JP2002535925A - 適応イコライザを有するｏｆｄｍ受信機 - Google Patents

適応イコライザを有するｏｆｄｍ受信機

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Abstract

(57)【要約】 ＯＦＤＭは、デジタルサンプルに変換した後、受信された信号に作用する適応イコライザ6 を含んでいる。イコライザ6 によるフィルタ処理後、すべてのガードインターバルが除去され(8) 、高速フーリエ変換がその信号に適用される。その後データ信号は評価され(12)、評価されたデータは出力として供給される(14)。評価されたデータはまた任意のガードインターバルが再挿入され(20)、逆高速フーリエ変換され(18)、イコライザ6 にフィードバックされてそのタップ係数の適応を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信機に関し、特にＯＦＤＭ受信機およびそのような受信機で使用
するための適応イコライザならびにそのイコライザのトレーニングする方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】
ヨーロッパのデジタル地上波テレビジョン標準方式ＤＶＢ−Ｔでは変調方式と
して直交周波数分割多重化、ＯＦＤＭを特定している。
【０００３】 通常のＯＦＤＭシステムでは、多重通路無線伝送チャンネルによって送信され
た信号の遅延分散歪みを生じさせる。適応イコライザは遅延分散歪みを消去する
ために多くの応用で使用されているが、ＯＦＤＭ受信機および適応イコライザに
対する既存の設計は、ＯＦＤＭ信号の各サブバンドに並列に動作する多数のイコ
ライザを使用することが提案されているが、一般的には両立性に乏しい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
それ故、ＯＦＤＭシステムに対する既存の設計は、遅延分散の影響に対処する
ためにガードインターバルを使用している。すなわち、各送信期間は有用な情報
が送信される期間と、有用な情報が送信されないガードインターバルとを含んで
いる。したがって、ガードインターバルの使用は伝送効率を減少させ、所定の無
線周波数帯域内で送信されるデータが少なくなる。
【０００５】 本発明は、既存のＯＦＤＭ受信機および適応イコライザの設計の両立性の乏し
い欠点を克服する適応イコライザを含むＯＦＤＭ受信機に関するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の特徴によれば、請求項１に規定されたような構成の受信機が提
供される。
【０００７】 本発明の第２の特徴によれば、請求項６に規定されたような構成のイコライザ
が提供される。
【０００８】 本発明の第３の特徴によれば、請求項７に規定されたような方法が提供される
。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明をさらによく理解するために添付図面を参照にして説明する。 図１に示されるように、送信されたアナログＯＦＤＭシンボルは無線周波数チ
ャンネル2 で受信され、その無線周波数チャンネル2 の特性は知られておらず、
時間と共に変化し、雑音の影響を受ける。
【００１０】 それ故、受信機は入力装置4 において入力信号ｙ1 '(ｔ) を採取し、復調し、
Ａ−Ｄ変換し、ダウンサンプリングして所定の時間ドメインベクトルｙ'(ｎ，ｌ
）を生成する。受信されたシーケンスｙ'(ｎ，ｌ）は適応イコライザ6 によって
フィルタ処理されて時間ドメインシーケンスｚ'(ｎ，ｌ）を生成する。
【００１１】 適応イコライザ6 から出力された時間ドメインシーケンスは、ガード抽出装置
8 に入力され、出力ｚ（ｎ，ｌ）を生成する。本発明の利点はガードインターバ
ルに対する必要性が減少され、或いは消去されることである。それ故、ガード抽
出装置8 は、ガードインターバルが使用時に送信機により使用される場合に必要
があるときのみ必要とされる。 それから高速フーリエ変換（ＦＦＴ）10がｚ（ｎ，ｌ）に適用されて周波数ド
メインベクトルのｚ（ｋ，ｌ）を生成する。
【００１２】 この本発明のこの実施形態では、周波数ドメインシーケンスがチャンネル評価
装置12に供給され、このチャンネル評価装置12は無線チャンネルの周波数応答の
