JP2005204186A - 波形等化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 トレーニング信号が歪んでいたとしても適応アルゴリズムの収束時間の増大を防止する技術を提供することを目的とする。
【解決手段】 相関演算部１０５は、入力信号から抽出されたトレーニング信号と、自己が生成したトレーニング信号との相関演算により、フィルタ部１０１の各タップに対応する相関値をそれぞれ導出する。初期タップ係数生成部１０６は、最大の相関値以外の各相関値の最大の相関値に対する比率を、導出時における比率よりも小さくなるように変換した後に、全ての相関値を各タップ係数の初期値としてタップ係数演算部１０３に供給する。
【選択図】 図３
【解決手段】 相関演算部１０５は、入力信号から抽出されたトレーニング信号と、自己が生成したトレーニング信号との相関演算により、フィルタ部１０１の各タップに対応する相関値をそれぞれ導出する。初期タップ係数生成部１０６は、最大の相関値以外の各相関値の最大の相関値に対する比率を、導出時における比率よりも小さくなるように変換した後に、全ての相関値を各タップ係数の初期値としてタップ係数演算部１０３に供給する。
【選択図】 図３
Description
本発明は、放送や無線通信におけるマルチパス妨害を除去する波形等化装置に関し、特に、適応アルゴリズムの収束時間の増大を防止する技術に関する。
従来から放送や無線通信の受信機は、マルチパス妨害を除去するため波形等化装置を搭載している。マルチパス妨害とは、放送波が主たる経路とその他の経路とを別個に経由して受信機に到達することで、受信機においてそれらの干渉波が観測される現象である。波形等化装置は、マルチパス妨害による干渉波から希望波のみを復元することができる。
図２２は、一般的な波形等化装置に、特許文献１が開示する初期タップ係数推定機能を付加した構成を示す図である。
図２２は、一般的な波形等化装置に、特許文献１が開示する初期タップ係数推定機能を付加した構成を示す図である。
フィルタ部１０１は、いわゆるＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタである。Ｄ１、Ｄ２・・・ＤＮはそれぞれ遅延素子であり、Ｍ０、Ｍ１・・・ＭＮはそれぞれ乗算器である。乗算器に与えられているタップ係数Ｃｉ（ｋ）が最適値であれば、干渉波である入力信号ｘ（ｋ）から希望波が復元されて出力信号ｙ（ｋ）として出力される。
タップ係数の最適値は、適応アルゴリズム（ここでは、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズム）により探し出される。ＬＭＳアルゴリズムは、前回のタップ係数から次回のタップ係数を生成するアルゴリズムであり、タップ係数は更新を重ねるにつれて徐々に最適値に近づいていく。したがって、タップ係数の初期値が最適値に近いほどＬＭＳアルゴリズムの収束時間が短縮される。
タップ係数の最適値は、適応アルゴリズム（ここでは、ＬＭＳ（Least Mean Square）アルゴリズム）により探し出される。ＬＭＳアルゴリズムは、前回のタップ係数から次回のタップ係数を生成するアルゴリズムであり、タップ係数は更新を重ねるにつれて徐々に最適値に近づいていく。したがって、タップ係数の初期値が最適値に近いほどＬＭＳアルゴリズムの収束時間が短縮される。
そこで、特許文献１は、タップ係数の最適値を推定し、それを初期値とする技術を開示している。最適値の推定には、放送データに一定間隔で挿入されているトレーニング信号が用いられる。トレーニング信号は、予め定められた特定パターンの信号である。受信機は、入力信号ｘ（ｋ）に含まれているトレーニング信号を抽出すると共に（トレーニング信号抽出部１０４）、自らトレーニング信号を生成する（トレーニング信号生成部１０２）。相関演算部１０５は、これらのトレーニング信号の相互相関を求め、その各相関値（Ｒ０、Ｒ１、・・・ＲＮ）をタップ係数の初期値としてタップ係数演算部１０３に与える。
以下に、トレーニング信号としてインパルスを用いた例を示す。
図２３（ａ）は、理想的なインパルスの場合に相関演算部１０５が出力する各相関値を示す図である。
これによれば、遅延時間０には相関値１１００、遅延時間−１０には相関値２７０、遅延時間８には相関値３８１がそれぞれ出力される。これらをタップ係数の初期値とすることにより、ＬＭＳアルゴリズムの収束時間を短縮することができる。
特開平１１−３１３０１３号公報
図２３（ａ）は、理想的なインパルスの場合に相関演算部１０５が出力する各相関値を示す図である。
これによれば、遅延時間０には相関値１１００、遅延時間−１０には相関値２７０、遅延時間８には相関値３８１がそれぞれ出力される。これらをタップ係数の初期値とすることにより、ＬＭＳアルゴリズムの収束時間を短縮することができる。
しかしながら、現実のトレーニング信号はノイズや寄生容量などにより歪んでいる。この場合には、各相関値は、歪みの影響を受けるので、必ずしもタップ係数の初期値として適切でない場合がある。
図２３（ｂ）は、図２３（ａ）と同じマルチパス環境で、インパルスが歪んでいる場合に相関演算部１０５が出力する各相関値を示す図である。
図２３（ｂ）は、図２３（ａ）と同じマルチパス環境で、インパルスが歪んでいる場合に相関演算部１０５が出力する各相関値を示す図である。
これによると、トレーニング信号の歪みの影響により、各相関値に誤差成分が現れて図２３（ａ）とは異なる相関値となっているのがわかる。この各相関値をタップ係数の初期値として利用すれば、最適値より大きなタップ係数となるタップや、本来ゼロであるべきタップ係数に有限値が与えられるタップが出現する。このような最適値よりも大きなタップ係数や、ゼロであるべきなのに有限値が出現しているタップ係数は、ＬＭＳアルゴリズムの収束時間をかえって増大させ、場合によっては発散させてしまうことがある。
そこで、本発明は、トレーニング信号が歪んでいたとしても適応アルゴリズムの収束時間の増大を防止する技術を提供することを目的とする。
本発明に係る波形等化装置は、適応フィルタを用いて入力信号の波形等化を行う波形等化装置であって、入力信号からトレーニング信号を抽出する抽出手段と、基準となるトレーニング信号を生成する生成手段と、前記抽出手段により抽出されたトレーニング信号と、前記生成手段により生成されたトレーニング信号との相関演算により、前記適応フィルタの各タップに対応する相関値をそれぞれ導出する導出手段と、前記導出手段により導出された最大の相関値以外の各相関値の最大の相関値に対する比率を、導出時における比率よりも小さくなるように変換した後に、全ての相関値を各タップ係数の初期値として前記適応フィルタに供給する供給手段とを備える。
上記構成によれば、最大の相関値以外の各相関値は、最大の相関値に対する比率がもとよりも小さくなるように変換される。これにより、最適値よりも大きなタップ係数に起因するＬＭＳアルゴリズムの収束時間の増大が防止される。
なお、本発明によれば、最適値よりも小さな相関値も、それより小さく変換されてからタップ係数の初期値として与えられる。これは、かえって最適値から乖離することとなる。しかし、シミュレーションによると、このことによる弊害は、最適値よりも大きな相関値をそのまま初期値として利用する場合の弊害よりも大きくないという結果が得られている。発明者は、以下の３つの環境でシミュレーションを行った。
（１）１波マルチパス環境で、Ｄ／Ｕ比＝０ｄＢとする。遅延時間は、−２０μｓｅｃから＋４０μｓｅｃとする。
（２）６波マルチパス（Ensemble A）環境に、さらに、ノイズ（Ｃ／Ｎ＝１５ｄＢ）を付加する。
（３）ノイズ妨害のみの環境（Ｃ／Ｎ＝１０ｄＢ、１５ｄＢ）。
なお、本発明によれば、最適値よりも小さな相関値も、それより小さく変換されてからタップ係数の初期値として与えられる。これは、かえって最適値から乖離することとなる。しかし、シミュレーションによると、このことによる弊害は、最適値よりも大きな相関値をそのまま初期値として利用する場合の弊害よりも大きくないという結果が得られている。発明者は、以下の３つの環境でシミュレーションを行った。
（１）１波マルチパス環境で、Ｄ／Ｕ比＝０ｄＢとする。遅延時間は、−２０μｓｅｃから＋４０μｓｅｃとする。
（２）６波マルチパス（Ensemble A）環境に、さらに、ノイズ（Ｃ／Ｎ＝１５ｄＢ）を付加する。
（３）ノイズ妨害のみの環境（Ｃ／Ｎ＝１０ｄＢ、１５ｄＢ）。
シミュレーションの結果によれば、本発明により適応アルゴリズムが発散する確率が低くなる傾向が現れている。これは、収束時間が無限大になる確率が低くなること、即ち、適応アルゴリズムの収束時間の増大が防止されることを意味する。
また、前記供給手段は、最大の相関値以外の各相関値に０．５以上１未満の係数を乗じることにより前記変換を行うこととしてもよい。
また、前記供給手段は、最大の相関値以外の各相関値に０．５以上１未満の係数を乗じることにより前記変換を行うこととしてもよい。
上記構成によれば、最大の相関値以外の各相関値は、０．５以上１未満の所定の係数が乗じられる。シミュレーション結果によれば、所定の係数が０．５未満であれば発散の確率がゼロとなる。一方、所定の係数が０．５よりも小さくなるに従って、発散しなかった場合の収束時間は長くなる傾向にある。これらを総合して勘案すると、適応アルゴリズムの収束時間の増大を防止し、かつ、収束時間を平均的に短縮するには、所定の係数が０．５以上１未満であることが望ましい。
また、前記供給手段は、最大の相関値のみに１より大きく２以下の係数を乗じることにより前記変換を行うこととしてもよい。
