JP2001036436A - 受信器において用いる装置 - Google Patents
受信器において用いる装置Info
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- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
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- H04L2025/03445—Time domain
- H04L2025/03471—Tapped delay lines
- H04L2025/03477—Tapped delay lines not time-recursive
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- H04L2025/0363—Feature restoration, e.g. constant modulus
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- Power Engineering (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 受信器におけるブラインド等化を改善する。
【解決手段】 ダイアゴナル解の発生の率を減らす適用
等化器のブラインド等化において利用する技術を見出し
た。受信器は定数ＲとスライスされたシンボルＡ n^の情
報の関数としてブラインド等化を行う。一実施例におい
て、受信器は、２フィルター構造の適応フィルターを有
する。受信器はＣＭＡアルゴリズムの変更された形態を
用いてブラインド等化を行う。この変更された形態のＣ
ＭＡはシンボルＣＭＡ（ＳＣＭＡ）と呼ぶ。ＳＣＭＡは
ブラインド等化の実行において、定数Ｒとスライスされ
たシンボルＡn^の両方を用いる。ＣＭＡはコンステレー
ションをローテーションできないが、ＳＣＭＡはコンス
テレーションをローテーションできる。
等化器のブラインド等化において利用する技術を見出し
た。受信器は定数ＲとスライスされたシンボルＡ n^の情
報の関数としてブラインド等化を行う。一実施例におい
て、受信器は、２フィルター構造の適応フィルターを有
する。受信器はＣＭＡアルゴリズムの変更された形態を
用いてブラインド等化を行う。この変更された形態のＣ
ＭＡはシンボルＣＭＡ（ＳＣＭＡ）と呼ぶ。ＳＣＭＡは
ブラインド等化の実行において、定数Ｒとスライスされ
たシンボルＡn^の両方を用いる。ＣＭＡはコンステレー
ションをローテーションできないが、ＳＣＭＡはコンス
テレーションをローテーションできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、通信装置に関し、
特に、受信器におけるブラインド等化に関する。
特に、受信器におけるブラインド等化に関する。
【０００２】
【従来の技術】ブラインド等化において、受信器の適応
フィルターはトレーニング信号を用いずに収束（conver
ge）される。公知のように、ブラインド等化には二つの
技術がある。一方の技術は、「減少コンステレーション
アルゴリズム（ＲＣＡ：reduced constellation algori
thm）」と呼ばれる。（例えば、文献、y.Sato, "A Meth
od of Self-Recovering Equalization for Multilevel
Amplitude Modulation Systems," IEEE Trans.Commun.,
pp. 679-682, June 1975、米国特許第４２２７１５２
を参照。）他方の技術は、「定モジュラスアルゴリズム
（ＣＭＡ：constant modulus algorithm）」と呼ばれ
る。（例えば、文献、D. N. Godard, "Self-Recovering
Equalization and Carrier Tracking in Two-Dimensio
nal Data Communications Systems," IEEE Trans.Commu
n., vol. 28, no. 11, pp. 1867-1875, Nov. 1980、N.
K. Jablon, "Joint Blind Equalization, Carrier Reco
very,and Timing Recovery for High-Order QAM Signal
Constellations", IEEE Trans. Signal Processing, v
ol. 40, no. 6, pp. 1383-1398,1992を参照。）また、
米国特許第５７９３８０７は、上記ＲＣＡとＣＭＡのア
プローチの代わりとなる新しいブラインド等化技術であ
るマルチモジュラスアルゴリズム（ＭＭＡ）を記載して
いる。
フィルターはトレーニング信号を用いずに収束（conver
ge）される。公知のように、ブラインド等化には二つの
技術がある。一方の技術は、「減少コンステレーション
アルゴリズム（ＲＣＡ：reduced constellation algori
thm）」と呼ばれる。（例えば、文献、y.Sato, "A Meth
od of Self-Recovering Equalization for Multilevel
Amplitude Modulation Systems," IEEE Trans.Commun.,
pp. 679-682, June 1975、米国特許第４２２７１５２
を参照。）他方の技術は、「定モジュラスアルゴリズム
（ＣＭＡ：constant modulus algorithm）」と呼ばれ
る。（例えば、文献、D. N. Godard, "Self-Recovering
Equalization and Carrier Tracking in Two-Dimensio
nal Data Communications Systems," IEEE Trans.Commu
n., vol. 28, no. 11, pp. 1867-1875, Nov. 1980、N.
