(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信系統からの入力信号が供給される被減算端子及び遅延波キャンセル用のキャンセル信号が供給される減算端子を有している減算器と、
該減算器からの出力信号が供給され、該出力信号にフィルタ係数の特性を畳み込むことにより前記キャンセル信号を生成する適応フィルタと、
前記減算器の出力信号を受信し、該出力信号に含まれる遅延波のキャンセル残差成分を示す周波数特性を算出して、該キャンセル残差成分によってフィルタ係数を算出するキャンセル残差算出部と、
該キャンセル残差算出部からの出力に基づいて得られる更新分のフィルタ係数と、前記適応フィルタに供給されている前回更新した際のフィルタ係数とから前記適応フィルタに供給する新たなフィルタ係数を算出するフィルタ係数更新部とを具えている遅延波キャンセラにおいて、
前期キャンセル残差算出部が、
ＦＦＴ窓を用いて有効シンボル期間の時間領域の信号を抽出してＦＦＴ（高速フーリエ変換）し、周波数領域のデータに変換して出力するＦＦＴ回路と、
該ＦＦＴ回路から出力された周波数領域のデータをＬ個（Ｌは自然数）に分割して、該分割数と同数の複数個の残差周波数特性算出回路へ出力するデータ分配回路と、
該データ分配回路からの信号が入力され、入力された周波数領域のデータからキャンセル残差成分を示す周波数特性を算出して出力するＬ個の残差周波数特性算出回路と、
該残差周波数特性算出回路からの各信号を合成し、連続した周波数特性データとして出力するデータ合成回路と、
該データ合成回路から出力される周波数特性データをＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）して前記更新分のフィルタ係数を生成するＩＦＦＴ回路と、
を具えており、前記Ｌ個の各残差周波数算出回路が、
前記データ分配回路から入力されたそれぞれの周波数領域のデータから伝搬路の周波数位相特性を算出して出力する周波数特性算出回路と、
該周波数特性算出回路から出力される周波数位相特性信号から、前記ＦＦＴ回路のＦＦＴ窓が有効シンボル期間の正規の位置からの誤差による周波数位相特性の誤差を算出するＦＦＴ窓誤差算出回路と、
前記Ｌ個の各残差周波数特性算出回路におけるＦＦＴ窓誤差算出回路の出力がそれぞれ入力され、これらのＦＦＴ窓誤差算出回路から入力された周波数位相特性の誤差データの平均値を算出して出力するＦＦＴ窓誤差平均回路と、
前記周波数特性算出回路からの信号を、前記ＦＦＴ窓誤差平均回路から出力されるＦＦＴ窓誤差分を用いて位相補正して出力するＦＦＴ窓誤差補正回路と、
該ＦＦＴ窓誤差補正回路の出力に含まれる主波成分を算出して出力する主波算出回路と、
各残差周波数特性算出回路の主波算出回路の出力がそれぞれ入力され、各主波算出回路からのデータの平均値を算出して出力する主波平均回路と、
該主波平均回路の出力と前記ＦＦＴ窓誤差補正回路の出力からキャンセル残差成分を示す周波数特性を算出するキャンセル残差演算回路と、
を具えて、前記キャンセル残差成分を示す周波数特性の算出を前記Ｌ個の残差周波数特性算出回路で並列処理するように構成したことを特徴とする遅延波キャンセラ。
【請求項２】
前記キャンセル残差算出部が、２つの残差周波数特性算出回路を具え、前記データ分配回路が、これら２つの残差周波数特性算出回路に前記ＦＦＴ回路から出力されたデータを２配分する際に、ＤＣキャリアに最も近いデータを双方の残差周波数特性算出回路に出力して、前記２つの残差周波数特性算出回路がＤＣキャリアを基準としてＦＦＴ窓誤差による周波数位相特性の補正を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の遅延波キャンセラ。
【請求項３】
前記キャンセル残差演算回路が、前記ＦＦＴ窓誤差補正回路から出力された周波数特性F(k,n)（ここに、ｋは周波数を表すキャリア番号、ｎは前記フィルタ係数更新部によるフィルタ係数の更新回数を表す自然数）と前記主波平均回路から出力された主波成分D(n)とから、前記キャンセル残差成分E(k,n)を次式、
0004031946.tif 000007
に基づいて算出して、前記入力信号に含まれるマルチパスをキャンセルするフィルタ係数を生成するように構成したことを特徴とする許求項１又は２に記載の遅延波キャンセラ。
