JPWO2006101159A1 - Signal processing apparatus and signal processing method - Google Patents
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Abstract
構成が簡単で調整のための計算量が少なく、かつ高精度で収束可能な等化処理を行う信号処理装置および信号処理方法を提供する。等化器は、信号時間位置より前の部分を等化する第1のプレ等化器40と信号時間位置より後の部分を等化する第1のポスト等化器41とを縦続接続した第1の等化器、第2のポスト等化器42と第2のプレ等化器43とを縦続接続した第2の等化器、第1のポスト等化器41および第2のプレ等化器43のフィルタ係数をそれぞれ独立して調整する調整回路48、調整されたフィルタ係数を第2のポスト等化器42および第1のプレ等化器40にも設定する設定手段とを備える。回路構成が簡単であり、IC化した場合の回路規模や消費電力を小さくできる。また、調整のための計算量が少なく、高速かつ高精度に収束可能である。Provided are a signal processing apparatus and a signal processing method for performing equalization processing that is simple in configuration, requires a small amount of calculation for adjustment, and can be converged with high accuracy. The equalizer includes a first pre-equalizer 40 that equalizes a portion before the signal time position and a first post equalizer 41 that equalizes a portion after the signal time position in cascade connection. 1 equalizer, the second post equalizer 42 and the second pre-equalizer 43 connected in cascade, the second equalizer, the first post equalizer 41 and the second pre-equalizer And an adjustment circuit 48 for independently adjusting the filter coefficients of the unit 43, and setting means for setting the adjusted filter coefficients in the second post equalizer 42 and the first pre-equalizer 40, respectively. The circuit configuration is simple, and the circuit scale and power consumption can be reduced when an IC is formed. In addition, the amount of calculation for adjustment is small, and convergence is possible with high speed and high accuracy.
Description
本発明は、信号処理装置および信号処理方法に関するものであり、特に、構成が簡単で調整のための計算量が少なく、かつ高速、高精度で収束可能な等化処理を行う信号処理装置および信号処理方法に関するものである。 The present invention relates to a signal processing apparatus and a signal processing method, and in particular, a signal processing apparatus and a signal for performing equalization processing that can be converged with high speed, high accuracy, with a simple configuration and a small amount of calculation for adjustment. It relates to a processing method.
従来、高速のベースバンドデジタルデータ伝送装置にはPAM信号方式が採用されており、伝送路の高域における大きな損失を補償するために、各種の等化器やプレエンファシス回路等の採用が提案されている。等化器としては、例えばトランスバーサル型(FIR)フィルタを使用した周知の等化器がある。 Conventionally, a PAM signal system has been adopted for high-speed baseband digital data transmission devices, and various equalizers and pre-emphasis circuits have been proposed to compensate for large losses in the high band of the transmission path. ing. As the equalizer, for example, there is a well-known equalizer using a transversal type (FIR) filter.
図7は、従来の等化器の構成例を示すブロック図である。シフトレジスタ100に入力された入力信号Yは遅延され、乗算器101、102によってレジスタ103に設定されたフィルタ係数と乗算され、加算器104によって加算されて出力される。また、出力信号から参照信号が減算され、調整アルゴリズム演算回路106に入力されてフィルタ係数が調整される。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional equalizer. The input signal Y input to the
調整アルゴリズムとしては、周知の確率的勾配法(LMS)あるいはカルマンフィルター法が採用されている。下記の特許文献1には、トランスバーサル型フィルタを用いた等化器をカルマンフィルタ法およびLMS法を切り替えて調整する構成が開示されている。
As the adjustment algorithm, a well-known stochastic gradient method (LMS) or Kalman filter method is employed.
また、最近、金属線を用いたベースバンドデータ伝送としてTHP(Tomlinson Harashima Precoding)方式が注目されている。このTHP方式は、プレエンファシス方式を改良したものであり、伝送路を擬似するFIRフィルタを使用したプリエンファシス回路の途中にモジュロ演算回路を挿入して、送信信号の振幅を所定の範囲内に抑圧する方式である。下記非特許文献1には、THP方式の波形調整技術が開示されている。
例えば1Gbpsというような高速のデジタルデータ伝送を行う場合には、等化器も短時間のシンボル区間に対応して調整する必要がある。従って、調整アルゴリズムも計算量が少ないものでないと計算が間に合わなくなる。ところが、カルマンフィルタ法は計算が複雑であり、計算量が多いので計算が間に合わないという問題点があり、また微細な成分の収束速度が遅いという問題点もあった。 For example, when high-speed digital data transmission such as 1 Gbps is performed, it is necessary to adjust the equalizer corresponding to a short symbol interval. Therefore, if the adjustment algorithm is not small in calculation amount, the calculation will not be in time. However, the Kalman filter method has a problem that the calculation is complicated and the calculation amount is large, so that the calculation is not in time, and the convergence speed of fine components is slow.
