達される回復されたデータを表す。出力信号１２６からのデータは、最終的に、信号１０６を介してＴＶ１０に供給される（この点に関して、受信機１０５は、ＴＶ１０への印加の前にデータを更に処理し、及び／又はＴＶ１０にデータを直接的に供給する場合がある）。
【００１５】
ここで図４を参照して、本発明の原理に係る復調器１２０の例示的なブロック図が示されている。復調器１２０は、デジタルリサンプラ１５０は、フィルタ１５５、アシストエレメントをもつキャリアリカバリ２００、及びタイミングリカバリエレメント１６５を含む。信号１１６は、デジタルリサンプラ１５０に印加され、このリサンプラは、タイミングリカバリエレメント１６５により供給されるタイミング信号１６６を使用して信号１１６をリサンプリングし、リサンプリングされた信号１５１を供給する。リサンプリングされた信号１５１は、フィルタ１５５に印加される。
【００１６】
後者は、キャリア周波数に関してリサンプリングされた信号１５１をフィルタリングし、フィルタリングされた信号１５６を、アシストエレメントをもつキャリアリカバリ２００及び上述されたタイミングリカバリエレメント１６５の両者に供給するバンドパスフィルタであり、このタイミングリカバリエレメント１６５は、タイミング信号１６６をそこから発生する。アシストエレメント２００をもつキャリアリカバリは、デローテート（ｄｅ−ｒｏｔａｔｅ）、すなわちフィルタリングされた信号１５６からキャリアを取り除き、信号１２１により表現される復調されたシグナルポイントストリームを図３のデコーダ１２５に供給する。
【００１７】
上述のように、本発明の原理に従って、受信機１０５は、アシストエレメントをもつキャリアリカバリを含む。かかるエレメントの例示的な実施の形態は、図５に示される。図５に例示されるエレメントは、ハードウェア及び／又はソフトウェアのいずれかで実現することができるアシストエレメントをもつキャリアリカバリの１つの形式を表す。アシストエレメント２００をもつキャリアリカバリ２００は、パイロット位相予測手段２０５、パイロット同期（ｓｙｎｃ）ブロック２３０、インターポレーター／コントローラ２１０、ｓｉｎｅ／ｃｏｓｉｎｅ（ｓｉｎ／ｃｏｓ）ルックアップテーブル２１５、シンボルバッファ２２０、（複素乗算器である）デローテータ２２５、及び仮判定等化されたキャリアリカバリエレメント３００を有する。
【００１８】
フィルタリングされた信号１５６は、パイロット位相予測手段２０５、パイロット同期ブロック２３０、シンボルバッファ２２０、及び仮判定等化されたキャリアリカバリエレメント３００に印加される。以下に更に記載されるように、アシストをもつキャリアリカバリは、「インターポレーティングキャリアリカバリ“ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｎｇ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ”」及び「デシジョンディレクテッドキャリアリカバリ“ｄｅｃｉｓｉｏｎ−ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ”」の両者を含む。
【００１９】
はじめに、シンボルバッファ２２０を参照して、このバッファは、（以下に説明される）時間周期にわたりシンボルを収集し、したがってデローテータ２２５への受信されたシンボルの印加の前にインターポレーター／コントローラ２１０による位相予測の計算をイネーブルにする時間遅延を提供する。特に、インターポレーター／コントローラ２１０は、信号２１２を介してシンボルバッファ２２０を制御し、バッファ２２０へのフィルタリングされた信号１５６により表されるシンボルの書き込みと、（信号２１６を介して）ｓｉｎ／ｃｏｓルックアップテーブル２１５を介して適切な位相予測の印加に合わせて（信号２２１を介して）デローテータ２２５への印加のためにバッファ２２０から記憶されたシンボルの読み取りを同期させる。他のメカニズムを使用して、たとえば遅延ライン、ファーストインファーストアウト（ＦＩＦＯ）バッファ等といった適切な遅延を提供することができる。
