(57)【要約】  本発明は、一般に、ＤＳＬシステムのためのインパルスノイズキャンセラに関する。特定の態様によると、本発明の実施形態は、インパルスノイズに効率よく対処するために、デュアルセンサ受信機を提供する。第２のセンサは、共通モードまたは未使用の差動ポートのいずれかによって組み込むことができる。あるいは、電力線センサは、センサとして機能することもできる。特定の追加的な態様によると、本発明の実施形態は、ＤＳＬ受信機内にインパルスノイズキャンセラの様々な代替実装を提供する。さらに他の態様によると、本発明の実施形態は、様々な実装において、インパルスノイズキャンセラを選択的に調整するための方法を提供する。【選択図】図３
2016500966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤーライン通信システムのデータ信号を受信するように結合された受信機と、
前記データ信号を受信しないように結合され、前記受信されたデータ信号に影響するノイズを表すセンサ信号を生成するように構成されたセンサと、
前記センサ信号に基づいて、前記受信されたデータ信号に影響するインパルスノイズをキャンセルするインパルスノイズキャンセラと
を備える装置。
【請求項２】
前記センサは、前記データ信号を備える差分モード信号に対応する共通モード信号を受信するように構成される請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記受信機は、前記ワイヤーライン通信システムのツイストペアラインに結合され、前記センサは、前記ワイヤーライン通信システムの未使用のツイストペアラインに結合される請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記センサは、前記ワイヤーライン通信システムから離れた電力線に結合される請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記受信機は、前記データ信号のシンボルに関連する値を決定するためのスライサーを含み、ここにおいて、前記インパルスノイズキャンセラは、前記スライサーのスライサーエラーに基づいて調整される請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記データ信号は、複数のトーンを備え、ここにおいて、前記インパルスノイズキャンセラは、前記複数のトーンのそれぞれで独立してノイズをキャンセルする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記インパルスノイズキャンセラは、前記複数のトーンのそれぞれに対して係数を含む請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記インパルスノイズキャンセラは、前記インパルスノイズの期間の間に、最適化プロセスで調整される係数を含む請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記最適化プロセスは、前記センサ信号に対応するＦＦＴ出力で計算されたＭＭＳＥ基準を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記受信機は、前記データ信号のシンボルに関連する値を決定するためのスライサーを含み、ここにおいて、最適化プロセスは、前記スライサーに関連するスライサーエラーに対して計算されたＭＭＳＥ基準を備える請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記係数の調整は、前記インパルスノイズの前記期間の部分で選択的に実行される請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
前記部分の選択は、所与のしきい値と比較して、有用信号電力対瞬間ノイズ電力比（ＵＩＮＲ）に基づいて決定される請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記部分の選択は、所与のしきい値に対する前記インパルスノイズの予測された瞬時電力に基づいて決定される請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記部分の選択は、前記係数の推定の絶対値をかけ、最小距離と比較したＦＦＴ出力で取得された前記センサ信号の絶対値に基づいて決定される請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記部分の選択は、前記受信機または前記センサによって観察される前記インパルスノイズの特性に基づいて決定される請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
前記インパルスノイズキャンセラは、条件付きアプリケーションプロセスに基づいて、前記インパルスノイズの期間の間に条件付きで適用される請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
ワイヤーライン通信システムのデータ信号を受信することと、
前記データ信号を受信しないように結合されたセンサによって、前記受信されたデータ信号に影響するノイズを表すセンサ信号を生成することと、
前記センサ信号に基づいて、前記受信されたデータ信号に影響するインパルスノイズをキャンセルすることと
を備える方法。
【請求項１８】
前記データ信号は、複数のトーンを備え、ここにおいて、キャンセルは、前記複数のトーンのそれぞれで独立してノイズをキャンセルすることを含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記インパルスノイズの期間の間に最適化プロセスでキャンセルの間に使用される係数を調整することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記係数の調整は、前記インパルスノイズの前記期間の部分で選択的に実行される請求項１９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれている、２０１２年１０月１８日に出願したインド仮特許出願第４３５６／ＣＨＥ／２０１２号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、一般に、データ通信に関し、より詳細には、ＤＳＬシステムのインパルスノイズキャンセラに関する。
【背景技術】
【０００３】
デジタル加入者線（ＤＳＬ）は、世界中の何百万人もの加入者にとって有望な幅広いアクセス技術をなしている。この技術は、銅線の本来の高帯域を利用することによって、ツイストペアを通じて高速データ通信を提供する。この技術により、ファイバ送信に対して低コストな代案が提示されるが、様々な障害を受ける。これらの障害により、ブロードバンドサービスのデータ転送速度と品質とが著しく制限され、効率よく扱う必要がある。主な障害は、定常（自身および外部の漏話、無線の進入など）と非定常（つまりインパルスノイズ）という２つのカテゴリに分類することができる。ベクトル化された送信により、漏話がないＤＳＬ回線を得ることができるが、インパルスノイズの存在は、優れたブロードバンド経験にとって大きな問題をまだ提示している。
【０００４】
インパルスノイズに取り組むという課題は、短期間に高出力であるというその特性にあるため、そのキャンセルが非常に困難になっている。たとえば、そのような短期間にキャンセラを調整することは可能ではない。
【０００５】
顧客宅におけるそのようなインパルスノイズの共通の源は、ＨＰＡＶなどの電力線通信システム、および洗濯機、テレビなどの家庭用電気器具である。インパルスノイズ（ＩＮ）は、反復的な（ＲＥＩＮ）ノイズ源および非反復的なノイズ源から来るものにさらに分類することができる。反復的な源は、繰り返し現れるものであり、それらの多くは定期的ですらある。非反復的であるが、より長い期間発生する一部のインパルスノイズ源がある。
【０００６】
