(57)【要約】      （修正有）【課題】所定の伝達関数の逆関数を実現する等化の信号処理方法を提供する。【解決手段】  少なくとも１回の繰返しを含む繰返し処理を実行し、入力信号（Ｉ）に基づいて、出力信号（Ｏ）を生成する信号前処理方法及び信号処理方法を開示する。各繰返し処理では、先の中間出力信号（ＰＩＯ）と入力信号（Ｉ）とが受け取られる。先の中間出力信号（ＰＩＯ）に処理（ｇ）を適用し、先の中間出力信号（ＰＩＯ）を所定の伝達関数（Ｈ）に基づいて、完全に又は近似的に変換し、変換された先の中間出力信号（ＴＰＩＯ）を生成及び提供する。次に、入力信号（Ｉ）から変換された中間的出力信号（ＴＰＩＯ）を減算する。これにより、中間誤差信号（ＩＥ）が生成され、中間誤差信号（ＩＥ）は、中間出力信号（ＰＩＯ）に加算され、後の中間的出力信号（ＳＩＯ）が生成される。後の中間的出力信号（ＳＩＯ）は、繰返し処理が終了した後の出力信号（Ｏ）として用いられる。【選択図】  図２
2005269631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放送信号を含む信号を前処理するための信号前処理方法において、
前処理される入力信号（Ｉ）を受け取り及び／又は生成するステップ（Ｓ１）と、
所定の伝達関数（Ｈ）の逆伝達関数（Ｈ−１）に関して、上記入力信号（Ｉ）の変換（Ｈ−１＊Ｉ）又は少なくとも該変換（Ｈ−１＊Ｉ）の近似関数を適用した結果である出力信号（Ｏ）を生成するステップ（Ｓ２）と、
上記出力信号（Ｏ）を前処理された信号として出力するステップ（Ｓ３）とを有し、
上記出力信号（Ｏ）を生成するステップ（Ｓ２）において、少なくとも１回の繰返しを含む繰返し処理が実行され、
上記各繰返し処理は、
先の中間出力信号（ＰＩＯ）と上記入力信号（Ｉ）とを受け取るステップ（Ｓ２１）と、
上記先の中間出力信号（ＰＩＯ）に処理（ｇ）を適用し、該先の中間出力信号（ＰＩＯ）を上記所定の伝達関数（Ｈ）に基づいて、完全に又は近似的に変換し、変換された先の中間出力信号（ＴＰＩＯ）を生成及び提供するステップ（Ｓ２２）と、
変換された上記中間的出力信号（ＴＰＩＯ）を上記入力信号（Ｉ）から減算し、中間誤差信号（ＩＥ）を生成及び提供するステップ（Ｓ２３）と、
上記中間誤差信号（ＩＥ）又はその重み付けされた信号を上記中間出力信号（ＰＩＯ）に加算し、後の中間的出力信号（ＳＩＯ）を生成及び提供するステップとを有し、
１回目の繰返しにおいては、上記入力信号（Ｉ）が上記先の中間出力信号（ＰＩＯ）として使用され、
２回目以降の繰返しにおいては、前の繰返しの後の中間出力信号（ＳＩＯ）が後の繰返しのための上記先の中間出力信号（ＰＩＯ）として使用され、
繰返し処理のある終了条件下において、上記繰返しは終了され、現在の後の中間的出力信号（ＳＩＯ）が上記出力信号（Ｏ）とされる信号前処理方法。
【請求項２】
上記繰返し処理（Ｓ２）の繰返しの回数ｎは、固定及び／又は予め決定されていることを特徴とする請求項１記載の信号前処理方法。
【請求項３】
上記繰返し処理（Ｓ２）の繰返しの回数ｎは、上記繰返し処理（Ｓ２）の間に動的に決定されることを特徴とする請求項１又は２記載の信号前処理方法。
【請求項４】
上記繰返し処理（Ｓ２）の繰返しの回数ｎは、上記中間誤差信号（ＩＥ）及び／又はその成長の評価に基づく終了条件によって決定されることを特徴とする請求項３記載の信号前処理方法。
【請求項５】
上記終了条件は、上記中間誤差信号（ＩＥ）が予め定められた又は所定の誤差範囲内にある場合に満足されることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項６】
上記繰返し処理（Ｓ２）、上記繰返し及び／又は変換処理（ｇ）の全部又は一部は、デジタル形式で又はデジタル的に実現されることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項７】
上記繰返し処理（Ｓ２）、上記繰返し及び／又は変換処理（ｇ）の全部又は一部は、デジタル信号処理手段によって実現されることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項８】
