JP2000091928A - Receiver - Google Patents
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- path
- maximum likelihood
- decoding
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- received signal
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- Pending
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- Error Detection And Correction (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は,ファクシミリ装置
などに利用され,変調信号を復調し,その復調したデー
タ系列が予め畳み込み符号化されたデータ列であるとき
にこれを最尤復号する機能と最尤復号(ビタビ復号)の
情報から等化器の発散を防止する適応形自動等化器を提
供し,BER(ビットエラーレート)を低減する受信装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in a facsimile apparatus and the like to demodulate a modulated signal and perform maximum likelihood decoding when the demodulated data sequence is a pre-convolutionally encoded data sequence. The present invention relates to an adaptive automatic equalizer that prevents divergence of an equalizer from information of maximum likelihood decoding (Viterbi decoding), and relates to a receiver that reduces BER (bit error rate).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来,ファクシミリ装置などにおいて,
0.3〜3.4kHzの限られた帯域内での伝送を行
い,9.6kbpsを超える伝送速度で良好な伝送品質
を獲得する場合,モデム(変復調装置)には,近年,畳
み込み符号化とその復号法としてビタビ復号の誤り訂正
の技術が導入されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a facsimile machine or the like,
In the case where transmission is performed within a limited band of 0.3 to 3.4 kHz and good transmission quality is obtained at a transmission rate exceeding 9.6 kbps, modems (modulators / demodulators) have recently used convolutional coding. As a decoding method, an error correction technique of Viterbi decoding has been introduced.
【0003】これは,近年,モデムの高速化の要求に伴
って1シンボルに多数のビットを割り当てることが必須
となってきているためである。例えば,著者「矢幡」に
よる参考技術文献『“2.1DPSのモデムへの応
用”,情報処置Vol.30 No.1989年11
月,pp.1315〜1323』に開示されているよう
に,トレリス符号化変調方式とビタビ復号方式を利用す
ることが一般的となっている。[0003] This is because, in recent years, it has become essential to allocate a large number of bits to one symbol in accordance with a demand for high-speed modems. For example, a reference technical document “2.1 Application of DPS to a modem” by the author “Yawata”, Information Processing Vol. 30 No. 1989 11
Month, pp. 1315 to 1323, it is common to use a trellis coded modulation method and a Viterbi decoding method.
【0004】図2は,畳み込み符号化とその復号法とし
てビタビ復号法が適用されたモデムの概略的な構成を示
すブロック図である。図2を参照すると,スクランブラ
8と,トレリス符号化器2と,変調器3とが設けられた
送信側モデム1,および復調器5と,等化器6と,判定
・復号器7と,デスクランブラ9とが設けられた受信側
モデム4により成る。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a modem to which a Viterbi decoding method is applied as a convolutional coding method and its decoding method. Referring to FIG. 2, a transmitting modem 1 and a demodulator 5 provided with a scrambler 8, a trellis encoder 2, and a modulator 3, an equalizer 6, a decision / decoder 7, The receiving modem 4 is provided with a descrambler 9.
【0005】ここで,送信側モデム1のスクランブラ8
は,受信側モデム4でビット同期抽出と自動等化を容易
にするため,送信データをランダム化する機能を有して
いる。Here, the scrambler 8 of the transmitting modem 1
Has a function of randomizing transmission data in order to facilitate bit synchronization extraction and automatic equalization in the receiving modem 4.
【0006】また,送信側モデム1のトレリス符号化器
2は,例えば,図3に示すような構成となっている。す
なわち,図3に示すトレリス符号化器(畳み込み符号化
器)の3つのレジスタF2,F1,F0の内容により,
このトレリス符号化器2には,8つの状態S0〜S7が
存在し,また,このトレリス符号化器2の2つの入力Y
2n,Y1nの組み合わせで4つの入力状態が存在す
る。The trellis encoder 2 of the transmitting modem 1 has, for example, a configuration as shown in FIG. That is, by the contents of three registers F2, F1, and F0 of the trellis encoder (convolutional encoder) shown in FIG.
The trellis encoder 2 has eight states S0 to S7, and two inputs Y of the trellis encoder 2.
There are four input states in combination of 2n and Y1n.
【0007】上記入力状態によるトレリス符号化器2の
状態遷移図を図4に示す。この状態遷移図をトレリス線
図という。このトレリス線図では,トレリス符号化器2
からの出力の3ビットのうち,2ビットはY2n,Y1
nそのままであり,Y0nはトレリス線図において状態
S0〜S3にいたならば“0”に符号化され,S4〜S
7にいたならば“1”に符号化される。このトレリス線
図を見れば明らかなように,同一状態から出て,同一状
態に入るパスは,2つ離れた時間の間では2つあり,ま
た3つ離れた時間では,途中パスの重なりがないように
4つ選んである。FIG. 4 shows a state transition diagram of the trellis encoder 2 depending on the input state. This state transition diagram is called a trellis diagram. In this trellis diagram, the trellis encoder 2
Of the three bits output from, two bits are Y2n, Y1
n, Y0n is coded to “0” if it is in states S0 to S3 in the trellis diagram, and S4 to S
If it is at 7, it is coded to "1". As is clear from this trellis diagram, there are two paths that exit the same state and enter the same state between two separate times, and at three separate times, the overlap of the intermediate paths occurs. I chose four so as not to have one.
