JP2002026780A - 訓練シーケンスを用いた適応等化器用フィルタタップ長さ調整装置及び方法 - Google Patents

訓練シーケンスを用いた適応等化器用フィルタタップ長さ調整装置及び方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 適応等化器のタップ数を可変的に適用できる
適応等化器用フィルタタップ長さ調整装置及び方法を提
供する。 【解決手段】 本発明の適応等化器用フィルタタップ長
さ調整装置は、訓練シーケンスが有効な場合、適応等化
器に入力されたデータと4シンボルのセグメント同期信
号及び511/63/63/63PNシーケンスを含む訓練
シーケンスとの相関値の差からマルチパス情報を検出す
るマルチパス検出部100及び検出されたマルチパス情
報とフィールド同期信号に応じて最大前後半ゴースト位
置に基づきタップ長さ制御信号を発するタップ長さ調整
部200を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は適応等化器のフィル
タタップ長さ調整装置及び方法に係り、特にデータ同期
用セグメントのセグメント同期シンボル及び訓練シンボ
ルと入力シンボルの相関値及び訓練シンボルの自己相関
値からマルチパス情報を検出し、検出されたマルチパス
情報を用いて必要なフィルタのタップ長さを決める訓練
シーケンスを用いた適応等化器用フィルタ長さ調整装置
及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】残留側波帯(vestigial side band: VSB)
デジタル伝送システムはデータを受信し、データを送信
フォーマットに適するよう変換し、変換されたデータを
送信チャンネルを介して伝送する送信機及び送信チャン
ネルを介して送信機から受信されたデータを受信フォー
マットに適するように変換して変換されたデータを伝送
する受信機を含む。
【0003】図1AにはVSB伝送システムのデータフレー
ムが示されている。フレームは、それぞれ832シンボ
ルで構成されたセグメントを有し、セグメントのそれぞ
れはセグメント同期信号用の4個のシンボルとデータ用
及び順方向エラー訂正(Forward Error Correction : FE
C) 信号用の828個のシンボルを有する。それぞれの
データフレームは訓練シーケンス(training sequence s
ignal)を含む一つのデータフィールド同期用セグメント
と312個の一般データセグメントよりなる313個の
セグメントを有する。図1Bにはデータフィールド同期
用セグメントが示されている。訓練シーケンスは送信機
から受信機に伝送されたデータのフィールド同期信号に
含まれた信号であって、511/63/63/63と51
1/63/-63/63の疑似雑音シンボルが交互にフィー
ルド同期用として使われる。即ち、奇数フィールド(Odd
Fields)における訓練シーケンスは偶数フィールド(Eve
nFields)における訓練シーケンスと同一であるが、一つ
の63疑似雑音訓練シーケンス列の符号が相異なる。
【0004】適応等化器は伝送チャンネルまたは受信機
に含まれた欠陥(defective)システム構成要素によるチ
ルトまたはゴーストのようなチャンネル歪み(distortio
n)を補償するために受信機で使用されるシステムの構成
要素である。適応等化器のタップ数は一般に最大除去し
ようとするゴーストの除去範囲により決まる。従来はゴ
ーストを検出及び除去するために訓練シーケンスのうち
符号が交互に変わる63個のシンボルシーケンス、すな
わち疑似雑音(pseudo noise: PN)63シーケンスを用い
た。この技術は既存のアナログTVで使用される群符号記
録(group codedrecording: GCR)を用いたゴースト除去
方式に似ている。
【0005】しかし、PN63シーケンスを使用してゴー
ストを除去する従来の方法は次のような問題点がある。
第1に、63個のシンボルのみを用いるためゴーストの
検出及び除去範囲が短い。例えば、VSBの場合10.7
5MHzのシンボルレートを有するので、約+5.86μs
のポストゴースト(post ghost)のみを除去できる。これ
は、現在VSB適応等化器の規格が最小18.76μsの
ゴーストを除去することを考慮すれば極短の範囲のゴー
ストのみを除去する。