上記繰返し処理（Ｓ２）、上記繰返し及び／又は変換処理（ｇ）は、ソフトウェアによって又はソフトウェア的に実現されることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項９】
上記繰返し処理（Ｓ２）、上記繰返し及び／又は変換処理（ｇ）は、アナログ形式で又はアナログ的に実現されることを特徴とする請求項１乃至８いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項１０】
上記繰返し処理（Ｓ２）、上記繰返し及び／又は変換処理（ｇ）の全部又は一部は、アナログ信号処理手段によって実現されることを特徴とする請求項１乃至９いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項１１】
上記デジタル信号処理手段及び／又は上記アナログ信号処理手段は、上記所定の伝達関数（Ｈ）又はその近似関数を有する又は実現するように選択されることを特徴とする請求項１乃至１０いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項１２】
上記繰返し及び／又は上記変換処理（ｇ）の上記繰返し処理（Ｓ２）の一部は、フィードバックループによって実現されることを特徴とする請求項１乃至１１いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項１３】
上記繰返し処理（Ｓ２）、上記繰返し、上記変換処理（ｇ）及び／又はそれら一部は、並列処理によって実現されることを特徴とする請求項１乃至１２いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項１４】
上記繰返しにおいて、上記入力信号（Ｉ）、上記先の中間出力信号（ＰＩＯ）及び／又は上記変換された先の中間出力信号（ＴＰＩＯ）は、適切な時間遅延処理を含む処理を適用することによって、互いに実質的に固定の時間的関係を有するようにされることを特徴とする請求項１乃至１３いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項１５】
上記変換処理（ｇ）は、上記伝達関数（Ｈ）の近似関数（ｈ）又は上記伝達関数（Ｈ）自体に等しいことを特徴とする請求項１乃至１４いずれか１項記載の信号前処理方法。
【請求項１６】
プライマリ入力信号（Ｉｐｒｉｍ）として処理ユニット（ＰＵ）によって処理される入力信号（Ｉ）を受け取り及び／又は生成するステップと、
等化処理を用いて上記プライマリ入力信号（Ｉｐｒｉｍ）を前処理することによりプライマリ出力信号（Ｏｐｒｉｍ）を生成するステップと、
上記プライマリ出力信号（Ｏｐｒｉｍ）を上記処理ユニット（ＰＵ）セカンダリ入力信号（Ｉｓｅｃ）として用いるステップと、
上記処理ユニット（ＰＵ）を用いて上記セカンダリ入力信号（Ｉｓｅｃ）を処理し、セカンダリ出力信号（Ｏｓｅｃ）を出力信号として生成及び出力するステップとを有し、
上記等化処理は、上記プライマリ出力信号（Ｏｐｒｉｍ）に対し、上記処理ユニット（ＰＵ）によって、前処理されていないセカンダリ入力信号（Ｉｓｅｃ）に比べて、歪みが少なくとも部分的に減衰又は補償されたセカンダリ出力信号（Ｏｓｅｃ）が得られるような該セカンダリ入力信号（Ｉｓｅｃ）としてのある信号の特性を与えるよう設計された信号処理方法において、
上記プライマリ入力信号（Ｉｐｒｉｍ）を前処理するステップ（Ｔ２）又はその一部及び／又は上記等化処理及び／又はその一部には、請求項１乃至１５いずれか１項記載の信号前処理方法が含まれ、
上記信号前処理方法における上記伝達関数（Ｈ）としては、上記処理ユニット（ＰＵ）の伝達関数（ＨＰＵ）が用いられ、
上記信号前処理方法における上記入力信号（Ｉ）としては、上記プライマリ入力信号（Ｉｐｒｉｍ）又はその一部が用いられ、
上記信号前処理方法における出力信号（Ｏ）又はその一部は、上記プライマリ出力信号（Ｏｐｒｉｍ）及び／又は上記セカンダリ入力信号（Ｉｓｅｃ）又はその一部として用いられることを特徴とする信号処理方法。
【請求項１７】