【0008】このトレリス符号化は,V.17モデムの
ように帯域に比べて超効率的な伝送を行うモデムに使用
されているもので,畳み込み符号による一種の誤り訂正
符号であり,送信データに冗長ビットを付加する。その
ため,例えばV.17モデムの14,400b/sの伝
送では,2,400ボーで26 =64値で送信できるは
ずであるが,トレリス符号化を使用する場合には,12
8値で伝送することにより,信号点が多くなる。[0008] This trellis coding is based on V. This is a type of error correction code using a convolutional code, such as a 17-modem, which performs transmission more efficiently than a band, and adds redundant bits to transmission data. Therefore, for example, In the transmission of 14,400 b / s by the 17 modem, it should be possible to transmit at 2,400 baud at 2 6 = 64 values, but when trellis coding is used, 12
By transmitting in eight values, the number of signal points increases.
【0009】このように,トレリス符号化を用いること
により,信号点が多くなるが,信号間の遷移に規制が生
まれる。これを利用し,後述するように受信側でビタビ
復号化することにより,SN比対誤り率特性を改善する
ことができる。As described above, by using trellis coding, the number of signal points increases, but the transition between signals is restricted. By utilizing this and performing Viterbi decoding on the receiving side as described later, the SN ratio versus error rate characteristics can be improved.
【0010】また,変調器3は,トレリス符号化2から
の出力を位相平面の各信号点にマッピングすることによ
って得られる位相が90°異なる2つのキャリアを変調
し,該変調して得られた2つの信号を合成してPSK
(phase shift keying:位相偏移変
調)またはQAM(guadrature ampli
tude modulation:直交振幅変調)の変
調波形を生成するようになっている。The modulator 3 modulates two carriers whose phases differ by 90 ° obtained by mapping the output from the trellis coding 2 to each signal point on a phase plane, and modulates the two carriers. Combining two signals and PSK
(Phase shift keying) or QAM (quadrature amplitude)
It generates a modulation waveform of “tude modulation (quadrature amplitude modulation)”.
【0011】また,受信側モデム4の復調器5は,送信
側モデム1から伝送路10を介して伝送された送信信号
を復調するように構成されている。この場合,高速のモ
デムでは,まず,キャリア周波数に近い固定周波発振器
を受信側モデム4でもち,この周波数で受信信号を復調
する。これを準同期検波という。The demodulator 5 of the receiving modem 4 is configured to demodulate a transmission signal transmitted from the transmitting modem 1 via the transmission line 10. In this case, the high-speed modem first has a fixed frequency oscillator close to the carrier frequency in the receiving modem 4, and demodulates the received signal at this frequency. This is called quasi-synchronous detection.
【0012】なお,上記PSKやQAMに用いる方式で
は,位相が90°ずれた2つの再生キャリア(あるいは
固定周波数信号)で復調を行うので,復調信号が2つ得
られる。In the method used for PSK and QAM, two demodulated signals are obtained because demodulation is performed with two reproduced carriers (or fixed frequency signals) whose phases are shifted by 90 °.
【0013】また,受信側モデム4の判定・復号器7
は,送信側モデム1の符号器にトレリス符号化器2を用
いることにより,これに対する最尤復号として,ビタビ
復号を行うようになっている。ビタビ復号では,図4に
示すようなトレリス線図の特徴を利用することになる。
すなわち,受信信号系列Rに対し,符号語系列がSiで
あったときの各尤度P(R|Si)を求め,最大の尤度
を持つ系列Skを送信された信号として最尤推定復号す
るものである。The determination / decoder 7 of the receiving modem 4
Uses the trellis encoder 2 as the encoder of the transmitting modem 1, and performs Viterbi decoding as the maximum likelihood decoding for this. In Viterbi decoding, features of a trellis diagram as shown in FIG. 4 are used.
That is, for the received signal sequence R, each likelihood P (R | Si) when the codeword sequence is Si is obtained, and the sequence Sk having the maximum likelihood is subjected to maximum likelihood estimation decoding as a transmitted signal. Things.
【0014】符号語系列はトレリス線図のパスの1対1
に対応しているので,最も尤度の高いパスを見つけるこ
とに対応する。したがって,トレリス線図を使用して逐
次的に尤度の高いパスを見つけていくことができる。す
なわち,同一状態から出発して同一状態に入るパスが複
数存在する場合,各パスの尤度を計算し,最も高い尤度
をもつパスを求める。そして,このパスによる復号語が
その部分に対応する送信符号語とされ,それ以外のパス
は棄てられる。このようにすることによって,生き残り
パス(残存パス)は常に8つに限定される。以上のよう
にして,不要のパスを棄てていき,生き残ったパスのみ
を残して復号を進めていくと,生き残りパス(残存パ
ス)がすべて一点より出発するようになる。そのとき,
その一点以前の符号が最尤復号されることになる。The code word sequence is one-to-one of the paths of the trellis diagram.
, It corresponds to finding the path with the highest likelihood. Therefore, a path having a high likelihood can be sequentially found using the trellis diagram. That is, when there are a plurality of paths starting from the same state and entering the same state, the likelihood of each path is calculated, and the path having the highest likelihood is obtained. Then, the decoded word by this path is set as the transmission codeword corresponding to that part, and the other paths are discarded. In this way, the number of surviving paths (remaining paths) is always limited to eight. As described above, when unnecessary paths are discarded and decoding is advanced while leaving only surviving paths, all surviving paths (remaining paths) start from one point. then,
The code before the one point is subjected to maximum likelihood decoding.