上記構成によれば、最大の相関値のみは、１より大きく２以下の所定の係数が乗じられる。これも、最大の相関値以外の各相関値を、最大の相関値に対する比率が小さくなるようにする変換の一種である。したがって、最大の相関値以外の各相関値に０．５以上１未満の所定の係数を乗じる変換と同様の効果を得ることができる。
上記構成によれば、最大の相関値のみは、１より大きく２以下の所定の係数が乗じられる。これも、最大の相関値以外の各相関値を、最大の相関値に対する比率が小さくなるようにする変換の一種である。したがって、最大の相関値以外の各相関値に０．５以上１未満の所定の係数を乗じる変換と同様の効果を得ることができる。
また、前記供給手段は、さらに、最大の相関値に対する比率が閾値未満の各相関値を不要成分とみなして除去することとしてもよい。
上記構成によれば、閾値未満の各相関値は、ゼロに丸め込まれる。トレーニング信号が歪んでいれば、各相関値には歪みによる不要成分が現れる。また、トレーニング信号の種類によっても各相関値に不要成分が現れることがある。波形等化装置は、閾値を適当に設定することにより、これらの不要成分を除去することができる。これにより、本来ゼロであるべきなのに有限値となるタップ係数に起因するＬＭＳアルゴリズムの収束時間の増大が防止される。
上記構成によれば、閾値未満の各相関値は、ゼロに丸め込まれる。トレーニング信号が歪んでいれば、各相関値には歪みによる不要成分が現れる。また、トレーニング信号の種類によっても各相関値に不要成分が現れることがある。波形等化装置は、閾値を適当に設定することにより、これらの不要成分を除去することができる。これにより、本来ゼロであるべきなのに有限値となるタップ係数に起因するＬＭＳアルゴリズムの収束時間の増大が防止される。
また、前記閾値は、０．０５以上０．１以下であることとしてもよい。
これは、シミュレーションの結果から導き出されている。シミュレーションによれば、閾値が０．１よりも大きければ、適応アルゴリズムの収束時間が長くなる傾向が現れている。また閾値が０．０５よりも小さければ、適応アルゴリズムが発散する確率が５割以上と極端に高くなる傾向が現れている。これらを総合すれば、閾値は０．０５以上０．１以下であるのが望ましい。
これは、シミュレーションの結果から導き出されている。シミュレーションによれば、閾値が０．１よりも大きければ、適応アルゴリズムの収束時間が長くなる傾向が現れている。また閾値が０．０５よりも小さければ、適応アルゴリズムが発散する確率が５割以上と極端に高くなる傾向が現れている。これらを総合すれば、閾値は０．０５以上０．１以下であるのが望ましい。
また、前記適応フィルタは、適応アルゴリズムにより各タップ係数を更新し、前記波形等化装置は、さらに、各タップ係数に相当するデフォルト値を予め保持している保持手段と、前記供給手段が前記適応フィルタにタップ係数の初期値を供給してから所定時間後に、前記適応フィルタの出力信号に基づいて適応アルゴリズムが収束しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が否定的な判定をした場合に、前記保持手段に保持されている各デフォルト値を各タップ係数の初期値として前記適応フィルタに供給させる制御手段とを備えることとしてもよい。
上記構成によれば、波形等化装置は、適応フィルタに初期値を与えてから所定時間後に、適応アルゴリズムが収束していなければ、改めて別の初期値を適応フィルタに与える。ここで所定時間とは、適応アルゴリズムが走り出してから収束するのに十分であると考えられる時間とする。これにより、波形等化装置は、適応アルゴリズムが発散に向かっている場合に、それを検知し、改めて別の初期値から適応アルゴリズムを開始することができる。したがって、適応アルゴリズムの収束時間が決定的に増大することを防止することができる。
また、前記適応フィルタは、適応アルゴリズムにより各タップ係数を更新し、前記波形等化装置は、さらに、予め定められた各デフォルト値を各タップ係数の初期値として前記適応フィルタに与えてから所定時間後に、前記適応フィルタの出力信号に基づいて適応アルゴリズムが収束しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が否定的な判定をした場合に、前記供給手段に各タップ係数の初期値を供給させる制御手段とを備えることとしてもよい。
上記構成によれば、波形等化装置は、上述の波形等化装置と同様に、適応アルゴリズムが発散に向かっている場合に、それを検知し、改めて別の初期値から適応アルゴリズムを開始することができる。
ただし、ここでは、各タップ係数の初期値として、まずデフォルト値を与え、それで収束しなければ、各相関値を与える。一般的にはトレーニング信号は、入力信号に一定間隔で挿入されている。そのため、各相関値の導出が開始されるまでの平均的な待ち時間は、その一定間隔の半分の時間となる。上記構成の波形等化装置は、まずデフォルト値を各タップ係数の初期値として与えて適応アルゴリズムを走らせる。それで収束すればそのまま適応アルゴリズムを継続する。収束しなければ、各相関値を初期値として適応アルゴリズムを改めて走らせる。この各相関値は、デフォルト値から適応アルゴリズムを走らせている間に導出することができる。したがって、波形等化装置は、効率的に適応アルゴリズムの収束時間の増大を防止することができる。
ただし、ここでは、各タップ係数の初期値として、まずデフォルト値を与え、それで収束しなければ、各相関値を与える。一般的にはトレーニング信号は、入力信号に一定間隔で挿入されている。そのため、各相関値の導出が開始されるまでの平均的な待ち時間は、その一定間隔の半分の時間となる。上記構成の波形等化装置は、まずデフォルト値を各タップ係数の初期値として与えて適応アルゴリズムを走らせる。それで収束すればそのまま適応アルゴリズムを継続する。収束しなければ、各相関値を初期値として適応アルゴリズムを改めて走らせる。この各相関値は、デフォルト値から適応アルゴリズムを走らせている間に導出することができる。したがって、波形等化装置は、効率的に適応アルゴリズムの収束時間の増大を防止することができる。
また、前記デフォルト値は、入力信号が前記適応フィルタを通過しても当該入力信号を変化させない値であることとしてもよい。
上記構成によれば、デフォルト値は、マルチパス妨害がない場合にタップ係数として最適値となる値である。したがって、マルチパス妨害が無視できるほどの環境であれば、このデフォルト値をタップ係数の初期値とすることによりＬＭＳアルゴリズムの収束時間の増大を防止することができる。
上記構成によれば、デフォルト値は、マルチパス妨害がない場合にタップ係数として最適値となる値である。したがって、マルチパス妨害が無視できるほどの環境であれば、このデフォルト値をタップ係数の初期値とすることによりＬＭＳアルゴリズムの収束時間の増大を防止することができる。
また、前記適応フィルタは、適応アルゴリズムにより各タップ係数を更新し、前記供給手段は、最大の相関値以外の各相関値を、最大の相関値に対する比率を第１の割合で小さくなるように変換し、前記波形等化装置は、さらに、前記供給手段が前記適応フィルタにタップ係数の初期値を供給してから所定時間後に、前記適応フィルタの出力信号に基づいて適応フィルタが収束しているか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が否定的な判定をした場合に、前記供給手段に第１の割合とは異なる第２の割合で小さくなるように変換させて各タップ係数の初期値として供給させる制御手段とを備えることとしてもよい。
上記構成によれば、波形等化装置は、上述の波形等化装置と同様に、適応アルゴリズムが発散に向かっている場合に、それを検知し、改めて別の初期値から適応アルゴリズムを開始することができる。
ただし、ここでは、各タップ係数の初期値として、第１の割合で小さくした各相関値を与え、それで収束しなければ、第２の割合で小さくした各相関値を与えている。このように、当初の初期値とその次の初期値のどちらも各相関値を利用しているため、いずれかをデフォルト値とする場合に比べて収束する確率を高くすることができる。したがって、波形等化装置は、より効率的にＬＭＳアルゴリズムの収束時間の増大を防止することができる。
ただし、ここでは、各タップ係数の初期値として、第１の割合で小さくした各相関値を与え、それで収束しなければ、第２の割合で小さくした各相関値を与えている。このように、当初の初期値とその次の初期値のどちらも各相関値を利用しているため、いずれかをデフォルト値とする場合に比べて収束する確率を高くすることができる。したがって、波形等化装置は、より効率的にＬＭＳアルゴリズムの収束時間の増大を防止することができる。
また、前記入力信号は、複数のトレーニング信号を含んでおり、前記波形等化装置は、さらに、前記導出手段により導出された各相関値のうち最大の相関値に対応するタップを記憶する記憶手段と、前記記憶手段に所定回数だけ同じタップが記憶されるまで、前記供給手段が各タップ係数の初期値を供給することを抑制する制御手段とを備えることとしてもよい。
上記構成によれば、波形等化装置は、復調部における搬送波再生及びクロック再生が完了してから得られる各相関値を、適応フィルタにタップ係数の初期値として与える。ここで、搬送波再生及びクロック再生が完了していることは、最大の相関値に対応するタップが所定回数だけ同一であることから知ることができる。
これにより、波形等化装置は、信頼性の低い初期値を用いることにより適応アルゴリズムの収束時間が増大することを防止することができる。
これにより、波形等化装置は、信頼性の低い初期値を用いることにより適応アルゴリズムの収束時間が増大することを防止することができる。