一方LMS法は計算量は比較的少ないが収束速度が遅く、伝送路の周波数特性が広い帯域にわたって大きく落ち込んでいると収束に膨大な時間がかかるか、あるいは収束しない場合もあるという問題点があった。 On the other hand, the LMS method has a relatively small amount of calculation but has a slow convergence speed. If the frequency characteristic of the transmission line is greatly reduced over a wide band, it takes a long time to converge or may not converge. It was.
また、上記したTHP方式を採用する場合には、THPのプリコーダの特性も含めた伝送路の特性を等化する必要があるため、PN(擬似ノイズ)符号を用いた従来のトレーニング方式をそのままでは採用できないという問題点があった。本発明は、上記した従来技術の課題を解決し、構成が簡単で調整のための計算量が少なく、かつ高速、高精度で収束可能な等化処理を行う信号処理装置および信号処理方法を提供することを目的とする。 In addition, when the above THP method is adopted, it is necessary to equalize the characteristics of the transmission path including the characteristics of the THP precoder. Therefore, the conventional training method using the PN (pseudo noise) code is not used as it is. There was a problem that it could not be adopted. The present invention provides a signal processing apparatus and a signal processing method for solving the above-described problems of the prior art, performing equalization processing that is simple in configuration, requires a small amount of calculation for adjustment, and can be converged at high speed and high accuracy. The purpose is to do.
本発明の信号処理装置は、信号時間位置より前の部分を等化する第1のプレ等化器手段と、信号時間位置より後の部分を等化する第1のポスト等化器手段とを縦続接続した第1の等化器手段と、信号時間位置より後の部分を等化する第2のポスト等化器手段と信号時間位置より前の部分を等化する第2のプレ等化器手段とを縦続接続した第2の等化器手段と、前記第1のポスト等化器手段のフィルタ係数を調整する第1の調整手段と、前記第2のプレ等化器手段のフィルタ係数を調整する第2の調整手段と、前記第1の調整手段により調整されたフィルタ係数を前記第2のポスト等化器手段にも設定する第1の設定手段と、前記第2の調整手段により調整されたフィルタ係数を前記第1のプレ等化器手段にも設定する第2の設定手段とを備えたことを主要な特徴とする。ここで、信号時間位置は一意的に決まるものであり、その意味は下記の非特許文献2に説明されている。
また、前記した信号処理装置において、前記第1のプレ等化器手段、第1のポスト等化器手段、第2のポスト等化器手段、第2のプレ等化器手段はそれぞれFIRフィルタ回路からなる点にも特徴がある。 In the signal processing apparatus, the first pre-equalizer means, the first post-equalizer means, the second post-equalizer means, and the second pre-equalizer means are each an FIR filter circuit. It is also characterized by
また、前記した信号処理装置において、前記第1および第2の調整手段は、それぞれ確率的勾配法を使用してフィルタ係数を調整する点にも特徴がある。 In the signal processing apparatus described above, the first and second adjustment units are also characterized in that the filter coefficients are adjusted using the stochastic gradient method.
また、前記した信号処理装置において、更に、PN信号をTHPプリコーダに通した送信トレーニング信号と同期した参照信号を生成する参照信号生成手段と、前記第1の等化器手段の出力信号と前記参照信号との差分を算出して前記第1の調整手段に出力する第1の誤差信号生成手段と、前記第2の等化器手段の出力信号と前記参照信号との差分を算出して前記第2の調整手段に出力する第2の誤差信号生成手段と、を備えた点にも特徴がある。 Further, in the signal processing apparatus described above, reference signal generating means for generating a reference signal synchronized with a transmission training signal obtained by passing the PN signal through the THP precoder, output signal of the first equalizer means, and the reference A first error signal generating means for calculating a difference from the signal and outputting the difference to the first adjusting means; a difference between the output signal of the second equalizer means and the reference signal; And a second error signal generating means for outputting to the second adjusting means.