評価を導出し、その評価にしたがって補償する。別の実施形態ではチャンネル評
価装置は省略されてもよい。
【００１３】 その後ベクトルは出力装置14に供給され、データ出力を生成する。出力装置14
はデータを有用な形態にするハードリミタでもよい。しかしながら、任意のイン
ターリーブ、コード化、信号マッピング、或いは送信機に与えられるエラー制御
計画が出力装置14において置換され、エラーを補正するために利用され、出力デ
ータシーケンスを生成することもできる。送信された信号のデータ内容の最良の
可能な評価である出力データは、その後フィードバックループに供給され、処理
されて送信されたシーケンスの最良の可能な評価を形成する。特に、データ出力
は装置16に供給され、この装置16は、データのインターリーブ、コード化、マッ
ピングを送信機で行われたのと同じ方法で行い、周波数ドメインシーケンスＷ（
ｋ，ｌ）を生成する。
【００１４】 周波数ドメインシーケンスは逆フーリエ変換装置18に入力され、この装置18の
出力ｗ（ｎ，ｌ）はガードインターバル挿入装置20に供給されて送信機中で付加
されたものに対応するガードインターバルを挿入してシーケンスｗ'(ｎ，ｌ）を
生成する。実効的に、データ出力はフィードバックループ中で処理されて送信機
において生成されたＯＦＤＭシンボルを再構成することを試み、したがって、ｗ
'(ｎ，ｌ）は送信されたシーケンスｘ'(ｎ，ｌ）の評価である。
【００１５】 評価ｗ'(ｎ，ｌ）はそれからイコライザ6 に入力され、そのタップ係数の指令
された適応を決定することができる。
【００１６】 ＯＦＤＭシンボルの各更新された評価は、多数のサブシンボルから形成され、
１つのＯＦＤＭシンボルの全てのサブシンボルが受信された後にのみイコライザ
に対して利用可能にされる。
【００１７】 図２は本発明のイコライザを示している。通常と同様に、イコライザは２つの
シフトレジスタセクションから構成されている。すなわち、将来の送信シンボル
および現在の送信シンボルを記憶するフィードフォワードセクション32と、以前
の送信シンボルを記憶するフィードバックセクション34から構成されている。フ
ィードフォワードセクション32の長さは（Ｊ1 ＋１）シンボルであり、また、フ
ィードバックセクション34の長さはＫ2 シンボルであル。受信されたシーケンス
ｙ'(ｎ，ｌ）は入力であり、記憶された各シンボルの値はタップ係数ｃ（ｊ）で
により乗算され、その乗算結果は合算されてイコライザ出力ｚ'(ｎ，ｌ）を形成
する。
【００１８】 タップ係数ｃ（ｊ）はＬＳＭ適応アルゴリズムにしたがって更新される。知ら
れているように、ＬＳＭ適応アルゴリズムは、イコライザ出力シンボルと送信さ
れたシンボルの評価との間のエラーの尺度にしたがってイコライザのタップを適
応させる。送信されたシンボルの評価はトレーニングシーケンスまたは指令され
た適応の決定のいずれかにより行うことができる。
【００１９】 トレーニングシーケンスによる適応はイコライザが従来の知識を持つシンボル
の送信を必要とする。このトレーニングモードは送信されたシンボルのエラーの
ない評価にしたがった適応を可能にするが、データスループットを生じない。
【００２０】 指令された適応の決定は出力データをフィードバックして送信されたシンボル
を評価する。この評価はエラーのないことを必要としないが、データスループッ
トを可能にする。
【００２１】 実際には、２つの技術は組合わせられる。最初のトレーニングシーケンスは近
似的にイコライザを適応させ、指令された適応の決定がさらに適応するために適
切なエラー測定を与えるのに十分なように出力イコライザ出力エラーを減少させ
る。指令された適応の決定中に、イコライザはさらにその作用の微同調および無
線チャンネルの比較的小さい時間変化を追跡するため両者にさらに適応する。
【００２２】 図２のイコライザは通常のイコライザにほぼ類似しているが、以下のような相
違点が存在する。
【００２３】 指令動作の決定中のフィードバックレジスタ32へのシンボル入力は直接決定
装置から来るのではなく、フィードバックベクトルから来る。 指令動作の決定中のエラーを計算するために使用されるシンボルは直接決定
装置から来るのではなく、フィードバックベクトルから来る。 フィードフォワードおよびフィードバックセクションの両者に対する追加の