K. Jablon, "Joint Blind Equalization, Carrier Reco
very,and Timing Recovery for High-Order QAM Signal
Constellations", IEEE Trans. Signal Processing, v
ol. 40, no. 6, pp. 1383-1398,1992を参照。）また、
米国特許第５７９３８０７は、上記ＲＣＡとＣＭＡのア
プローチの代わりとなる新しいブラインド等化技術であ
るマルチモジュラスアルゴリズム（ＭＭＡ）を記載して
いる。
【０００３】しかし、全てのブロンド等化アプローチで
は、最も基本的なパフォーマンス問題は、信頼性のある
初期コンバージェンスを実現する能力の問題である。こ
れが実現できなければ、周知の「ダイアゴナル（対角：
diagonal）解」のような誤った解へと収束してしまう。
は、最も基本的なパフォーマンス問題は、信頼性のある
初期コンバージェンスを実現する能力の問題である。こ
れが実現できなければ、周知の「ダイアゴナル（対角：
diagonal）解」のような誤った解へと収束してしまう。
【０００４】一般に、ＲＣＡアルゴリズムの収束の信頼
性はＣＭＡまたはＭＭＡのいずれかのアルゴリズムより
も劣る。ＣＭＡとＭＭＡアルゴリズムの間であるので、
これらアルゴリズムには利点と欠点がある。例えば、Ｃ
ＭＡアルゴリズムは収束の信頼性がよく不正確なダイア
ゴナル解を防ぐことができるが、高コストなローテータ
ーを必要とする。これと比較すると、ＭＭＡアルゴリズ
ムは、ＣＭＡアルゴリズムよりも不正確な収束となりう
る。
性はＣＭＡまたはＭＭＡのいずれかのアルゴリズムより
も劣る。ＣＭＡとＭＭＡアルゴリズムの間であるので、
これらアルゴリズムには利点と欠点がある。例えば、Ｃ
ＭＡアルゴリズムは収束の信頼性がよく不正確なダイア
ゴナル解を防ぐことができるが、高コストなローテータ
ーを必要とする。これと比較すると、ＭＭＡアルゴリズ
ムは、ＣＭＡアルゴリズムよりも不正確な収束となりう
る。
【０００５】しかし、ダイアゴナル解の発生を減らす幾
つかの代替手段がある。米国特許第５８３５７３１は、
制約ヒルバートコスト関数（ＣＨＣＦ：constrained Hi
lbert cost function）として知られるブラインド等化
アルゴリズムを記載している。このＣＨＣＦアルゴリズ
ムは、ヒルバート変換関数および同相と直交相フィルタ
ーのドットプロダクト特性を用いて、ダイアゴナル解の
発生を防ぐ。米国特許第５８０９０７４は、転換（tran
sition）アルゴリズムとして知られるブラインド等化技
術を記載している。後者において一般に、まず適応フィ
ルターがＣＭＡアルゴリズムを用い、そしてＭＭＡアル
ゴリズムの利用へと切り替わる。最後に、米国特許出願
第０９／０６６１８９（"Blind Equalization Algorith
m with Joint Use of the Constant Modulus Algorithm
and the MultiModulus Algorithm" １９９８年４月２
４日出願）には、ジョイントＣＭＡ−ＭＭＡブラインド
等化アルゴリズムを用いてブラインド等化を行う方法を
記載している。
つかの代替手段がある。米国特許第５８３５７３１は、
制約ヒルバートコスト関数（ＣＨＣＦ：constrained Hi
lbert cost function）として知られるブラインド等化
アルゴリズムを記載している。このＣＨＣＦアルゴリズ
ムは、ヒルバート変換関数および同相と直交相フィルタ
ーのドットプロダクト特性を用いて、ダイアゴナル解の
発生を防ぐ。米国特許第５８０９０７４は、転換（tran
sition）アルゴリズムとして知られるブラインド等化技
術を記載している。後者において一般に、まず適応フィ
ルターがＣＭＡアルゴリズムを用い、そしてＭＭＡアル
ゴリズムの利用へと切り替わる。最後に、米国特許出願
第０９／０６６１８９（"Blind Equalization Algorith
m with Joint Use of the Constant Modulus Algorithm
and the MultiModulus Algorithm" １９９８年４月２
４日出願）には、ジョイントＣＭＡ−ＭＭＡブラインド
等化アルゴリズムを用いてブラインド等化を行う方法を
記載している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】我々は、ダイアゴナル解
の発生の率を減らす適用等化器のブラインド等化におい
て利用する技術を見出した。受信器は定数Ｒとスライス
されたシンボルＡn^の情報の関数としてブラインド等化
を行う。
の発生の率を減らす適用等化器のブラインド等化におい
て利用する技術を見出した。受信器は定数Ｒとスライス
されたシンボルＡn^の情報の関数としてブラインド等化
を行う。
【０００７】一実施例において、受信器は、２フィルタ
ー構造の適応フィルターを有する。受信器はＣＭＡアル
ゴリズムの変更された形態を用いてブラインド等化を行
う。この変更された形態のＣＭＡはシンボルＣＭＡ（Ｓ
ＣＭＡ）と呼ぶ。ＳＣＭＡはブラインド等化の実行にお
いて、定数ＲとスライスされたシンボルＡn^の両方を用
いる。ＣＭＡはコンステレーションをローテーションで
きないが、ＳＣＭＡはコンステレーションをローテーシ
ョンできる。
ー構造の適応フィルターを有する。受信器はＣＭＡアル
ゴリズムの変更された形態を用いてブラインド等化を行
う。この変更された形態のＣＭＡはシンボルＣＭＡ（Ｓ
ＣＭＡ）と呼ぶ。ＳＣＭＡはブラインド等化の実行にお
いて、定数ＲとスライスされたシンボルＡn^の両方を用
いる。ＣＭＡはコンステレーションをローテーションで
きないが、ＳＣＭＡはコンステレーションをローテーシ
ョンできる。
【０００８】
【発明の実施の形態】適応フィルターは、例えば、フラ
クショナルにスペーシングされた線形等化器であり、こ
れは単にＦＳＬＥ等化器ないし等化器と呼ぶ。
クショナルにスペーシングされた線形等化器であり、こ
れは単にＦＳＬＥ等化器ないし等化器と呼ぶ。
【０００９】図１には、本発明の原理を用いる通信シス