本発明の信号処理方法は、信号時間位置より前の部分を等化する第1のプレ等化器手段と、信号時間位置より後の部分を等化する第1のポスト等化器手段とを縦続接続した第1の等化器手段において、前記第1のポスト等化器手段のフィルタ係数を調整する第1のステップと、前記第1のステップと同時に並行して、信号時間位置より後の部分を等化する第2のポスト等化器手段と信号時間位置より前の部分を等化する第2のプレ等化器手段とを縦続接続した第2の等化器手段において、前記第2のプレ等化器手段のフィルタ係数を調整する第2のステップと、前記第1の調整手段により調整されたフィルタ係数を前記第2のポスト等化器手段にも設定すると共に、前記第2の調整手段により調整されたフィルタ係数を前記第1のプレ等化器手段にも設定する第3のステップとを繰り返すことを主要な特徴とする。 The signal processing method of the present invention comprises a first pre-equalizer means for equalizing a portion before a signal time position, and a first post-equalizer means for equalizing a portion after the signal time position. In the first equalizer means connected in cascade, the first step of adjusting the filter coefficient of the first post equalizer means and the signal time position after the first step in parallel with the first step. In the second equalizer means in which the second post equalizer means for equalizing the part and the second pre-equalizer means for equalizing the part before the signal time position are connected in cascade, the second equalizer means A second step of adjusting the filter coefficient of the pre-equalizer means, the filter coefficient adjusted by the first adjusting means is also set in the second post equalizer means, and the second The filter coefficient adjusted by the adjusting means is converted into the first pre-equalizer. Repeating a third step of setting in stages and main features.
本発明の信号処理装置および信号処理方法は上記のような構成によって、回路構成が簡単であり、IC化した場合の回路規模や消費電力を小さくできるという効果がある。また、フィルタ係数の調整のための計算量が少なく、高速な調整が可能であるという効果もある。更に等化器が高速かつ高精度で収束することが可能であるという効果もある。また、伝送路の周波数特性の補償を送信側のTHPプレコーディング手段と受信側の等化器手段とによって分担させることにより、THPのループの安定性が増す、THPプリコーダの段数を少なくすることができるなどの効果もある。 The signal processing device and the signal processing method of the present invention have the effects that the circuit configuration is simple and the circuit scale and power consumption when an IC is formed can be reduced by the above configuration. In addition, there is an effect that the amount of calculation for adjusting the filter coefficient is small and high-speed adjustment is possible. Furthermore, there is an effect that the equalizer can converge with high speed and high accuracy. Also, by compensating the frequency characteristics of the transmission line by the THP precoding means on the transmission side and the equalizer means on the reception side, the stability of the THP loop is increased, and the number of THP precoder stages can be reduced. There are also effects such as being able to.
10…送信回路
11…符号変換器
12…PN信号発生回路
13…スイッチ
14…THPプリコーダ
15…D/A変換器
16…アンプ
17…送信側トレーニング制御回路
20…ハイブリッド回路
21…伝送ケーブル
30…受信回路
31…可変利得アンプ
32…A/D変換器
33…シンボル同期回路
34…イコライザ回路
35…レベル判定回路
36…モジュロ演算器
37…符号逆変換回路
38…受信側トレーニング制御回路DESCRIPTION OF
本発明の等化器は、ツイストペアケーブルに代表される平衡ケーブルや同軸ケーブルを使用した数Gbps以上の超高速デジタルデータ伝送装置(LAN)に使用することを前提として開発されたものであり、以下の実施例おいては、THP方式と組み合わせた例について説明するが、本発明の等化器はこれに限らず、任意の信号の伝送装置に適用可能である。 The equalizer of the present invention was developed on the premise that it is used for an ultrahigh-speed digital data transmission device (LAN) of several Gbps or more using a balanced cable or a coaxial cable represented by a twisted pair cable. In this embodiment, an example in combination with the THP method will be described. However, the equalizer of the present invention is not limited to this, and can be applied to an apparatus for transmitting an arbitrary signal.