【0015】以上がビタビ復号法の原理であるが,モデ
ムにおいてはパスの尤度を求めるのに一つの仮定を設け
ている。つまり,この仮定は,送信側である信号点を送
って,受信側の判定回路に到達するまでに符号間干渉
(等化後であるので残留の符号間干渉となる)や雑音の
影響を受けるが,この影響(送信信号点と受信点との
差)はガウス分布に従っているというものであり,この
仮定は妥当性のある仮定である。The above is the principle of the Viterbi decoding method. In a modem, one assumption is made for obtaining the likelihood of a path. In other words, this assumption is affected by inter-symbol interference (residual inter-symbol interference after equalization and noise) before the signal point on the transmitting side is sent and reaches the decision circuit on the receiving side. However, this effect (the difference between the transmission signal point and the reception point) follows a Gaussian distribution, and this assumption is a valid assumption.
【0016】図5はV.17モデムの信号点の一部を示
している。受信点Rの信号を受けたとき,下位3ビット
が(a2,a1,a0)である信号点が送られたとする
ならば,下位3ビットが(a2,a1,a0)である信
号点のサブ・セットのうち,最も近い信号点S(R:a
2,a1,a0)を求め,それを送信信号点の候補とし
てRとの距離r(a2,a1,a0)を計算する。FIG. Some of the signal points of 17 modems are shown. If a signal point whose lower 3 bits are (a2, a1, a0) is transmitted when the signal of the reception point R is received, a subpoint of the signal point whose lower 3 bits are (a2, a1, a0) • The closest signal point S (R: a
2, a1, a0) is calculated, and a distance r (a2, a1, a0) from R is calculated as a candidate for a transmission signal point.
【0017】図5に示す例では,(a2,a1,a0)
=(0,0,0)のサブ・セットに対する信号点Sは
(0011000)であり,同様に(0,1,0)のサ
ブ・セットに対する信号点Sは(0101010)であ
ることが分かる。8つのサブ・セットに対するそれぞれ
の信号点Sを求め,その信号点Sとの距離r(≡ri)
を求める。r(≡ri)はガウス分布に従うことから,
この確率密度関数は次式(1)で与えられる。In the example shown in FIG. 5, (a2, a1, a0)
It can be seen that the signal point S for the sub-set of = (0,0,0) is (0011000), and similarly the signal point S for the sub-set of (0,1,0) is (0101010). The respective signal points S for the eight sub-sets are obtained, and the distance r (≡ri) from the signal points S
Ask for. Since r (≡ri) follows a Gaussian distribution,
This probability density function is given by the following equation (1).
【0018】 P(r)∝exp((−r2 )/(2×σ2 )) ・・・(1)P (r) ∝exp ((− r 2 ) / (2 × σ 2 )) (1)
【0019】したがって,各状態間のパスのメトリック
としてr(≡ri)を使用し,ある部分パスの尤度の評
価値をそのパスのメトリックの総計でみることができ
る。もちろん,値が低いほど尤度が高い。これにより最
尤推定による復号を進めていくことができる。Therefore, r (≡ri) is used as the metric of the path between the states, and the evaluation value of the likelihood of a certain partial path can be viewed from the total of the metrics of the path. Of course, the lower the value, the higher the likelihood. Thereby, decoding by the maximum likelihood estimation can be advanced.
【0020】図6は,畳み込み符号化がなされた受信信
号系列を,ビタビアルゴリズムを用いて復号する一般的
なビタビ復号器の構成を示すブロック図である。一般
に,ビタビ復号器は,保存されているパスメトリックと
入力されたデータ列から求めたブランチメトリックとを
幾つかの組み合わせで加算し,その加算結果を比較して
新しいパスメトリックを選択し,保存されているパスメ
トリックの内容を,選択した新しいパスメトリックの内
容に更新するという処理を繰り返すことによって最も確
からしいデータを復号するものである。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a general Viterbi decoder that decodes a convolutionally coded received signal sequence using the Viterbi algorithm. In general, a Viterbi decoder adds a stored path metric and a branch metric obtained from an input data sequence in some combinations, compares the added results, selects a new path metric, and selects a stored path metric. The most probable data is decoded by repeating the process of updating the contents of the path metric being used to the contents of the selected new path metric.
【0021】なお,ブランチ(枝)とは,ある状態から
次の状態に至るまでの復号経路をいい,パスとはその枝
の連なりで構成される一連の復号経路をいう。また,ブ
ランチメトリックおよびパスメトリックとは,上記ブラ
ンチおよびパスからそれぞれ一定の計算式によって求め
たデータをいう。Note that a branch refers to a decoding path from one state to the next state, and a path refers to a series of decoding paths formed by a series of branches. Further, the branch metric and the path metric are data obtained from the above-mentioned branch and path by a certain calculation formula, respectively.
【0022】図6において,11はビタビ復号器の後述
するブランチメトリック計算部に入力される入力情報,
12は入力情報11からブランチメトリックを計算する
ブランチメトリック計算部,13はブランチメトリック
計算部12により計算されたブランチメトリック,15
aは上述の保存されているパスメトリック,15bは上
述の新しいパスメトリックである。In FIG. 6, reference numeral 11 denotes input information input to a later-described branch metric calculator of the Viterbi decoder;
Reference numeral 12 denotes a branch metric calculation unit for calculating a branch metric from the input information 11, 13 denotes a branch metric calculated by the branch metric calculation unit 12, 15
a is the stored path metric described above, and 15b is the new path metric described above.
【0023】また,16は残存パスおよび新しいパスメ
トリック15bを選択する加算比較選択部(ACS
部),14は残存パスおよび新しいパスメトリック15
bを保存しておくパスメトリックメモリ,17は加算比
較選択部16で選択された残存パスを表す残存パス情
報,18は残存パス情報17を記憶するパスメモリ,1
9はパスメモリ18に記憶された複数の残存パス情報1
7の中から最も確からしいデータである最尤状態信号
(最尤パス)を選び出すパス選択部である。An addition / comparison / selection unit (ACS) 16 selects a surviving path and a new path metric 15b.