テムの一部の高レベルブロック図を示す。受信器１０が
テムの一部の高レベルブロック図を示す。受信器１０が
【数１】 で表すことができるＣＡＰ（キャリアレス、振幅変調、
位相変調）信号を受信するものと想定する。ここで、ａ
nとｂnは離散値のマルチレベルシンボルであり、ｐ(t)
とｐ~(t)はヒルバート対を形成するインパルス応答であ
り、Ｔはシンボル周期であり、ζ(t)はチャネルに導入
される加算的ノイズである。（文献、J. J.Werner, "Tu
torial on Carrierless AM/PM - Part I- Fundamentals
and Digital CAP Transmitter," Contribution to ANS
I X3T9.5 TP/PMD Working Group, Minneapolis, June 2
3, 1992には、ＣＡＰ通信システムの更なる情報が記載
されている。）
位相変調）信号を受信するものと想定する。ここで、ａ
nとｂnは離散値のマルチレベルシンボルであり、ｐ(t)
とｐ~(t)はヒルバート対を形成するインパルス応答であ
り、Ｔはシンボル周期であり、ζ(t)はチャネルに導入
される加算的ノイズである。（文献、J. J.Werner, "Tu
torial on Carrierless AM/PM - Part I- Fundamentals
and Digital CAP Transmitter," Contribution to ANS
I X3T9.5 TP/PMD Working Group, Minneapolis, June 2
3, 1992には、ＣＡＰ通信システムの更なる情報が記載
されている。）
【００１０】通信チャネル９を通って伝搬する際に数式
（１）におけるＣＡＰ信号が歪み、シンボル間干渉（Ｉ
ＳＩ）を被ることが想定される。このＩＳＩはチャネル
内ＩＳＩ（お互い干渉するａnまたはｂnシンボル）とチ
ャネル間ＩＳＩ（お互い干渉するａnおよびｂnのシンボ
ル）からなる。１０の目的は、ＩＳＩを除去し、加算的
ノイズζ（ｔ）の影響を最小化して、信号ｒ′（ｔ）を
与えることにある。本明細書において、本発明を１０内
で用いるシンボルＣＭＡ（ＳＣＭＡ）ブラインド等化ア
ルゴリズムに関連して説明する。
（１）におけるＣＡＰ信号が歪み、シンボル間干渉（Ｉ
ＳＩ）を被ることが想定される。このＩＳＩはチャネル
内ＩＳＩ（お互い干渉するａnまたはｂnシンボル）とチ
ャネル間ＩＳＩ（お互い干渉するａnおよびｂnのシンボ
ル）からなる。１０の目的は、ＩＳＩを除去し、加算的
ノイズζ（ｔ）の影響を最小化して、信号ｒ′（ｔ）を
与えることにある。本明細書において、本発明を１０内
で用いるシンボルＣＭＡ（ＳＣＭＡ）ブラインド等化ア
ルゴリズムに関連して説明する。
【００１１】適応フィルターと幾つかのブラインド等化
アルゴリズムについてレビューを行う。この技術の知識
を有するのであれば、「シンボルＣＭＡ」の段落まで飛
んでもよい。
アルゴリズムについてレビューを行う。この技術の知識
を有するのであれば、「シンボルＣＭＡ」の段落まで飛
んでもよい。
【００１２】適応フィルターおよびブラインド等化 図２には位相スプリットＦＳＬＥ等化器１００を示し
た。ＦＳＬＥ等化器１００はＮの次元を有する入力信号
に対して動作すると想定することができる。例えば、Ｎ
＝２である。即ち、入力信号は同相成分と直交相成分の
二つの成分の次元からなる。（「チャネル」と各次元を
言及するのに用いることができる。例えば、同相次元は
同相チャネルと呼ぶこともできる。）ＦＳＬＥ等化器１
００は有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルター１１
０、１２０として実装することができる二つのパラレル
なデジタル応答フィルターを備える。ＦＳＬＥ等化器１
００は「位相スプリットＦＳＬＥ」と呼ばれる。なぜな
ら、二つのＦＩＲフィルター１１０、１２０は同相およ
び直交相フィルターに収束するからである。図３には、
等化器構造の詳細を示した。二つのＦＩＲフィルター１
１０、１２０は同じタップされた遅延線１１５を共有す
る。これは、逐次的Ａ／Ｄ変換器１２５のサンプルｒk
のシーケンスを記憶する。Ａ／Ｄ変換器１２５のサンプ
リングレート１／Ｔ′は通常、シンボルレート１／Ｔよ
りも３ないし４倍高く、現実の信号のサンプリング理論
（theorem）を満たすように選択される。また、Ｔ／
Ｔ′＝ｉであると想定される。ここで、ｉは整数であ
る。
た。ＦＳＬＥ等化器１００はＮの次元を有する入力信号
に対して動作すると想定することができる。例えば、Ｎ
＝２である。即ち、入力信号は同相成分と直交相成分の
二つの成分の次元からなる。（「チャネル」と各次元を
言及するのに用いることができる。例えば、同相次元は
同相チャネルと呼ぶこともできる。）ＦＳＬＥ等化器１
００は有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルター１１
０、１２０として実装することができる二つのパラレル
なデジタル応答フィルターを備える。ＦＳＬＥ等化器１
００は「位相スプリットＦＳＬＥ」と呼ばれる。なぜな
ら、二つのＦＩＲフィルター１１０、１２０は同相およ
び直交相フィルターに収束するからである。図３には、
等化器構造の詳細を示した。二つのＦＩＲフィルター１
１０、１２０は同じタップされた遅延線１１５を共有す
る。これは、逐次的Ａ／Ｄ変換器１２５のサンプルｒk
のシーケンスを記憶する。Ａ／Ｄ変換器１２５のサンプ
リングレート１／Ｔ′は通常、シンボルレート１／Ｔよ
りも３ないし４倍高く、現実の信号のサンプリング理論
（theorem）を満たすように選択される。また、Ｔ／
Ｔ′＝ｉであると想定される。ここで、ｉは整数であ
る。
【００１３】図３に示した二つの適応ＦＩＲフィルター
１１０、１２０の出力信号はシンボルレートＩ／Ｔで計
算される。等化器のタップおよび入力サンプルは、対応
するＮ次元のベクトルで表すことができる。従って、以
下の関係を定めることができる。
１１０、１２０の出力信号はシンボルレートＩ／Ｔで計
算される。等化器のタップおよび入力サンプルは、対応