【００２０】
つぎに、パイロット同期ブロック２３０を参照して、このブロックは、必要に応じて図５の他のエレメントによる使用のためにタイミング信号２３１を供給する。タイミング信号２３１は、フィルタリングされた信号１５６におけるパイロットシンボルの検出に関して時間基準を与える。
【００２１】
つぎはパイロット位相予測手段２０５であり、このエレメントは、判定された位相予測をインターポレーター／コントローラ２１０に供給する。特に、フィルタリングされた信号１５６における１つ又は１つを超えるパイロットシンボルの検出に応じて、パイロット位相予測手段２０５は、判定された位相予測手段をインターポレーター／コントローラ２１０に供給する。
【００２２】
先に述べたように、図２のそれぞれのパイロット部分又はパイロットインターバルは、既知の時間で送信された１以上の既知のシンボルを有する。パイロット位相予測手段２０５は、パイロットインターバルにおけるシンボルを平均し、パイロットインターバルの間に平均の位相予測を決定する。たとえば、パイロット部分が多数の異なるパイロットシンボルを有する場合、平均の位相は、以下の式により例示されるように決定される。
【００２３】
【数１】
2008518571.tif 000003
ここでＲｉは受信されたパイロットシンボルであり、Ｐｉ＊は既知のパイロットシンボルの複素共役であり、インデックスｉは全てのパイロットシンボルにわたる。  
この決定された位相予測は、たとえば（図２の基準シンボルにより表されるように）パイロットインターバルのセンターシンボル（基準シンボル）が推定される。したがって、パイロット位相予測手段２０５は、たとえば各パイロットインターバルといった、特定の時間での決定された位相予測をインターポレーター／コントローラ２１０に供給する。
【００２４】
例示すると、パイロットインターバル間の時間は、「エポーク“ＥＰＯＣＨ”」と呼ばれる。これは、時間軸５１に沿って時間の一部をスパニングしている例示的なエポーク５４について図６に示されている。エポークの開始は、図６におけるΘｓｔａｒｔにより表されるように、パイロット位相予測手段２０５からの決定された位相予測の発生によりマークされる。
【００２５】
同様に、エポークの終了は、図６におけるΘｅｎｄにより表されるように、パイロット位相予測手段２０５から続いて決定される位相予測の生成によりマークされる（１つのエポークの終了は別のエポークの開始であり、すなわち１つのエポークのΘｅｎｄは後続するエポークについてΘｓｔａｒｔである）。エポークの間、Ｎシンボルが受信され、シンボルバッファ２２０にバッファリングされ、すなわちエポークによりカバーされる期間は、ＮＴに等しく、Ｔはシンボルインターバルである。
【００２６】
当座は仮判定等化されたキャリアリカバリエレメント３００を無視して、インターポレーター／コントローラ２１０は、信号２１１をｓｉｎ／ｃｏｓルックアップテーブル２１５に供給する。信号２１１は、対応するシンボルをデローテートするために必要とされる推定される位相量の値、すなわち位相オフセットを除くための位相のデローテーションの量を表す。ｓｉｎ／ｃｏｓルックアップテーブル２１５は、この位相推定の対応するｓｉｎ及びｃｏｓｉｎｅの値を、信号２２１のデローテーションのために複素乗算器２２５に供給して、ダウンコンバートされた受信された信号１２１を供給する。
【００２７】
信号２１１により表された推定される位相値は、φｄｅｒｏｔと呼ばれる。エポークの開始で、シンボルをデローテートするために必要とされる位相量はφｓｔａｒｔであり、これは以下に等しい。
【００２８】
【数２】
2008518571.tif 000004
ここで全ての角度はラジアンで表現されている。ここで定義されているように、φｓｔａｒｔはΘｓｔａｒｔの「インバース」としてここでは呼ばれる。エポークの終わりで、シンボルをデローテートするために必要とされる位相の量は、以下に等しい。
【００２９】
【数３】
2008518571.tif 000005
ここでｄｉｆｆｌｉｎは以下のように定義される。