【請求項４】
前記キャンセル残差演算回路が、前記ＦＦＴ窓誤差補正回路から出力された周波数特性F(k,n)（ここに、ｋは周波数を表すキャリア番号、ｎは前記フィルタ係数更新部によるフィルタ係数の更新回数を表す自然数）と前記主波平均回路から出力された主波成分D(n)とから、前記キャンセル残差成分E(k,n)を次式、
0004031946.tif 000008
に基づいて算出して、前記入力信号に含まれる回り込みをキャンセルするフィルタ係数を生成するように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の遅延波キャンセラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＦＤＭ信号を用いたデジタル伝送およびデジタル放送において、親局からの受信信号に含まれるマルチパスや、親局からの受信信号を受信と同一周波数で再送信する際に発生する電波の回り込みなどによる希望波の遅延波を、適応フィルタを用いて電気的にキャンセルするための遅延波キャンセラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の遅延波キャンセラでは、例えば本願人の出願に係る特開２００１−２３７７４９号公報の「回り込みキャンセラ」に見られるように、キャンセル残差成分を示す周波数特性を算出するに当り、ほとんどの処理が直列的に行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＦＦＴ窓が有効シンボル期間からずれることによる周波数位相特性の誤差の検出は、特に演算量が多いため、その算出に時間を要するという問題があった。このため、キャンセラで信号を観測して適応フィルタに対する新たなフィルタ係数を生成するのに時間を要し、係数更新の間隔が長くなるという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、適応フィルタの係数更新間隔が短くて済む遅延波キャンセラを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、受信系統からの入力信号が供給される被減算端子及び遅延波キャンセル用のキャンセル信号が供給される減算端子を有している減算器と、
該減算器からの出力信号が供給され、該出力信号にフィルタ係数の特性を畳み込むことにより前記キャンセル信号を生成する適応フィルタと、
前記減算器の出力信号を受信し、該出力信号に含まれる遅延波のキャンセル残差成分を示す周波数特性を算出して、該キャンセル残差成分によってフィルタ係数を算出するキャンセル残差算出部と、
該キャンセル残差算出部からの出力に基づいて得られる更新分のフィルタ係数と、前記適応フィルタに供給されている前回更新した際のフィルタ係数とから前記適応フィルタに供給する新たなフィルタ係数を算出するフィルタ係数更新部とを具えている遅延波キャンセラにおいて、
前期キャンセル残差算出部が、
ＦＦＴ窓を用いて有効シンボル期間の時間領域の信号を抽出してＦＦＴ（高速フーリエ変換）し、周波数領域のデータに変換して出力するＦＦＴ回路と、
該ＦＦＴ回路から出力された周波数領域のデータをＬ個（Ｌは自然数）に分割して、該分割数と同数の複数個の残差周波数特性算出回路へ出力するデータ分配回路と、
該データ分配回路からの信号が入力され、入力された周波数領域のデータからキャンセル残差成分を示す周波数特性を算出して出力するＬ個の残差周波数特性算出回路と、
該残差周波数特性算出回路からの各信号を合成し、連続した周波数特性データとして出力するデータ合成回路と、
該データ合成回路から出力される周波数特性データをＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）して前記更新分のフィルタ係数を生成するＩＦＦＴ回路と、
を具えており、前記Ｌ個の各残差周波数算出回路が、
前記データ分配回路から入力されたそれぞれの周波数領域のデータから伝搬路の周波数位相特性を算出して出力する周波数特性算出回路と、
該周波数特性算出回路から出力される周波数位相特性信号から、前記ＦＦＴ回路のＦＦＴ窓が有効シンボル期間の正規の位置からの誤差による周波数位相特性の誤差を算出するＦＦＴ窓誤差算出回路と、