), 14 are the surviving path and the new path metric 15
b, a path metric memory for storing b, remaining path information 17 indicating the remaining path selected by the addition / comparison / selection section 16, a path memory 18 for storing the remaining path information 17, 1
Reference numeral 9 denotes a plurality of remaining path information 1 stored in the path memory 18.
7 is a path selection unit that selects the most likely state signal (most likely path) which is the most likely data.
【0024】図7は,図6のビタビ復号器の処理動作を
示すフローチャートである。図7を参照すると,ビタビ
復号器では,ブランチメトリック計算部12において,
まず,受信信号(入力情報)11と受信装置復調部のベ
ースバンド信号星座内の信号点との距離の二乗(ブラン
チメトリック)r2 を計算する(S701)。つまり,
入力情報11のある時点における各状態から次の時点に
おける各状態(トレリス符号化における各状態)に至る
までの全ての枝についてブランチメトリックを求める。FIG. 7 is a flowchart showing the processing operation of the Viterbi decoder of FIG. Referring to FIG. 7, in the Viterbi decoder, in the branch metric calculation unit 12,
First, calculate the received signal (input information) 11 and the receiver square of the distance between the signal points of baseband signal within the constellation demodulating unit (branch metric) r 2 (S701). That is,
A branch metric is obtained for all branches from each state at a certain point in the input information 11 to each state at the next point (each state in trellis coding).
【0025】このようにしてステップS701でブラン
チメトリックが計算されると,加算比較選択部(ACS
部)16では,求められた全てのブランチメトリック1
3とパスメトリックメモリ14に保存されている各状態
におけるパスメトリック15aとを種々の組み合わせで
加算する(S702)。続いて,加算比較選択部(AC
S部)16では,これらの加算結果である各状態につい
てのパスメトリックの大小関係を比較し,最大値を与え
るブランチメトリックとパスメトリックとの組み合わせ
を残存パス情報として検出する(S703)。When the branch metric is calculated in step S701 in this manner, the addition / comparison / selection unit (ACS
In section 16, all the branch metrics 1
3 and the path metric 15a in each state stored in the path metric memory 14 are added in various combinations (S702). Subsequently, an addition / comparison / selection unit (AC
(S unit) 16 compares the magnitude relation of the path metrics for each state, which is the result of the addition, and detects the combination of the branch metric and the path metric giving the maximum value as the surviving path information (S703).
【0026】加算比較選択部(ACS部)16は,上述
の如く検出した各状態(トレリス符号化における各状
態)についての残存パス情報17を,パスメモリ18に
記憶すると共に,検出した残存パス情報に基づいて,パ
スメトリックメモリ14内に保存されている種々のパス
メトリック15aの中から新しいパスメトリック15a
を各状態毎に選択し,選択した新しいパスメトリック1
5aによりパスメトリックメモリ14の内容を更新する
(S704)。The addition / comparison / selection unit (ACS unit) 16 stores the remaining path information 17 for each state (each state in trellis coding) detected as described above in the path memory 18 and also stores the detected remaining path information. Of the various path metrics 15a stored in the path metric memory 14 based on the
Is selected for each state, and the selected new path metric 1
The contents of the path metric memory 14 are updated by 5a (S704).
【0027】そして,このようなループ処理を何回か繰
り返し実行した後,パス選択部19では,パスメモリ1
8に記憶された入力情報11の状態数分の残存パス情報
17の中から最大値を与える残存パス情報17を最尤状
態信号(最尤パス)として選択し,出力する(S70
5)。すなわち,パス選択部19では,パスメモリ18
に記憶されたパスの中から最尤パスを選択し,そのパス
の最初のブランチ,つまり信号点を判定点として出力す
る。After repeating such a loop process several times, the path selecting unit 19 sets the path memory 1
The remaining path information 17 giving the maximum value is selected as the maximum likelihood state signal (maximum likelihood path) from the remaining path information 17 corresponding to the number of states of the input information 11 stored in 8 and output (S70).
5). That is, in the path selection unit 19, the path memory 18
The maximum likelihood path is selected from the paths stored in the path, and the first branch of the path, that is, the signal point is output as a decision point.
【0028】このビタビアルゴリズムは,理論的背景と
して前述のような伝送路のモデルを仮定している。すな
わち,送信器1が信号点Sを送信したときに伝送路10
でガウス性ホワイトノイズが重畳すると仮定している。
この場合,受信点がRとなる確率P(R|S)は,次式
(2)によって表される。This Viterbi algorithm assumes the above-described transmission path model as a theoretical background. That is, when the transmitter 1 transmits the signal point S,
Is assumed to superimpose Gaussian white noise.
In this case, the probability P (R | S) that the receiving point is R is represented by the following equation (2).
【0029】 P(R|S)=A×exp((−r2 )/(2×σ2 )) ・・・(2)P (R | S) = A × exp ((− r 2 ) / (2 × σ 2 )) (2)
【0030】ここで,r(≡ri)は信号点と受信点と
の距離r=R−S,σ2 はノイズの分散,Aは正規化の
ための定数を表す。Here, r (≡ri) is the distance r = RS between the signal point and the receiving point, σ 2 is the noise variance, and A is a constant for normalization.