【００３０】
【数４】
2008518571.tif 000006
ここでφｅｎｄはΘｅｎｄのインバースであり、すなわち以下に示される。
【００３１】
【数５】
2008518571.tif 000007
エポークの開始及び終了との間で、受信されたシンボルをデローテートするために必要とされる位相は既知ではない。位相予測を提供するため、インターポレーター／コントローラ２１０は、φｄｅｒｏｔの値を発生するための線形補間を実行する。特に、上述されたｄｉｆｆｌｉｎの値は、エポークのＮシンボルにわたり線形に分散されると想定され、すなわち、エポークのｋ番目のシンボルについて、位相予測φｄｅｒｏｔは、以下に示される。
【００３２】
【数６】
2008518571.tif 000008
ここでｋはエポークにおけるシンボルインデックスを表し、Ｎはエポーク内での全体のシンボル数である。
【００３３】
残念なことに、到来するキャリアがパイロットタイム間でどの位多くの半径をトラバースするかを知ることなしに、上述された線形補間の推定は、φｄｅｒｏｔ，ｋの誤った値を生じる場合がある。これは、図７及び図８に更に説明されている。図７は、例示的なエポークのφｓｔａｒｔ及びφｅｎｄのそれぞれの値を示す。しかし、矢印１及び２により示されているように、開始及び終了が決定される位相推定は、到来するキャリアが矢印１により表されるパスをトラバース（通過）したか、又は矢印２により表されるパスをトラバースしたかに関する情報を提供しない。
【００３４】
同様に、類似の状況が図８に示されており、この図は、矢印３と関連されるパスにより、到来するキャリアによりトラバースされるラジアンの数が２πよりも大きくなる可能性があることを説明している。したがって、本発明の原理によれば、仮判定等化されたキャリアリカバリは、この不明確さを解決するために使用される。これは、フィルタリングされた信号１５６を仮判定等化されたキャリアリカバリ回路３００に印加することにより図５に例示されている。
【００３５】
図９を参照して、仮判定等化されたキャリアリカバリの例示的なブロック図が示されている。仮判定等化されたキャリアリカバリ回路３００は、複素乗算器３１０、ｓｉｎｅ／ｃｏｓｉｎｅ（ｓｉｎ／ｃｏｓ）ルックアップテーブル３４０、位相検出器３１５、ループフィルタ３３０及び位相積分手段３３５を有する。図９により例示される処理は、デジタル領域にあることが想定され（これは必要とされないが）、すなわちキャリアリカバリ回路３００は、硬判定により駆動されるデジタル位相ロックループ（ＤＰＬＬ）を含む。
【００３６】
信号１５６は、同位相（Ｉ）及び直交位相（Ｑ）成分を有する複素サンプルストリームである。複素信号パスは図９に特に示されていない。複素乗算器３１０は、信号１５６の複素サンプルストリームを受信し、回復されたキャリア信号３４１により複素サンプルストリームのデローテーションを実行する。特に、信号１５６の同位相及び直交位相の成分は、（以下に記載される）ｓｉｎ／ｃｏｓテーブル３４０により提供される特定のｓｉｎｅ及びｃｏｓｉｎｅ値を表す、回復されたキャリア信号３４１の位相によりデローテートされる。
【００３７】
複素乗算器３１０からの出力信号は、たとえばベースバンドといったダウンコンバートされた受信信号３１１であり、受信されたシグナルポイントのデローテートされた複素サンプルストリームを表す。ダウンコンバートされた受信された信号３１１は、位相検出器３１５に印加され、この位相検出器は、ダウンコンバートされた信号３１１に存在する位相オフセットを計算し、それを示す位相誤差予測信号３２６を供給する。
【００３８】
図９から観察されるように、位相検出器３１５は、位相誤差予測手段３２５及びスライサ３２０といった２つのエレメントを含む。従来技術で知られているように、後者は、ダウンコンバート信号３１１のそれぞれ受信されたシグナルポイントの同位相及び直交位相成分により表される可能性のあるシンボル（ターゲットシンボル）に関して硬判定を行う。特に、ダウンコンバートされた信号３１１のそれぞれ受信されたシグナルポイントについて、スライサ３２０は、シンボルの予め定義されたコンスタレーションから最も近いシンボル（ターゲットシンボル）を選択する。
