(57)【要約】伝送効率を低下させることなく、適応等化処理が安定して収束する適応等化処理回路を提供する。受信信号を復調してトレーニング信号を生成し、出力する復調手段と、受信信号またはトレーニング信号を用いて生成したタップ係数を用いて、受信信号の波形歪みを除去する適応等化処理を行って等化出力信号を出力する適応等化処理手段と、適応等化処理手段が非収束状態にあるときに、トレーニング信号を選択して適応等化処理手段に入力する選択手段とを備えることを特徴とする。
2014192269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信信号を復調してトレーニング信号を生成し、出力する復調手段と、
前記受信信号または前記トレーニング信号を用いて生成したタップ係数を用いて、前記受信信号の波形歪みを除去する適応等化処理を行って、等化出力信号を出力する適応等化処理手段と、
前記適応等化処理手段が非収束状態にあるときに、前記トレーニング信号を選択して前記適応等化処理手段に入力する選択手段と
を備えることを特徴とする適応等化処理回路。
【請求項２】
前記適応等化処理手段は、適応整合フィルタおよび前記適応整合フィルタからの整合信号を入力し、前記等化出力信号を出力する判定帰還形等化器を含み、
前記判定帰還形等化器は、前記等化出力信号をシンボル判定して、判定出力信号、及び前記判定出力信号と前記等化出力信号との差分である誤差出力信号を生成し、
前記選択手段は、前記誤差出力信号が所定の閾値内であるか否かによって、前記適応等化処理手段の収束状況を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の適応等化処理回路。
【請求項３】
前記選択手段は、前記適応等化処理手段が収束状態にあるときには、前記判定出力信号を選択して前記適応等化手段に入力し、
前記適応等化手段は、前記トレーニング信号または前記判定出力信号を用いて、前記適応整合フィルタのタップ係数および前記判定帰還形等化器のタップ係数を生成し、前記適応等化処理を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の適応等化処理回路。
【請求項４】
前記受信信号は、複数のブランチの各々からの複数のブランチ別受信信号を含み、
前記復調手段は、前記複数のブランチ別受信信号のうち、受信レベルが最大であるブランチ別受信信号、信号対雑音比が最大であるブランチ別受信信号、ビット誤り率が最少のブランチ別受信信号、または所定の周波数帯域の周波数特性が最も平坦であるブランチ別受信信号から前記トレーニング信号を生成する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の適応等化処理回路。
【請求項５】
前記適応等化処理手段は、前記等化出力信号を復調して生成したビット列に基づいて、前記適応等化処理手段の収束状況を判断する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の適応等化処理回路。
【請求項６】
前記受信信号は、振幅、周波数及び位相の少なくともいずれかがデジタル変調された信号である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の適応等化処理回路。
【請求項７】
受信信号を復調してトレーニング信号を生成して出力し、
前記受信信号または前記トレーニング信号を用いて生成したタップ係数を用いて、前記受信信号から波形歪みを除去する適応等化処理を行い、
前記適応等化処理が非収束状態にあるときに、前記トレーニング信号を選択して、前記適応等化処理に入力する
ことを特徴とする適応等化処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、適応等化処理が安定して収束する適応等化処理回路および適応等化処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線による高速データ通信を行う需要が増している。特に、モバイル環境や無線ＬＡＮ（Local Area Network）環境のもとでは、マルチパス（多重電波伝搬）フェージングが発生するために、ダイバーシティや適応等化処理が不可欠となっている。【０００３】
特許文献１には、適応整合フィルタ（Adaptive Matched Filter。ＡＭＦ）および判定帰還形等化器（Decision Feedback Equalizer。ＤＦＥ）を使用した適応等化処理を行う自動等化器が開示されている。適応整合フィルタは、受信信号から伝送路のインパルス応答を推定し、その逆特性を実現することでインパルス応答を対称化する。判定帰還形等化器は、受信信号から伝送路での符号間干渉を推定し、符号間干渉による波形歪みを除去する。【０００４】
特許文献１の自動等化器では、適応整合フィルタと判定帰還形等化器がカスケードに接続される。そして、適応整合フィルタが、受信信号から伝送路のインパルス応答を推定する。そして、適応整合フィルタがその逆特性を実現するフィルタとして伝送路にカスケードに接続される。これにより、受信信号から伝送路のインパルス応答に関わる波形歪みを取り除いた整合信号が出力される。その後、判定帰還形等化器が、整合信号から、符号間干渉による波形歪みを除去する。判定帰還形等化器は、整合信号から伝送路での符号間干渉を推定する。そして、判定帰還形等化器は、時間的に進んだ干渉成分を判定帰還形等化器内部の前方等化器によって取り除き、時間的に遅れた干渉成分を同じく内部の後方等化器によって取り除いて、符号間干渉を除去する。【０００５】
特許文献２には、適応整合フィルタと判定帰還形等化器を用いて適応等化処理を行う、ダイバーシティ方式の受信機の技術が開示されている。【０００６】
特許文献２の技術は、受信信号に含まれる既知のプリアンブル信号を受信側でも生成して、適応整合フィルタと判定帰還形等化器のタップ係数設定用プリアンブルとして使用し、初期立ち上げ時のタップ係数設定を行う技術である。特許文献２の技術では、受信信号に含まれる既知の波形をもつプリアンブル信号と、受信側で生成したプリアンブル信号が使用され、適応等化処理の収束の安定性の向上と、収束までの時間の短縮が図られる。すなわち、特許文献２の技術は、既知のプリアンブル信号と、受信側で生成したプリアンブル信号の相関から、適応整合フィルタおよび判定帰還形等化器の各タップ係数を早急に収束させる。そして、特許文献２の技術は、適応等化処理の収束の安定性を確保し、収束の時間を短縮する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平０４−２７１５０８号公報
