JP2001196978A - Adaptive equalization system, diversity reception system, and adaptive equalizer - Google Patents

Adaptive equalization system, diversity reception system, and adaptive equalizer

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JP2001196978A JP2000006170A JP2000006170A JP2001196978A JP 2001196978 A JP2001196978 A JP 2001196978A JP 2000006170 A JP2000006170 A JP 2000006170A JP 2000006170 A JP2000006170 A JP 2000006170A JP 2001196978 A JP2001196978 A JP 2001196978A
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Teruji Ide
輝二 井手
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Hitachi Kokusai Electric Inc
株式会社日立国際電気
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an effective adaptive equalization system that can enhance transmission efficiency and reduce an arithmetic amount by equalization processing. SOLUTION: A tap coefficient update control circuit 12 updates tap coefficients F0(t)-F-j(t), B1(t)-Bk(t) of an adaptive equalizer. The initial value of each coefficient at reception of a training signal is adjusted by using the Kalman algorithm having a fast converging speed. The LMS algorithm requiring less arithmetic amount is employed for the reception of an information signal to update each tap coefficient by using the difference between the received signal and its discrimination value for an estimated error so as to track fluctuations in the transmission line.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として短波回線において、フェージングの多い伝送路によってデータ伝送を行う場合の、ダイバーシチ受信装置を用いて受信し、適応等化器を用いて多値ディジタル変調波を復調する適応等化方式及びダイバーシチ受信方式に関するものである。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is primarily in short lines, in the case of performing data transmission due to fading with many transmission channel, and received using the diversity receiver, the multi-level digital modulated wave using an adaptive equalizer it relates adaptive equalization scheme and diversity receiving method for demodulating.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、電離層の反射等により伝送路にフェージングの影響が多い短波回線等において良好な受信品質を確保する技術としてダイバーシチが知られている。 Conventionally, diversity is known as a technique to ensure good reception quality in the influence of fading is large short circuit or the like to the transmission path by the reflection or the like of the ionosphere. ダイバーシチの具体的実現方法には、周波数ダイバーシチや空間ダイバーシチ等がある。 Specifically implementation of diversity, there is a frequency diversity and space diversity, or the like. 短波帯で放送形式による多数の送信波が同一のデータで変調された信号をその時点の回線状態により適宜選択して受信することが必要な場合に、このようなダイバーシチ技術は有効である。 If a number of the transmitted wave by the broadcast format short-wave band is required to be received appropriately selected by line conditions at that time the signal modulated by the same data, such diversity technique is effective.

【0003】一方、データのディジタル伝送方式は種々の方式が実用化されており、最近では伝送効率を高めるため16QAM方式にはじまる多値ディジタル変調方式の開発実用化が進められている。 On the other hand, digital transmission method of the data has been put to practical use various systems, have developed practical use of multi-level digital modulation scheme that starts the 16QAM scheme is advanced to increase the transmission efficiency in the recently. 多値ディジタル変調方式は、高能率な情報伝送が可能ではあるが、伝送系のフェージングなどによる各種歪に対して非常に弱くなり、 Multilevel digital modulation schemes, although capable of high-efficiency information transmission is, becomes very vulnerable to various distortions due to fading in the transmission system,
伝送路のフェージング対策は深刻なものとなる。 Fading measures of the transmission line will be serious.

【0004】この対策として、適応等化器(トランスバーサル形等化器等)による適応等化処理が有効な手段として知られており、現在では多種ディジタル変調方式のような高能率伝送システムには常備されつつある。 [0004] As a countermeasure, the adaptive equalizer is known as the effective means adaptive equalization processing of (transversal equalizer, etc.), the high-efficiency transmission system as a wide digital modulation scheme is now It is standing there.

【0005】図1は、ダイバーシチ受信装置を用いた受信方式のブロック図で、図において、1a,1bはアンテナ、2a,2bはアンテナに接続された受信機、3は両受信機2a,2bからの電界強度の出力を比較する比較回路、4は比較回路3の出力信号によって受信機2 [0005] Figure 1 is a block diagram of a receiving system using the diversity receiver, in FIG, 1a, 1b antenna, 2a, 2b receiver connected to the antenna, 3 is from both receivers 2a, 2b comparator circuit for comparing the output of the field strength, 4 the receiver by the output signal of the comparator circuit 3 2
a,2bの出力信号のどちらかを選択するスイッチ回路、5は適応等化器、6はディジタル変調用復調器である。 a, a switch circuit for selecting either 2b output signal of 5 adaptive equalizer, 6 is a digital modulation demodulator.

【0006】以上において、アンテナ1a,1bによって受信された受信波は、それぞれ受信機2a,2bによって高周波増幅,周波数変換,中間周波増幅等の受信処理が行われ、その出力信号はスイッチ回路4に送られる。 [0006] In the above, the antenna 1a, received waves received by 1b, respectively receiver 2a, a high-frequency amplified by 2b, the frequency conversion, the reception processing such as an intermediate frequency amplifier is performed, the output signal to the switch circuit 4 Sent. また、それぞれの受信波は、受信機2a,2bによって受信電界強度が検出され、検出信号は比較回路3に送られる。 Further, each of the received waves, the receiver 2a, the reception field intensity is detected by 2b, the detection signal is sent to the comparison circuit 3. 比較回路3ではそれぞれの受信波の電界強度検出信号を比較,判定し、判定結果に応じた信号をスイッチ4に送出する。 Comparing the electric field intensity detection signal of the comparator circuit 3 each received wave, determined, and sends a signal corresponding to the determination result to the switch 4. スイッチ4では電界強度の強い方の受信波を比較回路3の出力信号に従って選択し、その選択受信波を適応等化器5へ送出する。 Selected according to stronger output signal of the comparator circuit 3 the received wave of the switch 4 field strength, and transmits the selected reception wave to the adaptive equalizer 5.