【００３９】
かかるように、位相誤差予測手段３２５により供給される位相誤差予測信号３２６は、それぞれ受信されたシグナルポイントと対応するターゲットシンボルとの間の位相差を表す。特に、位相誤差予測信号３２６は、位相誤差予測φｅｒｒｏｒ＿ｅｓｔｉｍａｔｅの系列を表し、ここで、受信されたシグナルポイントの虚部を、関連付けされるスライスされるシンボルの共役との乗算を計算することで、それぞれ特定のφｅｒｒｏｒ＿ｅｓｔｉｍａｔｅが決定され、すなわち以下に示される。
【００４０】
【数７】
2008518571.tif 000009
上記式において、Ｚは受信されたシグナルポイントの複素ベクトルを表し、Ｚｓｌｉｃｅｄは関連付けされるスライスされたシグナルポイントの複素ベクトルを表し、Ｚ＊ｓｌｉｃｅｄは関連付けされるスライスされたシグナルポイントの複素ベクトルの共役を表す。
【００４１】
位相誤差予測信号３２６は、ループフィルタ３３０に印加され、このループフィルタは、位相誤差予測信号３２６を更にフィルタリングして、フィルタリングされた信号３３１を供給する。典型的には、ループフィルタ３３０は、プロポーショナル及びインテグラルパスを有する二次のループである。フィルタリングされた信号３３１は、位相積分手段３３５に印加され、この積分手段は、フィルタリングされた信号３３１を更に積分し、出力位相角度信号３３６をｓｉｎ／ｃｏｓルックアップテーブル３４０に供給する。後者は、関連されるｓｉｎｅ及びｃｏｓｉｎｅ位相角度信号３３６をｓｉｎ／ｃｏｓルックアップテーブル３４０に供給する。後者は、関連されるｓｉｎｅ及びｃｏｓｉｎｅ値を、信号１５６のデローテーションのために複素乗算器３１０に供給し、ダウンコンバートされた受信された信号３１１を供給する。
【００４２】
明確さのために図示されないが、周波数オフセットＦＯＦＦＳＥＴは、取得速度を増加させるため、ループフィルタ３３０又は位相積分手段３３５に供給される。また、キャリアリカバリ回路３００は、信号１５６のシンボルレートの倍数（たとえば２倍）で動作する。かかるように、位相積分手段３３５は、全てのサンプル時間で積分し続ける。本発明の原理によれば、出力位相角度信号３３６は、位相予測を生成することにおいて支援するため、図５のインターポレーター／コントローラ２１０にも印加される（なお、出力位相角３３６は、既にデローテートの位相値の形式にあり、かかるように、訂正されるべき信号位相の逆数である）。
【００４３】
図５を参照して、仮判定等化されたキャリアリカバリの位相は、位相角信号３３６を介してインターポレーター／コントローラ２１０によりモニタされる。特に、インターポレーター／コントローラ２１０は、それぞれのエポークの開始と終了との間で位相角信号３３６をモニタし、πを超えるか又は−πよりも低いエポークの開始から終了までの全体の位相の動きｄｉｆｆｃｒを決定する。この全体の位相の動きｄｉｆｆｃｒは、本発明の原理によれば、それぞれのシンボルのφｄｅｒｏｔの値の推定での使用のための更なる情報としてインターポレーター／コントローラ２１０により使用される。
【００４４】
仮判定等化されたキャリアリカバリは僅かにスリップする場合があるか、又はノイズがある場合があるが、これは第一の場所での補間スキームを使用したためであり、仮判定等化されたキャリアリカバリは、仮判定等化されたキャリアリカバリがエポークの間にπよりも多く、又は−πよりも少なくスリップしない限り、補間されたキャリアリカバリへの支援として使用するために十分にロバストであるべきである。
【００４５】
図１０を参照して、全体の位相の動きｄｉｆｆｃｒをモニタするためのインターポレーター／コントローラ２１０で使用するための例示的な位相の動きの計算手段４００が示される。図１０に例示されるエレメントは、ハードウェア及び／又はソフトウェアのいずれかで実現される位相の動きの計算手段の１形式を表す。位相の動きの計算手段４００は、サンプルディレイ４０５、位相レジスタ４３５、差エレメント４１０及び４４０、コンパレータ４１５及び４２０、カウンタ４２５、乗算手段４３０及び加算器４４５を有する。