また、前記波形等化装置は、さらに、前記導出手段により導出された各相関値のうちの最大の相関値が、所定値を超えるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が肯定的な判定をするまで、前記供給手段が各タップ係数の初期値を供給することを抑制する制御手段とを備えることとしてもよい。
上記構成によれば、波形等化装置は、復調部における搬送波再生及びクロック再生が完了してから得られる各相関値を、適応フィルタにタップ係数の初期値として与える。ここで、搬送波再生及びクロック再生が完了していることは、最大の相関値が所定値よりも大きいことから知ることができる。
上記構成によれば、波形等化装置は、復調部における搬送波再生及びクロック再生が完了してから得られる各相関値を、適応フィルタにタップ係数の初期値として与える。ここで、搬送波再生及びクロック再生が完了していることは、最大の相関値が所定値よりも大きいことから知ることができる。
これにより、波形等化装置は、信頼性の低い初期値を用いることにより適応アルゴリズムの収束時間が増大することを防止することができる。
また、前記入力信号は、受信信号を復調する復調部において復調された後の信号であり、前記波形等化装置は、さらに、前記復調部における搬送波再生及びクロック再生が完了しているか否かを、搬送波再生における周波数の誤差、及びクロック再生における位相の誤差に基づいて判定する判定手段と、前記判定手段が肯定的な判定をするまで、前記供給手段が各タップ係数の初期値を供給することを抑制する制御手段とを備えることとしてもよい。
また、前記入力信号は、受信信号を復調する復調部において復調された後の信号であり、前記波形等化装置は、さらに、前記復調部における搬送波再生及びクロック再生が完了しているか否かを、搬送波再生における周波数の誤差、及びクロック再生における位相の誤差に基づいて判定する判定手段と、前記判定手段が肯定的な判定をするまで、前記供給手段が各タップ係数の初期値を供給することを抑制する制御手段とを備えることとしてもよい。
上記構成によれば、波形等化装置は、復調部における搬送波再生及びクロック再生が完了してから得られる各相関値を、適応フィルタにタップ係数の初期値として与える。ここで、搬送波再生及びクロック再生が完了していることは、フィードバック信号から知ることができる。
これにより、波形等化装置は、信頼性の低い初期値を用いることにより適応アルゴリズムの収束時間が増大することを防止することができる。
これにより、波形等化装置は、信頼性の低い初期値を用いることにより適応アルゴリズムの収束時間が増大することを防止することができる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
（実施の形態１）
＜概要＞
実施の形態１では、波形等化部は、相関演算部１０５が得た各相関値をそのままタップ係数の初期値とするのではなく、最大の相関値以外の相関値に係数０．５を乗じたものを初期値とする。これにより、トレーニング信号の歪みにより最適値より大きくなった相関値は、適切な値に調整される。
＜構成＞
図１は、放送受信装置の一般的な構成を示す図である。
（実施の形態１）
＜概要＞
実施の形態１では、波形等化部は、相関演算部１０５が得た各相関値をそのままタップ係数の初期値とするのではなく、最大の相関値以外の相関値に係数０．５を乗じたものを初期値とする。これにより、トレーニング信号の歪みにより最適値より大きくなった相関値は、適切な値に調整される。
＜構成＞
図１は、放送受信装置の一般的な構成を示す図である。
放送受信装置１０は、デジタル放送波を受信し、復調、復号を経て、ビデオ信号を出力する。デジタル放送波は、アンテナ２０からフロントエンド部に伝送される。フロントエンド部は、チューナ１１、復調部１２、波形等化部１３、誤り訂正部１４からなり、デジタル放送波をベースバンド信号に変換する。ベースバンド信号は、バックエンド部に伝送されて、さらにビデオ信号にデコードされる。バックエンド部は、ＴＳデコーダ１５、ＭＰＥＧデコーダ１６、ＣＰＵ１７、グラフィックス１８を備えている。
デジタル放送波は、マルチパス妨害により希望波と非希望波との干渉波となっている。干渉波は、そのままでは符号間干渉により適正に復号できない。波形等化部１３は、干渉波から希望波を復元する。波形等化部１３は、放送データに含まれるトレーニング信号を利用して波形等化を行う。
図２は、米国ＡＴＳＣ規格における放送データのデータ構造を示す図である。
図２は、米国ＡＴＳＣ規格における放送データのデータ構造を示す図である。
放送データの基本単位はセグメントである。図示するように３１３セグメントが１フィールドとなり、２フィールドが１フレームとなる。
トレーニング信号は、各フィールドの先頭セグメントに含まれている。それ以外のセグメントには、放送データが含まれている。１フィールドの送出レートは、２４．２ｍｓｅｃなので、トレーニング信号も２４．２ｍｓｅｃに１回送出されることになる。
トレーニング信号は、各フィールドの先頭セグメントに含まれている。それ以外のセグメントには、放送データが含まれている。１フィールドの送出レートは、２４．２ｍｓｅｃなので、トレーニング信号も２４．２ｍｓｅｃに１回送出されることになる。
図３は、実施の形態１に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
波形等化部１３は、フィルタ部１０１、トレーニング信号生成部１０２、タップ係数演算部１０３、トレーニング信号抽出部１０４、相関演算部１０５及び初期タップ係数生成部１０６を備える。
初期タップ係数生成部１０６以外の構成要素については、従来技術と同様である。
波形等化部１３は、フィルタ部１０１、トレーニング信号生成部１０２、タップ係数演算部１０３、トレーニング信号抽出部１０４、相関演算部１０５及び初期タップ係数生成部１０６を備える。
初期タップ係数生成部１０６以外の構成要素については、従来技術と同様である。
フィルタ部１０１は、いわゆるＦＩＲフィルタであり、入力信号ｘ（ｋ）を出力信号ｙ（ｋ）に変換する。各タップ係数Ｃｉ（ｋ）が最適値であればフィルタ部１０１は、干渉波から希望波を復元することができる。
トレーニング信号生成部１０２は、予め定められているトレーニング信号ｄ（ｋ）を生成する。
トレーニング信号生成部１０２は、予め定められているトレーニング信号ｄ（ｋ）を生成する。
タップ係数演算部１０３は、以下に示すＬＭＳアルゴリズムにより得られる各タップ係数をフィルタ部１０１に与える。
Ｃｉ（ｋ＋１）＝Ｃｉ（ｋ）−α×ｅ（ｋ）×ｘｉ（ｋ）
ここで、ｅ（ｋ）は、トレーニング信号ｄ（ｋ）から出力信号ｙ（ｋ）を差し引いた誤差信号である。フィルタ部１０１が希望波を完全に復元した場合には、出力信号ｙ（ｋ）はトレーニング信号ｄ（ｋ）と等しくなるので誤差信号ｅ（ｋ）はゼロとなる。また、出力信号ｙ（ｋ）がトレーニング信号ではなく、放送データの場合には、放送データがとり得る値のうち最も近い値との差分をｅ（ｋ）とする。ｘｉ（ｋ）は、タップｉにおける入力信号である。αは、収束速度と残留誤差とを決定するステップサイズであり、適当な値が予め設定されている。上記のフィルタ部１０１とタップ係数演算部１０３とで適応フィルタが構成される。
Ｃｉ（ｋ＋１）＝Ｃｉ（ｋ）−α×ｅ（ｋ）×ｘｉ（ｋ）
ここで、ｅ（ｋ）は、トレーニング信号ｄ（ｋ）から出力信号ｙ（ｋ）を差し引いた誤差信号である。フィルタ部１０１が希望波を完全に復元した場合には、出力信号ｙ（ｋ）はトレーニング信号ｄ（ｋ）と等しくなるので誤差信号ｅ（ｋ）はゼロとなる。また、出力信号ｙ（ｋ）がトレーニング信号ではなく、放送データの場合には、放送データがとり得る値のうち最も近い値との差分をｅ（ｋ）とする。ｘｉ（ｋ）は、タップｉにおける入力信号である。αは、収束速度と残留誤差とを決定するステップサイズであり、適当な値が予め設定されている。上記のフィルタ部１０１とタップ係数演算部１０３とで適応フィルタが構成される。
トレーニング信号抽出部１０４は、入力信号ｘ（ｋ）に含まれるトレーニング信号をパターンマッチングにより抽出する。抽出されたトレーニング信号は相関演算部１０５に送出される。
相関演算部１０５は、トレーニング信号生成部１０２が生成したトレーニング信号と、トレーニング信号抽出部１０４が抽出したトレーニング信号との相関演算により相関値を得る。相関演算は、フィルタ部１０１の１つの遅延素子に相当する遅延時間ごとに行われ、その都度、相関値が初期タップ係数生成部１０６に出力される。これがＮ＋１回行われると各相関値Ｒ０、Ｒ１・・・ＲＮが得られる。入力信号ｘ（ｋ）が干渉波であればトレーニング信号抽出部１０４が抽出したトレーニング信号にも符号間干渉が生じている。したがって、相関演算部１０５は、相関演算により遅延時間０には希望波の相関値が現れると共に、その他の遅延時間にもゼロ以外の相関値が現れる。
相関演算部１０５は、トレーニング信号生成部１０２が生成したトレーニング信号と、トレーニング信号抽出部１０４が抽出したトレーニング信号との相関演算により相関値を得る。相関演算は、フィルタ部１０１の１つの遅延素子に相当する遅延時間ごとに行われ、その都度、相関値が初期タップ係数生成部１０６に出力される。これがＮ＋１回行われると各相関値Ｒ０、Ｒ１・・・ＲＮが得られる。入力信号ｘ（ｋ）が干渉波であればトレーニング信号抽出部１０４が抽出したトレーニング信号にも符号間干渉が生じている。したがって、相関演算部１０５は、相関演算により遅延時間０には希望波の相関値が現れると共に、その他の遅延時間にもゼロ以外の相関値が現れる。
初期タップ係数生成部１０６は、相関演算部１０５からシリアルに送出される各相関値Ｒ０、Ｒ１・・・ＲＮに基づいてタップ係数の初期値Ｃｉ（０）を生成する。初期値Ｃｉ（０）は、タップ係数演算部１０３に送出され、タップ係数演算部１０３は、その初期値Ｃｉ（０）からＬＭＳアルゴリズムを開始する。