【0007】一般に伝送路は短波等ではフェージング等により歪みを伴ない、データ伝送用としては大きな遅延歪みを含んでおり、復調後のベースバンド信号での符号間干渉の要因となっているので、これを補償するために適応等化器を用いて等化することが必要である、適応等化器は、受信側ベースバンド信号に適用するトランスバーサル形等化器が代表的である。 [0007] In general the transmission path is not accompanied distortion due to fading or the like in the short or the like, as the data transmission includes a large delay distortion, since a factor of intersymbol interference in the baseband signal after demodulation, it is necessary to equalize with the adaptive equalizer to compensate for this, adaptive equalizer, transversal equalizer that applies to the reception baseband signal is typical. この適応等化器は伝送路の特性の変動が比較的小さい場合には受信信号を利用して等化器の係数を自動的に調整することが可能であるが、伝送路の変動が大きい場合には、トレーニング信号などを用いてタップ利得を再調整することが必要となってくる。 The adaptive equalizer is when the fluctuation of the characteristics of the transmission path is relatively small it is possible to automatically adjust the coefficients of the equalizer by using the received signal, if a large variation of the transmission path the, it becomes necessary to readjust the tap gain by using a training signal.

【0008】図2は、トランスバザール形等化器を2台使用した判定帰還形適応等化器(DFE)の例である。 [0008] Figure 2 is an example of using two transformers Bazaar equalizer decision feedback adaptive equalizer (DFE).
この判定帰還形適応等化器は等化器部と制御部から構成され、図に示すように、レジスタ7−1f〜7−jfは中央のタップFo(t)からみて未来のデータを合成するためのレジスタ、7−1a〜7−kaは過去のデータを合成するためのレジスタ、乗算器8−1f〜8−jf The decision feedback adaptive equalizer and a control unit an equalizer unit, as shown in the figure, the register 7-1f~7-jf synthesizes future data viewed from the center tap Fo (t) register for, 7-1a~7-ka register for synthesizing past data, the multiplier 8-1f~8-jf
は未来のデータを合成するためのタップ係数F−1 Tap coefficient for the synthesis of future data F-1
(t)〜F−j(t)と入力信号y(t+T)〜y(t (T) ~F-j (t) and the input signal y (t + T) ~y (t
+jT)を乗算するための乗算器,乗算器8−1a〜8 + JT) multiplier for multiplying the multiplier 8-1a~8
−kaは過去のデータを合成するためのタップ係数B 1 -Ka tap coefficients for synthesizing the historical data B 1
(t)〜B k (t)と判定回路10の出力数1もしくはトレーニング信号発生器13からの出力数2すなわち参照信号数3を乗算するための乗算器、加算器9は各乗算器8−1f〜8−jf、8−1a〜8−kaの出力を加算増幅して等化出力を得る加算増幅器で、以上により等化器部が構成される。 (T) ~B k (t) and the determination circuit outputs the number 1 or the training signal generator 13 outputs the number 2 i.e. for multiplying a reference signal number 3 multipliers from the 10, the adder 9 is the multiplier 8 1f~8-jf, in summing amplifier to obtain an equalized output amplifies adds the outputs of 8-1a~8-ka, the equalizer unit is constituted by the above. 乗算器8−1f〜8−jf、8− Multiplier 8-1f~8-jf, 8-
1a〜8−kaのタップ係数を制御部で自動制御するが、制御部の構成において、10は判定回路で等化出力Z(t)を理想値の判定値で判定する。 Automatically controlled by a control unit of the tap coefficients of 1a~8-ka, but in the configuration of the control unit 10 determines equalizer output Z (t) is the determination value of the ideal value determination circuit. 加算(減算)器11は推定誤差e(t)を算出するもので、等化器からの出力Z(t)を判定回路10の出力数1から減算し、 Summing (subtraction) circuit 11 is configured for calculating the estimated error e (t), subtracts the output Z from the equalizer a (t) from the output number 1 of the decision circuit 10,
減算結果の数4を出力する。 And outputs the number 4 of the subtraction result. タップ係数更新制御回路1 Tap coefficient update control circuit 1
2は推定誤差e(t)の2乗平均値数5が最小となるように各タップ係数Fo(t)〜F−j(t),B 2 the estimation error e (t) of the square mean value so that the number 5 is the minimum tap coefficients Fo (t) ~F-j (t), B
1 (t)〜B k (t)を更新する。 Update 1 (t) ~B k (t) .

【0009】 [0009]

【数1】 [Number 1]

【0010】 [0010]

【数2】 [Number 2]

【0011】 [0011]

【数3】 [Number 3]

【0012】 [0012]

【数4】 [Number 4]

【0013】 [0013]

【数5】 [Number 5]

【0014】適応等化処理は、例えば、伝送路によって遅延歪が発生した場合は、直接波が遅延波より大きい場合(最小位相条件)、等化器は入力信号y(t)の直接波成分のみを抽出し、y(t−T)の直接波成分によってy(t)の遅延波成分を打ち消すように動作する。 [0014] adaptive equalization processing, for example, if the delay distortion by the transmission channel occurs, if the direct wave is larger than the delayed wave (the minimum phase condition), the equalizer direct wave component of the input signal y (t) extracting only operates to cancel the delayed wave component of y (t) by the direct wave component of y (t-T). 以下フィードバックタップを増やし、順次打ち消すことにより等化動作が行われる。 Hereinafter increase feedback taps, equalization operation is performed by counteracting sequentially. 逆に遅延波が直接波より大きい場合(非最小位相条件)は、y(t+T)の遅延波成分のみを抽出し、y(t+2T)の遅延波成分によってy(t−T)の直接波成分を打ち消すように動作する。 If contrary to the delay wave is larger than the direct wave (non-minimum phase condition), y (t + T) of extracting only a delayed wave component, the direct wave component of y y by (t + 2T) delayed wave component of the (t-T) It operates so as to cancel the.
以下同様にフィードフォワードタップを増やし、順次打ち消すことにより等化動作を行う。 Hereinafter similarly increase the feedforward taps, it performs equalization operation by canceling sequentially.

【0015】タップ係数更新制御回路12ではカルマンアルゴリズムあるいは再帰最小2乗アルゴリズム(RL [0015] In the tap coefficient update control circuit 12 Kalman algorithm or recursive least squares algorithm (RL
Sアルゴリズム)などによりタップ係数を自動的に更新する。 S algorithm) to automatically update the tap coefficients and the like. このようなアルゴリズムによる等化動作はタップ利得の初期化を行う初期引き込み過程と、初期化されたタップ係数を伝送路変動に応じて更新するトラッキング過程に分けることができる。 Such equalization operation by the algorithm can be divided into the tracking process of updating accordingly the initial pull process to initialize the tap gains, the initialized tap coefficients to the transmission path fluctuation.