するＮ次元のベクトルで表すことができる。従って、以
下の関係を定めることができる。
【数２】 ここで、上付記号Ｔは、ベクトル転置（transpose）を
表し、下付記号Ｎはシンボル周期（symbol period）ｎ
Ｔを表し、ｋ＝(i)(n)である。
表し、下付記号Ｎはシンボル周期（symbol period）ｎ
Ｔを表し、ｋ＝(i)(n)である。
【００１４】ｙnおよびｙn~をそれぞれ、同相および直
交相フィルターの計算された出力信号とする。
交相フィルターの計算された出力信号とする。
【数３】 となる。
【００１５】出力信号ｙnおよびｙn~の、あるいは同様
に、複素数出力信号Ｙn＝ｙn＋ｊｙn~のＸ／Ｙ表示は、
信号コンステレーションと呼ばれる。収束の後、理想的
には信号コンステレーションは若干の小さいノイズやＩ
ＳＩによって劣化した複素数シンボルＡn＝ａn＋ｊｂn
の表示からなる。
に、複素数出力信号Ｙn＝ｙn＋ｊｙn~のＸ／Ｙ表示は、
信号コンステレーションと呼ばれる。収束の後、理想的
には信号コンステレーションは若干の小さいノイズやＩ
ＳＩによって劣化した複素数シンボルＡn＝ａn＋ｊｂn
の表示からなる。
【００１６】図２において、ＦＳＬＥ等化器１００は、
通常モード（ステディステート）とスタートアップモー
ド（非ステディステート）の二つの動作モードを有する
ものとすることができる。通常動作モードにて、判断デ
バイス（スライサー１３０、１３５）は等化器の複素数
出力サンプルＹn（ここで、Ｙn＝ｙn＋ｊｙn~）を全て
の可能性のある送信複素数シンボルＡn（ここで、Ａn＝
ａn＋ｊｂn）と比較し、Ｙnと最も近いシンボルＡn＾を
選択する。そして受信器はエラーＥnを計算する。 Ｅn＝Ｙn−Ａn＾ これは、ＦＳＬＥ等化器１００のタップ係数を更新する
のに用いられる。最も一般的なタップ更新アルゴリズム
はＬＭＳアルゴリズムである。これは、平均二乗エラー
（ＭＳＥ：mean square error）を最小化するストチャ
スティックグラリエントアルゴリズムである。以下のよ
うに定義される。
通常モード（ステディステート）とスタートアップモー
ド（非ステディステート）の二つの動作モードを有する
ものとすることができる。通常動作モードにて、判断デ
バイス（スライサー１３０、１３５）は等化器の複素数
出力サンプルＹn（ここで、Ｙn＝ｙn＋ｊｙn~）を全て
の可能性のある送信複素数シンボルＡn（ここで、Ａn＝
ａn＋ｊｂn）と比較し、Ｙnと最も近いシンボルＡn＾を
選択する。そして受信器はエラーＥnを計算する。 Ｅn＝Ｙn−Ａn＾ これは、ＦＳＬＥ等化器１００のタップ係数を更新する
のに用いられる。最も一般的なタップ更新アルゴリズム
はＬＭＳアルゴリズムである。これは、平均二乗エラー
（ＭＳＥ：mean square error）を最小化するストチャ
スティックグラリエントアルゴリズムである。以下のよ
うに定義される。
【数４】 数式（８）において、Ｅ［・］は、期待を表し、ｅnお
よびｅn~は、以下の動作および直交相エラーを表す。
よびｅn~は、以下の動作および直交相エラーを表す。
【数５】
【００１７】二つの適応フィルターのタップ係数は、上
述の最小二乗平均（ＬＭＳ）アルゴリズムを用いて更新
される。即ち、
述の最小二乗平均（ＬＭＳ）アルゴリズムを用いて更新
される。即ち、
【数６】 ここで、αはタップ調整アルゴリズムにて用いられるス
テップサイズである。
テップサイズである。
【００１８】ステディステート動作モードとは対照的
に、タップ係数値を初期値セットに収束するのにスター
トアップモードが用いられる。システムによっては、ス
タートアップ時にトレーニングシーケンスが用いられる
（所定のＡnシンボルのシーケンス）。スタートアップ
時から、受信器は等化器出力信号Ｙnおよび既知の送信
シンボルシーケンスＡnを用いて意味のあるエラーＥnを
計算することができる。この場合、タップ的適合は「理
想的レファレンス」に関連して行われるとされている。
に、タップ係数値を初期値セットに収束するのにスター
トアップモードが用いられる。システムによっては、ス
タートアップ時にトレーニングシーケンスが用いられる
（所定のＡnシンボルのシーケンス）。スタートアップ
時から、受信器は等化器出力信号Ｙnおよび既知の送信
シンボルシーケンスＡnを用いて意味のあるエラーＥnを
計算することができる。この場合、タップ的適合は「理
想的レファレンス」に関連して行われるとされている。
【００１９】しかし、トレーニングシーケンスが利用可
能でなければ、ＦＳＬＥ等化器１００はブラインド的に
収束されなければならない。このことは通常二つの主な
ステップを伴う。第１に、「アイダイヤグラム(eye dia
gram)」を開くのにブラインド等化アルゴリズムが用い
られる。即ち、初期の収束を実現する。そして、アイが
十分に開かれれば、受信器は例えば、上述のＬＭＳタッ
プ適応アルゴリズムへと切り替わり、最終ステディステ
ート収束を獲得する。これら二つの種類のアルゴリズム
の間の切り替わりは、いわゆるスケジュールドリブンな
いしイベントドリブンカウンターにより制御される。
（例えば、上記米国特許第５８０９０７４を参照。）ブ
ラインド等化の原理は、数式（８）で表したＭＳＥより
もＦＳＬＥ等化器１００の初期収束をより適切に与える
ようなコスト関数を最小化するタップ適応アルゴリズム
を用いることである。
能でなければ、ＦＳＬＥ等化器１００はブラインド的に
収束されなければならない。このことは通常二つの主な
ステップを伴う。第１に、「アイダイヤグラム(eye dia
gram)」を開くのにブラインド等化アルゴリズムが用い
られる。即ち、初期の収束を実現する。そして、アイが
十分に開かれれば、受信器は例えば、上述のＬＭＳタッ
プ適応アルゴリズムへと切り替わり、最終ステディステ
ート収束を獲得する。これら二つの種類のアルゴリズム
の間の切り替わりは、いわゆるスケジュールドリブンな
いしイベントドリブンカウンターにより制御される。
（例えば、上記米国特許第５８０９０７４を参照。）ブ
ラインド等化の原理は、数式（８）で表したＭＳＥより
もＦＳＬＥ等化器１００の初期収束をより適切に与える
ようなコスト関数を最小化するタップ適応アルゴリズム