【0006】第2に、既存のアナログNTSC(National Te
levision System Committee)において使用した方式と類
似に処理するためには、PN63シーケンスを最小二つ以
上見守るべきなので、ゴースト検出時間が多少遅れる可
能性がある。即ち、従来のゴースト検出及び除去方法で
はフィールド同期信号のうち+/-符号を有しながら繰り
返されるPN63シーケンスの性質を用いるので、少なく
とも二つのフィールド同期信号、すなわち一つのフレー
ムが過ぎてこそゴーストに対する情報が分かるからであ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前述した問題
点を勘案して案出されたもので、その目的は適応等化器
のタップ数を可変的に適用しうる適応等化器用フィルタ
タップ長さ調整装置及び方法を提供するところにある。
【0008】本発明の他の目的は、適応等化器の性能を
向上させることは勿論、省エネルギーに寄与する適応等
化器用フィルタタップ長さ調整装置及び方法を提供する
ところにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の前述した目的及
び長所を達成するための適応等化器用フィルタタップ長
さ調整装置は、訓練シーケンスが有効な場合適応等化器
に入力されたデータと4シンボルのセグメント同期信号
及び511/63/63/63PNシーケンスを含む訓練シ
ーケンスとの相関値の差からマルチパス情報を検出する
マルチパス検出部及び検出されたマルチパス情報とフィ
ールド同期信号に応じて最大前後半ゴースト位置に基づ
きタップ長さ制御信号を発するタップ長さ調整部とを含
む。
【0010】マルチパス検出部は、フィールド同期信号
がハイの場合、適応等化器に入力されたデータをイネー
ブルして出力する第1マルチプレクサ、フィールド同期
信号がハイの場合、すなわち訓練シーケンスが有効な場
合、訓練シーケンスをイネーブルして出力する第2マル
チプレクサ、第1マルチプレクサから出力されたデータ
と704シンボル訓練シーケンスの相関値を計算する第
1同期シーケンス相関器、第2マルチプレクサから出力
された基準信号と704シンボル訓練シーケンスの相関
値を計算する第2 同期シーケンス相関器及び第1同期
シーケンス相関器の出力信号から第2同期シーケンス相
関器の出力信号を減算してマルチパス情報を検出する減
算器とを含む。
【0011】タップ長さ調整部はマルチパス検出部で得
られたマルチパス情報の相関値の差(あるいは減算器の
出力)の絶対値を取る絶対値計算部、計算された絶対値
と臨界値とを比較して臨界値を越える相関値のみを出力
する臨界値比較部、相関値を求めるのにかかる時間ほど
遅延されたフィールド同期区間を計数するカウンタ、カ
ウンタにより遅延されたフィールド同期区間中臨界値比
較部から得られた相関値からゴーストの位置を検出する
ゴースト検出部、検出された前後半ゴーストを含むよう
にタップ長さをマッチングしてタップ長さ制御信号を出
力するタップ長さテーブルとを含む。
【0012】タップ長さテーブルはメーンタップからの
距離により少なくとも一つ以上の区間に分類し、各区間
毎に所定のタップ数を設定する。
【0013】本発明の前述した目的及び長所を達成する
ための適応等化器用フィルタタップ長さ調整方法は、デ
ータ同期用セグメントのセグメント同期シンボル及び訓
練シンボルと入力シンボルの相関値と訓練シンボルの自
己相関値からマルチパス情報を検出するマルチパス検出
段階、及び検出されたマルチパス情報を用いて必要なフ
ィルタのタップ長さを決める段階とを含む。
【0014】マルチパス検出段階はデータ入力段階と、
データ入力段階で入力されたデータと704個の知られ
ているシンボルで構成された訓練シーケンス間の相関値
を求める相関値検出段階と、相関値検出段階で求めた相
関値と訓練シーケンスの自己相関値の差を求める差検出
段階と、差検出段階で求めた相関値差からマルチパス情
報を検出するマルチパス検出段階とを含む。
【0015】タップ長さ決定段階はマルチパス検出段階
で検出されたマルチパス情報から、メーンタップからの
最遠の前後半ゴーストの位置を検出するゴースト位置検
出段階と、ゴースト位置検出段階で検出されたゴースト
位置を含むようにタップ長さを調整するタップ長さ調整
段階とを含む。
【0016】本発明の適応等化器用フィルタタップ長さ
調整装置及び方法によれば、検出されたマルチパス位置