【0016】ここではカルマンアルゴリズムによる方法について説明する。 [0016] Here, a description will be given of a method by Kalman algorithm. 時刻t=hTs(Ts;シンボルレート)における等化出力Z(t),推定誤差e(t), Time t = HTS; equalized output in (Ts symbol rate) Z (t), the estimation error e (t),
タップ入力ベクトル数6をそれぞれZn,en,数7、 The tap input vector number 6, respectively Zn, en, number 7,
数8、タップ係数ベクトル数9を、 Number 8, the tap coefficient vector number 9,

【0017】 [0017]

【数6】 [6]

【0018】 [0018]

【数7】 [Equation 7]

【0019】 [0019]

【数8】 [Equation 8]

【0020】 [0020]

【数9】 [Equation 9]

【0021】数10、数11、数12とすると、 [0021] The number 10, number 11, and the number 12,

【0022】 [0022]

【数10】 [Number 10]

【0023】 [0023]

【数11】 [Number 11]

【0024】 [0024]

【数12】 [Number 12]

【0025】等化出力Znおよび推定誤差enは、数1 [0025] The equalizer output Zn and estimated error en is, number 1
3、数14で与えられる。 3, is given by the number 14.

【0026】 [0026]

【数13】 [Number 13]

【0027】 [0027]

【数14】 [Number 14]

【0028】ここで数15であり、 [0028] is a 15 number here,

【0029】 [0029]

【数15】 [Number 15]

【0030】タップ係数の更新は、数16、数17、数18によって行なわれる。 The tap coefficient update number 16, number 17, is performed by the number 18.

【0031】 [0031]

【数16】 [Number 16]

【0032】 [0032]

【数17】 [Number 17]

【0033】 [0033]

【数18】 [Number 18]

【0034】ここで数19は数20の転置共役,数21 [0034] where the number 19 is number 20 of the transposed conjugate, the number 21
はカルマン利得,数22は数23の誤差共分散行列,u The Kalman gain, the number 22 is the error covariance matrix of the number 23, u
は数23の分散,λは忘却係数(0<λ≦1)である。 The variance of the number 23, lambda is a forgetting factor (0 <λ ≦ 1).

【0035】 [0035]

【数19】 [Number 19]

【0036】 [0036]

【数20】 [Number 20]

【0037】 [0037]

【数21】 [Number 21]

【0038】 [0038]

【数22】 [Number 22]

【0039】 [0039]

【数23】 [Number 23]

【0040】TDMAシステムなどにおける各バーストの始めにはトレーニング系列を受信し、それを利用してタップ係数を適切な値に収束させる。 [0040] at the beginning of each burst in such a TDMA system receives the training sequence, and uses it to converge the tap coefficients to an appropriate value. すなわち、バーストの開始時には受信したトレーニング系列とトレーニング信号発生器13からの既知のトレーニング系列との差を推定誤差enとしてタップ係数を適切な値に収束させる。 That is, to converge the tap coefficients to an appropriate value the difference between the known training sequence from the training sequence and the training signal generator 13 which receives at the start of a burst as the estimated error en. その後はデータを再生しながら、受信信号とその判定値との差を推定誤差enとして伝送路の変動にタップ係数を追従させる。 Then while reproducing data, to follow the tap coefficient to variations in transmission path difference of the received signal and the decision value as an estimated error en.

【0041】図7は、最適タップ係数の推定の従来方法1、図8は、従来方法2を示したものである。 [0041] Figure 7, a conventional method 1 of the estimation of the optimum tap coefficients, FIG. 8 shows a conventional method 2.

【0042】従来方法1による方法ではトレーニング時、トラッキング時共にカルマンアルゴリズムによって等化を行う。 [0042] perform equalization by training at both the Kalman algorithm when tracking in the process according to the conventional method 1. この方法だとデータの区間も演算量が多いカルマンアルゴリズムを使用している。 Interval data and it is this method is also used amount of computation is large Kalman algorithm.

【0043】従来方法2による方法ではトレーニング時(プリアンブル,ポストアンブル)に、カルマンアルゴリズムを、データ区間では等化を行わず、線形補間を行なう。 [0043] During training in the process according to the conventional method 2 (preamble, postamble), the Kalman algorithm, without performing equalization in a data interval, performs linear interpolation. 即ち、データ部のk番目のシンボルにおける利得c(k)は数24となる。 That is, the gain c of the k th symbol in the data portion (k) is the number 24.

【0044】 [0044]

【数24】 [Number 24]

【0045】この従来方法2では、演算量は従来方法1 [0045] In the conventional method 2, the amount of computation conventionally Method 1
の1/7程度となるのがポストアンブルの冗長度により伝送効率は低下する。 That is about 1/7 transmission efficiency by the redundancy of the postamble is reduced in.

【0046】図9は、従来例2の等化のメインルーチンを示す。 [0046] Figure 9 shows a main routine of the equalization of the second conventional example.

【0047】 [0047]

【発明が解決しようとする課題】このように従来はトレーニング時、トラッキング時共にカルマンアルゴリズムによって等化を行なうが、トレーニング動作時は伝送路が未知であるか、又は伝送路の変動が大きいことが多いため、速い収束時間でタップ係数の初期値を設定する必要がある。 BRIEF Problem to be Solved] During Thus, the conventional training, but performs equalization by tracking during both Kalman algorithm, or when training operation is unknown transmission path, or the variation of the transmission path is large often, it is necessary to set the initial value of the tap coefficients in a fast convergence time.