【0031】また,これとは反対に,Rを受信したとき
の送信信号点がSである確率は,ベイズの定理により次
式(3)によって表される。On the other hand, the probability that the transmission signal point is S when R is received is expressed by the following equation (3) according to Bayes' theorem.
【0032】 P(R|S)=(P(S)/P(R))×P(R/S) ・・・(3)P (R | S) = (P (S) / P (R)) × P (R / S) (3)
【0033】ここで,信号の生起確率が一様であると仮
定し(信号Si,Sjに対し,P(Si)=P(Sj)
が常に成立するとし),上記式(3)に伝送路のモデル
式である式(2)を代入すると,次式(4)が得られ
る。Here, it is assumed that the occurrence probabilities of the signals are uniform (P (Si) = P (Sj) for the signals Si and Sj.
Is always satisfied), and the following equation (4) is obtained by substituting equation (2), which is a model equation of the transmission path, into equation (3).
【0034】 P(R|S)∝exp((−r2 )/(2×σ2 )) ・・・(4)P (R | S) ∝exp ((− r 2 ) / (2 × σ 2 )) (4)
【0035】上記式(4)から(すなわち,前述の式
(1)から),r2 の小さいものが,事後確率最大の信
号,つまり,尤度最大の信号Sとなる。前述のように,
通常のビタビアルゴリズムでは,上記式(4)(式
(1))を利用し,信号系列(パス)を推定する。受信
信号系列(R0,R1,・・,Rn)を受信したとき
に,それが信号系列(S0,S1,・・,Sn)である
確率は,次式(5)によって表される。From the above equation (4) (that is, from the above equation (1)), a signal having a small r 2 is a signal having the maximum posterior probability, that is, the signal S having the maximum likelihood. As aforementioned,
In a normal Viterbi algorithm, a signal sequence (path) is estimated using the above equation (4) (equation (1)). When the received signal sequence (R0, R1,..., Rn) is received, the probability that it is a signal sequence (S0, S1,..., Sn) is represented by the following equation (5).
【0036】 P(S0,S1,・・,Sn|R0,R1,・・,Rn)= Πn,i P(Si|Ri)∝exp(Σn,i((−r2 )/(2×σ2 )) ・・・(5)[0036] P (S0, S1, ··, Sn | R0, R1, ··, Rn) = Πn, i P (Si | Ri) αexp (Σn, i ((- r 2) / (2 × σ 2 )) ・ ・ ・ (5)
【0037】ビタビアルゴリズムでは,受信点と信号点
との距離が合計が最も短くなるパスを選択するが,その
パスは上記式(5)の事後確率を最大にするパスとなっ
ている。In the Viterbi algorithm, a path having the shortest total distance between the receiving point and the signal point is selected. This path is a path that maximizes the posterior probability of the above equation (5).
【0038】また,等化器6は,伝送波形歪みに起因す
る符号間干渉を除去するもので,可変タップ・ゲインを
もつトランスバーサル・フィルタが基本構成である。な
お,PSKやQAMでは2系統の復調信号が得られ,符
号間干渉はこの2系統相互間でも発生するので,その影
響を除去する構成になっている。The equalizer 6 removes intersymbol interference caused by transmission waveform distortion, and has a basic configuration of a transversal filter having a variable tap gain. In PSK and QAM, two systems of demodulated signals are obtained, and intersymbol interference occurs between the two systems, so that the effect is eliminated.
【0039】復調器5は,回線から到来する変調信号
を,複素ベースバンド信号に変換する役割を果たす。続
いて,複素ベースバンド信号は,トランスバーサル・フ
ィルタを構成する等化器6に順次入力される。The demodulator 5 plays a role of converting a modulated signal coming from a line into a complex baseband signal. Subsequently, the complex baseband signals are sequentially input to the equalizer 6 forming a transversal filter.
【0040】[0040]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記に
示されるような従来の受信装置にあっては,タップゲイ
ン更新は,回線に瞬断あるいは急激なレベル変動が発生
したときに,タップゲイン修正のアルゴリズムに従って
適応的に等化処理を続行すると,等化誤差が極めて大き
な値をとるため,タップゲインを不用意に大幅変更して
しまうことになる。However, in the conventional receiving apparatus as described above, tap gain updating is performed when tap interruption or sudden level fluctuation occurs on the line. If the equalization process is adaptively continued according to the algorithm, the tap gain will be inadvertently greatly changed because the equalization error takes an extremely large value.
【0041】この結果,適応形自動等化器の等化能力は
急激に劣化し,以降判定誤りが頻発したり,あるいは回
線障害の程度が悪い場合,等化器は発散してしまい,2
度と等化能力が回復しなくなることもある。As a result, the equalizing capability of the adaptive automatic equalizer rapidly deteriorates, and if the determination error occurs frequently or the degree of the line failure is bad, the equalizer diverges.
Degree and equalization ability may not recover.
【0042】本発明は,上記に鑑みてなされたものであ
って,最尤復号(ビタビ復号)の情報から等化器の発散
を回避することが可能な適応形等化器を提供を実現し,
低レベルのBER(ビットエラーレート)の受信装置を
提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above, and provides an adaptive equalizer capable of avoiding divergence of an equalizer from information of maximum likelihood decoding (Viterbi decoding). ,
An object of the present invention is to provide a low-level BER (bit error rate) receiving apparatus.