上記信号前処理方法又は該信号前処理方法における処理（ｇ）を適用するステップ（Ｓ２２）は、上記処理ユニット（ＥＵ、ＰＵ）又は該処理ユニット（ＥＵ）と同等又はこれに類するプロセッサ又はこれらのうちの複数を用いることによって実現されることを特徴とする請求項１６記載の信号処理方法。
【請求項１８】
請求項１乃至１５いずれか１項記載の信号前処理方法又はそのステップ及び／又は請求項１６又は１７記載の信号処理方法又はそのステップを実現する信号処理又は信号前処理装置。
【請求項１９】
デジタル信号処理手段、コンピュータ及び／又はこれに類する装置によって実行されて、請求項１乃至１５いずれか１項記載の信号前処理方法又はそのステップ及び／又は請求項１６又は１７記載の信号処理方法は又はそのステップを実現するコンピュータプログラム手段を備えるコンピュータプログラム製品。
【請求項２０】
請求項１９記載のコンピュータプログラム製品を備えるコンピュータにより読取可能な媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、信号を前処理する信号前処理方法及び独立請求項１６の前提条件に基づく信号処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの技術的用途において、信号を受信し、処理した後に送信する必要がある。受信した信号（以下、受信信号という。）を処理又は変換する所望のステップに加えて、受信信号は、望ましくないプロセスにも晒され、これにより、送信すべき信号において、望ましくない歪みが生じることがある。これらの歪みは、線形歪みの場合もあり、非線形歪みの場合もある。
【０００３】
処理の過程又は受信した入力信号を出力信号として送信する過程において生じるこれらの信号歪みを回避又は低減するために、発生する信号歪みに関して、入力信号を事前に等化処理する様々な手法が提案されている。この手法の基本原理は、受信した入力信号を前処理するステップを実行し、この入力信号に対し、主となる処理ステップ及び／又は伝送ステップにおいて生じる歪みを解消又は補償する特性を加えることである。
【０００４】
入力信号を等化する周知の手法の主な問題点は、多くの場合、前処理ステップは、それぞれの処理ユニットを特徴付ける伝達関数又はその近似の逆関数に基づいているという点である。多くの場合伝達関数の特定の構造は、未知であり、及び／又は伝達関数のそれぞれの逆関数は、単純で信頼できる手法で求めることができない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、所定の伝達関数の逆関数を実現し、等化の各処理を比較的単純で特に信頼できる手法で実行できる信号を前処理する前処理方法及び信号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】
【０００６】
この目的は、独立請求項１に特徴が定義されている本発明に基づく信号前処理方法によって達成される。また、この目的は、独立請求項１６の汎用的部分と、請求項１６の特徴的性質を有する信号処理方法によって達成される。本発明に基づく信号前処理方法及び信号処理方法の好適な実施形態は、従属請求項において定義されている。
【０００７】
本発明に係る信号前処理方法は、例えば、放送信号等の信号を前処理するための信号前処理方法において、前処理される入力信号を受け取り及び／又は生成するステップと、所定の伝達関数の逆伝達関数に関して、入力信号の変換又は少なくとも変換の近似関数を適用した結果である出力信号を生成するステップと、出力信号を前処理された信号として出力するステップとを有する。出力信号を生成するステップにおいては、少なくとも１回の繰返しを含む繰返し処理が実行される。少なくとも１回の繰返しは、異なる処理ステップのシーケンスを含む。まず、先の中間出力信号と入力信号とが受け取られる。先の中間出力信号に処理が適用され、、先の中間出力信号は、所定の伝達関数に基づいて、完全に又は近似的に変換され、変換された先の中間出力信号が生成及び提供される。入力信号から変換された中間的出力信号を減算することにより、中間誤差信号が生成される。中間誤差信号又はその重み付けされた信号を中間出力信号に加算することにより、後の中間的出力信号が生成及び提供される。１回目の繰返しにおいては、入力信号が先の中間出力信号として使用され、２回目以降の繰返しにおいては、前の繰返しの後の中間出力信号が後の繰返しのための先の中間出力信号として使用される。繰返し処理のある終了条件下において、繰返しは終了され、現在の後の中間的出力信号が出力信号とされる。