本発明は、各相関値Ｒ０、Ｒ１・・・ＲＮをそのままではなく、初期タップ係数生成部１０６により変換し、その結果をタップ係数の初期値とすることを特徴とする。以下に、その詳細を述べる。
本発明は、各相関値Ｒ０、Ｒ１・・・ＲＮをそのままではなく、初期タップ係数生成部１０６により変換し、その結果をタップ係数の初期値とすることを特徴とする。以下に、その詳細を述べる。
図４は、初期タップ係数生成部の詳細な構成を示す図である。
初期タップ係数生成部１０６は、正規化部１１０、不要成分除去部１２０、レベル調整部１３０を備える。
正規化部１１０は、各相関値Ｒ０、Ｒ１・・・ＲＮのうちの最大の相関値が１となるように各相関値を正規化する。ピーク検出部１１１は、シリアルに入力される各相関値のうちの最大の相関値と、それに対応する遅延時間とを検出する。遅延部１１２は、各相関値Ｒ０、Ｒ１・・・ＲＮを一定期間だけ遅延させて出力する。演算部１１３は、遅延部１１２からシリアルに入力される各相関値を、最大の相関値で割り、その結果を出力する。これにより、正規化部１１０は、正規化を実現することができる。
初期タップ係数生成部１０６は、正規化部１１０、不要成分除去部１２０、レベル調整部１３０を備える。
正規化部１１０は、各相関値Ｒ０、Ｒ１・・・ＲＮのうちの最大の相関値が１となるように各相関値を正規化する。ピーク検出部１１１は、シリアルに入力される各相関値のうちの最大の相関値と、それに対応する遅延時間とを検出する。遅延部１１２は、各相関値Ｒ０、Ｒ１・・・ＲＮを一定期間だけ遅延させて出力する。演算部１１３は、遅延部１１２からシリアルに入力される各相関値を、最大の相関値で割り、その結果を出力する。これにより、正規化部１１０は、正規化を実現することができる。
不要成分除去部１２０は、正規化された各相関値のうちの閾値よりも小さな相関値を不要成分として除去する。閾値保持部１２１は、閾値（＝０．１）を保持している。比較部１２２は、正規化された各相関値と閾値とを比較して、その比較結果をセレクタ１２３に入力する。セレクタ１２３は、入力された相関値が閾値よりも小さい場合にはゼロを出力し、閾値よりも小さくない場合にはそのまま相関値を出力する。このように、不要成分除去部１２０は、閾値よりも小さな相関値をゼロとして出力することにより、不要成分除去を実現することができる。
レベル調整部１３０は、正規化された各相関値のうちの最大の相関値（即ち、相関値が１）についてはそのまま出力し、それ以外の各相関値についてはレベル調整係数（＝０．５）を乗じて出力する。演算部１３１は、各相関値にレベル調整係数を乗じて、その結果をセレクタ１３２に出力する。セレクタ１３２は、ピーク検出部１１１から相関値が最大を示す遅延時間を得て、最大の相関値についてはそのまま出力し、それ以外の各相関値については、演算部１３１によりレベル調整された結果を出力する。これにより、レベル調整部１３０は、各相関値のうちの最大の相関値以外の相関値について、最大の相関値に対する比率を小さくなるように変換して出力することができる。
このような初期タップ係数生成部１０６の各部の作用を図５を用いて説明する。
実際の米国ＡＴＳＣ規格では、トレーニング信号としてＭ系列を利用しているが、ここでは説明を簡単にするため、トレーニング信号としてインパルスを利用した例を示す。なお、従来の技術との比較のため、放送受信装置１０は、背景技術の欄で想定したマルチパス妨害と同様のマルチパス妨害を受けているものとして説明する。
実際の米国ＡＴＳＣ規格では、トレーニング信号としてＭ系列を利用しているが、ここでは説明を簡単にするため、トレーニング信号としてインパルスを利用した例を示す。なお、従来の技術との比較のため、放送受信装置１０は、背景技術の欄で想定したマルチパス妨害と同様のマルチパス妨害を受けているものとして説明する。
図５（ａ）は、相関演算部１０５が出力する各相関値を示す図である。
各相関値は、図２３（ｂ）に示す各相関値と同一である。
図５（ｂ）は、正規化部１１０が出力する各相関値を示す図である。
各相関値は、最大の相関値（相関値１１００）が１となるように正規化されている。
図５（ｃ）は、不要成分除去部１２０が出力する各相関値を示す図である。
各相関値は、図２３（ｂ）に示す各相関値と同一である。
図５（ｂ）は、正規化部１１０が出力する各相関値を示す図である。
各相関値は、最大の相関値（相関値１１００）が１となるように正規化されている。
図５（ｃ）は、不要成分除去部１２０が出力する各相関値を示す図である。
この例では、遅延時間３に現れていた相関値０．０７は、閾値（＝０．１）よりも小さいのでゼロに丸め込まれている。
図５（ｄ）は、レベル調整部１３０が出力する各相関値を示す図である。
遅延時間０に現れている最大の相関値１はそのまま出力されている。一方、遅延時間−１０に現れていた相関値０．２０は、レベル調整係数０．５により０．１０が出力される。また、遅延時間８に現れていた相関値０．４５は、レベル調整係数０．５により０．２３が出力される。
図５（ｄ）は、レベル調整部１３０が出力する各相関値を示す図である。
遅延時間０に現れている最大の相関値１はそのまま出力されている。一方、遅延時間−１０に現れていた相関値０．２０は、レベル調整係数０．５により０．１０が出力される。また、遅延時間８に現れていた相関値０．４５は、レベル調整係数０．５により０．２３が出力される。
これによると、正規化部１１０と不要成分除去部１２０とにより、最大の相関値に対する大きさが１０％未満の相関値は丸め込まれることがわかる。また、レベル調整部１２０により、最大の相関値以外の相関値は、最大の相関値に対する比率がもとよりも小さくなるように変換されることがわかる。
このように、本発明は、波形等化部１３が相関演算部１０５が得た各相関値をそのままタップ係数の初期値とするのではなく、初期タップ係数生成部１０６により変換された各相関値をタップ係数の初期値とすることを特徴とする。
このように、本発明は、波形等化部１３が相関演算部１０５が得た各相関値をそのままタップ係数の初期値とするのではなく、初期タップ係数生成部１０６により変換された各相関値をタップ係数の初期値とすることを特徴とする。
なお、トレーニング信号としてＭ系列を利用した場合には、最大の相関値以外の各相関値においても、最大の相関値に比べて非常に小さな有限値をとる。これらは、不要成分除去部１２０により除去可能である。
初期タップ係数生成部１０６における変換の度合いとＬＭＳアルゴリズムの収束時間との関係については、図６に示すシミュレーション結果が得られている。
初期タップ係数生成部１０６における変換の度合いとＬＭＳアルゴリズムの収束時間との関係については、図６に示すシミュレーション結果が得られている。
図６（ａ）は、閾値をパラメータとして発散の確率及び発散しなかった場合の収束時間をシミュレートした結果を示す図である。
このシミュレーション結果から、実施の形態１の波形等化部１３においては、閾値が０．１に設定されている。
閾値を０．１より大きくすると、発散の確率はほとんどないが、発散しなかった場合の収束時間は、長くなる傾向にある。これは、Ｄ／Ｕ比の大きなパスに対してもタップ係数の初期値としてゼロが与えられるからと考えられる。
このシミュレーション結果から、実施の形態１の波形等化部１３においては、閾値が０．１に設定されている。
閾値を０．１より大きくすると、発散の確率はほとんどないが、発散しなかった場合の収束時間は、長くなる傾向にある。これは、Ｄ／Ｕ比の大きなパスに対してもタップ係数の初期値としてゼロが与えられるからと考えられる。
また、閾値を０．１より小さくすると、発散の確率は高くなるが、発散しなかった場合の収束時間は、短くなる傾向にある。しかし、閾値を０．０５未満にすると発散の確率が５割以上と極端に高くなる。これらを総合すると、閾値は０．０５以上０．１以下であることが望ましい。
図６（ｂ）は、レベル調整係数をパラメータとして発散の確率及び発散しなかった場合の収束時間をシミュレートした結果を示す図である。
図６（ｂ）は、レベル調整係数をパラメータとして発散の確率及び発散しなかった場合の収束時間をシミュレートした結果を示す図である。
このシミュレーション結果から、実施の形態１の波形等化部１３においては、レベル調整係数が０．５に設定されている。
レベル調整係数を０．５より大きくすると、発散の確率は高くなるが、収束時間は短くなる傾向にある。レベル調整係数が０．８付近が最も収束時間が短く、それ以上（０．８〜１．０）では収束時間が長くなる傾向にある。これは、相関演算の誤差の影響によるものと考えられる。
レベル調整係数を０．５より大きくすると、発散の確率は高くなるが、収束時間は短くなる傾向にある。レベル調整係数が０．８付近が最も収束時間が短く、それ以上（０．８〜１．０）では収束時間が長くなる傾向にある。これは、相関演算の誤差の影響によるものと考えられる。
また、レベル調整係数を０．５より小さくすると、発散の確率はほとんどゼロとなり、収束時間は長くなる傾向にある。今回のシミュレーションでは、レベル調整係数を０．５にした場合でも、一度も発散することはなかった。したがって、レベル調整係数は、０以上１未満とすれば効果を得られるが、特に、０．５以上１未満の場合に効果が大きいと考えられる。
上述のシミュレーションは、以下の３つの環境でそれぞれ行われている。
（１）１波マルチパス環境で、Ｄ／Ｕ比＝０ｄＢとする。遅延時間は、−２０μｓｅｃから＋４０μｓｅｃとする。
（２）６波マルチパス（Ensemble A）環境に、さらに、ノイズ（Ｃ／Ｎ＝１５ｄＢ）を付加する。
（３）ノイズ妨害のみの環境（Ｃ／Ｎ＝１０ｄＢ、１５ｄＢ）。
（１）１波マルチパス環境で、Ｄ／Ｕ比＝０ｄＢとする。遅延時間は、−２０μｓｅｃから＋４０μｓｅｃとする。