図1は、本発明の伝送装置全体の構成を示すブロック図である。この実施例は伝送ケーブル21の両端に接続された同じ構成の全二重データ送受信装置からなっている。なお、例えば10ギガイーサネット(登録商標)においては図1の伝送装置を4組使用する。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the entire transmission apparatus of the present invention. This embodiment consists of a full-duplex data transmitter / receiver of the same configuration connected to both ends of the
送信回路10は、符号変換器11、PN信号発生回路12、スイッチ13、16、THPプリコーダ14、周期信号発生回路15、D/A変換器(DAC)17、アンプ18、送信側トレーニング制御回路19からなる。符号変換器11は、送信データを所定ビット毎に区切り、そのビット列の値と対応して、複数の信号レベル(電圧値)の1つを出力する。
The
図5は、THPプリコーダ14の構成を示すブロック図である。(a)は機能ブロック図である。THPプリコーダ14は、加算器90、シンボルの多値数を法とするモジュロ演算器91、FIRフィルタ92からなる。FIRフィルタ92には予め伝送路の平均的なインパルス応答に相当するフィルタ係数が設定される。FIRフィルタ92はモジュロ演算回路91の出力を入力して処理し、加算器90へ出力する。加算器90は入力信号からFIRフィルタ92の出力を減算して出力する。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the
図5(b)は、THPプリコーダ14のより具体的な回路構成を示す図である。加算器93は、加算器90の機能とFIRフィルタ92の加算器の機能を兼ねている。FIRフィルタ92の構成要素である複数の遅延回路94は信号を1信号(シンボル)区間だけ遅延させるためのレジスタであり、乗算器95は伝送路のインパルス応答の係数(-a1〜-an)を乗算する。なお、FIRフィルタの段数は例えば16〜64である。FIG. 5B is a diagram showing a more specific circuit configuration of the
図1に戻って、THPプリコーダ14の出力はDAC17によってアナログ信号に変換され、アンプ18によって増幅され、ハイブリッド回路20を介して送信される。送信側トレーニング制御回路19は、例えばスイッチ13、16、PN信号発生回路12、THPプリコーダ14、周期信号発生回路15を制御し、後述するトレーニング処理を実行する。
Returning to FIG. 1, the output of the
次に、受信回路について説明する。受信回路30は、可変利得アンプ31、A/D変換器(ADC)32、シンボル同期回路33、イコライザ回路34、レベル判定回路35、モジュロ演算器36、符号逆変換回路37、受信側トレーニング制御回路38、AGC回路39等からなる。
Next, the receiving circuit will be described. The
可変利得アンプ32は、AGC回路39の制御により、所定の信号レベルになるように受信信号を増幅する。シンボル同期回路33は受信信号からシンボル同期信号(クロック)を再生し、ADC32はシンボル同期信号に基づき受信信号をA/D変換する。本発明によるイコライザ回路(等化器)34は後述する構成によってTHPプリコーダ14を含めた伝送路の周波数特性を等化する。従って、この実施例においては、イコライザ回路34はTHPプリコーダ14に設定された伝送路特性を示すフィルタ係数と実際の伝送路の周波数特性との差を等化することになる。なお、シンボル同期には周知の多くの方法があるが概略次のようである。まず初期トレーニングにおいて周期データを送信して予めシンボル同期を確立し、引き続き、PN系列送信以降では追随制御を実行する。追随制御はアイの開口度を参照する手段や等化器の係数を参照する手段があるが、いずれも制御方向を明確に得られる方法は存在しない。本発明の等化に拠れば、サンプリング位相の制御方向が明確に得ることができ、高速な位相制御が可能になる。
The
レベル判定回路35は受信信号が多値信号のどの領域内にあるかを判定する回路であり、入力信号レベルが多値信号の所定の範囲内にある時にその範囲と対応する多値デジタル情報を出力する。モジュロ演算器36は、THPプリコーダ14内のモジュロ演算器91と同一の特性を有するモジュロ演算回路である。符号逆変換器37は、モジュロ演算器36の出力を元のビット情報に逆変換する。受信側トレーニング制御回路38は、後述するようにトレーニング信号を使用してイコライザ回路34のフィルタ係数を調整する。
The
図2は、イコライザ回路34および受信側トレーニング制御回路38の一部の構成を示すブロック図である。イコライザ回路34は4つのFIRフィルタ回路40〜43からなる。信号時間位置より前の部分を等化する2つのプレ等化器U(z-1)40、43と、信号時間位置より後の部分を等化する2つのポスト等化器V(z-1)41、42はそれぞれ同じ機能を果たし、プレ等化器U(z-1)40とポスト等化器V(z-1)41の組、およびポスト等化器V(z-1)42とプレ等化器U(z-1)43の組がそれぞれ1つの等化器を構成している。各等化器40〜43のフィルタ係数はU,V等化アルゴリズム演算回路48によって調整される。FIG. 2 is a block diagram showing a partial configuration of the
プレ等化器U(z-1)43の出力およびポスト等化器V(z-1)41の出力はそれぞれレベル判定回路35、35’および2つの加算器45、45’、46、46’の一方に入力される。加算器45、45’の他方は、シフト回路56から出力される受信側で生成されたトレーニング用の参照信号が入力される。加算器45、45’からはそれぞれトレーニング時の誤差信号が出力される。The output of the pre-equalizer U (z −1 ) 43 and the output of the post-equalizer V (z −1 ) 41 are