コーディング技術は、一般的に、インパルスノイズの影響を緩和するために適用される。しかし、コーディング技術（たとえば、ＲＳコーディングとインタリービングとの組み合わせなど）のために、多くの不可欠なアプリケーションにとって望ましくない長い遅延が発生する。ＲＳコーディングとインタリービングとの組み合わせを用いるＤＳＬシステムは、２つのＤＭＴシンボルのインパルスノイズ保護（ＩＮＰ：impulse noise protection）を達成するために、８ｍｓというインタリービング／デインターリービングの深さを必要とし、そのような長い遅延は、ライブビデオ送信など一部のアプリケーションにとって迷惑な要素になり得る。インタリービングに取って代わるために再送信技術が考えられたが、再送信技術は、また、遅延を引き起こす。しかし、さらなる改善が必要である。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、一般に、ＤＳＬシステムのためのインパルスノイズキャンセラに関する。特定の態様によると、本発明の実施形態は、インパルスノイズに効率よく対処するために、デュアルセンサ受信機を提供する。第２のセンサは、共通モードまたは未使用の差動ポートのいずれかによって組み込むことができる。あるいは、電力線センサは、センサとして機能することもできる。特定の追加的な態様によると、本発明の実施形態は、ＤＳＬ受信機内にインパルスノイズキャンセラの様々な代替実装を提供する。さらに他の態様によると、本発明の実施形態は、様々な実装において、インパルスノイズキャンセラを選択的に調整するための方法を提供する。
【０００８】
これらおよび他の態様の促進では、本発明の実施形態による装置は、ワイヤーライン通信システムのデータ信号を受信するように結合された受信機と、データ信号を受信しないように結合され、受信されたデータ信号に影響するノイズを表すセンサ信号を生成するように構成されたセンサと、センサ信号に基づいて、受信されたデータ信号に影響するインパルスノイズをキャンセルするインパルスノイズキャンセラとを含む。
【０００９】
本発明のこれらおよび他の態様および機能は、添付の図に関して本発明の特定の実施形態についての以下の記述を読むことで、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１ａ】本発明の実施形態によるＤＭセンサと第２のセンサとに影響するインパルスノイズを示す図。
【図１ｂ】ＣＭセンサとして、第２のセンサを備えるデュアルセンサ受信機の実施形態を示す図。
【図１ｃ】未使用のペアのＤＭセンサとして、第２のセンサを備えるデュアルセンサ受信機の実施形態を示す図。
【図１ｄ】電力線センサとして、第２のセンサを備えるデュアルセンサ受信機の実施形態を示す図。
【図２】例示的なＤＭ送信と受信とのチェーンを示すブロック図。
【図３】本発明の実施形態による例示的なデュアルＤＭおよびＣＭセンサ受信機を示すブロック図。
【図４】本発明の実施形態による１つの例示的なノイズキャンセラ方式を示すブロック図。
【図５】本発明の実施形態による例示的な共同受信機方式を示すブロック図。
【図６】本発明の実施形態による例示的なインパルスノイズキャンセラ方式をさらに示すブロック図。
【図７】キャンセラのＭＯＥ／ＦＦＴに基づくＭＭＳＥ調整の収束時間を示すグラフ。
【図８】スライサーエラーキャンセラ手法に基づくＭＭＳＥのための収束時間を示すグラフ。
【図９】インパルスノイズによる所与のトーンｑでのＣＭセンサ出力の変位が、どのようにＤＭ信号に投射されるかの例を示す図。
【図１０】図９に示すようなインパルスノイズの場合において、選択的な調整方式を実装する方法を示す図。
【図１１】ＭＭＳＥに基づくインパルスキャンセラを選択的に調整するための例示的な方法を示す流れ図。
【図１２】インパルスノイズによる所与のトーンｑでのＣＭセンサ出力の変位が、どのようにＤＭ信号に投射されるかの他の例を示す図。
【図１３】図１２に示すものなどインパルスノイズの場合において、選択的な調整方式を実装する方法を示す図。
【図１４】ＭＯＥに基づくインパルスキャンセラを選択的に調整するための例示的な方法を示す流れ図。
【図１５】インパルスノイズによる所与のトーンｑでのＣＭセンサ出力の変位が、どのようにＤＭ信号に投射されるかの他の例をさらに示す図。
【図１６】ＭＯＥに基づくインパルスキャンセラを選択的に調整するための他の例示的な方法を示す流れ図。
【図１７】ＭＯＥに基づくインパルスキャンセラとＭＭＳＥインパルスキャンセラの両方を選択的に調整するための例示的な階層的方法を示す流れ図。
【図１８】インパルスキャンセラを選択的に調整するための他の例示的な階層的方法を示す流れ図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、本発明について、当業者が本発明を実施することを可能にするように本発明の説明の例として提供される図面を参照して詳細に記述する。第一に、以下に示す図と例とは、本発明の範囲を単一の実施形態に制限するのが目的ではなく、記述した要素または図示した要素の一部またはすべてを交換することで他の実施形態が可能である。さらに、本発明の特定の要素を既知の構成要素を使用して部分的にまたは完全に実装することができる場合、本発明の理解に必要であるそのような既知の構成要素のそれらの部分だけを記述し、そのような既知の構成要素の他の部分の詳細な記述は、本発明を不明瞭にしないために省略されるであろう。特に本明細書に明示していない限り、当業者には明白であろうように、ソフトウェアに実装されると記述された実施形態は、それに制限されるべきでなく、ハードウェア、またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせに実装された実施形態も含むことができ、その逆もまた同様である。本明細書では、そうでないことが本明細書に明示的に述べられていない限り、単数の構成要素を示す実施形態は、限定するものとして考えられるべきではなく、むしろ、本発明は、複数の同じ構成要素を含む他の実施形態を包含することを意図するものであり、逆もまた同様である。さらに、そのことが明示的に述べられていない限り、出願人は、明細書またはそれに帰する請求項のいずれの用語についても、一般的でない意味または特別な意味を意図するものではない。さらに、本発明は、具体例によって本明細書に記述した既知の構成要素と等価である現在および将来の既知の等価物を包含する。
【００１２】
特定の一般的な態様によると、本発明の実施形態は、ＣＰＥが効率よくインパルスノイズに対処するために、デュアルセンサ受信機を提供する。第２のセンサは、インパルスノイズの源を推定し、主な差動モード（ＤＭ：differential mode）受信機の回線上に、したがって主なＤＭセンサへのその投射をキャンセルするために参照を提供する。
【００１３】
他の態様によると、本発明者らは、その複数の投射が２つを超えるセンサで受信された場合に、外部にある単一のノイズ源をキャンセルするという１つの問題が、古典的なノイズキャンセルの問題であることを認識している。これについては図１ａに示しており、ここにおいて、ＤＳＬのダウンストリーム送信のシナリオでは、外部ノイズ源は、主な受信機の回線と第２のセンサとにつながる。図１ａは、チャネルを通じて顧客宅内機器（ＣＰＥ：Customer Premises Equipment）の受信機（Ｒｘ）に結合された中央局（ＣＯ：Central Office）の送信機（Ｔｘ）を示している。
【００１４】
本発明によると、第２のセンサを実装する様々な方法がある。たとえば、第２のセンサは、図１ｂに示すものなど共通モード（ＣＭ）センサ１０２によって組み込むことができる。第２のセンサは、あるいは、たとえば、図１ｃに示したものなど、未使用のツイストペアに結合されたセンサでもよい、他のＤＭセンサ１０４でもよい。あるいは、第２のセンサは、たとえば、図１ｄに示したように、家庭の電力線に結合された電力線センサ１０６でもよい。
【００１５】
単一回線のＤＳＬ送信機の概略図が示され、受信機が図２に示されている。送信機で、送信データは符号化され、アナログフロントエンドを通じてチャネルに送信される前に、時間領域に変換される周波数領域マルチキャリアシンボルにマッピングされる。チャネルを通じて伝播される間、チャネルの他端で受信機によって処理される前に、ＤＳＬ信号は、インパルスノイズなど不要なノイズを拾い上げる。図２に示すものなど、マルチキャリア差動モード（ＤＭ）受信機では、処理は、ＦＦＴに基づく復調プロセスが続く時間領域処理と、最終的なデータ復号のために復号器に各キャリアによって運ばれる有用な復調された信号を提示する、トーンごとの周波数領域処理とからなる。
【００１６】