（２）６波マルチパス（Ensemble A）環境に、さらに、ノイズ（Ｃ／Ｎ＝１５ｄＢ）を付加する。
（３）ノイズ妨害のみの環境（Ｃ／Ｎ＝１０ｄＢ、１５ｄＢ）。
なお、Ensemble A環境は、米国のＡＴＴＣ（Advanced Television Technology Center）が発行する資料「Evaluation of ATSC 8-VSB Receiver Performance in the Presence of Simulated Multipath and Noise」のAppendix Aに記載されている。
図７は、ＡＴＴＣが発行する資料から、Ensemble A環境を規定する箇所の抜粋である。
図７は、ＡＴＴＣが発行する資料から、Ensemble A環境を規定する箇所の抜粋である。
また、米国地上波デジタル放送では、ノイズ妨害のみの環境の場合、Ｃ／Ｎ比＝１５ｄＢが受信限界の目安とされている。
以上説明したように、実施の形態１に係る波形等化部は、相関演算部からの各相関値をそのままタップ係数の初期値とするのではなく、初期タップ係数生成部１０６により変換された各相関値をタップ係数の初期値とする。
以上説明したように、実施の形態１に係る波形等化部は、相関演算部からの各相関値をそのままタップ係数の初期値とするのではなく、初期タップ係数生成部１０６により変換された各相関値をタップ係数の初期値とする。
シミュレーションの結果によれば、最大の相関値以外の各相関値を上述のように変換することにより、適応アルゴリズムが発散する確率が低くなる傾向が現れている。したがって、波形等化装置は、適応アルゴリズムの収束時間の増大を防止することができる。
また、波形等化部は、トレーニング信号としてインパルスやＭ系列以外を採用した場合でも、適応アルゴリズムの収束時間の増大を防止することができる。インパルスやＭ系列以外の信号とは、例えば、無線ＬＡＮのプリアンブルのように完全な（ＲＯＭテーブルでしか発生できないような）ランダム信号や、アナログテレビのＧＣＲ信号のように微分などのある操作を施すことによりインパルスに変換できるような信号などのことである。インパルスやＭ系列であれば、自己相関に明確な最大値が現れ、マルチパス妨害がない場合には、最大値の部分以外は比較的小さな値をとる。一方、これらのランダム信号などでは、マルチパス妨害がない場合にも最大値以外にインパルスなどと比べて大きな値が現れることがある。実施の形態１に係る波形等化装置は、このような場合でも、最大値以外の相関値をレベル調整し、また不要成分を除去することにより、最大値を明確にするとともに、マルチパス妨害の成分も明確にすることができるからである。
また、波形等化部は、トレーニング信号としてインパルスやＭ系列以外を採用した場合でも、適応アルゴリズムの収束時間の増大を防止することができる。インパルスやＭ系列以外の信号とは、例えば、無線ＬＡＮのプリアンブルのように完全な（ＲＯＭテーブルでしか発生できないような）ランダム信号や、アナログテレビのＧＣＲ信号のように微分などのある操作を施すことによりインパルスに変換できるような信号などのことである。インパルスやＭ系列であれば、自己相関に明確な最大値が現れ、マルチパス妨害がない場合には、最大値の部分以外は比較的小さな値をとる。一方、これらのランダム信号などでは、マルチパス妨害がない場合にも最大値以外にインパルスなどと比べて大きな値が現れることがある。実施の形態１に係る波形等化装置は、このような場合でも、最大値以外の相関値をレベル調整し、また不要成分を除去することにより、最大値を明確にするとともに、マルチパス妨害の成分も明確にすることができるからである。
なお、実施の形態１では、閾値を０．１、レベル調整係数を０．５としているが、これらの値に限るものではない。
なお、初期タップ係数生成部１０６の内部は、正規化部１１０、不要成分除去部１２０、レベル調整部１３０という順番で配置されているが、これに限らず、配置の変換が行われてもよい。
なお、初期タップ係数生成部１０６の内部は、正規化部１１０、不要成分除去部１２０、レベル調整部１３０という順番で配置されているが、これに限らず、配置の変換が行われてもよい。
なお、レベル調整部１３０では、最大の相関値はそのまま出力され、それ以外の相関値は０．５が乗じられた結果が出力されているが、この例には限らない。本発明は、最大の相関値以外の各相関値の最大の相関値に対する比率をもとよりも小さくなるように変更することを特徴とするからである。例えば、レベル調整部１３０が、最大の相関値を２倍して出力し、それ以外の相関値をそのまま出力しても、同様の効果を得ることができる。
（実施の形態２）
＜概要＞
実施の形態２では、波形等化部は、初期タップ係数生成部が生成した各相関値、及び、インパルス生成部が生成したインパルスのいずれかをタップ係数の初期値として選択する。波形等化部は、まず一方を選択してＬＭＳアルゴリズムを走らせて、それで収束しなければ、他方を選択して改めてＬＭＳアルゴリズムを走らせる。
＜構成＞
図８は、実施の形態２に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
（実施の形態２）
＜概要＞
実施の形態２では、波形等化部は、初期タップ係数生成部が生成した各相関値、及び、インパルス生成部が生成したインパルスのいずれかをタップ係数の初期値として選択する。波形等化部は、まず一方を選択してＬＭＳアルゴリズムを走らせて、それで収束しなければ、他方を選択して改めてＬＭＳアルゴリズムを走らせる。
＜構成＞
図８は、実施の形態２に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
波形等化部１３は、フィルタ部１０１、トレーニング信号生成部１０２、タップ係数演算部１０３、トレーニング信号抽出部１０４、相関演算部１０５、初期タップ係数生成部１０６、選択部２０７、インパルス生成部２０８、収束判定部２０９及び制御部２１０を備える。
図８の波形等化部は、図３の波形等化部に、選択部２０７、インパルス生成部２０８、収束判定部２０９及び制御部２１０を追加した構成となっている。これら以外の構成要素は、図３と同様なので説明を省略する。
図８の波形等化部は、図３の波形等化部に、選択部２０７、インパルス生成部２０８、収束判定部２０９及び制御部２１０を追加した構成となっている。これら以外の構成要素は、図３と同様なので説明を省略する。
選択部２０７は、初期タップ係数生成部１０６からと、インパルス生成部２０８からとの入力を受け付け、いずれかをタップ係数演算部１０３に出力する。いずれを接続するかは、制御部２１０により決定される。
インパルス生成部２０８は、インパルスを生成する。インパルスは、遅延時間０の相関値が１であり、それ以外の全ての遅延時間では相関値がゼロとなる信号である。したがって、タップ係数としてインパルスが採用される場合、入力信号ｘ（ｋ）は、フィルタ部１０１を通過してもそのまま出力される。すなわち、入力信号ｘ（ｋ）と出力信号ｙ（ｋ）とが等しい。また、これは、マルチパス妨害が全くない場合のタップ係数の最適値であるともいえる。
インパルス生成部２０８は、インパルスを生成する。インパルスは、遅延時間０の相関値が１であり、それ以外の全ての遅延時間では相関値がゼロとなる信号である。したがって、タップ係数としてインパルスが採用される場合、入力信号ｘ（ｋ）は、フィルタ部１０１を通過してもそのまま出力される。すなわち、入力信号ｘ（ｋ）と出力信号ｙ（ｋ）とが等しい。また、これは、マルチパス妨害が全くない場合のタップ係数の最適値であるともいえる。
収束判定部２０９は、出力信号ｙ（ｋ）を監視しており、ＬＭＳアルゴリズムが収束したか否かを判定する。収束したか否かは、出力信号ｙ（ｋ）の値と、それが本来とるべき値との差分が所定値を下回るか否かにより判定する。判定結果は、収束していればハイレベルを示し、収束していなければローレベルを示す信号電圧により制御部２１０へと送出される。
制御部２１０は、判定結果に基づいて、選択部２０７の接続を決定すると共に、タップ係数演算部１０３にロード命令を与える。タップ係数演算部１０３は、ロード命令をトリガとして、選択部２０７からタップ係数の初期値を受け付ける。
＜制御部の動作＞
上記構成によれば、タップ係数演算部１０３は、初期タップ係数生成部１０６又はインパルス生成部２０８からタップ係数の初期値を得ることができる。先にどちらから初期値を得るかは、波形等化部１３の仕様により異なる。以下に、２通りの仕様における制御部２１０の動作をそれぞれ説明する。
＜制御部の動作＞
上記構成によれば、タップ係数演算部１０３は、初期タップ係数生成部１０６又はインパルス生成部２０８からタップ係数の初期値を得ることができる。先にどちらから初期値を得るかは、波形等化部１３の仕様により異なる。以下に、２通りの仕様における制御部２１０の動作をそれぞれ説明する。
図９は、制御部２１０の動作における第１の例を示す図である。
制御部２１０は、最初に初期タップ係数生成部１０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ２０１）。そのために、制御部２１０は、初期タップ係数生成部１０６とタップ係数演算部１０３とが接続されるように選択部２０７を制御する。それと共に、制御部２１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
制御部２１０は、最初に初期タップ係数生成部１０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ２０１）。そのために、制御部２１０は、初期タップ係数生成部１０６とタップ係数演算部１０３とが接続されるように選択部２０７を制御する。それと共に、制御部２１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