を用いることである。
【００２０】ビラインド等化アルゴリズムおよびＬＭＳ
アルゴリズムで用いるコスト関数は異なる量を最小化す
る。数式（８）のように、ＬＭＳアルゴリズムのコスト
関数は以下のように与えられる。
アルゴリズムで用いるコスト関数は異なる量を最小化す
る。数式（８）のように、ＬＭＳアルゴリズムのコスト
関数は以下のように与えられる。
【数７】
【００２１】数式（１３）において、ＬＭＳアルゴリズ
ムはスライスされたシンボルＡn＾を用い、収束を実現
する。しかし、ブラインドスタートアップでは、データ
が厳しく劣化するので、ブラインド等化アルゴリズムが
用いるコスト関数は、スライスされたシンボルＡn＾に
統計的に関係する定数Ｒを用いる必要がある。例えば、
ＣＭＡのコスト関数は、
ムはスライスされたシンボルＡn＾を用い、収束を実現
する。しかし、ブラインドスタートアップでは、データ
が厳しく劣化するので、ブラインド等化アルゴリズムが
用いるコスト関数は、スライスされたシンボルＡn＾に
統計的に関係する定数Ｒを用いる必要がある。例えば、
ＣＭＡのコスト関数は、
【数８】 である。
【００２２】同様に、ブラインド等化アルゴリズムＭＭ
Ａにおいては、コスト関数は以下のように与えられる。
Ａにおいては、コスト関数は以下のように与えられる。
【数９】
【００２３】ＣＭＡおよびＭＭＡのコスト関数における
共通のフィチャーとしては、定数Ｒをレファレンスとし
て用いることがある。（Ｒの計算技術は、例えば、米国
特許第５７９３８０７に記載されている。）
共通のフィチャーとしては、定数Ｒをレファレンスとし
て用いることがある。（Ｒの計算技術は、例えば、米国
特許第５７９３８０７に記載されている。）
【００２４】シンボルＣＭＡ（ＳＣＭＡ） 上述のように、ブラインド等化を適応フィルター（例え
ば、位相スプリット等化器）と用いる場合、ダイアゴナ
ル解と呼ばれる間違った解に収束することがある。（実
際に、信号コンステレーションが密になればなるほど、
「タップ揺らぎノイズ」のようなノイズソースが収束問
題を発生することが多くなる。タップ揺らぎノイズはタ
ップ更新アルゴリズムが導入するノイズである。）従っ
て、本発明に従い、ダイアゴナル解の発生レートが減少
するような適応等化器のブラインド等化において用いる
別の技術を見出した。受信器は定数Ｒとスライスされた
シンボルＡn＾の両方の関数としてブラインド等化を行
う。
ば、位相スプリット等化器）と用いる場合、ダイアゴナ
ル解と呼ばれる間違った解に収束することがある。（実
際に、信号コンステレーションが密になればなるほど、
「タップ揺らぎノイズ」のようなノイズソースが収束問
題を発生することが多くなる。タップ揺らぎノイズはタ
ップ更新アルゴリズムが導入するノイズである。）従っ
て、本発明に従い、ダイアゴナル解の発生レートが減少
するような適応等化器のブラインド等化において用いる
別の技術を見出した。受信器は定数Ｒとスライスされた
シンボルＡn＾の両方の関数としてブラインド等化を行
う。
【００２５】この新しいブラインド等化アルゴリズムは
シンボルコンスタントモジュラスアルゴリズム（ＳＣＭ
Ａ）と呼ぶ。ＳＣＭＡでは、コスト関数にスライスされ
たシンボルＡn＾を加えることによりＣＭＡが変更され
る。一般化されたＳＣＭＡのコスト関数は、
シンボルコンスタントモジュラスアルゴリズム（ＳＣＭ
Ａ）と呼ぶ。ＳＣＭＡでは、コスト関数にスライスされ
たシンボルＡn＾を加えることによりＣＭＡが変更され
る。一般化されたＳＣＭＡのコスト関数は、
【数１０】 である。
【００２６】通常、Ｌ＝２が用いられる。従って、コス
ト関数は以下のように与えられる。
ト関数は以下のように与えられる。
【数１１】
【００２７】ＣＭＡのコスト関数（数式（１４））とＳ
ＣＭＡのコスト関数（数式（１９）、（２０））を比較
することにより、ＣＭＡは二次元アルゴリズムであり、
ＳＣＭＡが擬似二次元アルゴリズムであることが解る。
ＣＭＡが二次元アルゴリズムなので、ＣＭＡはコンステ
レーションをローテーションすることができない。しか
し、ＳＣＭＡが各次元にて一次元シンボルを用いるので
（擬似二次元）、ＳＣＭＡはコンステレーションをロー
テーションすることができ、正確に収束される（ストレ
ートなコンステレーションへ）ことができる。また、Ｃ
ＭＡは一つのコスト関数の利用のみを必要とするが、Ｓ
ＣＭＡは二つのコスト関数を用いる。
ＣＭＡのコスト関数（数式（１９）、（２０））を比較
することにより、ＣＭＡは二次元アルゴリズムであり、
ＳＣＭＡが擬似二次元アルゴリズムであることが解る。
ＣＭＡが二次元アルゴリズムなので、ＣＭＡはコンステ
レーションをローテーションすることができない。しか
し、ＳＣＭＡが各次元にて一次元シンボルを用いるので
（擬似二次元）、ＳＣＭＡはコンステレーションをロー
テーションすることができ、正確に収束される（ストレ
ートなコンステレーションへ）ことができる。また、Ｃ
ＭＡは一つのコスト関数の利用のみを必要とするが、Ｓ
ＣＭＡは二つのコスト関数を用いる。
【００２８】ＭＭＡのコスト関数（数式（１５）、（１
６））とＳＣＭＡのコスト関数を比較することにより、
ＳＣＭＡがＭＭＡと同様な特性を有することが解る。な
ぜなら、これら両方は等化器をストレートなコンステレ
ーションへと収束させることができるからである。しか
し、ＳＣＭＡがＣＭＡコスト関数にスライスされたシン
ボルＡn＾を加えるので、ＳＣＭＡはＣＭＡとＭＭＡの
両方よりも高い統計量を用いる。
６））とＳＣＭＡのコスト関数を比較することにより、
ＳＣＭＡがＭＭＡと同様な特性を有することが解る。な
ぜなら、これら両方は等化器をストレートなコンステレ
ーションへと収束させることができるからである。しか
し、ＳＣＭＡがＣＭＡコスト関数にスライスされたシン
ボルＡn＾を加えるので、ＳＣＭＡはＣＭＡとＭＭＡの
両方よりも高い統計量を用いる。
【００２９】ＳＣＭＡに対するフィルタータップ更新ア
ルゴリズムは、コスト関数（数式（１９）、（２０））
から得られる。それらは、
ルゴリズムは、コスト関数（数式（１９）、（２０））
から得られる。それらは、
【数１２】 である。ここで、定数Ｒは以下のように計算される。