加算器46、46’の他方は、レベル判定回路から出力される受信レベル信号が入力され、加算器46、46’からはそれぞれデータ伝送時の誤差信号が出力される。スイッチ47、47’はデータ先頭判定回路からの制御に基づき、トレーニング時には加算器45、45’の出力Aを、データ伝送時には加算器46、46’の出力BをそれぞれU,V等化アルゴリズム演算回路48に出力する。
The other of the
PN信号先頭判定回路50は受信デジタル信号からPN信号の先頭を検出し、PN信号発生回路51に起動をかける。PN信号発生回路51は送信側のPN信号発生回路12と同じ信号を発生する。加算器54、モジュロ演算回路Mod(L)52、FIRフィルタP(z-1)53は送信側のプリコーダ14と同一構成の受信側のTHPプリコーダであり、FIRフィルタP(z-1)53には送信側と同一のフィルタ係数が設定されている。The PN signal
シフト判定回路55は、受信信号の信号時間位置と受信側で発生させたTHPの信号時間位置との同期を正確に取るための回路であり、受信信号の信号時間位置と受信側THPの信号時間位置とのずれが何クロックあるかを判定し、モジュロ演算回路52の入力信号をシフトしていくシフト回路56のシフト数(遅延量)を制御し、イコライザ回路34において所定量遅延された信号との同期を取る。なお、シフト判定回路55の機能は例えばDSPにより実行される。アイ開口度判定回路57は参照信号の停止を検出してスイッチ47、47’を切り換える。
The
図3は、イコライザ回路34の構成を示すブロック図である。2つのプレ等化器U(z-1)40、43は信号よりも時間的に前の部分を等化し、2つのポスト等化器V(z-1)41、42は信号よりも時間的に後の部分を等化するようにフィルタ係数が設定される。プレ等化器U(z-1)40とポスト等化器V(z-1)41の組、およびポスト等化器V(z-1)42とプレ等化器U(z-1)43の組がそれぞれ1つの等化器を構成しており、プレ等化器とポスト等化器の処理順序を入れ替えても出力は同一となる。FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the
各等化器回路は同じ構成の周知のFIRフィルタ回路からなる。例えばプレ等化器U(z-1)40は、入力信号をクロック信号に基づいて1段づつシフトしていくシフトレジスタ60、フィルタ係数が設定されるレジスタ(U)64、シフトレジスタ60の各段の出力とレジスタ(U)64から出力されるフィルタ係数とを乗算する複数の乗算器61、62、各乗算器の出力を加算する加算器63からなる。Each equalizer circuit comprises a well-known FIR filter circuit having the same configuration. For example, the pre-equalizer U (z −1 ) 40 includes a
図4は、U,V等化アルゴリズム演算回路48の構成例を示すブロック図である。アルゴリズムとしては確率的勾配法を用いる。図7による従来の確率的勾配法を式で表すと下記のようになる。Wkは複数のフィルタ係数値からなるフィルタ係数行列である。εは係数、YKはフィルタの入力信号行列、ZKはフィルタの出力信号値、akは参照信号値である。この演算を繰り返すことにより、フィルタ係数を更新していく。FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the U / V equalization
Wk+1=Wk−ε・Yk(Zk−ak)W k + 1 = W k −ε · Y k (Z k −a k )
本発明においては、プレ等化器U(z-1)43およびポスト等化器V(z-1)41をこの確率的勾配法を使用してそれぞれ独立して更新し、更新結果をプレ等化器U(z-1)40およびポスト等化器V(z-1)42のフィルタ係数としても使用する。プレ等化器U(z-1)43およびポスト等化器V(z-1)41のフィルタ係数更新処理を式で表すと下記のようになる。In the present invention, the pre-equalizer U (z −1 ) 43 and the post equalizer V (z −1 ) 41 are independently updated using this stochastic gradient method, and the update result is pre-equalized. Also used as filter coefficients of the equalizer U (z −1 ) 40 and the post equalizer V (z −1 ) 42. The filter coefficient update processing of the pre-equalizer U (z −1 ) 43 and the post equalizer V (z −1 ) 41 is expressed as follows:
Vk+1=Vk−ε・Pk(Zk−ak-N/2)
Uk+1=Uk−ε・Qk(Z'k−ak-N/2)V k + 1 = V k −ε · P k (Z k −a kN / 2 )
U k + 1 = U k −ε · Q k (Z ′ k −a kN / 2 )
Vk、Ukは複数のフィルタ係数値からなるフィルタ係数行列である。εは係数、PK、QKはそれぞれのフィルタの入力信号行列、ZK、Z'Kはそれぞれのフィルタの出力信号値、ak-N/2は出力信号と対応する時間位置の参照信号値である。この演算を繰り返すことにより、フィルタ係数Vk、Ukを更新していく。V k and U k are filter coefficient matrices including a plurality of filter coefficient values. ε is a coefficient, P K and Q K are input signal matrices of the respective filters, Z K and Z ′ K are output signal values of the respective filters, and a kN / 2 is a reference signal value at a time position corresponding to the output signal. is there. By repeating this calculation, the filter coefficients V k and U k are updated.