【特許文献２】特開２００１−３０８７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
適応等化処理を正常に行うためには、適応等化処理を行う適応整合フィルタおよび判定帰還形等化器を収束させる必要がある。「適応整合フィルタを収束させる」とは、適応整合フィルタを構成するトランスバーサルフィルタの各タップ出力に乗算されるタップ係数を収束させることを意味する。「判定帰還形等化器を収束させる」とは、判定帰還形等化器を構成するトランスバーサルフィルタの各タップ出力に乗算されるタップ係数を収束させることを意味する。タップ係数を収束させるためには、各タップ係数の生成に用いられる信号が、受信信号と相関を有していることが望ましい。【０００９】
ところが、特許文献１の技術は、適応整合フィルタの各タップ係数の生成に、受信信号と、自身の出力である整合信号を使用する。そのため、特許文献１の技術は、例えば、直交振幅変調（ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）などの位相変調と振幅変調が併用される変調方式に適用された場合には、４相位相変調（ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）などと比較して、伝送路の影響を受けやすい。そのため、特許文献１の技術では、結果として、適応整合フィルタの各タップ係数の生成に使用される整合信号が安定せず、適応整合フィルタの各タップ係数も収束しにくい。【００１０】
さらに、特許文献１の技術は、判定帰還形等化器の各タップ係数の生成に、適応整合フィルタの整合信号に適応等化処理を行った等化出力信号と、等化出力信号を判定帰還形等化器内部の判定器からの判定出力信号との差分である誤差出力信号を使用する。そのため、特許技術１の技術には、マルチパスフェージングの状態によっては、許容される時間内に判定帰還形等化器の各タップ係数が収束しない、または全く収束しないという問題がある。【００１１】
特許文献２の技術では、既知のプリアンブル信号を送信側から送信する必要がある。そのため、特許文献２の技術には、特に伝送効率の向上が求められる高速データ通信において、伝送効率の低下に直結するという課題がある。【００１２】
本発明の目的は、上記の課題に鑑みてなされたもので、伝送効率を低下させることなく、適応等化処理が安定して収束する適応等化処理回路および適応等化処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明にかかる適応等化処理回路は、受信信号を復調してトレーニング信号を生成し、出力する復調手段と、受信信号またはトレーニング信号を用いて生成したタップ係数を用いて、受信信号の波形歪みを除去する適応等化処理を行って等化出力信号を出力する適応等化処理手段と、適応等化処理手段が非収束状態にあるときに、トレーニング信号を選択して適応等化処理手段に入力する選択手段とを備えることを特徴とする。【００１４】
本発明にかかる適応等化処理方法は、受信信号を復調してトレーニング信号を生成して出力し、受信信号またはトレーニング信号を用いて生成したタップ係数を用いて、受信信号から波形歪みを除去する適応等化処理を行い、適応等化処理が非収束状態にあるときに、トレーニング信号を選択して、適応等化処理に入力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、伝送効率を低下させることなく、適応等化処理を安定して収束させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態の適応等化処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の適応等化処理回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施形態の適応等化処理回路の、判定帰還形等化器内部の出力回路の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の適応等化処理回路のトレーニング信号生成回路の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施形態の適応等化処理回路の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態の適応等化処理回路の構成例を示すブロック図である。
【００１８】
図１を参照して、本実施形態の適応等化処理回路１００の構成について説明する。適応等化処理回路１００は、適応等化処理手段１、復調手段２、選択手段３を備える。
【００１９】
適応等化処理手段１は、受信信号に適応等化処理を行って波形歪みを除去し、等化出力信号を出力する。受信信号は、デジタル信号が所定の方式で変調され、生成された信号である。受信信号は、受信信号に含まれるシンボルを判定する「シンボル判定」により復調され、元のデジタル信号が取り出される。なお、受信信号には、マルチパスフェージング等、種々の原因により、波形歪みが発生する。本発明では、処理の対象の受信信号の波形歪みの発生原因は、特に限定されない。
【００２０】
復調手段２は、受信信号からタイミング情報を抽出して、タイミング情報に基づいて受信信号を復調して生成した信号を、トレーニング信号として出力する。本発明では、受信信号から復調された任意の信号をトレーニング信号として使用可能である。
【００２１】
選択手段３は、適応等化処理手段１から出力される判定出力信号、または復調手段２から出力されるトレーニング信号のいずれか一方を選択して、帰還信号として適応等化処理手段１に入力する。選択手段３は、適応等化処理手段１の適応等化処理の収束状況に基づいて、判定出力信号またはトレーニング信号を帰還信号として選択する。なお、適応等化処理と帰還信号については、後述する。
【００２２】
次に、適応等化処理回路１００の動作について説明する。