【0043】[0043]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,請求項1に係る受信装置にあっては,送信装置側
の畳み込み符号化器の状態に応じた判定点を決定し,受
信点と判定点との誤差信号を用いて最尤復号を行い,受
信信号を復号する最尤復号手段を有する受信装置におい
て,前記受信信号の最尤復号に使用するトレリスをパス
打ち切り長遡って,生き残りパスが1本に絞られるかを
監視する生き残りパス監視手段と,前記生き残りパス監
視手段の監視結果に基づいて,前記受信信号が伝送路の
周波数で受けた歪みを補正する適応等化器を,タップゲ
インの定期的な保存あるいは保存されたタップゲイン値
の読み込み動作により制御する適応等化器制御手段と,
を備えたものである。In order to achieve the above object, in a receiving apparatus according to the present invention, a decision point according to a state of a convolutional encoder on a transmitting apparatus side is determined, and a receiving point is determined. In a receiving apparatus having maximum likelihood decoding means for performing maximum likelihood decoding using an error signal between a point and a determination point and decoding a received signal, a trellis used for the maximum likelihood decoding of the received signal is traced back by a path truncation length, Surviving path monitoring means for monitoring whether the number of surviving paths is reduced to one, and an adaptive equalizer for correcting distortion received by the received signal at a transmission line frequency based on the monitoring result of the surviving path monitoring means. Adaptive equalizer control means for controlling by periodically storing tap gains or reading stored tap gain values;
It is provided with.
【0044】また,請求項2に係る受信装置にあって
は,請求項1において,前記最尤復号手段にはビタビ復
号を用いるものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the maximum likelihood decoding means uses Viterbi decoding.
【0045】[0045]
【発明の実施の形態】以下,本発明の受信装置について
添付図面を参照し,詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a receiver according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0046】本発明は,回線状況が劣悪な場合にも,最
尤復号(ビタビ復号)の情報から等化器の発散を防止す
ることができる適応形自動等化器を実現し,BER(ビ
ットエラーレート)低減させることの可能な受信装置を
提供するものである。The present invention realizes an adaptive automatic equalizer that can prevent the divergence of the equalizer from the information of the maximum likelihood decoding (Viterbi decoding) even when the line condition is poor. Error rate (error rate) can be reduced.
【0047】すなわち,先に述べたように,ビタビ復号
においては,生き残りパス(残存パス)に沿ってトレリ
スを一定期間(パス打ち切り長)遡っても,生き残りパ
スが1本に絞られない。そこで,この情報を用いて,生
き残りパスが1本に絞られている場合をタップゲイン更
新が正しく行われていると判断し,定期的にその値を保
存しておき,生き残りパスが1本に絞られていない状況
に陥った場合,不用意なタップゲイン更新が行われない
ようにし,先に保存されていたタップゲイン値を用いて
適応等化器を実行する。以下,その構成・動作について
具体例を挙げて説明する。That is, as described above, in Viterbi decoding, even if the trellis is traced back along the surviving path (remaining path) for a certain period (path cutoff length), the number of surviving paths is not reduced to one. Therefore, using this information, when the number of surviving paths is narrowed down to one, it is determined that tap gain updating is performed correctly, and the value is periodically saved, and the number of surviving paths is reduced to one. When the situation is not narrowed down, the tap gain is prevented from being carelessly updated, and the adaptive equalizer is executed by using the previously stored tap gain value. Hereinafter, the configuration and operation will be described with a specific example.
【0048】(受信装置(モデム)の構成)図1は,本
発明の実施の形態に係る受信装置(モデム)の構成を示
すブロック図である。図において,100は伝送路(不
図示)から受け入れた受信信号をデジタル信号に変換す
るA/D変換器,102はA/D変換器100から出力
された信号に対し,複素化処理を施す複素化処理部,1
04は伝送路から受け入れた受信信号に含まれる不要な
高周波成分などを除去し,かつ符号間干渉を取り除くベ
ースバンドフィルタ(BBF)である。(Configuration of Receiving Apparatus (Modem)) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a receiving apparatus (modem) according to an embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 100 denotes an A / D converter for converting a received signal received from a transmission path (not shown) into a digital signal, and reference numeral 102 denotes a complex for subjecting a signal output from the A / D converter 100 to complex processing. Processing unit, 1
Reference numeral 04 denotes a baseband filter (BBF) that removes unnecessary high-frequency components and the like included in a received signal received from the transmission path and removes intersymbol interference.
【0049】また,106は加入者線路の損失を補正す
る1次のIIR(infiniteimpulse r
esponse:無限インパルス応答)フィルタで構成
される固定等化器,108は信号のレベルを自動調整す
る自動利得制御部(AGC),110は受信信号が伝送
路の周波数により受けた歪みについて補償する適応等化
器,112は適応等化器110から出力される信号に含
まれる周波数シフトおよび位相揺らぎについて補償する
位相同期部である。Reference numeral 106 denotes a first-order IIR (infinite impulse response) for correcting the loss of the subscriber line.
(esponse: infinite impulse response) A fixed equalizer composed of a filter, 108 is an automatic gain control unit (AGC) for automatically adjusting the signal level, and 110 is an adaptive circuit for compensating for the distortion of the received signal due to the frequency of the transmission line. The equalizer 112 is a phase synchronization unit that compensates for a frequency shift and a phase fluctuation included in a signal output from the adaptive equalizer 110.