により適応等化器のタップ数を可変的に適用できるの
で、適応等化器の性能を向上させることは勿論、省エネ
ルギーにも寄与できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の望ましい実施形態を詳細に説明する。VSB伝送シ
ステムは、図1Bに示したような511/63/63/6
3シーケンスよりなる訓練シーケンスとセグメント同期
信号を含むフィールド同期信号とを有する。訓練シーケ
ンスは送信機から受信機に伝送される信号として知られ
ている信号(known signal)である。フィールド同期信号
の前方には4シンボルのセグメント同期信号が存する
が、この信号も知られている信号である。したがって、
これら704個のシンボルは全て知られている信号であ
る。これら知られている704個のシンボルを基準信号
Srと称する。本発明の適応等化器用フィルタタップ長さ
調整装置は、入力データの相関値とこれら知られている
704個のシンボルの相関値の差からチャンネルのイン
パルス応答(impulse response)と類似した信号を得てマ
ルチパスを検出する。これを式で説明するために訓練シ
ーケンスをt(n)とし、チャンネルのインパルス応答をh
(n)とすれば、本発明の適応等化器用フィルタタップ長
さ調整装置に入力された信号Diは次の通りである。
【0018】
【数1】
【0019】本発明の適応等化器用フィルタタップ長さ
調整装置はマルチパス検出部100及びタップ長さ調整
部200を含む。マルチパス検出部100はフィールド
同期信号Fsync.がハイの場合、適応等化器に入力され
たデータDi及び基準信号Srのそれぞれの相関値の差から
マルチパス(M.P.:multi path) 情報を検出する。マ
ルチパス検出部100は第1マルチプレクサ(MUX1)1
10、 第2マルチプレクサ(MUX2)120、第1同期シ
ーケンス相関器130、第2同期シーケンス相関器14
0及び減算器150を含む。第1マルチプレクサ(MUX
1)110はフィールド同期信号Fsync.がハイの場合、
適応等化器に入力されたデータDiをイネーブルして第1
同期シーケンス相関器130に出力する。第2マルチプ
レクサ(MUX2)120はフィールド同期信号Fsync.がハ
イの場合、基準信号Srをイネーブルして第2同期シーケ
ンス相関器140へ出力する。これは、相関値が不要な
区間では第1及び第2相関器130、140を動作させ
ないことにより省エネルギーを図るためである。
【0020】第1同期シーケンス相関器130は、第1
マルチプレクサMUX1から出力されたデータDiと訓練シ
ーケンスt(n)の相関値d(n)を計算する。
【0021】
【数2】 数式2から、信号d(n)はt(n)の自己相関値とチャンネル
のインパルス応答h(n)のコンボルーションである。
【0022】チャンネルのインパルス応答はデルタ関数
とマルチパスとの和と見られる。
【0023】
【数3】
【0024】第2同期シーケンス相関器140は第2マ
ルチプレクサMUX2から出力された基準信号Srの相関値a
(n)を計算する。
【0025】
【数4】
【0026】第1同期シーケンス相関器130と第2同
期シーケンス相関器140はフィールド 識別子Fidによ
り同期される。フィールド識別子Fidは+/-信号が反転さ
れた63シーケンスに対する情報である。減算器150
は第1同期シーケンス相関器130の出力信号d(n)から
第2同期シーケンス相関器140の出力信号a(n)を減算
する。
【0027】
【数5】
【0028】ここで、t(n)の自己相関値はδ(n)と類似
した応答を有するので、これを用いれれば減算器150
の出力はマルチパス(M.P.) 情報として用いられ
る。これを図面を参考にして説明すれば、VSBフォー
マットのフィールド同期部分の相関値を取れば、他の部
分の相関値も0ではなくても、特に同期に当たる部分に
おける相関値は極めて大きく現れる。図4A及び図4B
においてA部分は63シーケンスによる相関値であり、
B部分はメーンタップ部分の相関値である。図4BのC
部分はマルチパスの相関値である。図4Bに示された相
関値a(n)と図4Aに示された基準信号の相関値d(n)の差
を求めれば、マルチパスの相関値を示したC部分のみ残
る。相関器はハードウェア要求量が多量のブロックなの
で、相関器の解像度(resolution)を適宜に定めることが