【００２３】
適応等化処理手段１は、受信信号から波形歪みを除去するために、適応整合フィルタ（ＡＭＦ）機能と判定帰還形等化器（ＤＦＥ）機能を備える。
【００２４】
適応整合フィルタ機能は、受信信号から伝送路のインパルス応答を推定し、その逆特性を実現するフィルタとして自身を伝送路にカスケードに接続することにより、受信信号から伝送路のインパルス応答に関わる波形歪みを取り除いた整合信号を出力する。
【００２５】
判定帰還形等化器機能は、適応整合フィルタ機能から出力された整合信号から伝送路での符号間干渉を推定して、整合信号から符号間干渉による波形歪みを除去した等化出力信号を出力する。
【００２６】
適応等化処理手段１が適応等化処理を正常に行うためには、適応等化処理手段１が備える適応整合フィルタ機能と判定帰還形等化器機能とを収束させる必要がある。適応整合フィルタ機能と判定帰還形等化器機能とを収束させるためには、それぞれのタップ係数生成機能に、一定時間、それぞれの機能への入力信号についてのシンボル判定において判定誤りを生じさせないように帰還信号が入力される必要がある。
【００２７】
復調手段２は、受信信号からタイミング情報を抽出して、タイミング情報を用いて受信信号を復調して生成した信号を、トレーニング信号として出力する。トレーニング信号は、受信信号が復調されて生成されるため、シンボルタイミングとキャリア位相が、受信信号に同期した信号である。
【００２８】
選択手段３は、適応等化処理手段１の判定帰還形等化器機能の誤差出力信号に基づいて、適応等化処理手段１の収束状況を判定する。例えば、選択手段３は、誤差出力信号が所定の閾値の範囲を超えていれば、適応等化処理手段１の収束状況を、非収束状態と判定する。選択手段３は、誤差出力信号が所定の閾値の範囲内にあると検知することで、適応等化処理手段１の収束状況を、収束状態と判定する。
【００２９】
適応等化処理手段１が非収束状態にあるときは、選択手段３は、復調手段２からのトレーニング信号を帰還信号として選択して、適応等化処理手段１に入力する。
【００３０】
選択手段３によって選択された帰還信号は、受信信号が復調されて生成されたトレーニング信号であるため、適応等化処理手段１におけるシンボル判定において、シンボルタイミングとキャリア位相に起因する判定誤りが生じない。このように、受信信号に同期したトレーニング信号が帰還信号として選択手段３から入力される間に、適応等化処理手段１の適応整合フィルタ機能と判定帰還形等化器機能のそれぞれのタップ係数生成機能で生成されるタップ係数は収束し、適応等化処理が開始される。
【００３１】
具体的には、適応等化処理手段１が非収束状態にあるとき、適応整合フィルタ機能のタップ係数生成機能は、受信信号と、受信信号を復調したトレーニング信号が入力される。適応整合フィルタ機能は、受信信号から伝送路のインパルス応答の推定を開始する。このとき、タップ係数生成機能は、受信信号と、受信信号に同期したトレーニング信号に基づいてタップ係数を生成するため、タップ係数の生成過程では、タイミング的な誤りが発生しない。そのため、タップ係数は、安定に収束する。したがって、適応整合フィルタ機能は、生成されたタップ係数に基づいて、伝送路のインパルス応答を推定し、その逆特性を備えるフィルタとしての機能を安定に開始する。適応整合フィルタ機能は、伝送路のインパルス応答に関わる波形歪みを取り除いた整合信号の出力を開始する。
【００３２】
また、適応等化処理手段１が非収束状態にあるとき、判定帰還形等化器機能のタップ係数生成機能には、誤差出力信号とトレーニング信号が入力される。判定帰還形等化器機能は、整合信号から伝送路での符号間干渉の推定を開始する。受信信号、整合信号、誤差出力信号とトレーニング信号は、同期した信号である。タップ係数生成機能は、誤差出力信号とトレーニング信号が同期しているため、タップ係数の生成過程では、タイミング的な誤りが生じない。そのため、タップ係数は、安定に収束する。したがって、判定帰還形等化器機能は、生成されたタップ係数に基づいて、伝送路での符号間干渉を推定し、符号間干渉による波形歪みを取り除く機能を安定に開始する。判定帰還形等化器機能は、伝送路での符号間干渉による波形歪みを取り除いた等化出力信号の出力を開始する。
【００３３】
このように、適応等化処理手段１が非収束状態にあるとき、トレーニング信号が適応等化処理手段１に帰還される。それにより、適応整合フィルタ機能および判定帰還形等化器機能のそれぞれのタップ係数がトレーニング信号に基づいて生成され、安定に収束する。
【００３４】
選択手段３は、適応等化処理手段１が収束したことを、適応等化処理手段１の判定帰還形等化器機能の誤差出力信号に基づいて検知する。このとき、選択手段３は、適応等化処理手段１の判定帰還形等化器機能の判定出力信号を帰還信号として選択して、適応等化処理手段１に入力する。
【００３５】
これによって、適応等化処理手段１における、適応等化処理を行うためのフィードバックが有効となる。したがって、適応等化処理手段１は、受信信号の歪みが大きくなっても自動的に適応等化処理を安定に継続することができる。
【００３６】
具体的には、適応等化処理手段１が収束したとき、適応整合フィルタ機能のタップ係数生成機能には、判定出力信号が入力される。適応整合フィルタ機能は、受信信号から伝送路のインパルス応答の推定を継続する。判定出力信号は、受信信号とトレーニング信号に基づいて、伝送路のインパルス応答に関わる波形歪みが取り除かれ、さらに伝送路での符号間干渉も取り除かれ、シンボル判定され、生成された信号である。帰還信号が判定出力信号に変更されたあと、タップ係数生成機能は、判定出力信号に対する受信信号の変動を捉えて追随し、適応的にタップ係数を生成する。したがって、生成されたタップ係数によって受信信号の変動がフィードバックされるので、適応整合フィルタ機能は、伝送路のインパルス応答を推定し、その逆特性を備えるフィルタとしての機能を継続することができる。適応整合フィルタ機能は、伝送路のインパルス応答に関わる波形歪みを取り除いた整合信号の出力を継続する。
【００３７】