前記Ｌ個の各残差周波数特性算出回路におけるＦＦＴ窓誤差算出回路の出力がそれぞれ入力され、これらのＦＦＴ窓誤差算出回路から入力された周波数位相特性の誤差データの平均値を算出して出力するＦＦＴ窓誤差平均回路と、
前記周波数特性算出回路からの信号を、前記ＦＦＴ窓誤差平均回路から出力されるＦＦＴ窓誤差分を用いて位相補正して出力するＦＦＴ窓誤差補正回路と、
該ＦＦＴ窓誤差補正回路の出力に含まれる主波成分を算出して出力する主波算出回路と、
各残差周波数特性算出回路の主波算出回路の出力がそれぞれ入力され、各主波算出回路からのデータの平均値を算出して出力する主波平均回路と、
該主波平均回路の出力と前記ＦＦＴ窓誤差補正回路の出力からキャンセル残差成分を示す周波数特性を算出するキャンセル残差演算回路と、
を具えて、前記キャンセル残差成分を示す周波数特性の算出を前記Ｌ個の残差周波数特性算出回路で並列処理するように構成したことを特徴とするものである。
【０００６】
本発明によれば、前記キャンセル残差算出部が、２つの残差周波数特性算出回路を具え、前記データ分配回路が、これら２つの残差周波数特性算出回路に前記ＦＦＴ回路から出力されたデータを２配分する際に、ＤＣキャリアに最も近いデータを双方の残差周波数特性算出回路に出力して、前記２つの残差周波数特性算出回路がＤＣキャリアを基準としてＦＦＴ窓誤差による周波数位相特性の補正を行うようにする。
【０００８】
さらに本発明の他の好適例では、前記キャンセル残差演算回路が、前記ＦＦＴ窓誤差補正回路から出力された周波数特性F(k,n)（ここに、ｋは周波数を表すキャリア番号、ｎは前記フィルタ係数更新部によるフィルタ係数の更新回数を表す自然数）と前記主波平均回路から出力された主波成分D(n)とから、前記キャンセル残差成分E(k,n)を次式、
0004031946.tif 000002
に基づいて算出して、前記入力信号に含まれるマルチパスをキャンセルするフィルタ係数を生成するように構成する。
【０００９】
本発明のさらに他の好適例では、前記キャンセル残差演算回路が、前記ＦＦＴ窓誤差補正回路から出力された周波数特性F(k,n)（ここに、ｋは周波数を表すキャリア番号、ｎは前記フィルタ係数更新部によるフィルタ係数の更新回数を表す自然数）と前記主波平均回路から出力された主波成分D(n)とから、前記キャンセル残差成分E(k,n)を次式、
0004031946.tif 000003
に基づいて算出して、前記入力信号に含まれる回り込みをキャンセルするフィルタ係数を生成するように構成する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して、実施例により本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明による遅延波キャンセラの一実施例を示すブロック図であり、ここに、１は本発明遅延波キャンセラ、２は減算器、３はバンドパスフィルタ、４は適応フィルタ、５はフィルタ係数生成回路、６はキャンセル残差算出部、７はフィルタ係数更新部、８はＦＦＴ回路、９はデータ分配回路、１０−１，１０−２，…,１０−Ｌは残差周波数特性算出回路、１１はデータ合成回路、１２はＩＦＦＴ回路である。
【００１２】
遅延波キャンセラ１は、時間領域の信号が入力されて、遅延波をキャンセルした後の時間領域の信号を出力するように構成されている。
【００１３】
減算器２は、遅延波キャンセラ１に入力されたキャンセラ信号から、適応フィルタ４より出力される遅延波キャンセル用のキャンセル信号を減算して、バンドパスフィルタ３へ出力する。
【００１４】
バンドパスフィルタ３は、減算器２から出力された信号の信号帯域外の周波数成分を減衰させ、遅延波キャンセラ出力として出力するとともに、適応フィルタ４およびフィルタ係数生成回路５へ出力する。
【００１５】
適応フィルタ４は、バンドパスフィルタ３からの信号にフィルタ係数生成回路５からのフィルタ係数を畳み込むことでキャンセル信号を生成して減算器２の減算端子に出力する。
【００１６】
フィルタ係数生成回路５は、キャンセル残差演算部６とフィルタ係数更新部７とから構成されており、バンドパスフィルタ３から入力された遅延波キャンセラ出力信号は先ずキャンセル残差演算部６へ入力される。