必要であるが、本発明の場合入力信号の上位3ビットほ
どのみ使用すれば十分である。模擬実験結果、入力信号
の上位3ビットのみ使用した場合、約-22dBのゴース
トまで検出が可能であった。
【0029】一方、ハードウェア要求量のみ問題とな
り、マルチパス検出が最短時間内になされなくても良い
場合は、汎用メモリとデジタル信号処理器(DSP)構造を
用いてスループット(throughput)が極めて遅い小型相関
ブロックで具現することもできる。
【0030】また、基準信号Srに対する相関値は既知の
信号らに対する相関値なので、予め計算して第2マルチ
プレクサ120及び第2同期シーケンス相関器140の
代りにROMに置き換えられる。
【0031】タップ長さ調整部200は、検出されたマ
ルチパス情報とフィールド同期信号Fsync.により最大
前後半ゴースト位置に基づきタップ長さ制御信号を発す
る。タップ長さ調整部200は絶対値計算部210、臨
界値比較部220、カウンタ230、ゴースト検出部2
50及びタップ長さテーブル260とを含む。絶対値計
算部210はマルチパス検出部100で得られたマルチ
パス情報である相関値の差あるいは減算器150の出力
の絶対値を取って臨界値比較部220に出力する。臨界
値比較部220は計算された絶対値と臨界値とを比較し
て臨界値を越える相関値のみをゴースト検出部250に
出力する。カウンタ230は相関値を求めるのにかかる
時間ほど遅延されたフィールド同期区間を計数する。ゴ
ースト検出部250はカウンタ230により遅延された
フィールド同期区間中臨界値比較部220から得られた
相関値からゴーストの位置を検出する。タップ長さテー
ブル260は検出された前後半ゴーストを含むようにタ
ップ長さをマッチングしてタップ長さ制御信号を出力す
る。タップ長さテーブル260はメーンタップからの距
離により幾つかの区間に分類し、各区間毎の所定のタッ
プ数を設定した。本実施形態において、前半ゴーストが
検出される区間であるプリカーソル(pre cursor)部分は
第1ないし第3区間に分割し、各区間別に40タップ、
60タップ、80タップを適用した。各区間の時間間隔
はユーザーが任意に決められる。各区間の境界部分にゴ
ーストが存する場合は大きい側のタップ長さを取れるよ
うにユーザーが調整できるマージンを設けられ、本実施
形態においては最大8タップまでのマージンを許容し
た。また、後半ゴーストが検出されるポストカーソル(p
ost cursor)部分は七つの区間に分割し、メーンタップ
から遠い区間のほどタップ数を増やした。本実施形態で
は区間数及びタップ長さを固定したが、タップ長さを外
部から入力することもでき、マルチパス検出部を用いて
自動に調整することもできる。すなわち、既存のATS
C標準仕様(ポスト18.76μs)のみを満たすために
は224タップに固定して使用することができる。
【0032】本発明の適応等化器用フィルタタップ長さ
調整装置及び方法によれば、VSBの場合704シンボル
長さのフィールド同期信号を用いれれば相関値からマル
チパスの有無及び大きさが分かる。また、マルチパスの
位置を用いてメーンタップから最遠の前後半ゴーストを
検出して適応等化器のタップ長さを可変的に決められる
ため、適応等化器の性能を向上させることは勿論、省エ
ネルギーに寄与できる。
【0033】以上では本発明の特定の望ましい実施形態
について示しかつ説明した。しかし、本発明は前述した
実施形態に限らず、特許請求の範囲において請求する本
発明の要旨を逸脱せず当該発明の属する技術分野におい
て通常の知識を持つ者ならば誰でも多様な変形実施が可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 Aは伝送システムのデータフレームを示した
図であり、Bはデータフィールド同期用セグメントを示
した図である。
【図2】 本発明に係る適応等化器のフィルタタップ長
さ調整装置のブロック図である。
【図3】 Aは図2のVSB用マルチパス検出器の構成
を示したブロック図であり、Bは図2のVSB用タップ
長さ調整部の構成を示したブロック図である。
【図4】 Aは訓練シーケンスの相関値a(n)を示し
た図であり、Bはマルチパスが追加された場合の相関値
d(n)を示した図である。
【図5】 本発明に係る適応等化器のフィルタタップ長
さ調整方法を示した順序図である。
【符号の説明】