制御部２１０は、ＬＭＳアルゴリズムの開始から５００ｍｓｅｃが経過するまで待つ（ステップＳ２０２）。
制御部２１０は、収束判定部２０９の判定結果を示す信号電圧を受け付けており、ＬＭＳアルゴリズムの開始から５００ｍｓｅｃ経過後にＬＭＳアルゴリズムが収束しているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
制御部２１０は、収束判定部２０９の判定結果を示す信号電圧を受け付けており、ＬＭＳアルゴリズムの開始から５００ｍｓｅｃ経過後にＬＭＳアルゴリズムが収束しているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
ＬＭＳアルゴリズムが収束していれば（ステップＳ２０３、Ｙ）、制御部２１０の動作は終了する。
ＬＭＳアルゴリズムが収束していなければ（ステップＳ２０３、Ｎ）、制御部２１０は、次にインパルス生成部２０８からのインパルスをタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ２０４）。そのために、制御部２１０は、インパルス生成部２０８とタップ係数演算部１０３とが接続されるように選択部２０７を制御する。それと共に、制御部２１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これらにより、ＬＭＳアルゴリズムが改めて開始される。
ＬＭＳアルゴリズムが収束していなければ（ステップＳ２０３、Ｎ）、制御部２１０は、次にインパルス生成部２０８からのインパルスをタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ２０４）。そのために、制御部２１０は、インパルス生成部２０８とタップ係数演算部１０３とが接続されるように選択部２０７を制御する。それと共に、制御部２１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これらにより、ＬＭＳアルゴリズムが改めて開始される。
フィルタ部１０１のタップ係数の最適値は、放送受信装置１０が置かれた受信環境により変動する。したがって、同じ放送局を選局する場合であっても、タップ係数の最適値は異なることがある。これに伴い、初期タップ係数生成部１０６が出力する各相関値も毎回変動する。これに対して、インパルスは予め決められているデフォルト値である。
初期タップ係数生成部１０６は、ほとんどの場合に収束時間の増大の防止に寄与すると考えられる。しかし、必ずしもタップ係数の最適値を与えるものではないので、ＬＭＳアルゴリズムが発散しないとも限らない。そこで、実施の形態２に係る波形等化部１３は、５００ｍｓｅｃ経過後に未だ収束していなければ、デフォルト値を初期値として与えて改めてＬＭＳアルゴリズムを開始する。これにより、波形等化部１３は、収束時間が決定的に長くなる事態を回避することができる。
初期タップ係数生成部１０６は、ほとんどの場合に収束時間の増大の防止に寄与すると考えられる。しかし、必ずしもタップ係数の最適値を与えるものではないので、ＬＭＳアルゴリズムが発散しないとも限らない。そこで、実施の形態２に係る波形等化部１３は、５００ｍｓｅｃ経過後に未だ収束していなければ、デフォルト値を初期値として与えて改めてＬＭＳアルゴリズムを開始する。これにより、波形等化部１３は、収束時間が決定的に長くなる事態を回避することができる。
図１０は、制御部２１０の動作における第２の例を示す図である。
制御部２１０は、最初にインパルス生成部２０８からのインパルスをタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ２１１）。そのために、制御部２１０は、インパルス生成部２０８とタップ係数演算部１０３とが接続されるように選択部２０７を制御する。それと共に、制御部２１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これらにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
制御部２１０は、最初にインパルス生成部２０８からのインパルスをタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ２１１）。そのために、制御部２１０は、インパルス生成部２０８とタップ係数演算部１０３とが接続されるように選択部２０７を制御する。それと共に、制御部２１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これらにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
制御部２１０は、ＬＭＳアルゴリズムの開始から５００ｍｓｅｃが経過するまで待つ（ステップＳ２１２）。
制御部２１０は、収束判定部２０９の判定結果を示す信号電圧を受け付けており、ＬＭＳアルゴリズムの開始から５００ｍｓｅｃ経過後にＬＭＳアルゴリズムが収束しているか否かを判定する（ステップＳ２１３）。
制御部２１０は、収束判定部２０９の判定結果を示す信号電圧を受け付けており、ＬＭＳアルゴリズムの開始から５００ｍｓｅｃ経過後にＬＭＳアルゴリズムが収束しているか否かを判定する（ステップＳ２１３）。
ＬＭＳアルゴリズムが収束していれば（ステップＳ２１３、Ｙ）、制御部２１０の動作は終了する。
ＬＭＳアルゴリズムが収束していなければ（ステップＳ２１３、Ｎ）、制御部２１０は、次に初期タップ係数生成部１０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ２１４）。そのために、制御部２１０は、初期タップ係数生成部１０６とタップ係数演算部１０３とが接続されるように選択部２０７を制御する。それと共に、制御部２１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これらにより、ＬＭＳアルゴリズムが改めて開始される。
ＬＭＳアルゴリズムが収束していなければ（ステップＳ２１３、Ｎ）、制御部２１０は、次に初期タップ係数生成部１０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ２１４）。そのために、制御部２１０は、初期タップ係数生成部１０６とタップ係数演算部１０３とが接続されるように選択部２０７を制御する。それと共に、制御部２１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これらにより、ＬＭＳアルゴリズムが改めて開始される。
実施の形態２に係る波形等化部１３は、第１の例、第２の例のいずれであっても、ＬＭＳアルゴリズムの収束時間が決定的に長くなることを防止することができる。
相関演算部１０５は、２４．２ｍｓｅｃ毎に定期的に送出されてくるトレーニング信号を抽出して初めて各相関値を導出することができる。これは、タップ係数演算部１０３がタップ係数の初期値を得るのに、最大２４．２ｍｓｅｃが必要なことを意味する。したがって、第１の例では、タップ係数の初期値が与えられるまで、最大２４．２ｍｓｅｃの待ち時間が必要となる。第２の例では、そのような待ち時間が必要ない。
相関演算部１０５は、２４．２ｍｓｅｃ毎に定期的に送出されてくるトレーニング信号を抽出して初めて各相関値を導出することができる。これは、タップ係数演算部１０３がタップ係数の初期値を得るのに、最大２４．２ｍｓｅｃが必要なことを意味する。したがって、第１の例では、タップ係数の初期値が与えられるまで、最大２４．２ｍｓｅｃの待ち時間が必要となる。第２の例では、そのような待ち時間が必要ない。
なお、実施の形態２では、ステップＳ２０２又はＳ２１２において待ち時間を５００ｍｓｅｃに設定しているが、これに限られるものではない。
また、ステップＳ２０４又はＳ２１４において改めてＬＭＳアルゴリズムが開始されるが、これでも収束しなければ、再度、ステップＳ２０１又はＳ２１１に戻ってもよい。
（実施の形態３）
＜概要＞
実施の形態３では、波形等化部は、初期タップ係数生成部におけるレベル調整係数を変更することができる。波形等化部は、あるレベル調整係数を用いてＬＭＳアルゴリズムを開始し、それで収束しなければ、レベル調整係数を変更してＬＭＳアルゴリズムを改めて開始する。
＜構成＞
図１１は、実施の形態３に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
また、ステップＳ２０４又はＳ２１４において改めてＬＭＳアルゴリズムが開始されるが、これでも収束しなければ、再度、ステップＳ２０１又はＳ２１１に戻ってもよい。
（実施の形態３）
＜概要＞
実施の形態３では、波形等化部は、初期タップ係数生成部におけるレベル調整係数を変更することができる。波形等化部は、あるレベル調整係数を用いてＬＭＳアルゴリズムを開始し、それで収束しなければ、レベル調整係数を変更してＬＭＳアルゴリズムを改めて開始する。
＜構成＞
図１１は、実施の形態３に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
波形等化部１３は、フィルタ部１０１、トレーニング信号生成部１０２、タップ係数演算部１０３、トレーニング信号抽出部１０４、相関演算部１０５、初期タップ係数生成部３０６、収束判定部２０９及び制御部３１０を備える。
図１１の波形等化部は、図３の波形等化部に、収束判定部２０９及び制御部３１０を追加した構成となっている。また、初期タップ係数生成部３０６の内部構成が若干異なる。これら以外の構成要素は、図３と同様なので説明を省略する。