図３は、ＣＰＥ受信機に第２のセンサの追加を含む、本発明の例示的な実施形態を示している。図３に示すように、第２のセンサからの信号は、個別の処理経路３０２に提供され、これは、信号をサンプリングするためのアナログフロントエンドと、時間領域のサンプルを処理するための時間領域処理と、それらを周波数領域に変換するためのＦＦＴとを含み、ここにおいて、それらは、差動モードセンサで受信されるトーンごとの周波数領域情報を用いて、トーン単位で共同で処理される。共同の周波数領域プロセス３０４は、最終的なデータ復号のための復号器に提示される各キャリアによって運ばれる有用な復調信号の信頼性を改善するという目的を持っている。
【００１７】
前述の記述では、第２のセンサは、一般的にＣＭセンサに関連している。しかし、上記のように、ＣＭセンサへの参照は、単に１つの可能な実施形態であり、当業者は、本開示によって教授された後に、他の可能な第２のセンサを使用して、本発明を実装する方法を認識するであろう。
【００１８】
図４は、単一タップノイズキャンセラ方式と呼ばれる、共同の周波数領域処理３０４の可能な実施形態を示している。図４において、主なＤＭ経路におけるトーンごとの周波数領域情報と、第２のＣＭ経路におけるその対応するトーンごとの周波数領域情報とは、ノイズキャンセラと呼ばれる、フィルタＦｃによる処理の後に組み合わせられる。次に、組み合わせられた出力は、周波数領域イコライザ（ＦＥＱ：Frequency Domain Equalizer）と呼ばれる、差動モードフィルタＦｄによって処理され、これは、送信シンボルχの推定を得るために、Ｆｃの導出から独立して適用される。送信シンボルχの推定は、残余エラーと共に決定を得るために、スライス回路によってスライスされる。
【００１９】
図５は、デュアルタップ共同受信機方式と呼ばれる、共同の周波数領域処理３０４の他の可能な実施形態を示している。図５において、主なＤＭ経路におけるトーンごとの周波数ドメイン情報と、第２のＣＭ経路におけるその対応するトーンごとの周波数ドメイン情報とは、それぞれフィルタＦｄとフィルタＦｃとによる処理の後に組み合わせられる。組み合わせられた出力から、送信シンボルχの推定が得られる。送信シンボルχの推定は、残余エラーと共に決定を得るために、スライス回路によってスライスされる。図５において、フィルタＦｄとＦｃとは、ノイズキャンセラおよび周波数領域イコライザを共同で実装するために、ともに機能する。
【００２０】
キャンセラ係数を得るために最適化プロセスで平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）を最小限にすることは、ノイズキャンセルの問題を扱う最も自然な方法である。エラー信号についての正確な情報を想定し、両方のセンサに追加的なガウスノイズが存在する場合、ＭＭＳＥ公式によって、可能な最良のパフォーマンスが得られる（クラーマーラオの下限）。それはまた、キャンセラ係数を得る「最も速い」方法の１つである。しかし、キャンセラ係数の推定は、一方または両方のセンサに有用な信号が存在するために複雑になる。最適化プロセスの可能な１つの実施形態は、スライス後に残余エラーを最小限にすることからなり、スライサーエラーに基づいてＭＭＳＥソリューションと呼ばれるであろう。残余エラー期間の正確さは、送信シンボルの正確な検出に大きく依存している。インパルスノイズの電力は、不正確な検出の確率も非常に高くするのに十分に高いため、最適化プロセスに対する残余エラー期間の信頼性を保証することは、必ずしも可能だとは限らない。
【００２１】
キャンセラを調整するための正確で信頼性が高いスライスされたエラー期間がない場合、最小出力エネルギ（ＭＯＥ：minimum output energy）の問題として、ノイズキャンセラの推定プロセスを公式化することは、もう１つの選択肢である。最適化プロセスのこの第２の可能な実施形態は、固定された有用な信号電力を想定し、キャンセラが組み合わせた出力のエネルギを最小限にすることからなる。本発明による１つのシステムモデルでは、それはＦＦＴ出力データに基づくＭＭＳＥソリューションとも呼ばれる。ＭＯＥ公式の１つの欠点は、収束の遅さである。ＶＤＳＬにおける多くの実際的なシナリオでは、ＭＯＥは、インパルスノイズの電力と比較して、ＤＳＬの有用な信号の比較的より高い電力に対処するために、収束するべき極めて多数のシンボルを取るであろう。しかし、インパルスノイズの電力が高い多くの低いＳＮＲの場合において、スライスされたエラーへのアクセスを必要とせずに、ＣＭセンサとＤＭセンサとのＦＦＴ出力データを直接的に処理するＭＯＥ手法は、非常に有益になり得る。さらに他の実施形態では、ＭＯＥ手法は、上に記述したスライサーエラーに基づいて、ＭＭＳＥ最適化をより高い信頼性で得るのを支援するための初期化ステップとして利用される。
【００２２】
いずれにしても、ＭＭＳＥとＭＯＥとの両方の最適化手法において、ＩＮキャンセラを決定する際の根本的な問題は、その係数の調整である。スライサーエラーに基づくＭＭＳＥに基づく最適化について、インパルスは、既知の同期シンボルの間、または静かな回線ノイズ（ＱＬＮ：quiet line noise）の期間の間に必ずしも発生するとは限らないため、ＤＳＬの有用な信号が回線で送信されていない場合、スライサーエラー期間の不信頼性のために、その発生の間にキャンセラを調整するのはかなり難しいキャンセラを調整するには、背景ノイズを通じたインパルスの比較的より高い電力のために、容易には使用できない可能性がある、送信されたシンボルの信頼性が高い推定を必要とする。これとは反対に、ＭＯＥまたはＭＭＳＥ  ＦＦＴに基づく出力の最適化について、高速で信頼性が高い調整の問題が、インパルスノイズのものに関して有用な信号の比較的より大きい電力のために生じる。ＦＦＴ出力データの関連するインパルスノイズの電力を通じて、変調された有用な信号のより大きな電力のために、最適化プロセスが遅くなり、収束するためのその時間が増加する。
【００２３】
本発明の実施形態では、選択的な調整と呼ばれるものを使用することによって、この課題が満たされる。これは、ＣＭおよびＤＭで瞬間的なシンボル情報を共同で使用して行われる。ＶＤＳＬシステムで周波数トーンごとにキャンセレーションが実行されるため、いわゆる選択的な調整もトーンごとに行われる。しかし、この技術は、一度に複数のトーンに対して行うことができることと、時間領域処理でも使用できることとに気づくことができる。
【００２４】
図４に示したように、受信されたＣＭ信号に適用できる単一タップのトーンごとのノイズキャンセラの例示的な実施形態に関係するシステムモデルについて、ここに記述する。表記法の記述を含めて、システムモデルについて最初に記述する。トーンｑにおいて、ｙd［ｑ］およびｙc［ｑ］をそれぞれＤＭおよびＣＭの受信された信号とする。ｈd［ｑ］をＤＭに対する直接的なチャネル係数とする。χ［ｑ］をトーンｑの送信シンボルとする。ｚは、インパルスノイズ源とする。ＤＭ回線とＣＭ回線との所与の源に対するインパルスノイズチャネル係数は所与であるそれぞれα1［ｑ］およびα2［ｑ］からによる。最後に、ｖ1およびｖ2をそれぞれＤＭおよびＣＭの背景ノイズとする。ＤＳに対するトーンに関するシステムモデルは、以下の等式から得られる。
【数１】
2016500966.tif 000003
【数２】
2016500966.tif 000004
【００２５】
ＤＭにインパルスノイズ源がない状態でのＳＮＲは、以下から得られる。
【数３】
2016500966.tif 000005
【００２６】
ここで、
【数４】
2016500966.tif 000006
【００２７】
は、平均的な信号送信エネルギであり、
【数５】
2016500966.tif 000007
【００２８】
は、ＤＭのＡＷＧＮの変動である。
【００２９】
背景ノイズｖ1だけが存在する場合、受信された信号ｙd［ｑ］をスライスした後のＢＥＲは１０-7であることに注意すること。提案された方法はすべてのトーンで同一であるため、トーンインデックスｑは、次の分析では無視することができる。ノイズサンプルｖ1およびｖ2は、また、外来ノイズと他の漏話源とを含む可能性があることに注意すること。
【００３０】
インパルスノイズのキャンセレーション
図６に示すように、本発明の実施形態によるインパルスノイズのキャンセレーション（ＩＮＣ）方式は、４つのブロック６０２、６０４、６０６、および６０８によって具体化された、３つの段階で実行される。第１段階は、インパルス検出段階であり、主な目標は、特定のＤＭＴシンボルがインパルスによって影響を受けるというフラグを立てることである。このプロセスは、トーンごとのインパルス検出器ブロック６０２によって具体化される。第２段階では、トーンごとのインパルスキャンセラは、現在のインパルスの影響を受けたサンプルから使用可能な情報を使用して調整される（または更新される）。このプロセスは、キャンセラ係数更新ブロック６０６によって具体化される。第３の段階では、トーンごとの線形キャンセラ（ｌｉｎｅａｒ  ｃａｎｃｅｌｌｅｒ）は、ＣＭ信号に適用され、結果はＤＭデマッパーに追加される。このプロセスは、トーンごとのキャンセラブロック６０４とトーンごとの加算器ブロック６０８とによって具体化される。