【００４６】
（信号４３４により伝達される）エポークの開始で、位相角信号３３６により表される値は、位相レジスタ４３５に記憶され、カウンタ４２５は、ゼロの値にリセットされる。差のエレメント４４０は、位相レジスタ４３５に記憶される開始位相値とエポークの間の後続する位相値との間の位相差の値４４１を供給する。この位相差の値４４１は、補正されていない位相差としても示される。位相の動きの計算手段４００の残りのエレメントは、何回、どの方向で、位相角信号３３６の値がπ／−πラジアルにクロスするかを追跡する（先に記載されたように、このラジアルは図７及び図８に表される）。
【００４７】
特に、エポークの間、差のエレメント４１０は、サンプル遅延エレメント４０５により供給される前の位相値を位相角信号３３６により供給される現在の位相値から減算することで、サンプル間（ｓａｍｐｌｅ−ｔｏ−ｓａｍｐｌｅ）の位相差の値を表す位相差信号４１１を提供する。この位相差値の信号は、コンパレータ４１５及び４２０の“Ａ”入力リードに印加される。コンパレータ４１５は、位相差信号４１１の値を（コンパレータ４１５の“Ｂ”入力リードに印加される）πに比較し、コンパレータ４２０は、位相差信号４１１の値を（コンパレータ４２０の“Ｂ”入力リードに印加される）−πに比較する。
【００４８】
位相差の値がπよりも大きい場合、コンパレータ４１５は、コンパレータ４１５の“Ａ＞Ｂ”リードからの信号をカウンタ４２５に供給する。しかし、位相差の値が−πよりも小さい場合、コンパレータ４２０は、コンパレータ４２０の“Ａ＜Ｂ”リードからの信号をカウンタ４２５に供給する。カウンタ４２５は、実際に、２πカウンタであり、すなわちカウンタ４２５は、π／−πラジアルがクロスした回数及び方向をカウントする。位相差の値がπよりも大きい場合、カウンタ４２５はデクリメントされ（カウンタ４２５のＤＮ入力）、位相差の値が−πよりも小さい場合、カウンタ４２５はインクリメントされる（カウンタ４２５のＵＰ入力）。
【００４９】
カウンタ４２５からの出力信号４２６は、乗算器４３０に印加され、この乗算器は、そこで表現される値を加算器４４５を介して補正されていない位相差（信号４４１）への加算のために２πで乗算し、インターポレーター／コントローラ２１０による使用のために全体の位相の動きｄｉｆｆｃｒ（信号４４６）を供給する。言い換えれば、π／−πラジアルが時計回りの方向でクロスするたびに、エポークの間に全体の位相の動きは、エポークの間に補正されていない位相差（信号４４１）に関して２πだけデクリメントされる必要がある。同様に、π／−πラジアルが反時計回り方向にクロスするたびに、エポークの間の全体の位相の動きは、補正されていない位相差（信号４４１）に関して２πだけインクリメントされる必要がある。
【００５０】
先に述べたように、線形補間の開始位相φｓｔａｒｔ及び終了位相φｅｎｄは、パイロット位相予測手段２０５からロバストであることが想定され、エポークの開始及び終了のそれぞれでの検出されたパイロットインターバルの位相の逆数である。しかし、開始から終了までの支援されていない差、すなわち、以下の関係
【数８】
2008518571.tif 000010
が想定され、更なる情報が存在しない場合に２πの回転の整数倍ｍでずれる。
【００５１】
本発明の原理によれば、仮判定等化されたキャリアリカバリからの情報が使用され、補間される差が補正された仮判定等化されたキャリアリカバリの推定の＋π又は−πラジアン内にあるように数ｍの値が選択される。特に、以下の式が定義される。
【００５２】
【数９】
2008518571.tif 000011
ここでｄｉｆｆｌｉｎ，ａｓｓｉｓｔは、仮判定等化されたキャリアリカバリにより支援されるような、（式（４）の代わりに）線形補間手段で使用される差であり、ｄｉｆｆｃｒは、２πのラップについて補正される、仮判定等化されたキャリアリカバリにより計算されるような、エポークの開始から終了までの位相差である。