【0048】PLSアルゴリズムもしくはカルマンアルゴリズムでは、例えば最小2乗平均(LMS)アルゴリズムと比較してみてタップ係数の2乗平均値が収束するのに約10倍ほどの繰り返し回数に差があり、もちろんLMSアルゴリズムの方が収束速度が遅い。 [0048] In the PLS algorithm or the Kalman algorithm, there is a difference, for example, a minimum mean square iterative number of approximately 10-fold in mean square value of the tap coefficients Compare with (LMS) algorithm converges, of course LMS If the algorithm is slow convergence speed. このため、 For this reason,
トレーニング時にカルマンアルゴリズムによりタップ係数の初期値を設定するための推定(等化処理)を行うことは好ましいことである。 Performing the estimation (equalization) for setting an initial value of the tap coefficient by Kalman algorithm during training is desirable.

【0049】しかしながら、従来の適応等化方式では、 [0049] However, in the conventional adaptive equalization scheme,
データ(情報)信号受信時も計算量が多いRLSアルゴリズムあるいはカルマンアルゴリズムにより等化動作を行っているため、常時、計算量がばく大なものとなる。 Because doing equalization operation by the data (information) during signal reception even computationally intensive RLS algorithm or the Kalman algorithm, always calculation amount becomes enormous.

【0050】推定すべきタップ係数の数をnとすると、 [0050] When the number of tap coefficients to be estimated is n,
推定値を得るために必要な乗算回数は、カルマンアルゴリズムで数25回,RLSアルゴリズムで数26回となる。 The number of multiplications required to obtain an estimate, the number 25 times with Kalman algorithm, a number 26 times with RLS algorithm. これに対して、LMSアルゴリズムでは数27回であり、その差は大きい。 In contrast, a number 27 times the LMS algorithm, the difference is large.

【0051】 [0051]

【数25】 [Number 25]

【0052】 [0052]

【数26】 [Number 26]

【0053】 [0053]

【数27】 [Number 27]

【0054】従来から考えられてきたデータ部分で演算量を削減する方法は、3種類ほど提案された。 [0054] How to reduce the amount of calculation in the data portion which has been considered conventionally been proposed as three.

【0055】第1はカルマンアルゴリズムにおける演算の冗長性を除く方法である。 [0055] The first is a method of removing the redundancy of operations in the Kalman algorithm. 一例として、高速カルマンアルゴリズムがありこの方法によるとタップ数が20の分数間隔の場合に、演算量を約1/2に低減することが可能となる。 As an example, fast Kalman algorithms have taps According to this method in the case of fractional interval 20, it is possible to reduce the calculation amount to about 1/2.

【0056】第2はバースト信号の構成をプリアンブル部分,データ部分,ポストアンブル部分の構成とし、順方向(前方)等化と逆方向(後方)等化と2回等化を行い、等化誤差の小さい方を判定することにより、再生する方法である。 [0056] constituting the preamble portion of the second burst signal, a data portion, the configuration of the postamble portion performs forward (forward) equalizer and reverse (backward) equalization and twice equalization, equalization error by determining the person small is a method of reproducing. この場合は等化方向を反転することになるので、非最小位相条件を最小位相条件とすることができるのでフィードフォワードタップ数を減らすことができる。 Since this case is to reverse the equalization direction, it is possible to reduce the number of feedforward taps since the non-minimum phase conditions can be minimized phase condition. 所要タップ数が1/Lになると、演算量は約2/ When the required number of taps is 1 / L, the amount of calculation about 2 /
2となる。 L 2 become.

【0057】第3はプリアンブル信号、ポストアンブル信号を用いて最適タップ係数を求め、データ部分では等化処理を行わず、線形補間を行う方法である。 [0057] The third preamble signal, determine the optimum tap coefficients using postamble signals, without performing the equalization processing in the data portion, a method of performing linear interpolation. すなわちプリアンブル信号時の等化処理されたタップ係数と、ポストアンブル信号時の等化処理されたタップ係数を1次関数で内挿することによって求める。 That the tap coefficients equalization processing of the preamble signal is obtained by interpolating the equalization tap coefficients at the time of the postamble signal by a linear function. この方法によると演算量は約1/7程度に低減できる。 A calculation amount according to the method can be reduced to about 1/7.

【0058】しかし、第1の方法では演算量の低減効果が約1/2程度と低いことや、第2の方法、第3の方法ではプリアンブルあるいはポストアンブル部分をバースト毎に設けなければならないので伝送効率が低下するという問題がある。 [0058] However, it and the effect of reducing the calculation amount of about 1/2 degree and low in the first method, the second method, since the third method must be provided a preamble or postamble portion in each burst transmission efficiency is lowered. またそれに加えて第2の方法は2回等化を行い、等化誤差の小さい方を判定するため、処理がやや複雑になることや、第3の方法は直線補間のため、 The second method is carried out twice equalization In addition, to determine the smaller equalization error, processing and it becomes a bit more complicated, the third method for linear interpolation,
短波帯の回線のようなフェージングピッチが数Hz程度の伝送路の変動に追随できないという欠点が生ずる。 Fading pitch as the line short-wave band is a disadvantage occurs that can not follow the fluctuation of the transmission path of about several Hz.

【0059】以上のように従来は情報信号受信時に、等化器のタップ係数を伝送路の変動に追従させるための等化処理にカルマンアルゴリズムなどによりばく大な計算量を必要とし、又トレーニング系列のためにプリアンブル部及びポストアンブル部分を設けることは、伝送効率が低下するといった問題があった。 [0059] when the conventional information signal received as described above, the tap coefficients of the equalizer requires enormous amount of calculation due Kalman algorithm equalization processing to follow the variation of the transmission path, and the training sequence providing a preamble portion and postamble portion to the transmission efficiency was a problem to decrease.

【0060】本発明の目的は、上記従来技術の課題に鑑み、伝送効率の向上及び等化処理による演算量の低減を達成する効果的な適応等化方式を提供することにある。 [0060] An object of the present invention is to provide the conventional view of the art problems, an effective adaptive equalization method of achieving a reduction in the calculation amount by improving and equalizing processing of the transmission efficiency.

【0061】 [0061]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、受信波のトレーニング信号受信時には、適応等化器の各係数の初期値を一定の各符号期間毎にカルマンアルゴリズムによって自動調整し、情報信号受信時には、上記適応等化器の各係数を最小2乗平均アルゴリズムによって自動調整する適応等化方式によって達成される。 The purpose of the SUMMARY OF THE INVENTION, at the time of training signal reception of the received wave, and automatically adjusted by the Kalman algorithm the initial value of each coefficient of the adaptive equalizer for each fixed each code period, information signal receiving sometimes, it is achieved by an adaptive equalization method of automatically adjusting the least mean square algorithm each coefficient of the adaptive equalizer.