図4は、上記の演算をハードウェアによって実行する例である。加算器45は、ポスト等化器V(z-1)41の出力Zkから参照信号を減算した信号(Zk−ak-N/2)を出力する。乗算器81はこの信号に係数値εを乗算し、この出力値ε・(Zk−ak-N/2)は複数の乗算器79、80に入力される。複数の乗算器79、80は乗算器80の出力値とシフトレジスタ82に入力されているプレ等化器U(z-1)40の出力Pkとを乗算し、信号ε・Pk(Zk−ak-N/2)を出力する。FIG. 4 is an example in which the above calculation is executed by hardware. The
複数の加算器77、78は、Vレジスタ76のそれぞれのフィルタ係数値から複数の乗算器79、80の出力信号を減算した値を再びVレジスタ76にラッチし、フィルタ係数を更新する。Uレジスタ70についても、同様の演算を行い、フィルタ係数を更新する。Vレジスタ76の値は、2つのポスト等化器V(z-1)41、42に設定され、Uレジスタ70の値は2つのプレ等化器U(z-1)40、43に設定される。The plurality of
この等化器がトランスバーサル等化器よりも高速に収束できる理由は以下のように説明できる。プリ等化器Uとポスト等化器Vの収束が少し進むと、(チャンネル+U)と(チャンネル+V)の高域部分の等化が進み、これらの高域スペクトルが少し持ち上がる。この結果、等化器Vの受信信号(チャンネル+Uの出力)と等化器Vの受信信号(チャンネル+Vの出力)の相関行列の小さな固有値が少し大きくなる。この結果、等化器UとVの収束が少し加速される。この効果が、前置部分の等化器UとVに反映され、高域スペクトルを持ち上げる。このようにして、相乗効果が発揮され、収束がどんどん加速される。 The reason why this equalizer can converge faster than the transversal equalizer can be explained as follows. When the convergence of the pre-equalizer U and the post-equalizer V advances a little, equalization of the high-frequency part of (channel + U) and (channel + V) advances, and these high-frequency spectra are slightly lifted. As a result, the small eigenvalue of the correlation matrix between the received signal of the equalizer V (channel + U output) and the received signal of the equalizer V (channel + V output) is slightly increased. As a result, the convergence of the equalizers U and V is slightly accelerated. This effect is reflected in the equalizers U and V in the front part and raises the high-frequency spectrum. In this way, a synergistic effect is exhibited and convergence is accelerated more and more.
なお、フィルタ係数の更新周期はシンボル区間(クロック周期)よりも長くてもかまわないので、DSPを使用したソフトウェア処理で確率的勾配法を実行してフィルタ係数を更新してもよい。 Note that the filter coefficient update period may be longer than the symbol interval (clock period), and therefore the filter coefficient may be updated by executing the stochastic gradient method by software processing using a DSP.