【０００８】
このように、本発明では、基本的に、伝達関数自体を入力信号に繰返し適用し、所定の入力信号に関して各繰返し毎の誤差を算出し、各繰返しにおいて、それぞれの中間的な変換された出力信号に誤差を加えることによって所定の伝達関数の逆関数によって入力信号を少なくとも近似的に変換し、出力信号を生成する。すなわち、所定の伝達関数に関して逆変換された入力信号は、出力信号となり、この出力信号は、各繰返しステップの誤差又は中間誤差によって制御できる。
【０００９】
繰返しの回数ｎは、様々な基準で制御できる。
【００１０】
例えば、本発明に基づく方法の好適な実施形態においては、繰返し処理の繰返しの回数ｎは、固定及び／又は予め決定されている。
【００１１】
これに代えて、繰返し処理の繰返しの回数ｎは、繰返し処理の間に動的に決定してもよい。
【００１２】
この場合、繰返し処理の繰返しの回数ｎは、中間誤差信号及び／又はその成長の評価に基づく終了条件によって決定される。
【００１３】
終了条件は、好ましくは、中間誤差信号が予め定められた又は所定の誤差範囲内にある場合に満足される。
【００１４】
繰返し及び／又は変換処理自体について繰返し処理は、様々な手法で実現することができる。
【００１５】
本発明の好適な実施例においては、繰返し処理、繰返し及び／又は変換処理の全部又は一部は、デジタル信号処理手段によって実現される。このような場合、デジタル信号を処理する必要があり、及び／又はアナログ−デジタル変換又はデジタル−アナログ変換を行う必要がある。
【００１６】
これに加えて又はこれに代えて、繰返し処理、繰返し及び／又は変換処理は、ソフトウェアによって又はソフトウェア的に実現してもよい。これにより、特に各変換処理を適応化するために、高い柔軟性が実現される。
【００１７】
更に、繰返し処理、繰返し及び／又は変換処理は、アナログ形式で又はアナログ的に実現してもよい。
【００１８】
この場合、繰返し処理、繰返し及び／又は変換処理の全部又は一部は、例えばアナログ計算機等のアナログ信号処理手段によって実現してもよい。
【００１９】
デジタル信号処理手段及び／又はアナログ信号処理手段は、所定の伝達関数又はその近似関数を有する又は実現するように選択することが更に好ましい。
【００２０】
更に、繰返し及び／又は変換処理の繰返し処理の一部は、フィードバックループによって実現してもよい。
【００２１】
これに加えて又はこれに代えて、繰返し処理繰返し、変換処理及び／又はそれら一部は、並列処理によって実現してもよい。
【００２２】
多くの処理ステップは、独自の処理時間を有しているため、繰返しにおいて、入力信号、先の中間出力信号及び／又は変換された先の中間出力信号は、適切な時間遅延処理を含む処理を適用することによって、互いに実質的に固定の時間的関係を有するように処理することが特に好ましい。
【００２３】
変換処理ｇは、伝達関数Ｈの近似関数ｈ又は伝達関数Ｈ自体に等しいことが好ましい。
【００２４】
また、本発明は、更なる実施形態として、信号処理方法を提供する。
【００２５】
周知の信号前処理方法は、プライマリ入力信号として処理ユニットによって処理される入力信号を受け取り及び／又は生成するステップと、等化処理を用いてプライマリ入力信号を前処理することによりプライマリ出力信号を生成するステップと、プライマリ出力信号を処理ユニットセカンダリ入力信号として用いるステップと、処理ユニットを用いてセカンダリ入力信号を処理し、セカンダリ出力信号を出力信号として生成及び出力するステップとを有する。プライマリ出力信号に対し、処理ユニットによって、前処理されていないセカンダリ入力信号に比べて、歪みが少なくとも部分的に減衰又は補償されたセカンダリ出力信号が得られるようなセカンダリ入力信号としてのある信号の特性を与えるよう等化処理を設計する手法も知られている。