また、適応等化処理手段１が収束したとき、判定帰還形等化器機能のタップ係数生成機能には、判定出力信号が入力される。判定帰還形等化器機能は、整合信号から伝送路での符号間干渉の推定を継続する。トレーニング信号から判定出力信号に帰還信号が変更されるとき、タップ係数生成機能は、受信信号の変動に基づく整合信号の変動を、誤差出力信号の変動として捉えて追随し、適応的にタップ係数を生成する。生成されたタップ係数によって受信信号の変動がフィードバックされるので、判定帰還形等化器機能は、整合信号から伝送路での符号間干渉を推定し、符号間干渉による波形歪みを取り除く機能を継続することができる。
【００３８】
なお、タップ係数生成にあたり、判定器によって等化出力信号の信号レベルがシンボル判定された判定出力信号が使用される。さらに、シンボル判定に伴う誤差を含めた変動を示す誤差出力信号のフィードバックが行われる。
【００３９】
このように、適応等化処理手段１が収束したとき、判定出力信号が適応等化処理手段１に帰還されることにより、適応整合フィルタ機能および判定帰還形等化器機能のそれぞれのタップ係数の生成が開始される。そのため、適応等化処理手段１は、タップ係数が安定に収束する状態から、受信信号の変動に追随してフィードバックされたタップ係数が生成される状態に移行する。つまり、適応等化処理を行うためのフィードバックが有効となる。
【００４０】
以上のように、本実施形態の適応等化受信回路１００は、適応等化処理手段１が非収束状態にあるときには、受信信号が復調されて生成されたトレーニング信号を適応等化処理手段１に帰還させる。そのため、適応等化処理手段１の適応整合フィルタ機能および判定帰還形等化器機能のそれぞれのタップ係数生成機能が生成するタップ係数を良好に収束させることができる。このように、適応等化処理手段１の収束が安定して行われるので、適応等化処理の開始が促進される。
【００４１】
また、本実施形態の適応等化受信回路１００では、伝送路にプリアンブル信号等、付加的な信号の送信は不要である。したがって、本実施形態は、伝送効率を低下させずに、適応等化処理を収束させることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態は、適応等化処理手段１が収束したときには、判定帰還形等化器機能の判定出力信号を選択手段３で選択し、適応等化処理手段１に帰還させることで、適応等化処理を継続することができる。
【００４３】
このように、本実施形態では、伝送効率を低下させずに、非収束時の適応等化処理の良好な収束特性を得ることができ、収束時に受信信号が大きく波形歪みを受けても自動的に適応等化処理を安定に継続することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、適応等化処理手段の収束状況を、判定帰還形等化器機能の誤差出力信号に基づいて判定すると説明したが、収束・非収束の判定は、誤差出力信号を用いたものに限定されない。
【００４５】
例えば、等化出力信号を受けた後段の復調後に、既知のビット列が既知のタイミングで存在するか否かに基づいて、適応等化処理手段の収束・非収束が判定されてもよい。また、等化出力信号を受けた後段の復調後に、誤り訂正を行った際の誤りビット数に基づいて、適応等化処理手段の収束・非収束が判定されてもよい。すなわち、適応等化処理手段は、等化出力信号から復調された信号に、誤りビット数が所定の比率以上含まれるとき非収束状態にあると判定され、所定の比率を下回るときには収束状態にあると判定されてもよい。
【００４６】
選択手段が以上のような方法で適応等化処理手段の収束・非収束の判定を行う場合であっても、選択手段は、本実施形態と同様に、収束・非収束の判定結果に基づいて、非収束時には復調手段で受信信号が復調されて生成されたトレーニング信号を選択し、収束時には適応等化処理手段の判定出力信号を選択すればよい。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態について説明する。図２は、本発明の第２の実施形態の適応等化処理回路の構成例を示すブロック図である。図３は、本発明の第２の実施形態の適応等化処理回路の、判定帰還形等化器内部の出力回路の構成例を示すブロック図である。図４は、本発明の第２の実施形態のトレーニング信号生成回路の構成例を示すブロック図である。
【００４７】
図２を参照して、本実施形態の適応等化処理回路１０１の構成について説明する。適応等化処理回路１０１は、遅延回路１０、適応整合フィルタ（ＡＭＦ）１１、判定帰還形等化器（ＤＦＥ）１２、適応整合フィルタ用（ＡＭＦ）タップ係数生成回路１３、判定帰還形等化器用（ＤＦＥ）タップ係数生成回路１４、遅延回路１５、トレーニング信号生成回路２０、遅延回路３０、選択回路（ＳＥＬ）３１、選択回路（ＳＥＬ）３２を備える。
【００４８】
適応整合フィルタ１１は、ＡＭＦタップ係数生成回路１３のタップ係数に基づいて、受信信号から伝送路のインパルス応答を推定する。そして、適応整合フィルタ１１がその逆特性を実現するフィルタとして伝送路にカスケードに接続される。これにより、受信信号から伝送路のインパルス応答に関わる波形歪みを取り除いた整合信号が出力される。
【００４９】
判定帰還形等化器１２は、ＤＦＥタップ係数生成回路１４のタップ係数に基づいて、前段の適応整合フィルタの出力である整合信号から伝送路での符号間干渉を推定し、整合信号から符号間干渉による波形歪みを除去した等化出力信号を出力する。
【００５０】
図３は、判定帰還形等化器１２から、等化出力信号、判定出力信号、および誤差出力信号を出力する出力回路１２０の構成を示す。図３を参照して、出力回路１２０について説明する。出力回路１２０は、判定器１２１と減算器１２２を備える。
【００５１】
判定帰還形等化器１２は、判定帰還形等化器１２を構成するトランスバーサルフィルタからの等化出力信号を出力回路１２０の判定器１２１に入力して、シンボル判定を行う。具体的には、判定器１２１は等化出力信号をサンプリングし、サンプリングされた信号レベルのシンボルを判定し、シンボル値を示す判定出力信号を出力する。減算器１２２は、等化出力信号から判定出力信号を減算して誤差出力信号を出力する。
【００５２】
このように、判定帰還形等化器１２は、前段の適応整合フィルタ１１の出力である整合信号から、等化出力信号、判定出力信号および誤差出力信号を出力する。
【００５３】
トレーニング信号生成回路２０は、受信信号を復調して生成したトレーニング信号を出力する。トレーニング信号生成回路２０の構成および動作については後述する。
【００５４】