【００５３】
式（１１）から、ｍの値は以下を示すことで発見される。
【００５４】
【数１０】
2008518571.tif 000012
ここでｆｌｏｏｒ（ｘ）はｘよりも小さいか、又はｘに等しい最も大きな整数である。このｆｌｏｏｒ計算は、ビットのトランケーションを含むときに、デジタル領域で実行するのが容易である。
【００５５】
ひとたびｍが決定されると、このｍの値は、先の式（９）からｄｉｆｆｌｉｎ，ａｓｓｉｓｔの値を決定するために使用される。本発明の原理によれば、インターポレーター／コントローラ２１０は、以下の式に従ってキャリアアシストによる位相予測を提供する。
【００５６】
【数１１】
2008518571.tif 000013
先に述べたように、パイロットシンボルがないシステムにおいて、すなわち信号１０４がパイロットインターバルを含まない場合に、位相予測は、ビタビ及びビタビアルゴリズムにより表現されるように、データ駆動による平均（ｄａｔａ−ｄｒｉｖｅｎ  ａｖｅｒａｇｅ）をたとえば周期的といった特定の時間で決定される（Ａ．Ｊ．Ｖｉｔｅｒｂｉ  ａｎｄ  Ａ．Ｍ．Ｖｉｔｅｒｂｉ，  “Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＰＳＫ−ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ｃａｒｒｉｅｒ  ｐｈａｓｅ  ｗｉｔｈ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  ｂｕｒｓｔ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  Ｔｈｅｏｒｙ，  ｖｏｌ．ＩＴ−２９，  ｐｐ．５４３−５５１，  Ｊｕｌｙ，  １９８３）。本発明のコンセプトがない場合、式（６）は線形補間のために使用され、ｄｉｆｆｌｉｎは、以下のように決定される。
【００５７】
【数１２】
2008518571.tif 000014
しかし、これは決定される位相予測の間で位相を補間する別の形式であり、かかるように、本発明のコンセプトは適用可能であり、このバリエーションは図１１に示されている。後者は、データ駆動予測手段５０５がエポーク（すなわちΘｓｔａｒｔ及びΘｅｎｄ）を定義するために予め定義された時間で決定された位相推定を提供することを除いて、図５に類似している。
【００５８】
たとえば、直交位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）システムでは、以下のように変更されたシンボルｚｍｏｄを追加することで平均位相のＭシンボルにわたり予測が行われる。
【００５９】
【数１３】
2008518571.tif 000015
ここでパワーｐはたとえば２に等しい。ここで予測は、ファクタ０．２５のために、＋π又は−πよりはむしろ、＋π／４又は−π／４を超えて曖昧である。それにもかかわらず、図１１は、図５のそれに類似のアプローチを示し、仮判定等化されたキャリアリカバリからの位相情報は、ビタビ及びビタビベースの線形位相補間システムを支援するために使用される。
【００６０】
ここで図１２を参照して、本発明の原理に係る別の実施の形態が示されている。図１２は、図５及び図１１の実施の形態を結合するキャリアリカバリアレンジメント５５０である。特に、マルチプレクサ（ｍｕｘ）５５５は、特定の時間として決定された位相予測の多数のソースのうちの１つを選択するために追加される。この例では、パイロット位相予測手段２０５ソース及びデータ駆動予測手段５０５ソースといった２つのソースが示されているが、本発明はそのように限定されない。
【００６１】
特定のソースの選択は、信号５５４により実行される。後者は、（たとえばモード設定、システムパラメータ等といった）ソフトウェア制御下にあるか、又は（たとえばスイッチといった）ハードウェアを介して行われるかのいずれかである。特定のソースがひとたび選択されると、図１２の実施の形態の動作は、図５及び１１について上述された動作に類似する。