【００２６】
本発明に係る信号処理方法では、プライマリ入力信号を前処理するステップ又はその一部及び／又は等化処理及び／又はその一部に、上述した信号前処理方法を含ませる。更に、信号前処理方法における伝達関数としては、処理ユニットの伝達関数が用いられる。信号前処理方法における入力信号としては、プライマリ入力信号又はその一部が用いられる。更に、信号前処理方法における出力信号又はその一部は、プライマリ出力信号及び／又はセカンダリ入力信号又はその一部として用いられる。
【００２７】
すなわち、本発明に係る信号処理方法では、基本的に、上述した本発明に係る信号前処理方法を用いて、処理ユニットにおける処理の間に発生する可能性がある符号ひずみを補償する。
【００２８】
本発明に係る信号処理方法の好適な実施形態においては、信号前処理方法、特に信号前処理方法における処理を適用するステップは、処理ユニット又は処理ユニットと同等又はこれに類するプロセッサ又はこれらのうちの複数を用いることによって実現される。
【００２９】
更に、本発明は、上述した信号前処理方法又はそのステップ及び／又は上述した信号処理方法又はそのステップを実現する信号処理又は信号前処理装置を提供する。
【００３０】
更に、本発明はデジタル信号処理手段、コンピュータ及び／又はこれに類する装置によって実行されて、上述した信号前処理方法又はそのステップ及び／又は上述した信号処理方法は又はそのステップを実現するコンピュータプログラム手段を備えるコンピュータプログラム製品を提供する。
【００３１】
更に、本発明は、更なる実施形態として、上述したコンピュータプログラム製品を備えるコンピュータにより読取可能な媒体を提供する。
【００３２】
本発明のこれらの及び更なる側面は、以下の記述によっても説明される。
【００３３】
送信機の増幅器は、通常、非線形伝達関数を有する。したがって、送信機は、信号の送信前に等化処理される。本発明は、送信機における信号を等化処理するための、非常に簡単な繰返し処理を開示する。この手法及びアルゴリズムにより、送信機の線形効果及び非線形効果を等化できる。
【００３４】
繰返し処理は、非線形要素を線形化するように実行してもよい。特定の具体例においては、繰返し処理は、ＤＲＭ送信機を線形化するために用いられる。
【００３５】
ＡＭ／ＤＲＭ送信機は、非線形伝達関数を有している。以下では、伝達関数は、周波数と時間に依存する場合、Ｈ（ｆ，ｔ）として表す。非線形伝達関数は、送信機において、等化する必要がある。
【００３６】
周知の等化処理の単純化されたモデルにおいては、伝達関数Ｈ（ｆ，ｔ）は、増幅器及び例えばアンテナにおける全ての線形効果及び非線形効果を結合して得られる。伝達関数は、送信機の入力信号に依存し、したがって、時変である。この伝達関数Ｈは、増幅器の前段で、等化器において、逆伝達関数Ｈ−１（ｆ，ｔ）によって等化される。しかしながら、逆伝達関数Ｈ−１は、多くの場合未知である。このような場合には逆伝達関数Ｈ−１は、送信された信号に残る歪みによって概算される。
【００３７】
従来の送信機における等化処理は、送信機の伝達関数の逆関数Ｈ−１の近似関数を用いてる。このような近似関数は、見つけることが非常に難しく、完全であるとは言い難い。
【００３８】
本発明に基づくソリューションでは、同時放送信号（simulcast signal）を生成するために用いることができる送信機における等化処理において、同様の繰返し処理を用いる。
【００３９】
非線形性の等化のために、非線形性は、モデル化される。繰返し処理においては、このモデルを用いて出力信号を生成する。出力信号は、遅延された基準信号から減算することによって、基準信号と比較される。この遅延は、非線形性のグループ遅延を等化する。この減算の結果は、１回目の繰返しの後の誤差信号を表す。繰返し処理においては、非線形性を線形化するために、この誤差信号を最小化する必要がある。したがって、１回目の繰返しの後に誤差信号は、重みＷが乗算され、基準信号に加算される。このように生成された信号は、２回目の繰返しの入力信号となる。２回目の繰返しでは、例えば、ＤＲＭ送信機の実際の又は物理的な非線形性について、再び非線型モデルを用いて出力信号を算出する。３回目の繰返しへの入力信号は、誤差信号から、上述と同様の手法で算出される。