【００３１】
以下の記述は、インパルス検出に焦点に当てていないことに注意されたい。むしろ、インパルスが正確に検出されたと想定される。本発明で使用できるインパルスノイズを検出するための例示的な方法は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる、同時係属中の出願第１４／０５４，５５２号に記述されているものを含む。
【００３２】
当業者は、本開示によって教授された後に、図６に示すブロック６０２、６０４、６０６、６０８の機能を用いて、図２に示すものなど、従来のＤＳＬ受信機を適応させることができるであろうことにさらに注意するべきである。
【００３３】
キャンセラのＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ推定
インパルスノイズは、主なＤＭ信号と第２のＣＭ信号との両方に存在するため、２つの信号は、ノイズを効率よく緩和するために直線的に組み合わせることができる。さらに、追加的なノイズは本来ガウスであるため、ＭＭＳＥキャンセラは、最適なパフォーマンスを得るであろう。線形のキャンセラをβとする。したがって、結果として生じるＤＭ信号は、以下から得られる。
【数６】
2016500966.tif 000008
【００３４】
ここで、図４に示すように、ｙd’には、ＦＥＱスケーリングとスライス動作とが続く。
【００３５】
キャンセラを推定するためのソリューションは、ウィーナーフィルタから得られる。β（またはＦｃ）に対するウィーナーの推定器は、以下の最適化問題に基づく。
【数７】
2016500966.tif 000009
【００３６】
考え方は、一次結合で平均総出力エネルギを最小限にすることである。総出力エネルギは、有用な信号と残留ノイズ信号とからなる。有用な送信されたＤＳＬ信号の平均エネルギは一定であるため、この公式により、適切なβの選択による最小の残留ノイズが保証されるであろう。（５）を解くと、βの以下の推定が得られる。
【数８】
2016500966.tif 000010
【００３７】
ここで、＊は共役（ｃｏｎｊｕｇａｔｅ）動作を示す。
【００３８】
（６）にｙcとｙdとの式を入れると以下が得られる。
【数９】
2016500966.tif 000011
【００３９】
インパルスノイズ電力（存在する場合）は、一般的に、背景ノイズより高いため、ηは約１である。ウィーナーの推定は、受信されたシンボルｙdとｙcとの処理によって直接に得られる。残念なことに、これは（６）の期待値を計算するための、この簡単なソリューションの強みである一方、（１０5のオーダ）多数のシンボルを必要とする。これは、
【数１０】
2016500966.tif 000012
【００４０】
を評価するために必要とされる平均化のためであり、ここで、低いエネルギに関連するインパルスノイズがある状態で、高いエネルギ量をゼロに平均することが必要である。これは、キャンセラの係数を得るためにＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ推定プロセスの制限を構成する。ＤＭとＣＭとにわたり関連する信号であると想定されるインパルスの信号ｚは、ＤＭセンサの有用なＤＳＬ信号よりはるかに低い変動であるため、（６）の分散行列を推定することは困難なプロセスである。また、問題は、有用な信号が変調されるという事実によって悪化し、有用な信号ｘの瞬時電力は、大きなコンスタレーションサイズについて大幅に変動する可能性がある。たとえば、１４ビットのＱＡＭコンスタレーションは、４２ｄＢも変動する瞬時電力を提示する（最も外側のコンスタレーションポイントの電力に対する最も内側のコンスタレーションポイントの電力の比）。瞬時電力が大きく変動し、インパルスの瞬時電力を超える、または超えない場合がある振幅を持つ有用な信号の変調は、有用な信号が一定電力で変調されていなかった、または変調された場合より（位相変調）、相互相関期間の正確な推定に、より大量のシンボルが必要であるという事実につながる。しかしながら、ＭＯＥの利益は、高いインパルスノイズにさらされたときに信頼性が低くなる場合がある、スライサーエラーに依存しないということである。さらに、スライサーエラーに基づくＭＭＳＥ推定と、ＦＦＴ出力に基づくＭＯＥとは、ゼロ平均の有用な信号ｘのための同じソリューションに向けて収束することが示されている。
【００４１】
図示するために、一定電力を用いて４ＱＡＭ信号として変調された、変調された信号について、有用な信号対干渉比の様々な電力を用いる境界への収束の時間を決定するためにシミュレーションを実行した。境界に対するパフォーマンスを評価するために、増加するシンボルを通じてブロックソリューションとして（６）によりＭＯＥ推定器を計算する。結果は、有用な信号が変調されているという事実の影響を示している。それは、有用な信号が一定電力、つまり４ＱＡＭ信号で変調されるシナリオを表している。シミュレーションの条件は、次のように要約される。受信機の有用な信号電力は、−８０ｄＢｍ／Ｈｚ〜−１２０ｄＢｍ／Ｈｚへと変動し、背景ノイズは−１４０ｄＢｍ／Ｈｚである。−１１０ｄＢｍ／Ｈｚで一定のインパルスノイズレベルで、シミュレーションは、３０ｄＢから−１０ｄＢで、有用信号電力対干渉電力比（ＵＩＲ：Useful Signal Power to Interference Power Ratio）の範囲をスキャンする。以下の図７および表１に提示した結果に示すように、ＵＩＲに依存して、ＭＯＥ最適化は、境界に近い、または遠い可能性があるソリューションに収束する。ＵＩＲ（−１０ｄＢ）が低いほど、収束は高速である。これは、ＵＩＲが正の場合、有用な信号の変調は、基礎をなすＣＭノイズの相関のプロセスを「妨害する」ために予期される。ＵＩＲが負になると、変調された有用な信号のレベルはもはや重要ではない。相関は、変調された有用な信号がないときに同様に効果的である。表１は、低いＵＩＲ（＜１０ｄＢ）で、ＭＯＥが数百のシンボル内の境界に収束することを示している。ＵＩＲが１０ｄＢを超えると、シミュレーションでは、ＭＯＥは妥当な量のシンボル内で収束しない。低速な収束についてのこの問題を回避するために、より詳細には以下に記述するように、本発明の実施形態は、ＭＯＥ調整のために選択的な調整手法を用いる。
【表１】
2016500966.tif 000013
【００４２】
スライサーエラーに基づくキャンセラのＭＭＳＥ推定
ＦＦＴ出力に基づくＭＯＥ調整の代替案として、キャンセラの推定の問題を解決するために、スライサーエラーのサンプルを使用して、標準的なＭＭＳＥ公式を使用することもできる。このシナリオでは、ＭＭＳＥキャンセラの線形係数βは、以下の等式を使用して、ｘの推定をもたらすと推測することができる。
【数１１】
2016500966.tif 000014
【００４３】
（８）のβの推定は、送信シンボルχの情報に依存している。インパルスは、静かな回線の期間（単にχが０である場合）または受信機で認識されている同期シンボルの送信の間に発生しない場合があるため、この情報を容易に使用できるようにしておかなくてもよい。したがって、送信されたシンボルの正確な推定から得られたスライスされたエラーに対して、キャンセラはデータモードで調整する必要がある。しかし、データモードの間に、インパルスの高出力のために、ビット誤り率（ＢＥＲ）は比較的高くなる場合があり、したがって、最も近いコンスタレーションポイントへと等価されたシンボル
【数１２】
2016500966.tif 000015
【００４４】
を単にスライスする場合、復号エラーをもたらす場合がある。不正確なスライスは、キャンセラの調整にとって信頼性の低いエラーサンプルにつながり、このために（８）の推定は、最適なソリューションから逸脱する。
【００４５】