100 マルチパス検出部 110 第1マルチプレクサ(MUX1) 120 第2マルチプレクサ(MUX2) 130 第1同期シーケンス相関器 140 第2同期シーケンス相関器 150 減算器 200 タップ長さ調整部 210 絶対値計算部 220 臨界値比較部 230 カウンタ 250 ゴースト検出部 260 タップ長さテーブル

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 訓練シーケンスが有効な場合、適応等化
    器に入力されたデータ及び訓練シーケンスとの相関値の
    差からマルチパス情報を検出するマルチパス検出部と、 検出されたマルチパス情報とフィールド同期信号に応じ
    て最大前後半ゴースト位置に基づきタップ長さ制御信号
    を発するタップ長さ調整部とを含むことを特徴とする適
    応等化器用フィルタタップ長さ調整装置。
  2. 【請求項2】 前記マルチパス検出部は、 フィールド同期信号がハイの場合、適応等化器に入力さ
    れたデータをイネーブルして出力する第1マルチプレク
    サと、 フィールド同期信号がハイの場合、基準信号をイネーブ
    ルして出力する第2マルチプレクサと、 第1マルチプレクサから出力されたデータと704訓練
    シーケンスの相関値を計算する第1同期シーケンス相関
    器と、 第2マルチプレクサから出力された基準信号と704訓
    練シーケンスの相関値を計算する第2同期シーケンス相
    関器と、 第1同期シーケンス相関器の出力信号から第2同期シー
    ケンス相関器の出力信号を減算してマルチパス情報を検
    出する減算器とを含むことを特徴とする請求項1に記載
    の適応等化器用フィルタタップ長さ調整装置。
  3. 【請求項3】 前記タップ長さ調整部は、 マルチパス検出部で得られたマルチパス情報の前記減算
    器出力の絶対値を取る絶対値計算部と、 計算された絶対値と臨界値とを比較して臨界値を越える
    相関値のみを出力する臨界値比較部と、 相関値を求めるのにかかる時間ほど遅延されたフィール
    ド同期区間を計数するカウンタと、 カウンタにより遅延されたフィールド同期区間中臨界値
    比較部から得られた相関値からゴーストの位置を検出す
    るゴースト検出部と、 検出された前後半ゴーストを含むようにタップ長さをマ
    ッチングしてタップ長さ制御信号を出力するタップ長さ
    テーブルとを含むことを特徴とする請求項2に記載の適
    応等化器用フィルタタップ長さ調整装置。
  4. 【請求項4】 前記タップ長さテーブルはメーンタップ
    からの距離により少なくとも一つ以上の区間に分類し、
    各区間毎に所定のタップ数を設定することを特徴とする
    請求項3に記載の適応等化器用フィルタタップ長さ調整
    装置。
  5. 【請求項5】 データ同期用セグメントのセグメント同
    期シンボル及び訓練シンボルと入力シンボルの相関値と
    訓練シンボルの自己相関値からマルチパス情報を検出す
    るマルチパス検出段階と、 検出されたマルチパス情報を用いて必要なフィルタのタ
    ップ長さを決める段階とを含むことを特徴とする適応等
    化器用フィルタタップ長さ調整方法。
  6. 【請求項6】 前記マルチパス検出段階は、 データ入力段階と、 前記データ入力段階で入力されたデータと704個の知
    られているシンボルで構成された基準信号との相関値を
    求める相関値検出段階と、 前記相関値検出段階で求めた相関値と基準信号の自己相
    関値との差を求める差検出段階と、 前記差検出段階で求めた相関値差からマルチパス情報を
    検出するマルチパス検出段階とを含むことを特徴とする
    請求項5に記載の適応等化器用フィルタタップ長さ調整
    方法。
  7. 【請求項7】 前記タップ長さ決定段階は前記マルチパ
    ス検出段階で検出されたマルチパス情報からメーンタッ
    プからの最遠の前後半ゴーストの位置を検出するゴース
    ト位置検出段階と、 前記ゴースト位置検出段階で検出されたゴースト位置を
    含むようにタップ長さを調整するタップ長さ調整段階と
    を含むことを特徴とする請求項6に記載の適応等化器用
    フィルタタップ長さ調整方法。
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