遅延回路１０は、ＡＭＦタップ係数生成回路１３に入力される受信信号を遅延させる。遅延回路１５は、それぞれ選択回路３１、３２を経由して、ＡＭＦタップ係数生成回路１３、ＤＦＥタップ係数生成回路１４に入力される判定出力信号を遅延させる。遅延回路３０は、それぞれ選択回路３１、３２を経由して、ＡＭＦタップ係数生成回路１３、ＤＦＥタップ係数生成回路１４に入力されるトレーニング信号を遅延させる。
【００５５】
遅延回路１０、１５、３０の遅延時間の設定について説明する。遅延時間の設定は、遅延回路１５の遅延時間の設定を先に行い、その後、遅延回路３０の遅延時間の設定を行って、最後に遅延回路１０の遅延時間の設定を行う。
【００５６】
遅延回路１５は、判定帰還形等化器１２からの判定出力信号が選択回路３２を経由してＤＦＥタップ係数生成回路１４に入力されるタイミングＴ１と、判定帰還形等化器１２からの誤差出力信号がＤＦＥタップ係数生成回路１４に入力されるタイミングＴ２が揃うように、判定出力信号の遅延時間が設定される。
【００５７】
次に、遅延回路３０は、タイミングＴ２と、トレーニング信号生成回路２０からのトレーニング信号が選択回路３２を経由してＤＦＥタップ係数生成回路１４へ入力されるタイミングＴ３が揃うように、トレーニング信号の遅延時間が設定される。
【００５８】
遅延回路１５の遅延時間の設定により、タイミングＴ２とタイミングＴ１が揃い、遅延回路３０の遅延時間の設定により、タイミングＴ２とタイミングＴ３が揃う。したがって、遅延回路１５、３０の遅延時間の設定により、タイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ３のすべてが揃う。
【００５９】
ところで、判定出力信号がＤＦＥタップ係数生成回路１４に入力される経路と、判定出力信号がＡＭＦタップ係数生成回路１３へ入力される経路とでは、それぞれ、選択回路３１、３２が含まれる点のみが相違する。したがって、タイミングＴ１と、判定出力信号が選択回路３１を経由してＡＭＦタップ係数生成回路１３に入力されるタイミングＴ４とは、同等のタイミングとみなせる。
【００６０】
また、トレーニング信号がＤＦＥタップ係数生成回路１４に入力される経路と、トレーニング信号がＡＭＦタップ係数生成回路１３へ入力される経路とでは、それぞれ、選択回路３２、３１が含まれる点のみが相違する。したがって、タイミングＴ３と、トレーニング信号が選択回路３１を経由してＡＭＦタップ係数生成回路１３へ入力されるタイミングＴ５とは、同等のタイミングとみなせる。
【００６１】
したがって、タイミングＴ１からＴ５は、遅延回路１５および遅延回路３０の遅延時間の設定により、同じタイミングとなる。
【００６２】
最後に、遅延回路１０は、タイミングＴ４またはＴ５と、受信信号がＡＭＦタップ係数生成回路１３に入力されるタイミングＴ６が揃うように、受信信号の遅延時間が設定される。
【００６３】
以上の設定で、タイミングＴ１からＴ６のすべてのタイミングの調整が終了する。
【００６４】
選択回路３１と選択回路３２は、適応等化処理を担う適応整合フィルタ１１と判定帰還形等化器１２の収束状況に基づいて、収束状況が非収束状態にあるときには、トレーニング信号生成回路２０からのトレーニング信号を選択して出力する。収束状況が収束状態にあるときには、選択回路３１と選択回路３２は、判定帰還形等化器１２の判定出力信号を選択して出力する。
【００６５】
ＡＭＦタップ係数生成回路１３は、入力タイミングが調整された受信信号と、選択回路３１からの信号に基づいて、適応整合フィルタ１１のタップ係数を生成する。ＡＭＦタップ係数生成回路１３は、受信信号と選択回路３１からの信号に基づいて、伝送路のインパルス応答を推定し、その逆特性を適応整合フィルタ１１が実現するように、タップ係数を生成する。
【００６６】
ＤＦＥタップ係数生成回路１４は、判定帰還形等化器１２の誤差出力信号と、選択回路３２からの信号に基づいて、判定帰還形等化器１２のタップ係数を生成する。ＤＦＥタップ係数生成回路１４は、誤差出力信号と選択回路３２からの信号に基づいて、伝送路での符号間干渉を推定し、適応整合フィルタ１１の出力信号から符号間干渉による波形歪みを除去するように、判定帰還形等化器１２のタップ係数を生成する。
【００６７】
これらのタップ係数の生成には、例えば、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズムやＲＬＳ（Recursive Least Squares）アルゴリズムなどが用いられる。本発明では、タップ係数の生成に用いるアルゴリズムは限定されない。
【００６８】
図４を参照して、本実施形態のトレーニング信号生成回路２０の構成について説明する。
【００６９】
トレーニング信号生成回路２０は、シンボルタイミング再生回路２１、キャリア再生回路２２、判定器２３を備える。
【００７０】
シンボルタイミング再生回路２１は、受信信号からシンボルタイミングを再生する。例えば、シンボルタイミング再生回路２１は、受信信号を包絡線検波して、または受信信号の零点交差検出などを行って、シンボルタイミング情報を抽出する。キャリア再生回路２２は、受信信号とシンボルタイミング再生回路２１のシンボルタイミング情報を使用してキャリア信号の位相同期を行い、キャリア信号を再生する。判定器２３は、シンボルタイミング再生回路２１とキャリア再生回路２２のシンボルタイミング情報とキャリア信号を用いて、受信信号を判定する。判定器２３は、受信信号をタイミング情報に基づいてサンプリングし、サンプリングされた信号レベルをシンボル判定して、受信信号を復調する。このように、判定器２３は、受信信号を復調して生成した信号を、トレーニング信号として出力する。
【００７１】
図２、３、４を参照して、本実施形態の適応等化処理回路１０１の動作について説明する。
【００７２】
適応整合フィルタ１１は、ＡＭＦタップ係数生成回路１３のタップ係数に基づいて、伝送路のインパルス応答を推定して、その逆特性を実現し、受信信号から伝送路のインパルス応答に関わる波形歪みを取り除いた整合信号を出力する。後段の判定帰還形等化器１２は、ＤＦＥタップ係数生成回路１４のタップ係数に基づいて、整合信号から伝送路の符号間干渉を推定し、整合信号から符号間干渉による波形歪みを取り除いた等化出力信号を出力する。
【００７３】