【００４０】
Ｎ回の繰返しの後、誤差信号は、十分小さくなる。Ｎの値は、固定された値であってもよい。残りの誤差を示す信号は、送信機の等化の成功の度合いを追跡するために用いることができる。出力信号は、非線形回路、この具体例ではＤＲＭ送信機に直接入力される。
【００４１】
入力信号及び出力信号は、実信号又は複素信号のいずれであってもよい。非線形回路は、例えば、ＤＲＭ送信機、オーディオ増幅器、オーディオスピーカ等如何なる非線形回路であってもよい。
【００４２】
オーディオ増幅器の場合、特に高出力パワーのオーディオパワーアンプにおける高調波歪みを最小化するために用いることができる。オーディオ増幅器の高調波歪みは、出力パワーが大きくなると大きくなり、したがって、高出力パワーの場合には、歪みを著しく抑制することができる。この結果、増幅器の出力パワーを大きくすることができる。
【００４３】
この繰返し処理と従来の等化器とを組み合わせることにより、従来の等化器の性能を向上させてもよい。
【００４４】
例えば、増幅器等の非線形回路の伝達関数Ｈの逆関数Ｈ−１の近似関数により、予め等化された出力信号が算出される。この予め等化された出力信号は、繰返し処理に入力される。繰返し等化器は、繰返し処理において、より低いパス、すなわちＤＲＭ信号を基準信号として用いる。逆伝達関数の近似関数からの出力信号は、繰返し処理への入力信号として用いられる。
【００４５】
システムには、繰返し処理によって、非線形性における変化を容易に追跡できるという更なる利点がある。例えば、非線形回路の温度ドリフトは、繰返し処理で用いられたモデルにおいて、容易にモデル化できる。従来の手法では、このような追跡は、非常に複雑である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下では、同等の構造及び／又は機能を有する要素には、同じ参照符号を付す。これらの要素の説明は、これらが出現するたびには繰り返さない。
【００４７】
図１は、本発明に基づく信号前処理方法の実施形態を包括的に示すフローチャートである。ステップＳ１において、入力信号Ｉが受信され又は生成される。次のステップＳ２において、この受信及び／又は生成された入力信号Ｉに基づいて、出力信号Ｏが生成される。そして、ステップＳ３において、出力信号Ｏが送信又は出力される。
【００４８】
図２は、図１に示す本発明の実施形態に基づいて、出力信号Ｏを生成するステップＳ２の可能な構成をより詳細に示すフローチャートである。ステップＳ２１において、先の中間出力信号ＰＩＯが受信される。
【００４９】
ステップＳ２における先の中間出力信号（preceding intermediate output signal）ＰＩＯは、実際の繰返し回数に依存する。１回目の繰返しが実行されている場合、先の中間出力信号ＰＩＯは、単に受信した入力信号Ｉであり、すなわち、１回目の繰返しについては、：ＰＩＯ：＝Ｉである。一方、更なる繰返しが実行された場合、先の中間出力信号ＰＩＯは、最後の繰返しによって得られた最後の後の中間出力信号（succeeding intermediate output signal）ＳＩＯとなり、すなわち、２回目以降の繰返しについては、：ＰＩＯ：＝ＳＩＯとなる。
【００５０】
続くステップＳ２２において、先の中間出力信号ＰＩＯに処理ｇが適用され、変換された先の中間出力信号ＴＰＩＯ：＝ｇ（ｆ，ｔ）＊ＰＩＯが生成される。ここで、項ｇ（ｆ，ｔ）＊ＰＩＯ＝ｇｆ，ｔ＊ＰＩＯは、非線型変換関数の近似関数であるｈ（ｆ，ｔ）．／．Ｈ（ｆ，ｔ）＝ｈｆ，ｔ．／．Ｈｆ，ｔであり、又は項ｇ（ｆ，ｔ）＊ＰＩＯ＝ｇｆ，ｔ＊ＰＩＯは、非線型変換関数ｈ（ｆ，ｔ）．／．Ｈ（ｆ，ｔ）＝ｈｆ，ｔ．／．Ｈｆ，ｔに等しい。
【００５１】