有用な信号対干渉比の様々な電力について、および一定電力を用いる４ＱＡＭ信号として変調された変調された信号について、スライサーエラーに基づくＭＭＳＥ推定の境界への収束の時間を決定するためにシミュレーションを実行した。シミュレーションの条件は、次のように要約される。受信機の有用な信号電力は、−６０ｄＢｍ／Ｈｚ〜−１２０ｄＢｍ／Ｈｚへと変動し、背景ノイズは−１４０ｄＢｍ／Ｈｚである。−１１０ｄＢｍ／Ｈｚで一定のインパルスノイズレベルで、シミュレーションは、５０ｄＢから−１０ｄＢで、有用な信号電力から干渉電力への比（ＵＩＲ）の範囲をスキャンする。図８は、４−ＱＡＭ変調された信号について、スライサーエラーに基づくＭＭＳＥは、正のＵＩＲについて適度に良好に機能するのみであろうことを示している。１０ｄＢを超えると、スライサーエラーに基づくＭＭＳＥ調整は、十分に低いＢＥＲが効果的であることを必要とする。ＵＩＲの−１０ｄＢで予想されるように、ＭＭＳＥ推定器は逸脱する。１０ｄＢのＵＩＲの値は、恐らくスライサーエラーに基づくＭＭＳＥソリューションの調整を可能にするために、受け入れ可能なＢＥＲがまだ達成できる４−ＱＡＭ信号に対するしきい値である。この問題を回避するために、本発明の実施形態は、ＭＭＳＥ調整のために選択的な調整手法を用いる。以下に、ＩＮＣの選択的な調整について記述する。後述もするように、選択的なアルゴリズムのより高速な収束のために、優れた初期化が必要とされる。
【００４６】
スライサーエラーに基づくＭＭＳＥ推定のためのＵＩＮＲに基づく選択的な調整：
等式（８）に記述した推定器は、データモードで使用可能でないχについての情報を必要とする。基本的な考えは、χの正確な検出の確率が十分に高いそれらのインスタンスの間にのみインパルスキャンセラを調整することである。トーンごとのインパルスがランダムであると想定されるため、これは可能である。言い換えると、本発明の実施形態は、ＤＭの瞬間的な全ノイズのためにスライス時に検出エラーが生じない場合に、キャンセラを調整する。したがって、インパルスの特定のインスタンスが調整を許可することを決定するために、基準を確立することが必要である。基準に到着するために、ＤＭの絶対的な全ノイズは、非常に高い確率で送信コンスタレーションの隣接ポイント間の最小距離の半分未満であるべきであるという簡単な観察が行われる。この最小距離は、ｄminとして規定される。したがって、（１）を使用すると、正確な検出のイベントの確率を以下のように書くことができる。
【数１３】
2016500966.tif 000016
【００４７】
ここで、１−ｐeは、上記のイベントの確率である。インパルスノイズがない状態で、（９）で同様の引数およびＳＮＲの定義を使用すると、
【数１４】
2016500966.tif 000017
【００４８】
である。ここで、（９）に記述した検出エラーがないイベントについて考える。このイベントのインスタンスのＤＭの中の全ノイズは、
【数１５】
2016500966.tif 000018
【００４９】
によって示される。ここで、ｐe＝１０-7であり、
【数１６】
2016500966.tif 000019
【００５０】
である場合、以下を推定することができる。
【数１７】
2016500966.tif 000020
【００５１】
（ＵＩＮＲ）で表される瞬間ノイズ電力に対する有用な信号電力（Ｕｓｅｆｕｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｏｗｅｒ  ｔｏ  Ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｐｏｗｅｒ）と呼ばれる量がここで規定され、以下の式で表される。
【数１８】
2016500966.tif 000021
【００５２】
これは、送信されたコンスタレーションの平均電力と、特定のコンスタレーションポイントに影響する真のエラーの瞬間電力との比である。
【００５３】
確率変数を考えると、
【数１９】
2016500966.tif 000022
【００５４】
である。ここで、
【数２０】
2016500966.tif 000023
【００５５】
の場合、それは、
【数２１】
2016500966.tif 000024
【００５６】
を意味する。これは次に、
【数２２】
2016500966.tif 000025
【００５７】
を意味する（（１１）を使用）。
【００５８】
したがって、確率ｐe≧１０-7で
【数２３】
2016500966.tif 000026
【００５９】
を推定することができる。したがって、
【数２４】
2016500966.tif 000027
【００６０】
は、ｐe＝１０-7で（８）に記述した正確な検出のイベントの発生を意味する。実際的な見地から言えば、１０-7もの低さの誤った検出の確率を必要としない場合があり、１０-7の誤検出の確率は、キャンセラを調整するのに十分によい。
【００６１】
必要な基準を作り出したら、イベントが発生したことを検出することに注意を移すことができる。インパルスの基準化されたコピーは、また、（２）に記述したようにＣＭでも発生することに注意すること。（１１）のＵＩＮＲは、以下のようにも書くことができる。
【数２５】
2016500966.tif 000028
【００６２】
前の等式から得られたＵＩＮＲ値を計算するために、明らかに可能でない、ノイズサンプルｖ1およびｖ2を認識することが必要であることに注意すること。本発明の実施形態は、したがって、以下によって規定される新しい関数ＵＩＮＲ’を導入する。
【数２６】
2016500966.tif 000029
【００６３】
ノイズサンプルの値を考えない影響を補正するために、（１２）で得られた正確な検出のための条件は、
【数２７】
2016500966.tif 000030
【００６４】
に変更される。ここで、ζは、ｖ1の値とｖ2の値とがない状態での正確な検出に必要な余分な「空間」である。前の等式は、
【数２８】
2016500966.tif 000031
【００６５】
と言い換えることができる。
【００６６】
実質的に、ＤＭとＣＭとのインパルスノイズは、ｖ1とｖ2とより高い電力を持っているため、ζは、（０ｄＢである）１に非常に接近している。
【００６７】
しかし、すべてのインスタンスのＵＩＮＲ’の評価は、まだα1／α2についての情報を必要とする。ここで、この要素が推定される。たとえば、最初に（１６）で必要な条件で（７）からβの推定された値を置き換える。これは、βの可能な推定は、選択的な調整アルゴリズムを初期化するために、ＭＯＥに基づく推定から得られることを意味する。これから
【数２９】
2016500966.tif 000032
【００６８】
が得られる。
【００６９】
この結果、以下の不等式が得られる。
【数３０】
2016500966.tif 000033
【００７０】
ここでも、前の等式のηは、０ｄＢに近い。βinとして示されたβの初期の推定があると仮定する。キャンセラのＭＭＳＥ推定を使用して調整するために実現可能なサンプルを収集するために、（１８）で得られる不等式をトリガーするために、この推定を使用することができる。正確な検出のために１０-7を下回るエラーの確率を緩和するために、不等式からもう１つの定数λを引くことができる。１０-3について、λの値は約０ｄＢである（ゼロマージンおよび符号化利得について）。したがって、調整のために選択されるシンボルの最終的な基準は
【数３１】
2016500966.tif 000034
【００７１】
と書くことができる。ここでたとえば、
【数３２】
2016500966.tif 000035
【００７２】
である。
【００７３】
チャネルのＣＭからＤＭへの結合する伝達関数の絶対値（ｍｏｄｕｌｕｓ）についての先天的な情報など、βinの他の初期の推定が可能であることに注意すること。
【００７４】
（１９）で適用される基準をよりよく理解するために、およびキャンセラ更新について考えるべきシンボルの選択のための条件を決定するために、有用な信号電力比ＵＩＮＲ測定基準への瞬間的なインパルス電力を呼ぶことの代替案として、図９を参照することができる。図９は、所与のトーンｑのＣＭセンサ出力で、背景ノイズ成分ｖ1を重ねたインパルスα1．ｚの変位を示している。それに対応して、ＤＭセンサで、インパルスノイズの影響下で受信された所与のシンボルに対してｙｄをともに構成する、インパルスノイズの投射α1．ｚと背景ノイズｖ2とにより、配置されたコンスタレーションポイント９０２と共に、背景ノイズを持つ４−ＱＡＭコンスタレーションポイントは可視である。送信されたコンスタレーションポイントの変位距離が最小距離ｄｍｉｎより小さい限り、最も近いコンスタレーションポイントへとｙｄをスライスすることによってスライスされたエラーは正確であり、スライサーエラーに基づいてＭＭＳＥを使用して、キャンセラの調整プロセスで信頼性をもって使用することができる。
【００７５】