バッファ36, 38は、フィードフォワード／フィードバックセクションの期間を越
えた過去のシンボルをさらに記憶する。これらの付加的に記憶された値は指令さ
れた適応の決定のために必要である。 指令されたモードの決定中にタップ係数はサブシンボル期間のインターバル
において更新されるのではなく、むしろ、サブシンボルのグループが形成される
１つのＯＦＤＭシンボル期間に関してＯＦＤＭシンボル期間に更新される。 しかしながら、ＬＭＳ計算はＬＭＳ計算プロセッサ40中で行われ、ＯＦＤＭ
シンボル期間のインターバルにおいて行われた全ての計算された調整の合計によ
りサブシンボル期間のインターバルに対応する調節を計算する。 イコライザ出力は直接そのフィードバックセクションに入力されてもよい。 指令された（またはデータ導出された）動作の決定中に供給されるこれらの付
加的な特徴は、ＯＦＤＭ受信機アーキテクチャ内でイコライザが動作することを
可能にする。
【００２４】 これらの特徴の全てについて以下詳細に説明する。 イコライザは時間ドメインシーケンスで動作するから、その出力もまた時間ド
メインシーケンスである。ＯＦＤＭモデム中のデータは周波数ドメインにあり、
したがってイコライザ出力は決定処理の先立ってフーリエ変換（最初に除去され
る任意のガードインターバルで）されなければならない。したがって、イコライ
ザの出力は直接決定装置に供給されることはできない。同様に決定装置はイコラ
イザに直接フィードバックされることはできない。フィードバックベクトルはそ
の代りにフィードバックされる。イコライザがトレーニングシーケンスにより適
応された場合にはこれは関係ない。それはトレーニングシーケンス自体は送信さ
れたシーケンスのエラーのない評価であり、イコライザのフィードバックセクシ
ョンに入力されることができるからである。さらに、決定装置出力はＬＭＳ適応
アルゴリズムで使用された出力エラーを計算するために使用されることはできな
いので、再びフィードバックベクトルが代りに使用される。
【００２５】 付加的なシンボルバッファリングおよび指令されたモート決定における適応プ
ロセスに対する変化は必要である。それは並列送信がＯＦＤＭにおいて行なわれ
て、ＯＦＤＭシンボル期間のインターバルにおいて同時に出力される１つのＯＦ
ＤＭシンボルを形成するグループポスト決定データサブシンボルを生じるからで
ある。（対照的に、単一キャリアシステムはシンボル期間のインターバルにここ
のシンボルを出力する。）並列送信により与えられるこの制限は、ＯＦＤＭシン
ボル中の指令された適応決定を妨害する。それはまたＯＦＤＭシンボルの終わり
迄イコライザに利用可能となるフィードバック値を阻止する。
【００２６】 それ故、各送信サブシンボルによるイコライザの適応の代りに、ＯＦＤＭシン
ボルを形成する全ての送信シンボルが一定のまま残ったタップ係数によりイコラ
イザを通してクロックされ、イコライザ出力は直接フィードバックセクションに
入力される。各ＯＦＤＭシンボルの終わりにおいて、ＯＦＤＭシンボルのスター
トにおいてフィードフォワードおよびフィードバックセクションに記憶されてい
た過去および未来の送信シンボルがバッファから再生される。タップ係数はＯＦ
ＤＭシンボルを通して一定のままであるので、イコライザは効果的にＯＦＤＭシ
ンボルのスタートにおける状態に戻る。それかにＯＦＤＭシンボルはもう一度イ
コライザにクロックする。フィードバックＯＦＤＭシンボルはエラーの決定とフ
ィードバックセクションの入力の両方に利用可能である。このプロセスは前には
完了されなかった適応ステップを可能にし、フィードバックされたＯＦＤＭシン
ボルによりフィードバックされた出力シンボルを送信されたシンボルのポスト決
定評価で置換することを可能にする。
【００２７】 上述の動作の方法はイコライザのフィードフォワードおよびフィードバック段
の両者が拡大されたＯＦＤＭシンボルの長さの整数倍の多数のタップを有するこ
とを可能にし、この整数の値はＭ＋Ｎとし、ＮはＯＦＤＭシンボルの有用な期間
中の送信シンボルの数であり、Ｍはガード期間中の送信シンボルの数である。説
明された実施例において、これらのタップの数は拡大されたＯＦＤＭシンボルの
長さに等しい。
【００２８】 イコライザの出力は次の式で与えられる。
【００２９】
【数１】 ここで、ｎ＝０に対して、Ｃout （ｎ）＝０であり、 ０でないｎに対して、Ｃout （ｎ）＝１である。