【0062】又上記の目的は、短波帯の2つ以上の周波数あるいは空間的に互に異なる受信波で、該異なる受信波が同一のデータで変調されたデータ伝送信号として常時送出される電波の、最適なものを選択して受信するダイバーシチ受信装置と、該受信波のトレーニング信号受信時は各係数の初期値を一定の各符号期間毎にカルマンアルゴリズムによって自動調整し、情報信号受信時は各係数を最小2乗平均アルゴリズムによって自動調整することにより適応等化処理をする適応等化器と、該適応等化出力の多値ディジタル変調波を復調して情報信号及びトレーニング信号からなる復調出力を得る復調回路とからなるダイバーシチ受信方式によって達成される。 [0062] The above objects are achieved, in more than one frequency or spatially mutually different reception wave of short wave band, the radio waves said different receiving wave is always transmitted as modulated data transmission signals with the same data a diversity receiver for selecting and receiving the best one, during the training signal reception of the received wave is automatically adjusted by the Kalman algorithm the initial value of each coefficient for each predetermined each code period, when the information signal received in each an adaptive equalizer that the adaptive equalization processing by automatically adjusting the coefficients by the least mean square algorithm, the demodulated output by demodulating the multi-level digital modulated wave of the adaptive equalization output consisting information signal and a training signal It is achieved by diversity reception method comprising a demodulation circuit to obtain.

【0063】更に上記の目的は、カルマンアルゴリズムを用いて受信波の伝送路の特性の推定及び送信信号の推定を行ない、該伝送路の特性の推定と送信信号の推定とを交互に行なうことにより等化及び情報信号の推定を行なう適応等化方式によって達成される。 [0063] Further object of the above, performs estimation of the estimation and the transmission signal characteristics of the transmission path of a received wave by using a Kalman algorithm, by performing the estimation of the estimated transmission signal characteristic of said transmission path alternately It is achieved by an adaptive equalization method for estimating the equalization and the information signal.

【0064】又上記の目的は、短波帯の2つ以上の周波数あるいは空間的に互に異なる受信波で、該異なる受信波が同一のデータで変調されてデータ伝送信号として常時送出される電波の、最適なものを選択して受信するダイバーシチ受信装置と、カルマンアルゴリズムを用いて上記受信波の伝送路の特性の推定及び送信信号の推定を行ない、該伝送路の特性の推定と送信信号の推定とを交互に行なうことにより等化及び情報信号の推定を行なう適応等化器と、該適応等化出力の多値ディジタル変調波を復調して情報信号の復調出力を得る復調回路とからなるダイバーシチ受信方式によって達成される。 [0064] The above objects are achieved, in more than one frequency or spatially mutually different reception wave of short wave band, the radio waves said different receiving wave is always transmitted as modulated data transmission signals with the same data a diversity receiver for selecting and receiving the best one, performs estimation of the estimation and the transmission signal characteristics of the transmission path of the received wave by using a Kalman algorithm, estimation of the estimated transmission signal characteristic of said transmission path diversity consisting Doo and adaptive equalizer for estimating the equalization and the information signal by the performed alternately, a demodulation circuit for obtaining a demodulated output of the demodulating multilevel digital modulated wave of the adaptive equalization output information signal It is achieved by a receiving method.

【0065】上記の手段によると、受信波のトレーニング信号受信時に、受信信号と既知トレーニング系列との差を推定誤差としてタップ係数の初期値を設定するのにカルマンアルゴリズムを用いたことにより収束速度を早くし、伝送効率を高めることができる。 [0065] According to the above means, when the training signal reception of the received wave, the convergence speed by using a Kalman algorithm to set the initial value of the tap coefficients the difference between the received signal and a known training sequence as an estimated error and quickly, it is possible to increase the transmission efficiency. また情報信号受信時はLMSアルゴリズムによって演算量を少なくして、データを再生しながら伝送路の変動にタップ係数を追隋させて更新することができる。 The time information signal reception can be reduced the amount of computation by the LMS algorithm, updates by Tsuizui the tap coefficients to variations in the transmission path while reproducing data.

【0066】又上記の他の手段によると、トレーニング信号を使用しないで等化を行ない、送信信号の推定をすることが可能となり、伝送効率を高めることができる。 [0066] Also, according to another means of the performs equalization without using a training signal, it is possible to estimate the transmission signal, it is possible to increase the transmission efficiency.

【0067】 [0067]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an embodiment of the present invention in detail.

【0068】本発明の第1の実施形態は、短波帯の空間的あるいは周波数的にダイバーシチ処理を行なって受信するものにおいて、伝送路を推定するために、トレーニング信号を用いて、等化器を動作させ、初期引き込み時(トレーニングモード)には、伝送効率の点からタップ値をなるべく速く収束させるためのカルマンアルゴリズムもしくはRLSアルゴリズムにより等化を行う。 [0068] The first embodiment of the present invention, in which to receive by performing spatial or frequency to diversity processing of short-wave band, in order to estimate the transmission path, using the training signal, the equalizer is operated, during the initial pull on the (training mode), it performs equalization by Kalman algorithm or RLS algorithm for converging as fast as possible the tap values ​​in terms of transmission efficiency.

【0069】また、トラッキングモード時には、データ(情報ビット)を再生しながらLMSアルゴリズムにより、受信信号と、その判定値との差を推定誤差enとして伝送路の変動にタップ係数を追従させる。 [0069] Further, in the tracking mode, the LMS algorithm while reproducing data (information bits), and the received signal, to follow the tap coefficient to variations in transmission path difference between the decision value as an estimated error en.

【0070】このようなトラッキングモード時の適応アルゴリズムとして用いるLSMアルゴリズムについて以下に説明する。 [0070] described LSM algorithm used as the adaptive algorithm when such tracking mode below.