適応整合フィルタ１１と判定帰還形等化器１２による適応等化処理を正常に行うためには、適応整合フィルタ１１と判定帰還形等化器１２とを収束させる必要がある。適応整合フィルタ１１と判定帰還形等化器１２とを収束させるためには、それぞれのタップ係数生成回路１３、１４に、一定時間、判定誤りを生じない信号がそれぞれに入力される必要がある。
【００７４】
トレーニング信号生成回路２０は、シンボルタイミング再生回路２１とキャリア再生回路２２によって受信信号からタイミング情報を抽出する。そして、タイミング情報に基づいて、判定回路２３は、受信信号をシンボル判定して復調する。判定回路２３は、復調して生成した信号を、トレーニング信号として出力する。トレーニング信号は、受信信号が復調されて生成されるため、シンボルタイミングとキャリア位相が、受信信号に同期した信号である。
【００７５】
適応等化処理を担う適応整合フィルタ１１と判定帰還形等化器１２が非収束状態にあるときは、選択回路３１および３２は、トレーニング信号生成回路２０からのトレーニング信号を選択して、タップ係数生成回路１３および１４に入力する。
【００７６】
選択回路３１および３２によって選択された信号は、受信信号が復調されて生成されたトレーニング信号である。そのため、適応整合フィルタ１１と判定帰還形等化器１２で行われる適応等化処理において、シンボルタイミングとキャリア位相に関わる判定誤りが生じない。
【００７７】
このように、受信信号に同期したトレーニング信号が選択回路３１および３２から入力される間に、適応整合フィルタ１１と判定帰還形等化器１２のそれぞれのタップ係数生成回路１３および１４でそれぞれ生成されるタップ係数は収束し、適応等化処理が開始される。
【００７８】
選択回路３１および３２は、適応等化処理を担う適応整合フィルタ１１と判定帰還形等化器１２が収束したことを、判定帰還形等化器の誤差出力信号に基づいて検知する。このとき、選択回路３１および３２は、判定帰還形等化器１２の判定出力信号を選択して、それぞれのタップ係数生成回路１３および１４に入力する。
【００７９】
これによって、適応整合フィルタ１１と判定帰還形等化器１２が担う適応等化処理を行うためのフィードバックが有効となる。したがって、適応整合フィルタ１１と判定帰還形等化器１２は、受信信号の歪みが大きくなっても、それぞれのタップ係数生成回路１３および１４によって生成されるタップ係数のフィードバックに基づいて、自動的に適応等化処理を安定に継続することができる。
【００８０】
以上のように、本実施形態の適応等化受信回路１０１は、適応等化処理が非収束状態にあるときには、受信信号が復調されて生成されたトレーニング信号を使用する。そのため、適応等化受信回路１０１は、適応整合フィルタ１１および判定帰還形等化器１２のそれぞれのタップ係数生成回路１３および１４によって生成されるタップ係数を良好に収束させることができる。それぞれのタップ係数の収束が安定して行われるので、適応整合フィルタ１１および判定帰還形等化器１２が担う適応等化処理の開始が促進される。
【００８１】
また、本実施形態の適応等化受信回路１０１では、伝送路にプリアンブル信号等、付加的な信号の送信は不要である。したがって、本実施形態は、伝送効率を低下させずに、適応等化処理を収束させることができる。
【００８２】
さらに、本実施形態では、適応等化処理が収束したときには、判定帰還形等化器１２の判定出力信号がそれぞれのタップ係数生成回路１３および１４に入力され、適応型整合フィルタ１１および判定帰還形等化器１２にそれぞれのタップ係数としてフィードバックされる。これにより、本実施形態では、適応等化処理を安定に継続することができる。
【００８３】
このように、本実施形態では、第１の実施形態と同様に伝送効率を低下させずに、非収束時の適応等化処理の良好な収束特性を得ることができ、収束時に受信信号が大きく波形歪みを受けても自動的に適応等化処理を安定に継続することができる。
【００８４】
なお、本実施形態では、適応等化処理の収束状況を、判定帰還形等化器１２の誤差出力信号に基づいて判定すると説明したが、収束・非収束の判定は、誤差出力信号を用いたものに限定されない。
【００８５】
例えば、等化出力信号を受けた後段の復調後に、既知のビット列が既知のタイミングで存在するか否かに基づいて、適応等化処理の収束・非収束が判定されてもよい。また、等化出力信号を受けた後段の復調後に、誤り訂正を行った際の誤りビット数に基づいて、適応等化処理の収束・非収束が判定されてもよい。すなわち、適応等化処理は、等化出力信号から復調された信号に、誤りビット数が所定の比率以上含まれるとき非収束状態にあると判定され、所定の比率を下回るとき収束状態にあると判定されてもよい。
【００８６】
選択回路３１および３２が、以上のような方法で適応等化処理の収束・非収束の判定を行う場合であっても、選択回路３１および３２は、本実施形態と同様に、収束・非収束の判定結果に基づいて、非収束時には受信信号が復調されて生成されたトレーニング信号を選択し、収束時には判定帰還形等化器の判定出力信号を選択すればよい。
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について説明する。図５は、本発明の第３の実施形態の適応等化処理回路の構成例を示すブロック図である。
【００８７】
図５の第３の実施形態の適応等化処理回路１０２は、ダイバーシティ方式の適応等化処理回路であり、複数のブランチからのそれぞれの受信信号に対応し、加算回路１６と最大値出力回路（ＭＡＸ）４０が追加されているところが、第２の実施形態と相違する。よって、第２の実施形態と同一の構成要素には同一の参照数字を付記して、その説明を省略する。
【００８８】
図５を参照して、本実施形態の適応等化処理回路１０２の構成について説明する。
【００８９】
適応等化処理回路１０２には、複数のブランチからのブランチ別受信信号Ｂ１〜ｎ（ｎは２以上の整数）が入力される。適応整合フィルタ１１−１〜ｎは、それぞれブランチ別受信信号Ｂ１〜ｎに対応する。加算回路１６は、適応整合フィルタ（ＡＭＦ）１１−１〜ｎからのそれぞれの出力である整合信号を合成して、後段の判定帰還形等化器（ＤＦＥ）１２に出力する。
【００９０】
遅延回路１０−１〜ｎ、ＡＭＦタップ係数生成回路１３−１〜ｎおよび選択回路３１−１〜ｎは、それぞれブランチ別受信信号Ｂ１〜ｎに対応する。最大値出力回路４０は、ブランチ別受信信号Ｂ１〜ｎから受信レベルが最大であるブランチ別受信信号Ｂｉ（ｉは、１からｎまでの整数）を、後段のトレーニング信号生成回路２０に出力する。