したがって、条件（１９）は、次のように示すことができる。予測されたβ推定の絶対値の２乗をＣＭ  ＦＦＴ出力サンプルＹｃの電力にかけることによって得られたＤＭのインパルスノイズの予測された瞬時電力が、特定のマージン要素を持つコンスタレーションポイントｄｍｉｎの間の最小距離の２乗未満である限り、有用なコンスタレーションポイントの復号エラーが発生しないことを保証するための条件は満たされるであろう。その結果、スライサーエラーは、スライサーエラーに基づくＭＭＳＥを使用して、キャンセラの調整プロセスのために信頼性をもって使用することができる。
【００７６】
条件の代替公式を図１０にさらに示しており、推定Ｂｅｔａの絶対値と、ＣＭのＦＦＴ出力Ｙｃの絶対値とについての情報を持つＤＭコンスタレーションポイント１００２のＹｃの投射は、送信されたコンスタレーションポイントと、追加的な背景ノイズｖ2とにかかわらず、高い確率で決定エラーが生じないことを保証する。
【００７７】
図１１に示すように、等式（１９）に対するこれらの代替公式は、本発明の具体的な実施形態において、以下の実際的な選択プロセスを提案している。
【００７８】
ステップ７０１で、ＣＭセンサＹｃ出力で瞬時電力｜ｙｃ｜2のノイズレベルを決定する。ステップ７０２で、瞬間的なノイズ電力に、推定β（たとえば３０ｄＢ）の２乗の絶対値の推定をかける。ステップ７０３で、この積をＤＭの背景ノイズレベル
【数３３】
2016500966.tif 000036
【００７９】
と比較する。ステップ７０４で決定するように、積がマージンγだけ背景ノイズレベルより小さい場合（式１９のＳＮＲａｗｇｎの右のすべての項と等価）、ステップ７０５に示すように、スライサーエラーは、ＭＭＳＥ係数調整（つまりβの更新のため）に使用することができる。そうでない場合、ステップ７０６でスライサーエラーを廃棄する。
【００８０】
このプロセスを使用して、たとえば、ＤＭで−１４０ｄＢｍ／Ｈｚ
【数３４】
2016500966.tif 000037
【００８１】
の背景ノイズレベルを想定し、そして推定βの２乗の絶対値の推定を想定すると（たとえば３０ｄＢ）、−１１０ｄＢｍ／Ｈｚ未満のＣＭセンサＹｃ出力の瞬時電力｜ｙｃ｜2の任意のノイズのレベルは、高い確率で復号エラーを生じさせることなく、ＤＭセンサでそれ自体を予測するであろうため、したがって、選択的な調整に使用することができる。
【００８２】
あるいは、選択プロセス基準は、所与のマージンを持つ実際または想像上の部分のいずれかで、差動モードのコンスタレーションポイントの（βＹｃ）の投射がｄｍｉｎを超えるかどうかを決定するために、Ｙｃについての情報（Ｙｃの絶対値だけでなくその段階）と、βの推定（その絶対値だけでなくその段階）を利用することができる。この基準は、また、送信されたコンスタレーションポイントが正確にスライスされ、それによって、ＭＭＳＥ更新に対して信頼性が高いスライサーエラーを生成することを保証するのに十分である。
【００８３】
（１９）に対するこれらの代替基準は、スライサーに基づくＭＭＳＥ調整最適化に適用される選択された調整の代替実施形態である。
【００８４】
以下の続くアルゴリズムは、上に記述した選択的な調整プロセスを使用して、初期の推定βinで始まるＲＥＩＮキャンセレーションを実行するための例示的なアルゴリズムである。このアルゴリズムは、また、初期化と反復プロセスの間に十分に長いノイズが存在する限り、他のタイプのインパルスノイズ、または連続的なノイズにも適用することができることに注意されたい。
【００８５】
（６）を使用して、Ｔ（一般的に１０００）シンボルを通じて初期化を実行する。
【００８６】
１．
【数３５】
2016500966.tif 000038
【００８７】
を計算する。ｔは時間指標である。
【００８８】
２．
【数３６】
2016500966.tif 000039
【００８９】
を計算する。ｔは時間指標である。
【００９０】
３．
【数３７】
2016500966.tif 000040
【００９１】
を計算する
選択的な調整アルゴリズムを実行する。
【００９２】
４．β［０］＝０またはβ［０］＝βinを設定する。
【００９３】
５．（１９）を使用して、Γを計算する。
【００９４】
６．Ｗｈｉｌｅ  すべてのシンボルインスタンスで
７．Ｉｆ  ＵＩＮＲ’＞Γ  ｔｈｅｎ
８．
【数３８】
2016500966.tif 000041
【００９５】
９．
【数３９】
2016500966.tif 000042
【００９６】
Ｅｎｄ  ｉｆ
Ｅｎｄ  ｗｈｉｌｅ
上記のアルゴリズムのμの値は、このアルゴリズムで例示したＬＭＳの適応可能な調整プロセスでのステップサイズを表していることに注意されたい。ブロック推定など他の調整が可能である。
【００９７】
ＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ推定のためのＵＩＮＲに基づく選択的な調整
図７に示すように、等式（６）を解き、ＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ推定プロセスまたはＭＯＥを使用して、βの正確な推定を得るために、ＵＩＮＲが高い場合は常に、つまり、瞬間的なインパルスノイズ電力が、有用な信号のものと比較して低いときは常に、多数のシンボルが必要である。
【００９８】
ＭＯＥ調整の収束を促進するために、スライサーエラーに基づくＭＭＳＥ調整のために記述されたものと同等の選択的な調整を考案することができる。このシナリオにおいて、およびＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥキャンセラ推定の高速な収束を保証する好ましいＵＩＮＲを保証するために、調整について考えるべきインパルスの選択のために適用する基準は、スライサーエラーに基づくＭＭＳＥに使用されるものへの補足であり、低いＵＩＮＲインパルスの影響を受けたシンボルが収束に好ましい。
【００９９】
一公式によると、これは以下のように示される。
【数４０】
2016500966.tif 000043
【０１００】
４ＱＡＭコンスタレーションポイントについて表１を参照すると、Γ’は１０ｄＢ未満である。図１２は、所与のトーンｑのＣＭセンサ出力での小さな振幅と大きな振幅とのインパルスα1．ｚの変位を示している。それに対応して、ＤＭセンサで、対応する小さなインパルスノイズと大きなインパルスノイズとの影響下で受信された所与のシンボルに対するインパルスノイズの投射α2．ｚにより、配置されたコンスタレーションポイントと共に、背景ノイズを持つ４ＱＡＭコンスタレーションポイントは可視である。送信されたコンスタレーションポイントの変位距離が最小距離ｄｍｉｎより小さい限り、最も近いコンスタレーションポイントへとｙｄをスライスすることによってスライスされたエラーは正確であり、スライサーエラーに基づいてＭＭＳＥを使用して、キャンセラの調整プロセスで信頼性をもって使用することができる。これは小さな変位インパルスの場合である。大きな変位インパルスについて、スライスされたコンスタレーションポイントは、送信コンスタレーションポイントを対応せず、信頼性の低いスライサーエラーにつながるため、スライサーエラーはもはや信頼性が高くない。しかし、このシナリオでは、インパルス変位の大きさは、ＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ推定プロセスにより、ＤＭとＣＭとのＦＦＴ出力の相関が、迅速な収束を保証するであろう。
【０１０１】
したがって、条件（２１）は、代わりに次のように示すことができる。ＣＭ  ＦＦＴ出力サンプルの電力に、予測されたβ推定のモジュール（ｍｏｄｕｌｅ）の２乗をかけることによって得られたＤＭのインパルスノイズの予測された瞬時電力が、特定のマージン要素を持つコンスタレーション電力より大きいか、または同等である限り、ＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ推定プロセスの適切な収束を保証するための条件は満たされるであろう。
【０１０２】
条件のこの代替公式を図１３に示しており、推定βの絶対値と、ＣＭのＦＦＴ出力Ｙｃの絶対値についての情報を持つＤＭコンスタレーションポイント１３０２のＹｃの投射は、送信されたコンスタレーションポイントと追加的な背景ノイズｖ2とにかかわらず、ＦＦＴ出力データに基づく相関プロセスにより、満足な結果が得られることを保証する。
【０１０３】
本発明の具体的な実施形態でＭＯＥ／ＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ調整に関連する選択プロセスに、この基準を使用する例を図１４に示している。