【００１７】
ＦＦＴ回路８は、バンドパスフィルタ３から入力された時間領域の信号である遅延波キャンセラ出力信号の有効シンボル期間を、ＦＦＴ窓を用いて抽出し、抽出したデータをＦＦＴ（高速フーリエ変換）して周波数領域のデータに変換して、データ分配回路９へ出力する。
【００１８】
データ分配回路９は、ＦＦＴ回路８からの周波数領域のデータをＬ個（Ｌは自然数）の領域に分割して、この分割数と同数のＬ個の残差周波数特性算出回路１０へそれぞれ出力する。
【００１９】
それぞれの残差周波数特性算出回路１０は、各々入力された周波数領域のデータからキャンセル残差成分を示す周波数特性を各回路にて並列に算出してデータ合成回路１１へ出力する。なお、残差周波数特性算出回路１０の動作の詳細については、図２を参照して後に詳細に説明する。
【００２０】
データ合成回路１１はＬ個の各残差周波数特性算出回路１０からのキャンセル残差成分を示す周波数特性を周波数が連続的となるように合成した周波数特性データをＩＦＦＴ回路１２へ出力する。
【００２１】
ＩＦＦＴ回路１２は、入力された周波数特性データをＩＦＦＴ（逆高速フーリェ変換）してフィルタ係数更新分データを生成して、キャンセル残差算出部６の出力としてフィルタ係数更新部７へ出力する。
【００２２】
フィルタ係数更新部７は、キャンセル残差算出部６からのフィルタ係数更新分データと適応フィルタ４に供給されている前回更新した際のフィルタ係数とから新しいフィルタ係数を生成して適応フィルタ４へ出力する。
【００２３】
以上、本発明による遅延波キャンセラの動作について説明したが、キャンセル残差算出部６にＬ個の残差周波数特性算出回路１０−１，１０−２，…,１０−Ｌを用いて並列処理を行っていること以外は本願人の出願に係る特開２００１−２３７７４９号公報の「回り込みキャンセラ」などで公知の処理であるため、その詳細な動作についての説明は省略する。
【００２４】
図２は、図１のキャンセル残差算出部６における残差周波数特性算出回路１０の一実施例を示すブロック図であり、この例では、Ｌ＝２の場合の構成を示している。なお、図１と同じブロックを示すものには、同じ参照番号を付して示してあり、また、各残差周波数特性算出回路１０−１および１０−２における同じ構成要素を示すものにも同じ参照番号を付して示してある。
【００２５】
この例では、ＦＦＴ回路８から出力された周波数領域データをデータ分配回路９にて２つに分配する例を示している。
【００２６】
データ分配器９からそれぞれの残差周波数特性算出回路１０−１および１０−２に入力された信号は、先ず周波数特性算出回路１３に入力され、ＯＦＤＭ信号に挿入されているＳＰ（Scattered Pilot）やデータキャリアの判定値などを用いることで伝搬路の周波数特性を算出し、ＦＦＴ窓誤差算出回路１４およびＦＦＴ窓誤差補正回路１５へ出力する。
【００２７】
ＦＦＴ窓誤差算出回路１４は、ＦＦＴ回路８のＦＦＴ窓がＯＦＤＭ信号の有効シンボル期間における正規の位置からの誤差による周波数位相特性の誤差を算出して出力する。この回路１４の簡単な動作原理を説明する。有効シンボル期間の正規の位置からの誤差τ（τは時間を示す実数）は、周波数特性上ではexp（jωτ）（ｊは虚数単位）となって現れるため、この成分が周波数位相特性で一次傾斜の誤差となる。したがって、ＦＦＴ窓誤差算出回路１４はこの周波数位相特性の誤差を最小２乗法による直線近似にて算出するものである。なお、この詳細な動作については、本発明者らの発明に係る特開２０００−２９５１９５号公報の「ＯＦＤＭ復調装置」を参照されたい。また、ＦＦＴ窓誤差算出回路１４は、周波数位相特性の誤差算出結果を同じ残差周波数特性算出回路１０内のＦＦＴ窓誤差平均回路１６に出力するとともに、他の残差周波数特性算出回路１０におけるＦＦＴ窓誤差平均回路１６にも同時に出力する。
【００２８】
ＦＦＴ窓誤差平均回路１６は、各ＦＦＴ窓誤差算出回路１４から入力された周波数位相特性の誤差データの平均値を算出してＦＦＴ窓誤差補正回路１５へ出力する。ここで、各ＦＦＴ窓誤差平均回路１６からの出力は、入力が同じであるため、同じデータが出力される。
【００２９】