【００６２】
ここで図１３の注意が向けられ、この図は図１の受信機における使用のために本発明の原理に従う例示的なフローチャートを示す。ステップ６０５では、受信機１０５は、（たとえば上述されたパイロットシンボル又はデータ駆動プロセスを使用して）特定の時間での決定された位相予測を形成する。ステップ６１０では、受信機１０５は、（たとえば上述されたコスタスループを使用して）仮判定等化された位相予測を形成する。ステップ６１５では、受信機１０５は、（たとえば式（１５）により変更される線形補間を使用して）決定された予測及び仮判定等化された位相予測の関数として他の時間での位相値の予測を供給する。
【００６３】
本発明のコンセプトの別の例示的な実施の形態は、図１４に示されている。この例示的な実施の形態では、受信機（図示せず）での使用のための集積回路（ＩＣ）７０５は、キャリアリカバリループ（ＣＲＬ）７２０、及びバス７５１に結合される少なくとも１つのレジスタ７１０を含む。例示的に、ＩＣ７０５は、統合されたアナログ／デジタルテレビジョン復調器／デコーダである。しかし、本発明のコンセプトに関連するＩＣ７０５の一部のみが示されている。
【００６４】
たとえば、アナログ−デジタルコンバータ、フィルタ、デコーダ等が明確さのために示されていない。バス７５１は、プロセッサ７５０により表現されたときに、受信機の他のコンポーネントとの間の通信を提供する。レジスタ７１０は、ＩＣ７０５の１以上のレジスタを表し、それぞれのレジスタは、ビット７０９により表現される１以上のビットを有する。ＩＣ７０５のレジスタ、又はレジスタの一部は、リードオンリ又はリード／ライトタイプである。
【００６５】
本発明の原理によれば、ＣＲＬ７２０は、アシスト機能又は動作モードをもつ上述されたキャリアリカバリを含み、たとえばレジスタ７１０のビット７０９といった少なくとも１ビットは、（たとえばキャリアアシストをターンオン又はターンオフにするといった）この動作モードをイネーブル又はディスエーブルにするため、たとえばプロセッサ７５０により設定することができるプログラマブルビットである。
【００６６】
図３のコンテクストでは、ＩＣ７０５は、ＩＣ７０５の入力ピン又はリードを介して処理するため、（たとえば図３の信号１１６といった）ＩＦ信号７０１を受ける。この信号７０２のデリバティブは、先に記載されたようなキャリアリカバリのためのＣＲＬ７２０に印加される。ＣＲＬ７２０は、信号７２１を供給し、この信号は、信号のデローテートされたバージョンである。ＣＲＬ７２０は、内部バス７１１を介してレジスタ７１０に結合され、この内部バスは、他の信号経路を表し、及び／又は従来技術で知られているようにレジスタ７１０にＣＲＬ７２０をインタフェースするためのＩＣ７０５のコンポーネントである。
【００６７】
ＩＣ７０５は、信号７０６により表されるように、たとえばコンポジットビデオ信号といった１以上の回復された信号を供給する。なお、上述された図１２の実施の形態は、たとえば代表的なレジスタ７１０の１以上のビットにより制御される決定された位相予測のソースの選択により、ＩＣ７０５で実現される場合がある。
【００６８】
上述されたように、本発明の原理によれば、位相値を推定するために補間の形式が使用されるキャリアリカバリシステムでは、補間プロセスでアシストするために仮判定等化されたキャリアリカバリシステムの使用により更なる精度が提供される。
【００６９】
先の観点で、サテライト通信システムの環境で記載されたが、本発明のコンセプトはそのように制限されない。たとえば、図１のエレメントは、他のタイプのシステム及び他の形式のマルチメディアエンドポイントを表す。たとえば、サテライトラジオ、地上波ブロードキャスト、ケーブルＴＶ等である。また、単一の復調器の環境で本明細書において記載されるが、本発明のコンセプトは、情報が異なるシグナルレイヤで伝達されるマルチモジュレーションレシーバに適用可能であることが実現される。
【００７０】