図１１の波形等化部は、図３の波形等化部に、収束判定部２０９及び制御部３１０を追加した構成となっている。また、初期タップ係数生成部３０６の内部構成が若干異なる。これら以外の構成要素は、図３と同様なので説明を省略する。
収束判定部２０９は、出力信号ｙ（ｋ）を監視しており、ＬＭＳアルゴリズムが収束したか否かを判定する。収束したか否かは、出力信号ｙ（ｋ）の値と、それが本来とるべき値との差分が所定値を下回るか否かにより判定する。判定結果は、収束していればハイレベルを示し、収束していなければローレベルを示す信号電圧により制御部３１０へと送出される。
制御部３１０は、判定結果に基づいて、初期タップ係数生成部３０６のレベル調整係数を決定すると共に、タップ係数演算部１０３にロード命令を与える。レベル調整係数は、制御部３１０内部のＲＯＭに予め複数種類格納されており、一定の順番に従っていずれかが選択される。タップ係数演算部１０３は、ロード命令をトリガとして、初期タップ係数生成部３０６からタップ係数の初期値を受け付ける。
図１２は、初期タップ係数生成部の詳細な構成を示す図である。
初期タップ係数生成部３０６は、正規化部１１０、不要成分除去部１２０、レベル調整部３３０を備える。
図１２の初期タップ係数生成部は、図４の初期タップ係数生成部と、レベル調整部の構成が若干異なる。これら以外の構成要素は、図４と同様なので説明を省略する。
初期タップ係数生成部３０６は、正規化部１１０、不要成分除去部１２０、レベル調整部３３０を備える。
図１２の初期タップ係数生成部は、図４の初期タップ係数生成部と、レベル調整部の構成が若干異なる。これら以外の構成要素は、図４と同様なので説明を省略する。
レベル調整部３３０は、正規化された各相関値のうちの最大の相関値（即ち、相関値が１）についてはそのまま出力し、それ以外の各相関値についてはレベル調整係数（＝Ｂ）を乗じて出力する。ここで、レベル調整係数は、制御部３１０から与えられる。
＜制御部の動作＞
図１３は、制御部３１０の動作を示す図である。
＜制御部の動作＞
図１３は、制御部３１０の動作を示す図である。
制御部３１０は、複数のレベル調整係数のうちのひとつを一定の順番に従って選択し、初期タップ係数生成部３０６に与える（ステップＳ３０１）。これにより、初期タップ係数生成部３０６にそのレベル調整係数が設定される。
制御部３１０は、初期タップ係数生成部３０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ３０２）。そのために、制御部３１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
制御部３１０は、初期タップ係数生成部３０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ３０２）。そのために、制御部３１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
制御部３１０は、ＬＭＳアルゴリズムの開始から５００ｍｓｅｃが経過するまで待つ（ステップＳ３０３）。
制御部３１０は、収束判定部２０９の判定結果を示す信号電圧を受け付けており、ＬＭＳアルゴリズムの開始から５００ｍｓｅｃ経過後にＬＭＳアルゴリズムが収束しているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
制御部３１０は、収束判定部２０９の判定結果を示す信号電圧を受け付けており、ＬＭＳアルゴリズムの開始から５００ｍｓｅｃ経過後にＬＭＳアルゴリズムが収束しているか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
ＬＭＳアルゴリズムが収束していれば（ステップＳ３０４、Ｙ）、制御部３１０の動作は終了する。
ＬＭＳアルゴリズムが収束していなければ（ステップＳ３０４、Ｎ）、制御部３１０は、レベル調整係数を一定の順番に従って変更し、初期タップ係数生成部３０６に与える（ステップＳ３０５）。これにより、初期タップ係数生成部３０６にそのレベル調整係数が設定される。
ＬＭＳアルゴリズムが収束していなければ（ステップＳ３０４、Ｎ）、制御部３１０は、レベル調整係数を一定の順番に従って変更し、初期タップ係数生成部３０６に与える（ステップＳ３０５）。これにより、初期タップ係数生成部３０６にそのレベル調整係数が設定される。
例えば、レベル調整係数として「０．８」「０．５」「０」が格納され、大きい順に選択するという規則があるとする。この場合、初期タップ係数生成部３０６のレベル調整係数は、最初に「０．８」が設定され、これで収束しなければ、次に「０．５」が設定される。あとは同様に設定されて「０」に達する。ちなみに、実施の形態２は、レベル調整係数として、「０．５」と「０」とが設定される、実施の形態３の特殊な場合といえる。
以上説明したように、実施の形態３に係る波形等化部は、実施の形態２と同様の理由により、ＬＭＳアルゴリズムの収束時間の増大が決定的に長くなることを防止することができる。
（実施の形態４）
＜概要＞
図１に示すように、波形等化部は、復調部の後段に配置される。復調部は、搬送波再生及びクロック再生を行うことにより、搬送波を復調してベースバンド信号を得る。このベースバンド信号が波形等化部の入力信号として入力される。
（実施の形態４）
＜概要＞
図１に示すように、波形等化部は、復調部の後段に配置される。復調部は、搬送波再生及びクロック再生を行うことにより、搬送波を復調してベースバンド信号を得る。このベースバンド信号が波形等化部の入力信号として入力される。
従来の波形等化部は、タップ係数の初期値のロードをどのようなタイミングで行うかが規定されていない。そのため、復調部での搬送波再生及びクロック再生が完了していない状態でタップ係数の初期値をロードすることがあり得る。しかし、搬送波再生及びクロック再生が完了していなければ、入力信号の信頼性が低く、そのような入力信号を基に生成されたタップ係数の初期値も信頼性は低い。信頼性の低い初期値は、ＬＭＳアルゴリズムの収束時間を増大させるおそれがある。そこで、波形等化部１３は、復調部１２における搬送波再生及びクロック再生が完了してからタップ係数の初期値を生成する。これにより、波形等化部は、信頼性の低い初期値を用いることにより適応アルゴリズムの収束時間が増大することを防止することができる。
なお、実施の形態４に係る波形等化部は、搬送波再生及びクロック再生が完了していることを、最大の相関値に対応するタップが所定回数だけ同一であるか否かにより判定する。
＜構成＞
図１４は、実施の形態４に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
＜構成＞
図１４は、実施の形態４に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
波形等化部１３は、フィルタ部１０１、トレーニング信号生成部１０２、タップ係数演算部１０３、トレーニング信号抽出部１０４、相関演算部１０５、初期タップ係数生成部１０６、ピーク検出部４１１及び制御部４１０を備える。
図１４の波形等化部は、図３の波形等化部に、ピーク検出部４１１及び制御部４１０を追加した構成となっている。これら以外の構成要素は、図３と同様なので説明を省略する。
図１４の波形等化部は、図３の波形等化部に、ピーク検出部４１１及び制御部４１０を追加した構成となっている。これら以外の構成要素は、図３と同様なので説明を省略する。
ピーク検出部４１１は、相関演算部１０５が出力する各相関値のうちの最大の相関値と、それに対応するタップ番号とを検出する。検出されたタップ番号は、制御部４１０に送出される。
制御部４１０は、ピーク検出部４１１から送出されたタップ番号を複数回取得し、それが３回一致すれば、タップ係数演算部１０３にロード命令を与える。タップ係数演算部１０３は、ロード命令をトリガとして、初期タップ係数生成部１０６からタップ係数の初期値を受け付ける。
＜制御部の動作＞
図１５は、制御部４１０の動作を示す図である。
制御部４１０は、ピーク検出部４１１から送出されたタップ番号を複数回取得し、それが３回一致すれば、タップ係数演算部１０３にロード命令を与える。タップ係数演算部１０３は、ロード命令をトリガとして、初期タップ係数生成部１０６からタップ係数の初期値を受け付ける。
＜制御部の動作＞
図１５は、制御部４１０の動作を示す図である。
制御部４１０は、カウンタの値「ＣＯＵＮＴ」をゼロに初期化する（ステップＳ４０１）。
トレーニング信号は、２４．２ｍｓｅｃ毎に定期的に送出されている。制御部４１０は、トレーニング信号が抽出されるまで待機する（ステップＳ４０２）。
トレーニング信号が抽出されると、相関演算部１０５は相関演算を行う。ピーク検出部４１１は、相関演算部１０５が出力する各相関値のうちの最大の相関値と、それに対応するタップ番号とを検出する。検出されたタップ番号は、制御部４１０に送出される。制御部４１０は、送出されたタップ番号を記憶する（ステップＳ４０３）。
トレーニング信号は、２４．２ｍｓｅｃ毎に定期的に送出されている。制御部４１０は、トレーニング信号が抽出されるまで待機する（ステップＳ４０２）。
トレーニング信号が抽出されると、相関演算部１０５は相関演算を行う。ピーク検出部４１１は、相関演算部１０５が出力する各相関値のうちの最大の相関値と、それに対応するタップ番号とを検出する。検出されたタップ番号は、制御部４１０に送出される。制御部４１０は、送出されたタップ番号を記憶する（ステップＳ４０３）。
制御部４１０は、次のトレーニング信号が抽出されるまで待機する（ステップＳ４０４）。
次のトレーニング信号が抽出されると、ステップＳ４０３と同様の処理により、タップ番号が制御部４１０に送出される。制御部４１０は、送出されたタップ番号を受けて、ステップＳ４０３で記憶したタップ番号と一致するか否か判定する（ステップＳ４０５）。