ＦＦＴ窓誤差補正回路１５は、ＦＦＴ窓誤差平均回路１６からの周波数位相特性の平均誤差データを用いて、周波数特性算出回路１３からの出力に含まれる周波数位相特性の誤差を補正して、その結果F(n,k)（ここに、ｋは周波数を表すキャリア番号、ｎはフィルタ係数更新部７によるフィルタ係数の更新回数を表す自然数）を主波算出回路１７およびキャンセル残差演算回路１８へ出力する。
【００３０】
ここで、ＦＦＴ回路８から出力された周波数領域データをデータ分配回路９にて２分配する際に、このデータ分配回路９は、ＤＣキャリア（ＯＦＤＭ信号の中心キャリア）に最も近いデータをどちらの残差周波数特性算出回路１０−１および１０−２にも出力するように構成する。ＤＣキャリアはＦＦＴ窓誤差による周波数位相特性の誤差を受けないキャリアであるため、このキャリアを基準として残差周波数特性算出回路１０はＦＦＴ窓誤差による周波数位相特性の補正を行っている。したがって、各残差周波数特性算出回路回路１０にＦＦＴ回路８から出力された周波数領域データを持たせることで、２つの回路が独立してＦＦＴ窓誤差による周波数位相特性の補正を行うことができるために、キャンセル残差算出部の処理速度の向上が可能となる。しかし、ＦＦＴ窓誤差補正回路１５については、ＤＣキャリアを基準として周波数位相特性の誤差を補正する必要があるため、３個以上の回路で並列処理を行ったとしても、各回路からの出力について周波数特性が連続しているかを判定し、連続していない場合には、連続したものとなるように補正する必要がある。このため、この処理は３個以上のＦＦＴ窓誤差補止回路１５、即ち３つ以上の残差周波数特性算出回路回路１０を用いて行っても処理速度の向上は余り期待できない。
【００３１】
主波算出回路１７は、ＦＦＴ窓誤差補正回路１５の出力に含まれる主波成分、即ち、ＦＦＴ窓誤差補正回路１５からのF(n,K)を周波数方向に平均値を算出した次式（１）にて表わされる主波成分D1(n)を主波平均回路１９へ出力する。
0004031946.tif 000004
ここに、ＫはF(n,K)のデータ数を示している。
【００３２】
主波平均回路１９は、主波算出回路１７の出力D1(n)と、別の主波算出回路１７からの出力D2(n)との平均D(n)を算出してキャンセル残差演算回路１８へ出力する。なお、前記平均D(n)は次式で表される。
0004031946.tif 000005
【００３３】
キャンセル残差演算回路１８は、ＦＦＴ窓誤差補正回路１５の出力F(n,K)と、主波平均回路１９の出力D(n)からキャンセル残差成分を示す周波数特性E(n,k)を算出してデータ合成回路１１へ出力する。
ここに、キャンセル残差成分を示す周波数特性E(ｋ,n)は、遅延波キャンセラをマルチパスキャンセラ（ゴーストキャンセラ）として用いる場合は下記の（３）式を、また、回り込みキャンセラ（エコーキャンセラ）として用いる場合は下記の（４）式をそれぞれ用いて算出する。
0004031946.tif 000006
これは、キャンセルすべき遅延波の伝搬路の状祝が異なるため、図１に示す構成の遅延波キャンセラで遅延波をキャンセルする場合の条件が異なることによるものである。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、適応フィルタの係数更新間隔を短くし、希望波の遅延波を迅速にキャンセルする遅延波キャンセラを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による遅延波キャンセラの一実施例を示したブロック図である。
【図２】  図1の遅延波キャンセラにおける残差周波数特性算出回路の一実施例を示したブロック図である。
【符号の説明】
１  遅延波キャンセラ
２  減算器
３  バンドパスフィルタ
４  適応フィルタ
５  フィルタ係数生成回路
６  キャンセル残差算出部
７  フィルタ係数更新部
８  ＦＦＴ回路
９  データ分配回路
１０−１，１０−２，…,１０−Ｌ  残差周波数特性算出回路
１１  データ合成回路
１２  ＩＦＦＴ回路
１３  周波数特性算出回路
１４  ＦＦＴ窓誤差算出回路
１５  ＦＦＴ窓誤差補正回路
１６  ＦＦＴ窓誤差平均回路
１７  主波算出回路
１８  キャンセル残差演算回路
１９  主波平均回路
【図１】
0004031946.tif 000009
【図２】
0004031946.tif 000010