【0071】カルマンアルゴリズムと同様に、時刻t= [0071] As with the Kalman algorithm, the time t =
nT s (T s ;シンボルレート)における等化出力Z nT s; equalized output in (T s symbol rate) Z
(t),推定誤差e(t),タップ入力ベクトル数6をそれぞれZn,en,数7,数8,タップ係数ベクトル数9を、数10、数11、数12とすると、等化出力Z (T), the estimation error e (t), respectively the tap input vector number 6 Zn, en, number 7, number 8, the tap coefficient vector number 9, number 10, number 11, when the number 12, equalized output Z
n及び推定誤差enは数13、数14、数15、タップ係数の更新は、数28によって行なう。 n and the estimated error en is number 13, number 14, number 15, the tap coefficient updating is performed by the number 28.

【0072】 [0072]

【数28】 [Number 28]

【0073】これによるタップ係数の数をnとすると、 [0073] This due to the number of tap coefficients and is n,
推定値を得るために必要な乗算回数は前記したように数27となりカルマンルアゴリズムの数25に比較して極めて少なくなる。 The number of multiplications required for obtaining an estimate becomes very small as compared to the 25 number of the number 27 next to the Kalman Le jaws rhythm as described above.

【0074】図3は最適タップ係数の推定の本発明による方法を示したものである。 [0074] FIG. 3 shows a method according to the present invention estimates the optimum tap coefficients. 本発明による方法では、伝送効率は図7の従来方法1と変わらず、しかもトラッキング時の等化も演算量の少ないLMSアルゴリズムを用い比較的簡単で演算量を少なくしてタップ係数を伝送路の変動に追隋させることができ、HF伝搬のようにマルチパス遅延が最大3ms程度(データ長が100ms程度)の場合でも良好にに収束させることが可能である。 In the process according to the invention, the transmission efficiency is maintained at a conventional method 1 of Figure 7, yet even equalization during tracking of the transmission path of relatively simple small to tap coefficient calculation amount using less LMS algorithms computation amount can be Tsuizui fluctuations, multipath delay as HF propagation it is possible to converge to satisfactorily even when the maximum 3ms about (about data length 100 ms).

【0075】図4は本発明の等化のメインルーチンを示したものである。 [0075] FIG 4 shows the main routine of the equalization of the present invention.

【0076】本発明の第2の実施形態は、短波帯の空間的あるいは周波数的にダイバーシチ処理を行なって受信するものにおいて、伝送路を推定するために、トレーニング信号を用いずにカルマンアルゴリズムを用いて伝送路の特性の推定及び送信信号の推定を行い、この伝送路の特性の推定と送信信号の推定を交互に行うことにより等化及び情報信号の推定を行なうものである。 [0076] The second embodiment of the present invention, in which to receive by performing spatial or frequency to diversity processing of short-wave band, in order to estimate the transmission path, using a Kalman algorithm without using a training signal It performs estimation of estimation and transmission signal characteristic of the transmission path Te, and performs estimation of the equalization and the information signal by performing estimation of the estimated transmission signal characteristic of the transmission channel alternately.

【0077】図5はトレーニング信号を用いない判定帰還形適応等化器(DFE)の構成図で、図1の構成におけるトレーニング信号発生器13は不用としたものである。 [0077] Figure 5 is a block diagram of a decision feedback adaptive equalizer (DFE) using no training signal, a training signal generator 13 in the configuration of FIG. 1 is obtained by the waste. 図6は、判定回路14の詳細構成図を示し、タップ係数更新制御回路15は、この判定回路14の伝送路の特性の推定にもとずきタップ係数の更新制御を行なう。 6 shows a detailed block diagram of the decision circuit 14, tap coefficient updating control circuit 15 performs the update control also preparative not a Ki tap coefficients to estimate the characteristics of the transmission path of the determination circuit 14.

【0078】数10の式の数16をy(t)と書き換えて、又、フィードバックタップの順番1〜kを1〜n [0078] The number of expressions 16 of the number 10 is rewritten and y (t), also, of the feedback tap the order 1~k 1~n
に、伝送路のインパルス応答をhi(i=1,2…, , The impulse response of the channel hi (i = 1,2 ...,
n)、送信信号及び受信信号をそれぞれu(t),y n), respectively transmit and receive signals u (t), y
(t)とすると数29となる。 The number 29 and a (t).

【0079】 [0079]

【数29】 [Number 29]

【0080】u(t)は一般的にu(t)と独立な不規則雑音である。 [0080] u (t) is generally independent random noise and u (t).

【0081】伝送路の推定は、送信信号の推定値数30 [0081] Estimation of the transmission path, the number estimate of the transmitted signal 30
を数31、 Number 31,

【0082】 [0082]

【数30】 [Number 30]

【0083】 [0083]

【数31】 [Number 31]

【0084】新しいベクトル数32、数33を数34、 [0084] new vector number 32, number 33 and number 34,
数35とすると、 When the number 35,

【0085】 [0085]

【数32】 [Number 32]

【0086】 [0086]

【数33】 [Number 33]

【0087】 [0087]

【数34】 [Number 34]

【0088】 [0088]

【数35】 [Number 35]

【0089】伝送路の特性の推定は判定回路のパラメータ推定部17において。 [0089] Estimation of the characteristics of the transmission path in the parameter estimation unit 17 of the decision circuit. 状態推定部16から出力された送信信号の推定値数36が遅延部19で遅延されて入力される。 Estimate the number 36 of the transmission signal output from the state estimation unit 16 is input with a delay by the delay unit 19.

【0090】 [0090]

【数36】 [Number 36]

【0091】一方、パラメータ推定部17には判定回路への入力信号y(t)が遅延部18でそれぞれ遅延されて入力される。 [0091] On the other hand, the parameter estimation unit 17 an input signal y to the decision circuit (t) is input is delayed by the second delay unit 18. これらの入力により次のような順序で伝送路の特性の推定が行われる。 Estimation of characteristics of the transmission path in the following order are performed by these inputs. 数37 Number 37

【0092】 [0092]

【数37】 [Number 37]

【0093】タップ係数の推定値は数38となり、これによりタップ係数が更新される。 [0093] estimate of the tap coefficients becomes number 38, which by the tap coefficients are updated.