そして、この変換された先の中間出力信号ＴＰＩＯを所定の入力信号Ｉから減算することによって、中間誤差信号ＩＥが生成される。中間誤差信号ＩＥは、先の中間出力信号ＰＩＯに加えられ、後の中間出力信号ＳＩＯが生成される。ステップＳ２の繰返し処理に関するある終了条件が満たされたとの判定に基づいて、後の中間出力信号ＳＩＯは、ステップＳ２５において、先の中間出力信号ＰＩＯのための新たな値として用いられ、続いて、先の中間出力信号ＰＩＯを受け取るステップＳ２１に供給される。このように、図２は、出力信号Ｏを生成するステップＳ２のフィードバックループ構造を示している。
【００５２】
図３は、図２に示す処理の更なる詳細を示している。
【００５３】
ステップ２１において、入力信号Ｉと先の中間出力信号ＰＩＯは、出力信号Ｏを生成する処理Ｓ２に供給される。ステップＳ２２において、ある処理ｇが先の中間出力信号ＰＩＯに適用される。これにより、変換された先の中間出力信号ＴＰＩＯ：＝ｇ（ＰＩＯ）が生成される。ここでも再び、項ｇ（ｆ，ｔ）＊ＰＩＯ＝ｇｆ，ｔ＊ＰＩＯは、非線型変換関数ｈ（ｆ，ｔ）．／．Ｈ（ｆ，ｔ）＝ｈｆ，ｔ．／．Ｈｆ，ｔの近似関数であり、又はｇ（ｆ，ｔ）＊ＰＩＯ＝ｇｆ，ｔ＊ＰＩＯは、非線型変換関数ｈ（ｆ，ｔ）．／．Ｈ（ｆ，ｔ）＝ｈｆ，ｔ．／．Ｈｆ，ｔに等しい。
【００５４】
次のステップＳ２３において、まず、変換された先の中間出力信号ＴＰＩＯが逆にされ、入力信号Ｉが加算され、これにより、中間誤差信号ＩＥが生成される。図３に示す実施形態において、中間誤差信号ＩＥは、重み付け関数Ｗによって処理され、これにより重み付けされた中間誤差信号ＷＩＥが生成される。この重み付けされた中間誤差信号ＷＩＥは、先の中間出力信号ＰＩＯに加算され、これにより後の中間出力信号ＳＩＯが生成される。終了条件が満たされた場合、繰り返された後の中間出力信号ＳＩＯは、ステップＳ２の出力信号Ｏとして用いられる。したがって、この出力信号Ｏは、所定の伝達関数Ｈの逆関数Ｈ−１に関して、入力信号Ｉを変換Ｈ−１＊Ｉによって少なくとも概算処理した結果である。
【００５５】
図２及び図３に示す処理の繰返し、すなわち図１に示す出力信号Ｏを生成するためのステップＳ２は、図４に示すように、図３に示す複数の処理の連続した適用によって実現される。複数のｎ個のサブプロセスＳ２−１〜Ｓ２−ｎを連結することにより、ステップＳ２の包括的構造が実現される。サブプロセスＳ２−１〜Ｓ２−ｎのそれぞれは、図３に示すＳ２のステップに相当する機能を有している。更に、サブプロセスＳ２−１〜Ｓ２−ｎへの重み付け関数Ｗ１〜Ｗｎは、互いに異なるようにしてもよい。更に、遅延コンポーネントτが設けられ、各繰返しステップ１〜ｎにおける異なる信号ＰＩＯ、ＴＰＩＯ及びＩのそれぞれが時間的に調整されている。
【００５６】
図４に示す実施形態において、入力信号Ｉは、ステップＳ２の処理に供給され、所定の伝達関数Ｈの逆関数Ｈ−１によって変形された入力信号Ｉの概算値として、出力信号Ｏが出力される。更に、最終的なエラーＥを供給及び評価することによって、ステップＳ２で実行された繰返しの結果を特徴付けることができる。
【００５７】
図５は、周知の信号処理を説明する図である。ここでは、ＤＲＭ信号の形式を有するプライマリ入力信号Ｉｐｒｉｍは、伝達関数Ｈの逆関数Ｈ−１＝１／Ｈ（ｆ，ｔ）を実現する等化ユニットＥＵとしての等化器によって実現された前処理ブロックに供給される。この等化処理の適用により、プライマリ出力信号Ｏｐｒｉｍが得られ、プライマリ出力信号Ｏｐｒｉｍは、伝達関数Ｈ（ｆ，ｔ）を有する処理ユニットＰＵとしての増幅及び送信処理段のセカンダリ入力信号Ｉｓｅｃとして用いられる。そして、セカンダリ出力信号Ｏｓｅｃが提供及び送信される。
【００５８】
図６及び図７は、本発明に基づく信号処理方法の実施形態の基本構造を図式的に示すブロック図である。
【００５９】
所定の伝達関数Ｈの逆関数Ｈ−１の近似関数を生成しようとする従来の信号処理の手法とは異なり、本発明に基づく信号処理方法は、図６及び図７に示すように、繰返し等化器ＥＵのコンテキストにおいて、本発明に基づく信号前処理方法を用いる。
【００６０】
図６の実施形態において、繰返し等化器（iterative equalizer）は、プライマリ入力信号Ｉｐｒｉｍを受け取り、プライマリ出力信号Ｏｐｒｉｍを出力する。プライマリ出力信号Ｏｐｒｉｍは、伝達関数Ｈを有する増幅器ＰＵにセカンダリ入力信号Ｉｓｅｃとして供給される。また、図７に示すように、繰返し等化器ＥＵの概念を逆関数Ｈ−１＝１／Ｈの近似関数を求める従来の手法と組み合わせて用いてもよい。また、ここでも遅延処理τが必要である。