【００９１】
図５を参照して、本実施形態の適応等化処理回路１０２の動作について説明する。
【００９２】
ダイバーシティ方式で受信されたブランチ別受信信号Ｂ１〜ｎは、それぞれに対応する適応整合フィルタ１１−１〜ｎに入力されて適応整合フィルタ処理が行われ、加算回路１６によって合成される。加算回路１６によって合成された信号は、判定帰還形等化器１２に入力されて、符号間干渉による波形歪みが取り除かれて、等化出力信号として出力される。
【００９３】
最大値出力回路４０は、ブランチ別受信信号Ｂ１〜ｎから受信レベルが最大であるブランチ別受信信号Ｂｉを、トレーニング信号生成回路２０に入力する。トレーニング信号生成回路２０は、最大値出力回路４０から入力されるブランチ別受信信号Ｂｉが復調されて生成された信号を、トレーニング信号として出力する。
【００９４】
選択回路３１−１〜ｎおよび３２は、判定帰還形等化回路１２の誤差出力信号に基づいて、適応等化処理の収束状況を判定する。
【００９５】
適応等化処理が非収束状態にあるときには、選択回路３１−１〜ｎおよび３２は、トレーニング信号が遅延回路３０によってタイミング調整された信号を選択して、ＡＭＦタップ係数生成回路１３−１〜ｎおよびＤＦＥタップ係数生成回路１４に入力する。
【００９６】
また、ブランチ別受信信号Ｂ１〜ｎは、遅延回路１０−１〜ｎによってタイミング調整されて、それぞれに対応するＡＭＦタップ係数生成回路１３−１〜ｎに入力される。ＡＭＦタップ係数生成回路３１−１〜ｎは、選択回路３１−１〜ｎによって選択されたトレーニング信号と、それぞれのブランチ別受信信号Ｂ１〜ｎに基づいて、それぞれのタップ係数を生成して、それぞれの適応整合フィルタ１１−１〜ｎに入力する。
【００９７】
ＤＦＥタップ係数生成回路１４は、選択回路３２によって選択されたトレーニング信号と、判定帰還形等化器１２の誤差出力信号に基づいて、タップ係数を生成して、判定帰還形等化器１２に入力する。
【００９８】
選択回路３１−１〜ｎおよび３２によって選択された信号は、受信信号が復調されて生成されたトレーニング信号であるため、適応等化処理において、シンボルタイミングとキャリア位相に関わる判定誤りが生じない。
【００９９】
このように、受信信号に同期したトレーニング信号が選択回路３１−１〜ｎおよび３２から入力される間に、適応整合フィルタ１１−１〜ｎと判定帰還形等化器１２のそれぞれのタップ係数生成回路１３−１〜ｎおよび１４でそれぞれ生成されるタップ係数は収束し、適応等化処理が開始される。
【０１００】
選択回路３１−１〜ｎおよび３２は、適応等化処理が収束したことを、判定帰還形等化器１２の誤差出力信号に基づいて検知する。このとき、選択回路３１−１〜ｎおよび３２は、判定帰還形等化器１２の判定出力信号を選択して、それぞれのタップ係数生成回路１３−１〜ｎおよび１４に入力する。
【０１０１】
これによって、適応整合フィルタ１１−１〜ｎと判定帰還形等化器１２における、適応等化処理を行うためのフィードバックが有効となる。したがって、適応整合フィルタ１１−１〜ｎと判定帰還形等化器１２は、受信信号の歪みが大きくなっても、それぞれのタップ係数生成回路１３−１〜ｎおよび１４によって生成されるタップ係数のフィードバックに基づいて、自動的に適応等化処理を安定に継続することができる。
【０１０２】
以上のように、本実施形態の適応等化受信回路１０２は、適応等化処理が非収束状態にあるときには、受信信号が復調されて生成されたトレーニング信号を使用する。そのため、適応等化受信回路１０２は、適応整合フィルタ１１−１〜ｎおよび判定帰還形等化器１２のそれぞれのタップ係数生成回路１３−１〜ｎおよび１４によって生成されるタップ係数を良好に収束させることができる。このように、それぞれのタップ係数の収束が安定して行われるので、適応整合フィルタ１１−１〜ｎおよび判定帰還形等化器１２では、それぞれが担う適応等化処理の開始が促進される。
【０１０３】
また、本実施形態の適応等化受信回路１０２では、伝送路にプリアンブル信号等、付加的な信号の送信は不要である。したがって、本実施形態は伝送効率を低下させずに、適応等化処理を収束させることができる。
【０１０４】
さらに、本実施形態は、適応等化処理が収束したときには、判定帰還形等化器１２の判定出力信号をそれぞれのタップ係数生成回路１３−１〜ｎおよび１４に入力して、適応整合フィルタ１１−１〜ｎおよび判定帰還形等化器１２にそれぞれのタップ係数としてフィードバックさせることで、適応等化処理を安定に継続することができる。
【０１０５】
このように、本実施形態では、第１の実施形態および第２の実施形態と同様に伝送効率を低下させずに、非収束時の適応等化処理の良好な収束特性を得ることができ、収束時に受信信号が大きく波形歪みを受けても自動的に適応等化処理を安定に継続することができる。
【０１０６】
なお、本実施形態では、適応等化処理の収束状況を、判定帰還形等化器１２の誤差出力信号に基づいて判定すると説明したが、収束・非収束の判定は、誤差出力信号を用いたものに限定されない。
【０１０７】
例えば、等化出力信号を受けた後段の復調後に、既知のビット列が既知のタイミングで存在するか否かに基づいて、適応等化処理の収束・非収束が判定されてもよい。また、等化出力信号を受けた後段の復調後に、誤り訂正を行った際の誤りビット数に基づいて、適応等化処理の収束・非収束が判定されてもよい。すなわち、適応等化処理は、等化出力信号から復調された信号に、誤りビット数が所定の比率以上含まれるとき非収束状態にあると判定され、所定の比率を下回るとき収束状態にあると判定されてもよい。
【０１０８】
選択回路３１−１〜ｎおよび３２が、以上のような方法で適応等化処理の収束・非収束の判定を行う場合であっても、選択回路３１−１〜ｎおよび３２は、本実施形態と同様に、収束・非収束の判定結果に基づいて、非収束時には受信信号が復調されて生成されたトレーニング信号を選択し、収束時には判定帰還形等化器１２の判定出力信号を選択すればよい。
【０１０９】
また、本実施形態では、ダイバーシティ方式で複数のブランチからのそれぞれのブランチ別受信信号から受信レベルが最大であるブランチ別受信信号を用いて、トレーニング信号を生成すると説明した。しかし、必ずしも、受信レベルが最大であるブランチ別受信信号が用いられる必要はない。