【0094】 [0094]

【数38】 [Number 38]

【0095】この場合の推定誤差は数39となり、 [0095] estimation error in this case is the number 39 next to,

【0096】 [0096]

【数39】 [Number 39]

【0097】上記の数40は状態推定部16により推定され、入力される。 [0097] The number of the 40 estimated by the state estimation unit 16, are input.

【0098】また、数38の数41はカルマンゲインであり、数42、数43、数44となる。 [0098] Also, the number 41 of the number 38 is Kalman gain, number 42, number 43, and number 44.

【0099】 [0099]

【数40】 [Number 40]

【0100】 [0100]

【数41】 [Number 41]

【0101】 [0101]

【数42】 [Number 42]

【0102】 [0102]

【数43】 [Number 43]

【0103】 [0103]

【数44】 [Number 44]

【0104】次に送信信号の推定は状態推定部16により数45、数46、数47、数48と計算される。 [0104] Estimation of the next transmission signal state estimation unit 16 by the number 45, number 46, number 47, is calculated as the number 48.

【0105】 [0105]

【数45】 [Number 45]

【0106】 [0106]

【数46】 [Number 46]

【0107】 [0107]

【数47】 [Number 47]

【0108】 [0108]

【数48】 [Number 48]

【0109】ただし数49はカルマンゲインであり、数50、数51、数52、数53、数54となる。 [0109] However the number 49 is the Kalman gain, number 50, number 51, number 52, number 53, and number 54.

【0110】 [0110]

【数49】 [Number 49]

【0111】 [0111]

【数50】 [Number 50]

【0112】 [0112]

【数51】 [Number 51]

【0113】 [0113]

【数52】 [Number 52]

【0114】 [0114]

【数53】 [Number 53]

【0115】 [0115]

【数54】 [Number 54]

【0116】判定回路14は、以上の伝送路の特性の推定と送信信号の推定を交互にくり返し、等化及び情報信号の推定を行なう。 [0116] judging circuit 14, repeatedly alternately estimating the parameters and the transmission signal characteristics than the transmission path, estimates a equalization and the information signal.

【0117】なお、伝送路のインパルス応答はあらかじめ初期値を与える。 [0117] Incidentally, the impulse response of the channel gives the advance initial values. この初期値は送信局と受信局の位置,時刻,季節,周波数等で定まる既略値を予じめメモリ20に記憶しておき、これを選択し、一定の周期毎に読み出し、初期値として入力することにより推定の効率及び確度を向上させることができる。 The initial value is the position of the transmitting and receiving stations, time, season, the already substantially value determined by the frequency or the like is stored in the pre Ji order memory 20, select it, read every predetermined period, as an initial value it is possible to improve the efficiency and accuracy of the estimation by entering.

【0118】 [0118]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トレーニンクモード時にカルマンアルゴリズムによりタップ値を速く収束させ、伝送効率を向上させることができ、トラッキングモード時はLMSアルゴリズムにより演算量を少なくして比較的に簡単に伝送路の変動に追隋させ、H According to the present invention as described above, according to the present invention, fast to converge the tap value by Kalman algorithm Training link mode, it is possible to improve the transmission efficiency, the tracking mode by reducing the amount of calculation by the LMS algorithm easy to Tsuizui to variations in transmission path relatively, H
F帯の変動や遅延などに耐えうる等化を行なうことができる。 It can be performed equalization that can withstand such variations or delays in F zone. また、トレーニング信号を使用しないで等化を行ない、カルマンアルゴリズムを用いて送信信号を推定することが可能となり、伝送効率を向上させることができる。 Further, it performs equalization without using a training signal, it is possible to estimate the transmitted signal by using a Kalman algorithm, thereby improving the transmission efficiency.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】ダイバーシチ受信装置のブロック図、 1 is a block diagram of a diversity receiver,

【図2】判定帰還形適応等化器の構成図。 Figure 2 is a configuration diagram of a decision feedback adaptive equalizer.

【図3】本発明の第1の実施形態のタップ係数の推定の説明図。 Illustration of estimation of the tap coefficients of the first embodiment of the present invention; FIG.

【図4】本発明の第1の実施形態の等化のメインルーチンの処理図。 Process diagram of the main routine of the equalization of the first embodiment of the present invention; FIG.

【図5】本発明の第2の実施形態の判定帰還形適応等化器の構成図。 Figure 5 is a configuration diagram of a decision feedback adaptive equalizer of the second embodiment of the present invention.

【図6】図5の一部回路の詳細構成図。 FIG. 6 is a detailed block diagram of a part of the circuit of FIG. 5.

【図7】従来方法1のタップ係数の推定の説明図。 Figure 7 is an explanatory view of estimation of the tap coefficients of the conventional methods 1.

【図8】従来方法2のタップ係数の推定の説明図。 Figure 8 is an explanatory view of estimation of the tap coefficients of the conventional method 2.