【数１３】 １６−ＣＡＰ（下で説明する）に対しては、Ｒ＝３．４
５である。
５である。
【００３０】図４には、本発明の原理に従う位相スプリ
ット等化器のブロックを示す。本発明に関すること以外
は図４は図２と同様である。図４において、タップ更新
要素２７５、２８５（これらは数式（２２）、（２１）
を表す）は、それぞれフィルター２１０、２２０の係数
を更新する（破線矢印で示した）。
ット等化器のブロックを示す。本発明に関すること以外
は図４は図２と同様である。図４において、タップ更新
要素２７５、２８５（これらは数式（２２）、（２１）
を表す）は、それぞれフィルター２１０、２２０の係数
を更新する（破線矢印で示した）。
【００３１】図５、６には、図１の受信器１０にて用い
る本発明の実施例を示した。図５は、本発明の原理に従
いＦＳＬＥを実装するようにプログラミングされたデジ
タルシグナルプロセッサー４００の実施例を示す。デジ
タルシグナルプロセッサー４００は、中央演算装置（プ
ロセッサー）４０５とメモリー４１０を有する。４１０
の一部は、プロセッサー４０５によって実行されるとＳ
ＣＭＡアルゴリズムを実装するプログラム命令を記憶す
るのに用いられている。このメモリーの部分は４１１と
して示した。別のメモリー部分４１２は、本発明に従い
プロセッサー４０５によって更新されるタップ係数値を
記憶するのに用いられる。受信信号４０４はプロセッサ
ー４０５に与えられ、これはこの信号を出力信号４０６
に与えるように等化すると想定する。出力信号４０６は
スライスされたシンボルのシーケンスを表すと想定す
る。（デジタルシグナルプロセッサーは出力信号４０６
を得る前に受信信号４０４を処理してもよい。）ソフト
ウェアプログラムは図示していないがＳＣＭＡアルゴリ
ズムを理解したとすれば、説明する必要がないからであ
る。上述のようないずれの等化器の構造をもデジタルシ
グナルプロセッサー４００によって実装することができ
る。
る本発明の実施例を示した。図５は、本発明の原理に従
いＦＳＬＥを実装するようにプログラミングされたデジ
タルシグナルプロセッサー４００の実施例を示す。デジ
タルシグナルプロセッサー４００は、中央演算装置（プ
ロセッサー）４０５とメモリー４１０を有する。４１０
の一部は、プロセッサー４０５によって実行されるとＳ
ＣＭＡアルゴリズムを実装するプログラム命令を記憶す
るのに用いられている。このメモリーの部分は４１１と
して示した。別のメモリー部分４１２は、本発明に従い
プロセッサー４０５によって更新されるタップ係数値を
記憶するのに用いられる。受信信号４０４はプロセッサ
ー４０５に与えられ、これはこの信号を出力信号４０６
に与えるように等化すると想定する。出力信号４０６は
スライスされたシンボルのシーケンスを表すと想定す
る。（デジタルシグナルプロセッサーは出力信号４０６
を得る前に受信信号４０４を処理してもよい。）ソフト
ウェアプログラムは図示していないがＳＣＭＡアルゴリ
ズムを理解したとすれば、説明する必要がないからであ
る。上述のようないずれの等化器の構造をもデジタルシ
グナルプロセッサー４００によって実装することができ
る。
【００３２】図６は別の実施例を示す。回路５００は、
中央演算装置（プロセッサー）５０５、等化器５１０を
有する。等化器５１０は上述のような位相スプリットＦ
ＳＬＥとして想定する。等化器５１０は対応するタップ
係数ベクトルの値を記憶する少なくとも一つのタップ係
数レジスターを備える（例えば、図３参照）。プロセッ
サー５０５はＳＣＭＡアルゴリズムを実装する図５のメ
モリー４１０と同様なメモリーを備える。等化器出力サ
ンプルのシーケンスを表す等化器出力信号５１１はプロ
セッサー５０５に与えられる。プロセッサー５０５は等
化器出力信号５１１を解析し、正しい解へと収束するよ
うにタップ係数の値を適合させる。プロセッサー５０５
は等化器出力信号から上述のスライスされたシンボルを
生成する。（代わりに、等化器５１０は、対応するスラ
イサーを備えることができ、この場合等化器出力信号５
１１はスライスされたシンボルを表す。）
中央演算装置（プロセッサー）５０５、等化器５１０を
有する。等化器５１０は上述のような位相スプリットＦ
ＳＬＥとして想定する。等化器５１０は対応するタップ
係数ベクトルの値を記憶する少なくとも一つのタップ係
数レジスターを備える（例えば、図３参照）。プロセッ
サー５０５はＳＣＭＡアルゴリズムを実装する図５のメ
モリー４１０と同様なメモリーを備える。等化器出力サ
ンプルのシーケンスを表す等化器出力信号５１１はプロ
セッサー５０５に与えられる。プロセッサー５０５は等
化器出力信号５１１を解析し、正しい解へと収束するよ
うにタップ係数の値を適合させる。プロセッサー５０５
は等化器出力信号から上述のスライスされたシンボルを
生成する。（代わりに、等化器５１０は、対応するスラ
イサーを備えることができ、この場合等化器出力信号５
１１はスライスされたシンボルを表す。）
【００３３】図７には、図１の受信器１０にて用いるブ
ラインドスタートアップ手順を示す。受信器１０はＳＣ
ＭＡコスト関数をその対応するタップ更新アルゴリズム
とともに用い、等化器（図６の等化器５１０）のブライ
ンド収束を開始する（６０５）。ＳＣＭＡアルゴリズム
からＬＭＳ適応アルゴリズムへと切り替えるか、あるい
は引き続きＳＣＭＡアルゴリズムを用いて等化器を収束
させるかどうかを判断する（６１０）。通常、このこと
はアイが十分に開かれたか（上で説明した）および元の
チルトされたコンステレーションがストレートコンステ
レーションへとリローテーションされたかどうかと呼ば
れる。ブラインドスタートアップ手順のステップ６１０
はスケジュールドリブン、イベントドリブン、これら両
方等とすることができる。スケジュールドリブンアプロ
ーチでは、二つの異なるタップ更新アルゴリズムの間の
切り替えが何らかの固定数Ｍの繰り返しの後（例えば、
カウンターなどによって判断される）に発生する。この
アプローチは、Ｍの繰り返しの後の所定量のアイオープ
ニングを想定している。イベントドリブンアプローチで
は、アイオープニングの所定の量が達成された場合に切
り替えが行われる。このことは、例えば、ＭＳＥを継続