【0050】また,114は実数軸・虚数軸を2軸とす
る2次平面のシグナルコンストレーション(信号点配
置)上での受信点を用い,送信装置側の畳み込み符号化
器(例えば,前述のトレリス符号化器2)の状態に応じ
た判定点を決定し,受信点と判定点との誤差(誤差信号
e)を用いてビタビ復号(最尤復号)を行い,信号を復
号(最尤復号)する最尤復号手段としての判定・復号器
(最尤復号部)である。A convolutional encoder 114 (for example, the above-described convolutional encoder on the transmitting apparatus side) uses reception points on a signal plane (signal point arrangement) of a quadratic plane having two axes of a real number axis and an imaginary number axis. A decision point according to the state of the trellis encoder 2) is determined, Viterbi decoding (maximum likelihood decoding) is performed using an error (error signal e) between the reception point and the decision point, and the signal is decoded (maximum likelihood decoding). ) Is a decision / decoder (maximum likelihood decoding unit) as maximum likelihood decoding means.
【0051】また,116はスクランブラ(例えば,図
2と同様のスクランブラ8)でランダム化された信号を
元に戻し,信号SGNとするためのデスクランブラ,1
18は等化器誤差信号eを計算する誤差計算部,120
は判定/復号器(最尤復号部)114においてトレリス
を一定期間(パス打ち切り長)遡って生き残りパスが1
本に絞られるかを監視する生き残りパス監視手段として
の生き残りパス監視部,122は生き残りパス監視部1
20の監視結果に基づいてタップゲインの定期的な保存
あるいは読み込み動作により適応等化器110を制御す
る適応等化器制御手段としての適応等化器制御部であ
る。Reference numeral 116 denotes a descrambler for returning a signal randomized by a scrambler (for example, the scrambler 8 similar to that shown in FIG. 2) to a signal SGN.
18 is an error calculator for calculating an equalizer error signal e, 120
Is determined by the decision / decoder (maximum likelihood decoding unit) 114 by traversing the trellis for a certain period (path truncation length) and the number of surviving paths is 1
A surviving path monitoring unit as surviving path monitoring means for monitoring whether or not the book is focused on is a surviving path monitoring unit 1.
An adaptive equalizer control unit serving as an adaptive equalizer control unit that controls the adaptive equalizer 110 by periodically storing or reading tap gains based on the monitoring result of 20.
【0052】ここで,適応等化器110にはトランスバ
ーサル型のFIR(finiteimpulse re
sponse:有限インパルス応答)フィルタが用いら
れ,そのフィルタタップ係数Ciは,誤差計算部118
からの誤差信号eに基づいて次式(6)の示すように更
新される。Here, the adaptive equalizer 110 is provided with a transversal type FIR (Finite Impulse RE).
(sponse: finite impulse response) filter is used, and its filter tap coefficient Ci is calculated by an error calculation unit 118.
Is updated as shown in the following equation (6) based on the error signal e from
【0053】 Ci=Ci−μ・e・xi* ・・・(6)Ci = Ci−μ · e · xi * (6)
【0054】なお,上記式(6)において,xi* は適
応等化器110へ入力する信号xiの共役複素数,μは
収束速度を調整する係数(収束係数)である。In the above equation (6), xi * is a conjugate complex number of the signal xi input to the adaptive equalizer 110, and μ is a coefficient (convergence coefficient) for adjusting the convergence speed.
【0055】(受信装置(モデム)の動作)次に,以上
のように構成された受信装置(モデム)の特徴となる動
作について説明する。生き残りパス監視部120は,回
線に瞬断あるいは急激なレベル変動が発生したときに,
ビタビ復号においては,生き残りパス(残存パス)に沿
ってトレリスを一定期間(パス打ち切り長)遡っても,
生き残りパスが1本に絞られない状況を監視する。(Operation of Receiving Apparatus (Modem)) Next, the characteristic operation of the receiving apparatus (modem) configured as described above will be described. The surviving path monitoring unit 120 is adapted to respond to an instantaneous interruption or a sudden level change in the line.
In Viterbi decoding, even if the trellis is traced back along the surviving path (surviving path) for a certain period (path truncation length),
Monitor the situation where the number of surviving paths is not limited to one.
【0056】適応等化器制御部122では,生き残りパ
ス監視部120による監視結果に基づいて,1本に絞ら
れる状態を正常な状態であると判断し,その時のタップ
ゲイン値を定期的に保存する。また,1本に絞られない
場合を正常ではないと判断し,タップゲインの更新を停
止し,保存されているタップゲイン値を再読み込みし,
適応等化器を実行する。The adaptive equalizer control unit 122 determines that the state reduced to one is a normal state based on the monitoring result by the surviving path monitoring unit 120, and periodically saves the tap gain value at that time. I do. In addition, it is determined that the case where the number is not limited to one is not normal, the update of the tap gain is stopped, the stored tap gain value is re-read,
Perform an adaptive equalizer.
【0057】また,生き残りパス監視部120は,瞬断
からの回復やレベル変動に対するAGCの追従により,
生き残りパスが1本に絞られる状態を監視する。そし
て,適応等化器制御部122は,生き残りパス監視部1
20による監視結果に基づいて,適応等化器タップゲイ
ン更新を再開するように制御する。The surviving path monitoring unit 120 performs the recovery from the momentary interruption and the AGC following the level fluctuation,
It monitors the state where the surviving paths are reduced to one. Then, the adaptive equalizer control unit 122 outputs the surviving path monitoring unit 1
Based on the monitoring result by the control unit 20, control is performed to restart the update of the adaptive equalizer tap gain.
【0058】したがって,以上述べてきたように,回線
に瞬断あるいは急激なレベル変動が発生した場合であっ
ても,上述の受信装置では,生き残りパスが1本に絞ら
れない状態となることでそれを検知し,等化器ではフリ
ーズしたままの状態を保持し,瞬断からの回復やレベル
変動に対するAGCの追従により,生き残りパスが1本
に絞られる状態となるときに始めて通常の等化処理を実
行するようにしているため,等化器の発散を回避するこ
とができる。Therefore, as described above, even if an instantaneous interruption or a sudden level change occurs in the line, the surviving path cannot be reduced to one in the above-described receiving apparatus. Upon detecting this, the equalizer keeps the frozen state, and normal equalization is performed only when the number of surviving paths is reduced to one by recovery from instantaneous interruption or following AGC for level fluctuation. Since the processing is executed, the divergence of the equalizer can be avoided.