【００６１】
図８〜１１は、本発明に基づく信号前処理方法及び信号処理方法において用いられる異なる信号間の関係を視覚的に示すグラフ図である。これらのグラフにおいて、横座標は、値０に位置する所定の中央周波数からの差分である周波数差分ＤｆをｋＨｚで示している。縦座標は、相対的な正規化された信号強度又は振幅をｄＢで示している。
【００６２】
図８は、上述した実施形態で用いられる入力信号Ｉ又はプライマリ入力信号Ｉｐｒｉｍを示している。
【００６３】
図９は、従来の手法におけるセカンダリ出力信号Ｏｓｅｃすなわち、図５に示す送信又は増幅処理の前に、等化が全く行われていない、又は十分な等化が行われていない場合の出力信号を示している。ここでは、信号に歪みが生じていることがわかる。
【００６４】
図１０は、本発明に基づいて、繰返し等化器ＥＵと、増幅又は伝送処理ユニットＰＵとの組み合わせによる処理が実行された後のセカンダリ出力信号Ｏｓｅｃ又は出力信号Ｏを示している。図８及び図１０に示す信号の比較から明らかなように、図６及び図７に示すセクションを通過した前と後の信号の特性は殆ど同じであり、すなわち、本発明に基づく繰返し等化器ＥＵの処理を増幅及び伝送処理ユニットＰＵにおける処理の前に適用した場合、セカンダリ出力信号Ｏｓｅｃには、無視できる程度の歪みしか生じていない。
【００６５】
図１１は、図８〜図１０に示す信号を比較して示すグラフであり、これにより、これらの信号間の違いと共通点がより明瞭に示されている。
【００６６】
図１２は、図５の処理ユニットＰＵにセカンダリ入力信号Ｉｓｅｋとして入力されるプライマリ出力信号Ｏｐｒｉｍを示している。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に基づく信号前処理方法の好適な実施形態を説明する図である
【図２】繰返し処理の詳細を説明する図である。
【図３】繰返し処理の詳細を説明する図である。
【図４】繰返し処理の詳細を説明する図である。
【図５】従来の信号処理を説明する図である。
【図６】本発明に基づく信号処理方法の実施形態を説明する図である。
【図７】本発明に基づく信号処理方法の実施形態を説明する図である。
【図８】本発明に基づく信号処理方法において用いられる信号の特性を示す図である。
【図９】本発明に基づく信号処理方法において用いられる信号の特性を示す図である。
【図１０】本発明に基づく信号処理方法において用いられる信号の特性を示す図である。
【図１１】本発明に基づく信号処理方法において用いられる信号の特性を示す図である。
【図１２】本発明に基づく信号処理方法において用いられる信号の特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
Ｅ  エラー、最終的なエラー、ＥＵ  等化ユニット、ｇ  変換処理、ｈ  伝達関数Ｈの近似、Ｈ  伝達関数、Ｈ−１  逆伝達関数、Ｉ    入力信号、ＩＥ  中間エラー、Ｉｐｒｉｍ  プライマリ入力信号、Ｉｓｅｃ  セカンダリ入力信号、Ｏ    出力信号、Ｏｐｒｉｍ  プライマリ出力信号、Ｏｓｅｃ  セカンダリ出力信号、ＰＩＯ  先の中間出力信号、ＰＵ  処理ユニット、ＳＩＯ  後の中間出力信号、ＴＰＩＯ  変換された先の中間出力信号、Ｗ  重み付け関数、Ｗ１〜Ｗｎ  重み付け関数、τ  遅延処理、ＷＩＥ  重み付けされた中間エラー
【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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【外国語明細書】
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2005269631000002.pdf
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