【０１０４】
図１４に示すように、ステップ１４０１で、最初にＣＭセンサＹｃ出力で瞬時電力｜ｙｃ｜2のノイズレベルを決定する。ステップ１４０２で、瞬間的なノイズ電力に、推定β（たとえば３０ｄＢ）の２乗の絶対値の推定をかける。この積をＤＭの有用な信号
【数４１】
2016500966.tif 000044
【０１０５】
の変動と比較する。ステップ１４０４で決定されたように、マージンγ（上記）だけ有用な信号の変動より積が小さい場合、ステップ１４０５に示すように、現在のシンボルに対するＦＦＴ出力は、ＭＯＥ係数調整（つまりβの更新）に使用することができる。そうでなければ、ステップ１４０６でＦＦＴ出力を廃棄する。
【０１０６】
この公式は、本発明の具体的な実施形態において、ＭＯＥ／ＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ調整に関連する選択プロセスに対して、次の実際的な基準を提案する。所与のトーンでＤＭで−１２０ｄＢｍ／Ｈｚの有用な信号レベルを想定し、そのトーンでβ推定（たとえば３０ｄＢ）の２乗の絶対値の推定を想定すると、−１００ｄＢｍ／Ｈｚを超えるそのトーンのＣＭセンサＹｃの瞬時電力の任意のノイズレベルは、ＤＭセンサでそれ自体を予測し、ＤＭでＵＩＮＲを１０ｄＢに減らすであろうため、それによって、そのトーンでＭＯＥアルゴリズムの収束を保証する正常な選択的な調整のための条件を提供することができる。
【０１０７】
（２１）に対するこの代替基準は、ＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ／ＭＯＥ調整最適化に適用された、選択された調整の代替実施形態を構成する。
【０１０８】
キャンセラのスライサーエラーに基づくＭＭＳＥ追跡／更新
スライサーエラーに基づくＭＭＳＥキャンセラに適用される選択的な調整の公式は、等式（１９）について、βの初期の推定と共にＤＭコンスタレーショングリッドに対する、インパルスの投射またはその瞬時電力に基づく調整について、どのシンボルを考慮するかを決定することにあった。等式（１９）は、キャンセラが有効化されていることを想定しないことに注意すること（つまり、図６のトーンごとのキャンセラブロック６０４とトーンごとの加算器ブロック６０８とは、インパルスＣＭノイズをフィルタし、ＤＭの有用な信号とそれを組み合わせるために実際に使用される）。代わりに、トーンごとのキャンセラ係数更新ブロック６０６だけが、実際にキャンセレーションプロセスを実行することなく、キャンセラの初期の推定である可能性があるものを得るために有効化される場合がある。キャンセラが有効化されると（つまり、図６のトーンごとのキャンセラブロック６０４とトーンごとの加算器ブロック６０８とは、インパルスＣＭノイズをフィルタし、ＤＭの有用な信号とそれを組み合わせるために実際に使用される）、等式（１９）の条件は、β推定がＣＭとＤＭとの間のインパルスノイズの本当の結合に近づくと共に、結合器の出力のスライサーエラーは、ますます信頼性が高くなるため、さらに緩和することができる（Ｃｆｒ．等式７）。その結果、チャネル結合の正確な推定により、それらの一部のキャンセレーションが、信頼性が高いスライサーエラー期間を保証するため、スライサーに基づくＭＭＳＥ適応プロセスでは、ますます大規模なインパルスノイズのインスタンスを考慮することができる。ＤＭでのその投射は、部分的にキャンセルされるであろうため、この状況では、究極的に、ＣＭのインパルスの投射の振幅にかかわらず、スライサーエラー更新のみに基づいてキャンセラ係数更新の継続的な追跡が可能になる。
【０１０９】
キャンセラのＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ追跡／更新
キャンセラのスライサーエラーに基づくＭＭＳＥ追跡／更新と同様の状況において、ＭＯＥ調整のための等式（２１）は、キャンセラが有効化されていることを想定していない（つまり、図６のトーンごとのキャンセラ６０４ブロックとトーンごとの加算器ブロック６０８とは、インパルスＣＭノイズをフィルタし、ＤＭの有用な信号とそれを組み合わせるために実際に使用される）。代わりに、トーンごとのキャンセラ係数更新ブロック６０６だけが、実際にキャンセレーションプロセスを実行することなく、キャンセラの初期の推定である可能性があるものを得るために有効化される場合がある。キャンセラが有効化されると（つまり、図６のトーンごとのキャンセラブロック６０４とトーンごとの加算器ブロック６０８とは、インパルスＣＭノイズをフィルタし、ＤＭの有用な信号とそれを組み合わせるために実際に使用される）、コンスタレーションポイントが送信された厳密な決定の信頼性がより高くなるため、等式（２１）の条件をさらに緩和することができる。このシナリオでは、どのコンスタレーションポイントが送信されたかの情報は、条件（２１）を緩和するか、またはより高速な収束を保証するために活用することができる。ここで、この態様について以下により詳細に記述する。
【０１１０】
多層のＱＡＭ変調方式に対して図７に提示した４−ＱＡＭの場合の補外として、適応が行われるシンボルの全体が、インパルス信号の（瞬間）電力を通じた有用な信号の電力は、１０ｄＢ未満である場合、ＭＯＥは、境界へと適度に速く収束することが予想される。４−ＱＡＭ変調された信号について、電力はどのコンスタレーションポイントが送信されるかにかかわらず一定である。しかし、多層のＱＡＭ変調方式について、瞬時電力は、コンスタレーションのどのポイントが送信されるかに基づいて、シンボルの後にシンボルを変動させる。
【０１１１】
重要なことはシンボルの全体に対する瞬時電力の比であり、それ上のＭＯＥ適応シンボルのため、望ましいシンボルは、影をつけた区域１５０２によって図１５に示すように、送信されたコンスタレーションポイントが軸起点に接近していた場合など、（ＣＭで測定された信号の大きな瞬時電力に見られるように）大きなインパルスヒットの対象となるもの、または低い信号電力で送信されるもののいずれかと結論付けることができる。図１５は、大規模なインパルスノイズによって配置されたＱＡＭ−７コンスタレーション１５０４を表している。ＱＡＭ１４など大規模なコンスタレーションについて、コンスタレーションの最も外側のポイントの電力と、コンスタレーションの内側のポイントの電力との比は、４２ｄＢの大きさの場合がある。これは、予測されたインパルスノイズの瞬時電力と比較される瞬間的な送信信号電力の広い変動を構成する。
【０１１２】
したがって、ＭＯＥのための可能な選択的な調整アルゴリズムは、低いエネルギ（コンスタレーションにおける最下点）で送信されるか、かつ／または大きなＣＭノイズレベルによって影響を受けるシンボルの選択にあるであろう。それは、インパルス信号またはＵＩＮＲの（瞬間）電力を通じた有用な信号の（瞬間）電力が、ＦＦＴ出力に基づくＭＭＳＥ／ＭＯＥ適応の高速な収束にとって最も好ましいそれらのシンボルのためである。
【０１１３】
これらの実施形態の選択的な調整アルゴリズムは、キャンセラの初期の推定が適用されたときは常に、ＭＯＥ調整のために、有用な信号の最低の変動のそれらの点だけを選択することにあり、図１５の影を付けた区域１５０２によって示すように、これは、最も小さい送信されたコンスタレーションポイントのやや正確な検出と、送信されたコンスタレーションポイントが軸に近い区域から発するという一部の確信とを保証する。この選択的な調整は、キャンセラの前後にＤＭ  ＦＦＴ出力を見ることによって達成することができ、その場合には、ＭＭＳＥのための選択的な調整に関して、キャンセラがその最適値に調整されている間に、キャンセラが効率よく（または部分的に）インパルスをキャンセルするという事実を想定し、インパルスによってコンスタレーションポイントの変位が減らされると共に、選択プロセスを調整する必要がある。選択的な調整を最低の送信されたコンスタレーションポイントに限定することによって、ＭＯＥの収束が保証される。しかし、決定区域が小さいほど、まず第１にこの区域に当てはまるコンスタレーションポイントを送信した確率は低くなるため、それによって収束率にも影響がある。この状況は、ＤＭのインパルスの投射が、送信されたコンスタレーションポイントの電力より高いか、または釣り合っている限り、究極的に、ＣＭのインパルスの予測の振幅にかかわらず、ＦＦＴ出力データのみに基づいて、キャンセラ係数更新の継続的な追跡を可能にする。
【０１１４】