【００３０】 イコライザはその後、ＬＭＳアルゴリズムにしたがって適応され、それはこの
場合以下のように規定される。 トレーニングモード中：
【数２】 指令された動作の決定中：
【数３】 ここで、−ｊ＝Ｎ＋Ｍの場合、Ｃff（１）＝０ および、 −ｊ＝Ｎ＋Ｍでない場合、Ｃff（１）＝１ また、ｊ＝Ｎ＋Ｍの場合、Ｃff（１）＝０ および、 ｊ＝Ｎ＋Ｍでない場合、Ｃff（１）＝１であり、 Δはイコライザステップ定数であり、 ｃ（ｊ，ｎ，ｌ）はＯＦＤＭシステム中のイコライザタップベクトルであり、 ε（ｎ，ｌ）はＯＦＤＭシステム中のイコライザ出力エラーベクトルである。
【００３１】 図３は本発明による別のイコライザを示している。これは図２のイコライザと
ほぼ対応しているが、イコライザのフィードバックセクション34へのシンボル入
力がゼロシンボルである点が相違している。これはシンボルに伴っている雑音の
イコライザへのフィードバックを阻止しているが、結果的にイコライザはもはや
同じＯＦＤＭシンボルからの遅延分散歪を消去しない。しかしながら、これは依
然として有効な送信計画に対して可能である。それは、例えば、ガードインター
バルが使用される場合に、同じＯＦＤＭシンボル内の遅延分散干渉はキャリア内
干渉（ＩＣＩ）を生じないからである。したがってゼロシンボルフィードバック
を有するイコライザはチャンネル評価プロセスと組合されてプレ決定送信シンボ
ルのフィードバックの必要なしに遅延分散歪の消去を行うことができる。 したがって、図３では図２に比較して、イコライザの出力から直接フィードバ
ックセクションへのフィードバック路がゼロシンボルソースによって置換されて
いる。
【００３２】 その場合、イコライザ出力は次のようになる： 全てのｎに対してＣout （ｎ）＝０ である。 図３のイコライザにおけるタップ適応方法は図２を参照して説明したものと
同じである。
【００３３】 イコライザはもはや全ての遅延分散歪を消去する必要はなく、したがってイコ
ライザ出力は送信されたシーケンスを近似することは期待されない。それ故、受
信機は図４に示されるように、フィードバックのベクトルは競合しない歪みを補
償するように調節されなければならない。これはフィードバック路中にチャンネ
ル補償プロセスを反転させることにより行なわれる。すなわち、チャンネル評価
装置12によって生成されたチャンネル評価は、反転してマッピングおよびインタ
ーリーブ装置16の出力に供給される。これは適切に調整されたフィードバックベ
クトルを与える。
【００３４】 以上、ＯＦＤＭ信号の適応等化を可能にし、結果的に受信信号中の雑音特性を
改善する受信機およびイコライザについて説明した。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による第１の受信機のブロック図。
【図２】 本発明による第１のイコライザのブロック図。
【図３】 本発明による第２のイコライザのブロック図。
【図４】 本発明による第３の受信機のブロック図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ブル、デビッド・ロジャー イギリス国、エヌピー16・７ジェイイー、 モンマウスシャー、チェプストー、ティデ ナム、ネザーホープ・ランド、ネザーウェ イズ（番地なし) (72)発明者 ニックス、アンドリュー・ロバート イギリス国、ビーエス８・１ディーエー、 ブリストル、クリフトン、ベルビュー ７ Ｆターム(参考） 5K022 DD01 DD13 DD17 DD19 DD33 DD34 5K046 AA05 BA06 BB03 EE15 EF21 HH15 HH30 HH55 PP08

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信された信号を復調し、Ａ−Ｄ変換し、ダウンサンプリン
    グして時間ドメインデジタル信号ベクトルを形成する受信信号プロセッサと、 少なくともフィードバックセクションを有し、複数のタップ係数を有し、時間
    ドメインデジタル信号ベクトルに作用してフィルタ処理された時間ドメインシー
    ケンスを形成するイコライザと、 フィルタ処理された時間ドメインシーケンスに作用して周波数ドメインベクト