たとえば、レイヤード（ｌａｙｅｒｅｄ）モジュレーションレシーバ、階層型（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ）モジュレーションレシーバである。確かに、本発明は、キャリアリカバリが実行される任意のタイプの受信機に適用可能である。最終的に、上述された実施の形態は、シンボルレート、又はたとえばシンボルレートの２倍のレートといった他のレートで動作する。これは他の処理であり、たとえば断片的に配置されるイコライザが受信機で使用される場合がある。
【００７１】
かかるように、上述した内容は、本発明の原理を端に例示するものであって、当業者であれば、本明細書に明示的に記載されていないが、本発明の原理を実施するものであって、本発明の精神及び範囲内にある様々な代替的なアレンジメントを考案することができることを理解されるであろう。
【００７２】
たとえば、個別の機能エレメントのコンテクストで例示されるが、これら機能エレメントは、１以上の集積回路（ＩＣ）で実施される場合がある。同様に、個別のエレメントで示されるが、一部又は全部のエレメントは、たとえばデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）といったストアドプログラムコントロールプロセッサ（ｓｔｏｒｅｄ−ｐｒｏｇｒａｍ−ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）で実現され、又は図５に示される１以上のエレメントに対応する関連されるソフトウェアを実行するマイクロプロセッサで実現される。さらに、個別のエレメントとして示されているが、エレメントは、その任意の組み合わせで異なるユニットに分散される場合がある。
【００７３】
たとえば、受信機１０５はＴＶ１０の一部であるか、又は受信機１０５は、たとえば、ネットワークの他のノード及び／又は受信機にコンテンツを再送信する、ヘッドエンドといった分散システムにおける更なるアップストリームに配置される。したがって、様々な変更が例示的な実施の形態に対して行われ、他のアレンジメントが特許請求の範囲により定義されるように本発明の精神及び範囲から逸脱することなしに考案される場合があることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の原理を採用する例示的な通信システムの一部を示す図である。
【図２】受信された信号の例示的なフォーマットを示す図である。
【図３】本発明の原理に係る受信機の例示的な実施の形態を示す図である。
【図４】本発明の原理に係る復調器の例示的な実施の形態を示す図である。
【図５】本発明の原理に係るアシストエレメントによるキャリアリカバリの例示的な実施の形態を示す図である。
【図６】図５のアシストエレメントによるキャリアリカバリでの使用のためにＥＰＯＣＨを例示する図である。
【図７】位相の動きの例を示す図である。
【図８】位相の動きの例を示す図である。
【図９】本発明の原理に係るキャリアリカバリでアシストするために使用される仮判定等化されるキャリアリカバリエレメントの例示的な実施の形態を示す図である。
【図１０】本発明の原理に係る位相の動きの計算手段を例示する図である。
【図１１】本発明の原理に係る別の実施の形態を例示する図である。
【図１２】本発明の原理に係る別の実施の形態を例示する図である。
【図１３】本発明の原理に係る例示的なフローチャートである。
【図１４】本発明の原理に係る別の実施の形態を例示する図である。
【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】
2008518571.tif 000023
【図９】
2008518571.tif 000024
【図１０】
2008518571.tif 000025
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008518571.tif 000028
【図１４】
2008518571.tif 000029
【国際調査報告】
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