図6は、トレーニング処理の内容を示すフローチャートである。なお、この実施例においては、THPプリコーダ14およびイコライザ回路内のフィルタ回路53には予め伝送路の平均的なインパルス応答に相当するフィルタ係数が設定されているものとする。トレーニングにおいて従来のトランスバーサル型等化器と異なる点は、トレーニング時におけるPN信号を挿入するタイミング(参照信号のタイミング)が一意的な点である。従って、この挿入タイミングを推定するアルゴリズムが追加されている。
FIG. 6 is a flowchart showing the contents of the training process. In this embodiment, it is assumed that filter coefficients corresponding to the average impulse response of the transmission path are set in advance in the THP precoder 14 and the
送信回路は、S10においてはスイッチ16を周期信号発生回路15側に切り換えて周期信号を送出し、S11においては、所定の時間が経過するまで待つ。受信回路は、S30においては信号電力を検出するまで待ち、S31においてはAGC回路39のAGC動作を開始すると共にシンボル同期回路33のシンボル同期処理を開始する。
In S10, the transmission circuit switches the
送信回路は、S12において周期信号を停止し、S13においてはスイッチ13をPN信号発生回路12側に切り換えてPN信号をTHPプリコーダ14を介して送出する。送信回路は、S14においては、PN信号を送出しながら所定の時間が経過するまで待ち、S15においては、データ伝送を開始する。
The transmission circuit stops the periodic signal in S12, switches the
受信回路は、S32においては、PN信号先頭判定回路50によって周期信号の停止を検出し、S33においてはローカルのPN信号発生回路51を起動してPN信号の発生を開始する。S34においては、PN信号の同期処理(前記したシフト判定回路55の処理)を行い、受信信号との正確な同期を取る。基本原理はミニマックス等化(zero-forcing equalization) に基づくものであり、アルゴリズムの結果のみを記すと以下のようになる。
In S32, the reception circuit detects the stop of the periodic signal by the PN signal
・ステップ(1)参照信号と受信信号の相関をとり、相関が最も大きいタイミングを求める。このタイミングをt=0と記す。
・ステップ(2) まずこのタイミングで等化処理を開始し、U(z-1)の逆システム1/U(z-1)とV(z-1)の逆システム1/V(z-1)のインパルス応答を計算し、それらが発散するか収束するかを判定する。Step (1) The correlation between the reference signal and the received signal is obtained, and the timing with the largest correlation is obtained. This timing is described as t = 0.
Step (2) it is first started equalization processing at this timing, U (z -1) of the
・ステップ(3)もし両者とも収束した場合、t=0が正しいタイミングとして判定する。もし、そうでなければ、順次、t= -3, -2 ,-1 , 1, 2, 3 でステップ(2)の判定を実行し、両者とも収束するタイミングを見つける。 Step (3) If both converge, t = 0 is determined as the correct timing. If not, the determination of step (2) is sequentially executed at t = −3, −2, −1, 1, 2, 3 to find the timing when both converge.
このアルゴリズムによって両者とも収束するタイミングが必ず見つかり、それ以外のタイミングでは1/U(z-1)あるいは 1/V(z-1)のどちらかが発散する。また、等化アルゴリズムがスタートして早い段階で、この判定が可能である。The timing at which both converge is always found by this algorithm, and either 1 / U (z -1 ) or 1 / V (z -1 ) diverges at other timings. Also, this determination can be made at an early stage after the start of the equalization algorithm.
1/U(z-1)
および 1/V(z-1) の二つのインパルス応答をそれぞれ、
u0,u1, u2, u3, ・・・・
v0,v1, v2, v3, ・・・・
とする。このとき、たとえば2次モーメント
Mu=u1 2+22u2 2+32u3 2+
Mv=v1 2+22v2 2+32v3 2+
を観測する。もし、Mu>Mvならば、サンプリング位相は最適時刻から前方に、Mu<Mvならば最適時刻から後方にずれていることが分かる。したがって、サンプリング位相の制御方向を検出することができ、Mu=Mvとなるようにサンプリング位相を最適調整することができる。1 / U (z -1 )
And 1 / V (z -1 )
u 0 , u 1 , u 2 , u 3 , ...
v 0 , v 1 , v 2 , v 3 , ...
And At this time, for example, the second moment
Mu = u 1 2 +2 2 u 2 2 +3 2 u 3 2 +
Mv = v 1 2 +2 2 v 2 2 +3 2 v 3 2 +
Observe. If Mu> Mv, it can be seen that the sampling phase is shifted forward from the optimal time, and if Mu <Mv, it is shifted backward from the optimal time. Therefore, the control direction of the sampling phase can be detected, and the sampling phase can be optimally adjusted so that Mu = Mv.
受信回路は、S34の判定を受けて、S35で等化器の強制トレーニング処理を実行する。S36においては、図2のPN系列発生回路51の出力を監視し、送信PN系列の終了時刻を計算する。終了時刻より早い時点が予め定められており、その時点まではS35を続行するが、その時点以降はS37の仮判定適応等化処理を実行する。
In response to the determination in S34, the receiving circuit executes the compulsory training process for the equalizer in S35. In S36, the output of the PN
以上、実施例を開示したが、本発明には以下に示すような変形例も考えられる。実施例においては、イコライザ回路をA/D変換器の後においてデジタル処理する構成を開示したが、本発明の等化器をAD変換の直前にアナログ回路で置くことも可能である。この場合にもデジタルかアナログかの差はあるが回路構成は同一となる。 Although the embodiments have been disclosed above, the present invention may be modified as follows. In the embodiment, the configuration in which the equalizer circuit is digitally processed after the A / D converter is disclosed. However, the equalizer of the present invention may be placed in an analog circuit immediately before AD conversion. In this case, the circuit configuration is the same although there is a difference between digital and analog.