的にモニタリングしＭＳＥが所定のしきい値Ｔよりも下
である場合に切り替えを行うことによって行うことがで
きる。もしアイが十分に開いておりコンステレーション
が適当にローテーションされていれば（例えば、所定の
範囲内）、受信器１０はＬＭＳ適応アルゴリズムに切り
替える（６１５）。
ラインドスタートアップ手順を示す。受信器１０はＳＣ
ＭＡコスト関数をその対応するタップ更新アルゴリズム
とともに用い、等化器（図６の等化器５１０）のブライ
ンド収束を開始する（６０５）。ＳＣＭＡアルゴリズム
からＬＭＳ適応アルゴリズムへと切り替えるか、あるい
は引き続きＳＣＭＡアルゴリズムを用いて等化器を収束
させるかどうかを判断する（６１０）。通常、このこと
はアイが十分に開かれたか（上で説明した）および元の
チルトされたコンステレーションがストレートコンステ
レーションへとリローテーションされたかどうかと呼ば
れる。ブラインドスタートアップ手順のステップ６１０
はスケジュールドリブン、イベントドリブン、これら両
方等とすることができる。スケジュールドリブンアプロ
ーチでは、二つの異なるタップ更新アルゴリズムの間の
切り替えが何らかの固定数Ｍの繰り返しの後（例えば、
カウンターなどによって判断される）に発生する。この
アプローチは、Ｍの繰り返しの後の所定量のアイオープ
ニングを想定している。イベントドリブンアプローチで
は、アイオープニングの所定の量が達成された場合に切
り替えが行われる。このことは、例えば、ＭＳＥを継続
的にモニタリングしＭＳＥが所定のしきい値Ｔよりも下
である場合に切り替えを行うことによって行うことがで
きる。もしアイが十分に開いておりコンステレーション
が適当にローテーションされていれば（例えば、所定の
範囲内）、受信器１０はＬＭＳ適応アルゴリズムに切り
替える（６１５）。
【００３４】他のブラインド等化アルゴリズムへの適用 定数ＲとスライスされたシンボルＡn＾を組み合わせて
利用する本発明のコンセプトは、ＭＭＡやＲＣＡのよう
な他の一般に用いられているブラインド等化アルゴリズ
ムにも適用することができ、収束レートを改善すること
ができる。スライスされたシンボルａn＾とｂn＾がＭＭ
Ａに与えられる場合、
利用する本発明のコンセプトは、ＭＭＡやＲＣＡのよう
な他の一般に用いられているブラインド等化アルゴリズ
ムにも適用することができ、収束レートを改善すること
ができる。スライスされたシンボルａn＾とｂn＾がＭＭ
Ａに与えられる場合、
【００３５】得られるシンボルＭＭＡ（ＳＭＭＡ）アル
ゴリズムのコスト関数は、
ゴリズムのコスト関数は、
【数１４】 である。
【００３６】タップ係数は以下のように更新される。
【数１５】
【００３７】ステップサイズを適切に選ぶことにより、
ＳＣＭＡは等化器を標準的なＭＭＡよりも速く収束させ
る。
ＳＣＭＡは等化器を標準的なＭＭＡよりも速く収束させ
る。
【００３８】スライスされたシンボルＡn＾がＲＣＡに
与えられる場合、得られるシンボルＲＣＡ（ＳＲＣＡ）
アルゴリズムのコスト関数は、
与えられる場合、得られるシンボルＲＣＡ（ＳＲＣＡ）
アルゴリズムのコスト関数は、
【数１６】 である。
【００３９】タップ係数は以下のように更新される。
【数１７】
【００４０】ＭＭＡの場合と同様に、シンボルＡn 2は標
準的なＲＣＡよりも速く等化器を収束させる。
準的なＲＣＡよりも速く等化器を収束させる。
【００４１】上述のように、図４〜７に示した実施例に
対して他のブラインド等化アルゴリズムを用いるように
変更することは本発明から直感的であり詳細には説明し
ない。
対して他のブラインド等化アルゴリズムを用いるように
変更することは本発明から直感的であり詳細には説明し
ない。
【００４２】上で説明した例は単なる例であり、例え
ば、本発明を離散的な機能構築ブロック（例えば、ＦＩ
Ｒ２１０）を用いて実装するように示してあるが、これ
ら構築ブロックの機能は１もしくは複数の適切にプログ
ラミングされたプロセッサーやプロセッシング回路（例
えば、デジタルシグナルプロセッサー、離散的回路素
子、集積回路）を用いて行うことができる。
ば、本発明を離散的な機能構築ブロック（例えば、ＦＩ
Ｒ２１０）を用いて実装するように示してあるが、これ
ら構築ブロックの機能は１もしくは複数の適切にプログ
ラミングされたプロセッサーやプロセッシング回路（例
えば、デジタルシグナルプロセッサー、離散的回路素
子、集積回路）を用いて行うことができる。
【図１】本発明を実装する通信システムの一部のブロッ
ク図。
ク図。
【図２】位相プリント等化器のブロック図。
【図３】等化器にて用いる適応フィルターの一部のブロ
ック図。
ック図。
【図４】本発明の原理に従う位相プリント等化器のブロ
ック図。
ック図。
【図５】本発明の原理に従う受信器の一部のブロック
図。
図。
【図６】図５と同様。
【図７】本発明の原理に従うブランドスタートアップ手
段の図。
段の図。
１００ ＦＳＬＥ等化器 １１０、２１０ 直交相フィルター １１５ 遅延線 １２０、２２０ 同相フィルター １２５、２２５ Ａ／Ｄ変換器 １３０、１３５、２３０、２３５ スライサー １４０、１４５、２４０、２４５ 加算器 ２７５、２８５ タップ更新要素 ４００ デジタルシグナルプロセッサー ４０４ 受信信号 ４０６ 出力信号 ５００ 回路 ５０５ プロセッサー ５１０ 等化器 ５１１ 等化器出力信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジーン ジャックス ウェルナー アメリカ合衆国、07733 ニュージャージ ー、ホルンデル、ホルンデル ロード 852 (72)発明者 ジャン ヤン アメリカ合衆国、07746 ニュージャージ ー、マルボロ、ホイットニー ドライブ 10
Claims (11)
- 【請求項１】 （Ａ）対応するＮのタップ係数ベクトル
を有する適応フィルターと、 （Ｂ）スライスされたシンボルを与えるスライサーと、 （Ｃ）該Ｎのタップ係数ベクトルの少なくとも一つを定
数Ｒと該スライスされたシンボルの関数として適応させ
る回路とを有することを特徴とする受信器において用い
る装置。 - 【請求項２】 該定数Ｒの値は、該スライスされたシン