【０１１０】
例えば、トレーニング信号を生成する信号には、複数のブランチからのそれぞれのブランチ別受信信号からＳ／Ｎ（S/N：Signal to Noise）が最大であるブランチ別受信信号が検出されて使用されてもよい。また、トレーニング信号を生成する信号には、誤り訂正前のビット誤り率が最小であるブランチ別受信信号が検出されて使用されてもよい。トレーニング信号を生成する信号には、誤り訂正後のビット誤り率が最小であるブランチ別受信信号が検出されて使用されてもよい。また、トレーニング信号を生成する信号には、特定の周波数帯域内の周波数特性が最も平坦なブランチ別受信信号が検出されて使用されてもよい。
【０１１１】
また、本実施形態では、ダイバーシティ方式は合成ダイバーシティであるものとして説明した。しかし、ダイバーシチィ方式が、例えば、選択ダイバーシティや等利得ダイバーシティなどであっても、本実施形態は適用可能である。
【０１１２】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【０１１３】
例えば、本願発明は、ＱＡＭに限らず、ＱＰＳＫなどの位相変調、振幅変調、周波数変調、ＡＰＳＫ（APSK：Amplitude Phase Shift Keying）などの振幅位相変調、その他のどのようなデジタル変調方式においても適用可能である。
【０１１４】
また、本願発明の実施形態では、適応等化処理の収束・非収束の判定に基づいて、適応整合フィルタおよび判定帰還形等化器のそれぞれのタップ係数の生成に用いられる信号を同時に切替えるとして説明した。しかし、タップ係数の生成に用いられる信号の切替は必ずしも同時に行われる必要はない。
【０１１５】
例えば、信号の切替は、ＡＭＦタップ係数生成の信号を先に行われ、所定の時間を遅らせて、ＤＦＥタップ係数生成の信号を後に行われてもよい。信号の切替は、前述の逆の順序で行われてもよい。
【０１１６】
この出願は、２０１３年５月２９日に出願された日本出願特願２０１３−１１２９１０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【０１１７】
１    適応等化手段
２    復調手段
３    選択手段
１０、１０−１、１０−ｎ、１５、３０    遅延回路
１１、１１−１、１１−ｎ    適応整合フィルタ（ＡＭＦ）
１２    判定帰還形等化器（ＤＦＥ）
１３、１３−１、１３−ｎ    適応整合フィルタ用（ＡＭＦ）タップ係数生成回路
１４    判定帰還形等化器用（ＤＦＥ）タップ係数生成回路
１６    加算回路
２０    トレーニング信号生成回路
２１    シンボルタイミング再生回路
２２    キャリア再生回路
２３、１２１    判定器
３１、３１−１、３１−ｎ、３２    選択回路
４０    最大値出力回路
１００、１０１、１０２    適応等化受信回路
１２０    出力回路
１２２    減算器
【図１】
2014192269.tif 000003
【図２】
2014192269.tif 000004
【図３】
2014192269.tif 000005
【図４】
2014192269.tif 000006
【図５】
2014192269.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成28年10月31日(2016.10.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
受信信号を復調して、前記受信信号とシンボルタイミングおよびキャリア位相が同期したトレーニング信号を生成し、出力する復調手段と、
前記受信信号と前記トレーニング信号とに基づく判定出力信号または前記トレーニング信号を用いて生成したタップ係数を用いて、前記受信信号の波形歪みを除去する適応等化処理を行って、等化出力信号を出力する適応等化処理手段と、
前記適応等化処理手段が非収束状態にあるときに、前記判定出力信号および前記トレーニング信号のうち、前記トレーニング信号を選択して前記適応等化処理手段に入力する選択手段と
を備えることを特徴とする適応等化処理回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記適応等化処理手段は、適応整合フィルタおよび前記適応整合フィルタからの整合信号を入力し、前記等化出力信号を出力する判定帰還形等化器を含み、
前記判定帰還形等化器は、前記等化出力信号をシンボル判定して、前記判定出力信号、及び前記判定出力信号と前記等化出力信号との差分である誤差出力信号を生成し、
前記選択手段は、前記誤差出力信号が所定の閾値内であるか否かによって、前記適応等化処理手段の収束状況を判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の適応等化処理回路。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
前記選択手段は、前記適応等化処理手段が収束状態にあるときには、前記判定出力信号および前記トレーニング信号のうち、前記判定出力信号を選択して前記適応等化処理手段に入力し、
前記適応等化処理手段は、前記判定出力信号または前記トレーニング信号を用いて、前記適応整合フィルタのタップ係数および前記判定帰還形等化器のタップ係数を生成し、前記適応等化処理を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の適応等化処理回路。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
受信信号を復調して、前記受信信号とシンボルタイミングおよびキャリア位相が同期したトレーニング信号を生成して出力し、
前記受信信号と前記トレーニング信号とに基づく判定出力信号または前記トレーニング信号を用いて生成したタップ係数を用いて、前記受信信号から波形歪みを除去する適応等化処理を行い、
前記適応等化処理が非収束状態にあるときに、前記判定出力信号および前記トレーニング信号のうち、前記トレーニング信号を選択して、前記適応等化処理に入力する
ことを特徴とする適応等化処理方法。
【国際調査報告】
2014192269.tif 000008
2014192269.tif 000009