THPプリコーダ14に設定するインパルス応答係数は固定である例を開示したが、送信側からテスト信号を送出し、受信側の回路から返送されてきたTHPプリコーダ14に設定するインパルス応答係数を取得して、THPプリコーダ14に設定するようにしてもよい。
Although an example in which the impulse response coefficient set in the
Claims (5)
信号時間位置より後の部分を等化する第2のポスト等化器手段と信号時間位置より前の部分を等化する第2のプレ等化器手段とを縦続接続した第2の等化器手段と、
前記第1のポスト等化器手段のフィルタ係数を調整する第1の調整手段と、
前記第2のプレ等化器手段のフィルタ係数を調整する第2の調整手段と、
前記第1の調整手段により調整されたフィルタ係数を前記第2のポスト等化器手段にも設定する第1の設定手段と、
前記第2の調整手段により調整されたフィルタ係数を前記第1のプレ等化器手段にも設定する第2の設定手段と
を備えたことを特徴とする信号処理装置。A first equalization in which a first pre-equalizer means for equalizing a part before the signal time position and a first post-equalizer means for equalizing a part after the signal time position are connected in cascade. Instrument means,
A second equalizer in which a second post equalizer means for equalizing the portion after the signal time position and a second pre-equalizer means for equalizing the portion before the signal time position are connected in cascade. Means,
First adjusting means for adjusting a filter coefficient of the first post equalizer means;
Second adjusting means for adjusting a filter coefficient of the second pre-equalizer means;
First setting means for setting the filter coefficient adjusted by the first adjusting means to the second post equalizer means;
A signal processing apparatus comprising: a second setting unit that sets the filter coefficient adjusted by the second adjustment unit also in the first pre-equalizer unit.
前記第1の等化器手段の出力信号と前記参照信号との差分を算出して前記第1の調整手段に出力する第1の誤差信号生成手段と、
前記第2の等化器手段の出力信号と前記参照信号との差分を算出して前記第2の調整手段に出力する第2の誤差信号生成手段と、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の信号処理装置。A reference signal generating means for generating a reference signal synchronized with a transmission training signal that has passed the PN signal through the THP precoder;
First error signal generation means for calculating a difference between the output signal of the first equalizer means and the reference signal and outputting the difference to the first adjustment means;
Second error signal generating means for calculating a difference between the output signal of the second equalizer means and the reference signal and outputting the difference to the second adjusting means;
The signal processing apparatus according to claim 1, further comprising:
前記第1のステップと同時に並行して、信号時間位置より後の部分を等化する第2のポスト等化器手段と信号時間位置より前の部分を等化する第2のプレ等化器手段とを縦続接続した第2の等化器手段において、前記第2のプレ等化器手段のフィルタ係数を調整する第2のステップと、
前記第1の調整手段により調整されたフィルタ係数を前記第2のポスト等化器手段にも設定すると共に、前記第2の調整手段により調整されたフィルタ係数を前記第1のプレ等化器手段にも設定する第3のステップと
を繰り返すことを特徴とする信号処理方法。
A first equalization in which a first pre-equalizer means for equalizing a part before the signal time position and a first post-equalizer means for equalizing a part after the signal time position are connected in cascade. A first step of adjusting a filter coefficient of said first post equalizer means;
In parallel with the first step, a second post equalizer means for equalizing the portion after the signal time position and a second pre-equalizer means for equalizing the portion before the signal time position A second step of adjusting a filter coefficient of the second pre-equalizer means;
The filter coefficient adjusted by the first adjusting means is also set in the second post equalizer means, and the filter coefficient adjusted by the second adjusting means is set in the first pre-equalizer means. A signal processing method characterized by repeating the third step to be set.
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Citations (2)
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JPH07274042A (en) * | 1994-01-05 | 1995-10-20 | Samsung Electron Co Ltd | Apparatus for suppressing ghost in signal for modulating carrier wave phase-orthogonal to video carrier wave |
JPH088795A (en) * | 1994-06-15 | 1996-01-12 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Equalization equipment and method |
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07274042A (en) * | 1994-01-05 | 1995-10-20 | Samsung Electron Co Ltd | Apparatus for suppressing ghost in signal for modulating carrier wave phase-orthogonal to video carrier wave |
JPH088795A (en) * | 1994-06-15 | 1996-01-12 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Equalization equipment and method |
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