ボルに統計的に関係していることを特徴とする請求項１
記載の装置。 - 【請求項３】 前記回路は、該定数Ｒと該スライスされ
たシンボルの関数として該タップ係数ベクトルの一つを
適応させるために定モジュラスベースのアルゴリズムの
変更された形態を用いることを特徴とする請求項１記載
の装置。 - 【請求項４】 前記変更された形態はシンボルＣＭＡ
（ＳＣＭＡ）であることを特徴とする請求項３記載の装
置。 - 【請求項５】 前記変更された形態は、定ローテーショ
ンシンボルＣＭＡ（ＣＲ−ＳＣＭＡ）であることを特徴
とする請求項３記載の装置。 - 【請求項６】 前記回路は、該定数Ｒと該スライスされ
たシンボルの関数として該タップ係数ベクトルの一つを
適応させるためにマルチモジュラスベースのアルゴリズ
ムの変更された形態を用いることを特徴とする請求項１
記載の装置。 - 【請求項７】 前記変更された形態はシンボルＭＭＡ
（ＳＭＭＡ）であることを特徴とする請求項６記載の装
置。 - 【請求項８】 前記回路は、該定数Ｒと該スライスされ
たシンボルの関数として該タップ係数ベクトルの一つを
適応させるために減少コンステレーションベースのアル
ゴリズムの変更された形態を用いることを特徴とする請
求項１記載の装置。 - 【請求項９】 前記変更された形態はシンボルＲＣＡ
（ＳＲＣＡ）であることを特徴とする請求項８記載の装
置。 - 【請求項１０】 適応フィルターは位相スプリット等化
器であることを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項１１】 前記回路はプロセッサーを備えること
を特徴とする請求項１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/339793 | 1999-06-24 | ||
| US09/339,793 US6493381B1 (en) | 1999-06-24 | 1999-06-24 | Blind equalization algorithm with the joint use of the constant R and the sliced symbols |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001036436A true JP2001036436A (ja) | 2001-02-09 |
| JP3884217B2 JP3884217B2 (ja) | 2007-02-21 |
Family
ID=23330620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000186627A Expired - Fee Related JP3884217B2 (ja) | 1999-06-24 | 2000-06-21 | 受信器において用いる装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6493381B1 (ja) |
| EP (1) | EP1063822B1 (ja) |
| JP (1) | JP3884217B2 (ja) |
| CA (1) | CA2310999A1 (ja) |
| DE (1) | DE60032672T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100442255B1 (ko) * | 2002-02-27 | 2004-07-30 | 엘지전자 주식회사 | 채널 등화 장치 |
| JP2008544709A (ja) * | 2005-06-27 | 2008-12-04 | インテル・コーポレーション | シンボルエラー分布に基づくイコライザモード選択 |
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| US20020186764A1 (en) * | 2001-04-06 | 2002-12-12 | Sarnoff Corporation | Method and apparatus for equalizing a radio frequency signal |
| US6751264B2 (en) * | 2001-07-27 | 2004-06-15 | Motorola, Inc. | Receiver and method therefor |
| US20030107986A1 (en) * | 2001-12-11 | 2003-06-12 | Sarnoff Corporation | Method and apparatus for demodulating orthogonal frequency division multiplexed signals |
| TW577207B (en) * | 2002-09-17 | 2004-02-21 | Via Tech Inc | Method and circuit adapted for blind equalizer |
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Family Cites Families (13)
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| KR970009687B1 (ko) * | 1993-06-02 | 1997-06-17 | 삼성전자 주식회사 | 디지탈통신을 위한 적응 등화시스템 |
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-
1999
- 1999-06-24 US US09/339,793 patent/US6493381B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-06-07 CA CA002310999A patent/CA2310999A1/en not_active Abandoned
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