キャンセラ（２１）を更新するシンボルの選択のための条件は、以下のように、キャンセレーションの後に、受信された信号の瞬時電力が、全体的なシンボルにわたってその変動とは対照的に、決定に使用されることを反映するように適応される。
【数４２】
2016500966.tif 000045
【０１１５】
したがって、この例示的な実施形態の選択プロセスは、ＤＭチャネルのインパルスノイズの予測された電力が、特定の所与のマージンだけ、推定された送信コンスタレーションポイントの瞬時電力を超える場合は常に、所与のシンボルが、ＭＯＥベースのキャンセラの更新／追跡について考慮する価値があることを決定する。
【０１１６】
追跡モードでＭＯＥに適用される例示的な選択プロセスの流れ図を図１６に示している。図１６に示すように、ステップ１６０１で、最初にＣＭセンサＹｃ出力で瞬時電力｜ｙc｜2のノイズレベルを決定する。ステップ１６０２で、瞬間的なノイズ電力に、推定β（たとえば３０ｄＢ）の２乗の絶対値の推定をかける。ＤＭで全体的なシンボル｜ｈd｜2×χ2にわたって、この積を有用な信号の変動と比較する。ステップ１６０４で決定したように、積がマージンγ（上に記述）だけ有用な信号の変動より小さい場合、ステップ１６０５に示すように、現在のシンボルに対するＦＦＴ出力は、ＭＯＥ係数調整（つまりβの更新）に使用することができる。そうでなければ、ステップ１６０６でＦＦＴ出力を廃棄する。
【０１１７】
ＭＯＥ（ＭＭＳＥ  ＦＦＴに基づく）の補足とＭＭＳＥスライサーベースのソリューション
すでに記述したように、ＭＯＥ対ＭＭＳＥの収束は、ＵＩＮＲの反対の条件で保証される。その結果、ＭＯＥとＭＭＳＥとは、補足的なものであって排他的ではないと考えられるべきである。つまり、上に記述したアルゴリズムで提案されたように、ＭＯＥは、ＭＭＳＥの選択的な調整プロセスを使用して、反復的な選択的プロセスで、ＣＭからＤＭへの結合の初期の推定を保証するために使用することができる。あるいは、収束時間を加速するために、キャンセラの更新／調整／追跡で、インパルスによって影響を受けるすべてのシンボルを究極的に同時に使用することができる。特定のシンボルでＵＩＮＲが高い場合、このシンボルは、ＭＭＳＥの選択的な調整プロセスで使用される一方、他の特定のシンボルでＵＩＮＲが低い場合、このシンボルは、ＭＯＥの選択的な調整プロセスで使用される。
【０１１８】
選択的な調整のこの二重性を図１７に示している。図１７は、選択的な調整が、ステップ１７０２で、インパルスが検出されたシンボルをＭＯＥ追跡に使用できるかどうかを最初に試験することにある実施形態を示しており（図１１に関して上に記述）、そうでない場合、ステップ１７０４で、インパルス電力の投射と有用な信号電力のそれに基づいて、ＭＭＳＥ係数調整にそれを使用できるかどうかをさらに決定すること（図４に関して上に記述）にある。選択的な調整条件の他の組み合わせは、代替実施形態として組み合わせることができる図１１と図４とに示した流れ図の組み合わせに基づいて考案することができる。
【０１１９】
キャンセラ係数更新方式の具体的な実施形態として、ＭＯＥ（ＭＭＳＥ  ＦＦＴに基づく）とＭＭＳＥスライサーに基づくソリューションとについて考慮した選択的な調整プロセスは、ＬＭＳなどシンボルに基づく適応方式に、またはシンボル適応方式のブロックに適用することができ、ここにおいて、キャンセラは、適用される前に、選択された調整シンボルの全体に基づいて計算される。代替実施形態は、シンボルごとの推定が続くシンボル推定のブロックを得ることにある場合がある。
【０１２０】
選択的な調整、条件付きのキャンセル、選択基準
インパルスキャンセラ方式の上記の実施形態は、一般的に、キャンセラの更新と調整とのために選択的な調整を使用する。しかし、本発明の代替実施形態では、キャンセラの条件付きのアプリケーションも実装することができる。この場合、キャンセラの条件付きアプリケーションは、特定のシンボルに対してキャンセラが有効化されているかどうかを決定する決定プロセスに関係する（つまり、図６のトーンごとのキャンセラブロック６０４とトーンごとの加算器ブロック６０８とは、インパルスＣＭノイズをフィルタし、ＤＭの有用な信号にそれを組み合わせるために実際に使用される）。この決定は、あるセンサおよび／または他方のセンサに適用される様々な基準に基づくことができる。
【０１２１】
たとえば、高レベルのインパルスノイズを持つシンボルのキャンセラ係数を推定する際の困難さを想定し、より低い振幅を持つノイズの場合に計算が可能になる、分散行列の推定にどのシンボルが使用されるかの選択プロセスが提案されている。このプロセスは、もう１つのタイプの選択的な調整プロセスである。
【０１２２】
選択的な調整のための選択プロセスと並行して、キャンセレーションを実行するシンボルの選択が提案されている。そのような条件付きのキャンセルは、間欠ノイズの対象とされ、インパルスノイズが検出されたとき常に、または第２のセンサのインパルス対ノイズ比が、キャンセレーションのプロセスに価値のある所与のしきい値を下回ると決定されたときのみキャンセルは適用される。たとえば、１２０Ｈｚ  ＲＥＩＮノイズ、１２０Ｈｚ期間からの２、３のＤＭＴシンボルのインパルスによってのみ影響されるノイズの全期間を通じてキャンセラが適用される場合、キャンセラと結合器との出力は、ＣＭセンサのインパルス対背景ノイズ比（ＩＮＲ）が、ＤＭセンサの対応するＩＮＲ未満であるという事実のために、インパルスの影響を受けていないシンボルの間に、ＤＭ背景ノイズのレベルを増加させることができる。経験則として、キャンセラがインパルス性シンボルを通じて調整され、インパルス性でないシンボルに対して適用される場合、ＩＮＲ  ＣＭが、ＤＭのＩＮＲを超えて１０ｄＢを超える場合、ＣＭノイズの折り返しが回避される。
【０１２３】
図１８は、ステップ１８０１、１８０２、および１８０３に示すように、所与のシンボルに対してキャンセラが有効化されているかどうかを決定することによって、選択プロセスが、図１６に関して記述された選択プロセスをより詳しく記述する本発明の他の実施形態を示している。この実施形態でキャンセラを有効にする決定論理は、ステップ１８０４で決定されたように、インパルスの影響を受けるシンボルの特定のしきい値を超えるインパルスノイズの予測された電力と、計算されたＩＮＲＣＭが、インパルスの影響を受けないシンボルの計算されたＩＮＲＤＭを１０ｄＢ超えるかどうかとをさらにチェックする。したがって、現在のシンボルに対してキャンセラを有効化するかどうかが決定される。
【０１２４】
本発明の代替実施形態では、選択的な調整のためと、キャンセラの条件付きアプリケーションのためとのシンボルの選択の両プロセスは、等式（１９）と、（２１）と、それらの変形とによって具体化されるもの以外に、様々な基準に基づくことができる。基準は、図１８に示すように、インパルスノイズのバースト（電力、期間など）の特性、ノイズの起点（複数の識別可能なノイズ源の場合）、センサのＩＮＲのレベルでもよい。特定の選択基準は、たとえば、調整および／または適応するかどうか、ならびに／または望ましい特性を持つ信号による影響を受けるシンボルにキャンセラ適用するかどうかを意図するものである。選択基準は、トーンごと、連続的または非連続的なトーンのグループ、帯域ごと、または帯域全体を通じて得られる。
【０１２５】
調整および／またはキャンセルのために選択されるインパルスノイズの検出は、一次センサだけで、第２のセンサ、または一次および第２のセンサでともに行うことができる。共通モードセンサを通じた感知では、一般的に、漏洩した有用な信号の存在がある場合でも、インパルスノイズは、背景ノイズおよび／または漏洩された有用な信号より大きな変動があると予想されることが保証される。
【０１２６】
最後に、期間インパルスノイズは、特定の時間持続できる間欠ノイズなど、本来、継続的でないすべてのタイプのノイズを包含しているべきである。
【０１２７】
本発明について、その好ましい実施形態に関して特に記述してきたが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態と詳細とにおいて変更および修正が可能であることは、当業者には明白であろう。添付した請求項は、そのような変更および修正を包含することを意図するものである。
【図１ａ】
2016500966.tif 000046
【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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