【0059】[0059]
【発明の効果】以上説明したように,本発明に係る受信
装置(請求項1,2)によれば,データの最尤復号(ビ
タビ復号)に使用するトレリス長分遡った生き残りパス
の状態により,データ複号が正しく行われている状態の
タップゲインを定期的に保存し,データ複号に誤りが頻
発し,適応等化器のタップゲインのタップゲインの更新
が正しく行われなかった場合に,保存されたタップゲイ
ンのローディングを実行する。このように,生き残りパ
スが1本に絞られる状態となるときに始めて通常の等化
処理を実行するようにしているため,等化器の発散を防
止することができる適応形自動等化器の提供が実現し,
BER(ビットエラーレート)を低減することが可能と
なる。As described above, according to the receiving apparatus according to the present invention (claims 1 and 2), the state of the surviving path which is traced back by the trellis length used for maximum likelihood decoding (Viterbi decoding) of data is determined. When the tap gain in the state where the data decoding is correctly performed is periodically saved, the error occurs frequently in the data decoding and the tap gain of the adaptive equalizer is not correctly updated. , Execute the loading of the stored tap gain. As described above, since the normal equalization processing is executed only when the number of surviving paths is reduced to one, the adaptive automatic equalizer that can prevent the divergence of the equalizer can be prevented. Offer is realized,
BER (bit error rate) can be reduced.
【図1】本発明の実施の形態に係る受信装置(モデム)
の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a receiving apparatus (modem) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG.
【図2】従来における畳み込み符号化とその復号法とし
てビタビ復号法が適用されたモデムの概略的な構成を示
すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a conventional modem to which a Viterbi decoding method is applied as a conventional convolutional coding and its decoding method.
【図3】図2における送信側モデムのトレリス符号化器
の構成例を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of a trellis encoder of a transmission-side modem in FIG. 2;
【図4】図3におけるトレリス符号化器の状態遷移を示
すトレリス線図である。FIG. 4 is a trellis diagram showing a state transition of the trellis encoder in FIG. 3;
【図5】V.17モデムの信号点の一部を示す説明図で
ある。FIG. It is explanatory drawing which shows some signal points of 17 modems.
【図6】畳み込み符号化がなされた受信信号系列を,ビ
タビアルゴリズムを用いて復号する一般的なビタビ復号
器の構成を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a general Viterbi decoder that decodes a convolutionally encoded received signal sequence using a Viterbi algorithm.
【図7】図6におけるビタビ復号器の処理動作を示すフ
ローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing a processing operation of a Viterbi decoder in FIG. 6;
100 A/D変換器 102 複素化処理部 104 ベースバンドフィルタ(BBF) 106 固定等化器 108 自動利得制御部(AGC) 110 適応等化器 112 位相同期部 114 判定・複号器 116 デスクランブラ 118 誤差計算部 120 生き残りパス監視部 122 適応等化器制御部 Reference Signs List 100 A / D converter 102 Complexization processing unit 104 Baseband filter (BBF) 106 Fixed equalizer 108 Automatic gain control unit (AGC) 110 Adaptive equalizer 112 Phase synchronization unit 114 Judgment / demultiplexer 116 Descrambler 118 Error calculation unit 120 Surviving path monitoring unit 122 Adaptive equalizer control unit
Claims (2)
応じた判定点を決定し,受信点と判定点との誤差信号を
用いて最尤復号を行い,受信信号を復号する最尤復号手
段を有する受信装置において,前記受信信号の最尤復号
に使用するトレリスをパス打ち切り長遡って,生き残り
パスが1本に絞られるかを監視する生き残りパス監視手
段と,前記生き残りパス監視手段の監視結果に基づい
て,前記受信信号が伝送路の周波数で受けた歪みを補正
する適応等化器を,タップゲインの定期的な保存あるい
は保存されたタップゲイン値の読み込み動作により制御
する適応等化器制御手段と,を備えたことを特徴とする
受信装置。1. A maximum likelihood decoding for determining a decision point according to a state of a convolutional encoder on a transmitting apparatus side, performing maximum likelihood decoding using an error signal between a reception point and a decision point, and decoding a reception signal. A surviving path monitoring means for monitoring whether a trellis used for the maximum likelihood decoding of the received signal is traced back to a path truncation length and narrowing down a surviving path to one, and monitoring of the surviving path monitoring means. An adaptive equalizer that controls an adaptive equalizer that corrects distortion of the received signal at a frequency of a transmission line based on a result by periodically storing tap gains or reading a stored tap gain value. A receiving device comprising: a control unit.
ることを特徴とする請求項1に記載の受信装置。2. The receiving apparatus according to claim 1, wherein the maximum likelihood decoding means uses Viterbi decoding.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10270515A JP2000091928A (en) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | Receiver |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10270515A JP2000091928A (en) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | Receiver |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000091928A true JP2000091928A (en) | 2000-03-31 |
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ID=17487316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10270515A Pending JP2000091928A (en) | 1998-09-09 | 1998-09-09 | Receiver |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000091928A (en) |
-
1998
- 1998-09-09 JP JP10270515A patent/JP2000091928A/en active Pending
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