【図9】従来の等化のメインルーチンの処理図。 [9] processing view of the main routine of a conventional equalizer.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1a,1b…アンテナ、2a,2b…受信機、3…比較回路、4…スイッチ、5適応形自動等化器、6…デジタル変調用復調器、7−jf〜7−1f、7−1a〜7− 1a, 1b ... antenna, 2a, 2b ... receiver, 3 ... comparison circuit, 4 ... switch, 5 self-adaptive equalizer, 6 ... digital modulation demodulator, 7-jf~7-1f, 7-1a~ 7
ka…レジスタ、8−jf〜8−1f、8−1a〜8− ka ... register, 8-jf~8-1f, 8-1a~8-
ka…乗算器、9…加算器、10…判定回路、11…加算器、12…タップ係数更新制御回路、13…トレーニング信号発生器、14…判定回路、15…タップ係数更新制御回路、16…状態推定部(送信信号の推定)、1 ka ... multiplier, 9 ... adder, 10 ... judgment circuit, 11 ... adder, 12 ... tap coefficient updating control circuit, 13 ... training signal generator, 14 ... judgment circuit, 15 ... tap coefficient updating control circuit, 16 ... state estimator (estimation of the transmission signal), 1
7…パラメータ推定部(伝送路の特性の推定)、18, 7 ... parameter estimator (estimation of characteristics of the transmission path), 18,
19…遅延部。 19 ... delay unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl. 7識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03H 21/00 H03H 21/00 H04B 7/005 H04B 7/005 7/08 7/08 A 7/12 7/12 H04L 27/38 H04L 27/00 G 27/01 K Fターム(参考) 5J021 AA02 AA03 AA04 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 DB04 EA04 FA17 FA20 FA26 FA32 GA08 HA05 HA06 5J023 DA03 DB03 DC06 DD09 5K004 AA08 JH02 5K046 AA05 EE06 EE10 EE56 EF02 EF13 EF15 EF23 EF46 5K059 AA08 CC03 CC06 DD01 DD39 EE02 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) H03H 21/00 H03H 21/00 H04B 7/005 H04B 7/005 7/08 7/08 a 7/12 7 / 12 H04L 27/38 H04L 27/00 G 27/01 K F term (reference) 5J021 AA02 AA03 AA04 AA05 AA06 CA06 DB02 DB03 dB04 EA04 FA17 FA20 FA26 FA32 GA08 HA05 HA06 5J023 DA03 DB03 DC06 DD09 5K004 AA08 JH02 5K046 AA05 EE06 EE10 EE56 EF02 EF13 EF15 EF23 EF46 5K059 AA08 CC03 CC06 DD01 DD39 EE02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 受信波を適応等化器を用いて適応等化処理する適応等化方式において、受信波のトレーニング信号受信時には、上記適応等化器の各係数の初期値を一定の各符号期間毎にカルマンアルゴリズムによって自動調整し、情報信号受信時には、上記適応等化器の各係数を最小2乗平均アルゴリズムによって自動調整することを特徴とする適応等化方式。 1. A adaptive equalization method of processing adaptive equalization using adaptive equalizer received waves, at the time of training signal reception of the reception wave, each symbol of the predetermined initial values ​​of the coefficients of the adaptive equalizer automatically adjusted for each period by the Kalman algorithm, at the time of the information signal received, an adaptive equalization method which is characterized by automatically adjusting the coefficients of the adaptive equalizer by a least mean squares algorithm.
  2. 【請求項2】 短波帯の2つ以上の周波数あるいは空間的に互に異なる受信波で、該異なる受信波が同一のデータで変調されてデータ伝送信号として常時送出される電波の、最適なものを選択して受信するダイバーシチ受信装置と、該受信波のトレーニング信号受信時は各係数の初期値を一定の各符号期間毎にカルマンアルゴリズムによって自動調整し、情報信号受信時は各係数を最小2乗平均アルゴリズムによって自動調整することにより適応等化処理をする適応等化器と、該適応等化出力の多値ディジタル変調波を復調して情報信号及びトレーニング信号からなる復調出力を得る復調回路とからなることを特徴とするダイバーシチ受信方式。 In wherein more than one frequency or spatially mutually different reception wave of short wave band, the radio waves said different receiving wave is always transmitted as modulated by the data transmission signals with the same data, optimal a diversity receiver to select and receive, at the training signal reception of the received wave is automatically adjusted by the Kalman algorithm an initial value every predetermined each code period for each coefficient, the minimum information during signal reception the coefficients 2 an adaptive equalizer that the adaptive equalization processing by automatically adjusting the multiplication means algorithm, a demodulation circuit for obtaining a demodulated output by demodulating the multi-level digital modulated wave of the adaptive equalization output consisting information signal and a training signal diversity reception method characterized by comprising the.
  3. 【請求項3】 受信波を適応等化器を用いて適応等化処理をする適応等化方式において、上記適応等化は、カルマンアルゴリズムを用いて受信波の伝送路の特性の推定及び送信信号の推定を行ない、該伝送路の特性の推定と送信信号の推定とを交互に行なうことにより等化及び情報信号の推定を行なうものであることを特徴とする適応等化方式。 3. A adaptive equalization method for the adaptive equalization processing using an adaptive equalizer received waves, the adaptive equalization, estimation and transmission signal characteristic of the transmission path of a received wave by using a Kalman algorithm of performs estimation, adaptive equalization method which is characterized in that performs equalization and the information signal estimate by performing the estimation of the estimated transmission signal characteristic of said transmission path alternately.
  4. 【請求項4】 短波帯の2つ以上の周波数あるいは空間的に互に異なる受信波で、該異なる受信波が同一のデータで変調されてデータ伝送信号として常時送出される電波の、最適なものを選択して受信するダイバーシチ受信装置と、カルマンアルゴリズムを用いて上記受信波の伝送路の特性の推定及び送信信号の推定を行ない、該伝送路の特性の推定と送信信号の推定とを交互に行なうことにより等化及び情報信号の推定を行なう適応等化器と、 In 4. Two or more frequency or spatially mutually different reception wave of short wave band, the radio waves said different receiving wave is always transmitted as modulated by the data transmission signals with the same data, optimal a diversity receiver to select and receive, performs estimation of the estimation and the transmission signal characteristics of the transmission path of the received wave by using a Kalman algorithm, alternating with estimation of the estimated transmission signal characteristic of said transmission path an adaptive equalizer for estimating the equalization and the information signal by performing,
    該適応等化出力の多値ディジタル変調波を復調して情報信号の復調出力を得る復調回路とからなることを特徴とするダイバーシチ受信方式。 Diversity reception method characterized by comprising a demodulation circuit for obtaining a demodulated output information signals by demodulating the multi-level digital modulated wave of the adaptive equalization output.
  5. 【請求項5】 カルマンアルゴリズムを用いて受信波の伝送路の特性の推定を行なう適応等化器において、送信局と受信局の位置関係、日時、により定められた伝送路の特性の係数初期値を予じめ記憶し、該記憶した初期値を一定周期毎に読み出し係数の初期値として与えるメモリを備えたことを特徴とする適応等化器。 5. The adaptive equalizer using the Kalman algorithm to estimate the characteristics of the transmission path of a received wave, the positional relationship between the receiving station and transmitting station, date and time, coefficient initial values ​​of characteristics of the transmission path defined by the was pre Ji because storage, adaptive equalizer, characterized in that it comprises a memory to provide an initial value the stored as an initial value of the read coefficient for each constant period.
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