    ルを形成する高速フーリエ変換プロセッサと、 周波数ドメインベクトルを出力データ信号に変換する出力装置と、 出力データ信号に作用して送信されたシーケンスの評価を形成する逆高速フー
    リエ変換プロセッサとを具備し、 送信されたシーケンスの評価はイコライザに入力として供給されてそのタップ
    係数の指令された適応の決定を可能にし、さらに、入力としてイコライザフィー
    ドバックセクションに供給されることを特徴とするＯＦＤＭ受信機。
  2. 【請求項２】 さらに、高速フーリエ変換プロセッサにより処理される前に
    フィルタ処理された時間ドメインシーケンスからガードシーケンスを抽出するガ
    ード抽出装置と、 ガード抽出装置によって除去されたガードインターバルに対応するガードイン
    ターバルを，逆高速フーリエ変換プロセッサにより供給された送信されたシーケ
    ンスの評価中に挿入するガード挿入装置とを具備している請求項１記載のＯＦＤ
    Ｍ受信機。
  3. 【請求項３】 さらに、周波数ドメインベクトルを補償して補償された周波
    数ドメインベクトルを生成するチャンネル評価装置を備えている請求項１記載の
    ＯＦＤＭ受信機。
  4. 【請求項４】 出力装置は、受信信号の送信機に供給されるエラー制御計画
    を利用および消去する手段を備え、さらに、 出力装置中で消去されたエラー制御計画を出力データ信号に再度供給する手段
    を備えている請求項１記載のＯＦＤＭ受信機。
  5. 【請求項５】 出力装置は、補償された周波数ドメインベクトルをデインタ
    ーリーブする手段を含んでいる請求項４記載のＯＦＤＭ受信機。
  6. 【請求項６】 出力装置は、補償された周波数ドメインベクトルをデマッピ
    ングする手段を含んでいる請求項４記載のＯＦＤＭ受信機。
  7. 【請求項７】 ＯＦＤＭ信号を表す複数のシンボルを含む受信信号を入力さ
    せ、それら各ＯＦＤＭシンボルはＯＦＤＭシンボル期間あたり複数のサブシンボ
    ルを含んでいる第１の入力と、 第１の数のタップおよび対応するタップ係数を含むフィードフォワード段と、 第２の数のタップおよび対応するタップ係数を含むフィードバック段と、 フィードフォワード段中に存在するシンボルを越える過去のシンボルを記憶す
    る第１のバッファと、 フィードバック段中に存在するシンボルを越える過去のシンボルを記憶する第
    ２のバッファと、 フィードバック段およびフィードフォワード段中のタップ係数をＯＦＤＭシン
    ボル期間のインターバルにおいて更新する補正アルゴリズムプロセッサとを具備
    していることを特徴とする適応決定フィードバックイコライザ。
  8. 【請求項８】 適応イコライザの係数を適応させる方法において、 前記イコライザは、 ＯＦＤＭ信号を表す複数のシンボルを含む受信信号を入力させ、それらの各
    ＯＦＤＭシンボルはＯＦＤＭシンボル期間あたり複数のサブシンボルを含んでい
    る第１の入力と、 送信された信号の評価を含むフィードバック信号を受信する第２の入力と、 第１の数のタップおよび対応するタップ係数を含んでいるフィードフォワー
    ド段と、 第２の数のタップおよび対応するタップ係数を含んでいるフィードバック段
    と、 フィードフォワード段中に存在するシンボルを越える過去のシンボルを記憶
    する第１のバッファと、 フィードバック段中に存在するシンボルを越える過去のシンボルを記憶する
    第２のバッファと、 フィードバック段およびフィードフォワード段中のタップのタップ係数をＯ
    ＦＤＭシンボル期間のインターバルにおいて更新する補正アルゴリズムプロセッ
    サとを具備し、 前記イコライザの係数を適応させる方法は、 フィードバック信号をシンボル期間当り１回第２の入力に供給し、 サブシンボル期間のインターバルに対応するタップ係数に対する必要な補正
    を計算し、 前記各期間中に得られた全ての計算された補正に基づいてＯＦＤＭシンボル期
    間のインターバルにおいてタップのタップ係数を更新することを特徴とするイコ
    ライザの係数の適応方法。
  9. 【請求項９】 さらに、シンボル期間のインターバルにおいて等化された信
    号を出力させる請求項８記載の適応方法。
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