次のトレーニング信号が抽出されると、ステップＳ４０３と同様の処理により、タップ番号が制御部４１０に送出される。制御部４１０は、送出されたタップ番号を受けて、ステップＳ４０３で記憶したタップ番号と一致するか否か判定する（ステップＳ４０５）。
一致しない場合には（ステップＳ４０５、Ｎ）、制御部４１０は、処理をステップＳ４０１に戻す。
一致する場合には（ステップＳ４０５、Ｙ）、制御部４１０は、カウンタの値「ＣＯＵＮＴ」をインクリメントする（ステップＳ４０６）。
制御部４１０は、カウンタの値「ＣＯＵＮＴ」が３以上であるか否か判定する（ステップＳ４０７）。
一致する場合には（ステップＳ４０５、Ｙ）、制御部４１０は、カウンタの値「ＣＯＵＮＴ」をインクリメントする（ステップＳ４０６）。
制御部４１０は、カウンタの値「ＣＯＵＮＴ」が３以上であるか否か判定する（ステップＳ４０７）。
カウンタの値「ＣＯＵＮＴ」が３以上でなければ（ステップＳ４０７、Ｎ）、制御部４１０は、３以上になるまでステップＳ４０４からの処理を繰り返す。
カウンタの値「ＣＯＵＮＴ」が３以上であれば（ステップＳ４０７、Ｙ）、制御部４１０は、初期タップ係数生成部１０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ４０８）。そのために、制御部４１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これらにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
カウンタの値「ＣＯＵＮＴ」が３以上であれば（ステップＳ４０７、Ｙ）、制御部４１０は、初期タップ係数生成部１０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ４０８）。そのために、制御部４１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これらにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
以上説明したように、実施の形態４に係る波形等化部は、復調部における搬送波再生及びクロック再生が完了してからタップ係数の初期値を生成する。ここで、搬送波再生及びクロック再生が完了していることは、最大の相関値に対応するタップが所定回数だけ同一であるか否かにより判定することができる。これは、搬送波再生及びクロック再生が完了していれば、入力信号の信頼性が高く、最大の相関値に対応するタップが毎回同一になるからである。逆に、搬送波再生及びクロック再生が完了していなければ、入力信号の信頼性が低く、最大の相関値に対応するタップが毎回異なる。
これにより、波形等化部は、信頼性の低い初期値を用いることにより適応アルゴリズムの収束時間が増大することを防止することができる。
なお、実施の形態４では、信頼性の有無を判定するカウンタの閾値を３としているが、この値に限るものではない。
なお、実施の形態４では、実施の形態１との組み合わせで説明しているが、この組み合わせに限らず、実施の形態２、３との組み合わせを採用してもよい。
（実施の形態５）
＜概要＞
実施の形態５に係る波形等化部は、搬送波再生及びクロック再生が完了していることを、最大の相関値が閾値を超えているか否かにより判定する。
＜構成＞
図１６は、実施の形態５に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
なお、実施の形態４では、信頼性の有無を判定するカウンタの閾値を３としているが、この値に限るものではない。
なお、実施の形態４では、実施の形態１との組み合わせで説明しているが、この組み合わせに限らず、実施の形態２、３との組み合わせを採用してもよい。
（実施の形態５）
＜概要＞
実施の形態５に係る波形等化部は、搬送波再生及びクロック再生が完了していることを、最大の相関値が閾値を超えているか否かにより判定する。
＜構成＞
図１６は、実施の形態５に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
波形等化部１３は、フィルタ部１０１、トレーニング信号生成部１０２、タップ係数演算部１０３、トレーニング信号抽出部１０４、相関演算部１０５、初期タップ係数生成部１０６、ピーク検出部５１１及び制御部５１０を備える。
図１６の波形等化部は、図３の波形等化部に、ピーク検出部５１１及び制御部５１０を追加した構成となっている。これら以外の構成要素は、図３と同様なので説明を省略する。
図１６の波形等化部は、図３の波形等化部に、ピーク検出部５１１及び制御部５１０を追加した構成となっている。これら以外の構成要素は、図３と同様なので説明を省略する。
ピーク検出部５１１は、相関演算部１０５が出力する各相関値のうちの最大の相関値と、それに対応するタップ番号とを検出する。検出されたタップ番号は、制御部５１０に送出される。
制御部５１０は、相関演算部１０５が出力する各相関値を取得している。また、ピーク検出部５１１からのタップ番号により、最大の相関値を知ることができる。制御部５１０は、最大の相関値が８００を超えていれば、タップ係数演算部１０３にロード命令を与える。タップ係数演算部１０３は、ロード命令をトリガとして、初期タップ係数生成部１０６からタップ係数の初期値を受け付ける。
＜制御部の動作＞
図１７は、制御部５１０の動作を示す図である。
制御部５１０は、相関演算部１０５が出力する各相関値を取得している。また、ピーク検出部５１１からのタップ番号により、最大の相関値を知ることができる。制御部５１０は、最大の相関値が８００を超えていれば、タップ係数演算部１０３にロード命令を与える。タップ係数演算部１０３は、ロード命令をトリガとして、初期タップ係数生成部１０６からタップ係数の初期値を受け付ける。
＜制御部の動作＞
図１７は、制御部５１０の動作を示す図である。
トレーニング信号は、２４．２ｍｓｅｃ毎に定期的に送出されている。制御部５１０は、トレーニング信号が抽出されるまで待機する（ステップＳ５０１）。
トレーニング信号が抽出されると、相関演算部１０５は相関演算を行う。ピーク検出部５１１は、相関演算部１０５が出力する各相関値のうちの最大の相関値と、それに対応するタップ番号とを検出する。タップ番号は、制御部５１０に送出される。制御部５１０は、そのタップ番号により最大の相関値を知ることができる。そして最大の相関値が、８００を超えているか否か判定する（ステップＳ５０２）。
トレーニング信号が抽出されると、相関演算部１０５は相関演算を行う。ピーク検出部５１１は、相関演算部１０５が出力する各相関値のうちの最大の相関値と、それに対応するタップ番号とを検出する。タップ番号は、制御部５１０に送出される。制御部５１０は、そのタップ番号により最大の相関値を知ることができる。そして最大の相関値が、８００を超えているか否か判定する（ステップＳ５０２）。
最大の相関値が８００を超えていない場合には（ステップＳ５０２、Ｎ）、制御部５１０は、ステップＳ５０１の処理に戻り、次のトレーニング信号まで待機する。
最大の相関値が８００を超えている場合には（ステップＳ５０２、Ｙ）、制御部５１０は、初期タップ係数生成部１０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ５０３）。そのために、制御部５１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
最大の相関値が８００を超えている場合には（ステップＳ５０２、Ｙ）、制御部５１０は、初期タップ係数生成部１０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ５０３）。そのために、制御部５１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
以上説明したように、実施の形態５に係る波形等化部は、復調部における搬送波再生及びクロック再生が完了してからタップ係数の初期値を生成する。ここで、搬送波再生及びクロック再生が完了していることは、最大の相関値が閾値を超えているか否かにより判定することができる。これは、搬送波再生及びクロック再生が完了していれば、抽出されたトレーニング信号と生成されたトレーニング信号とに強い相関関係が観測されるからである。逆に、搬送波再生及びクロック再生が完了していなければ、強い相関関係が観測されない。
これにより、波形等化部は、信頼性の低い初期値を用いることにより適応アルゴリズムの収束時間が増大することを防止することができる。
なお、実施の形態４に係る波形等化部は、搬送波再生及びクロック再生の完了後、少なくとも３回のトレーニング信号を得なければならない。一方、実施の形態５に係る波形等化部は、搬送波再生及びクロック再生が完了すれば、１回のトレーニング信号によりＬＭＳアルゴリズムを開始することができる。したがって、実施の形態５が、実施の形態４よりも収束時間の短縮を図ることができる。
なお、実施の形態４に係る波形等化部は、搬送波再生及びクロック再生の完了後、少なくとも３回のトレーニング信号を得なければならない。一方、実施の形態５に係る波形等化部は、搬送波再生及びクロック再生が完了すれば、１回のトレーニング信号によりＬＭＳアルゴリズムを開始することができる。したがって、実施の形態５が、実施の形態４よりも収束時間の短縮を図ることができる。
なお、実施の形態５では、信頼性の有無を判定する相関値を８００としているが、この値に限るものではない。
なお、実施の形態５では、実施の形態１との組み合わせで説明しているが、この組み合わせに限らず、実施の形態２、３との組み合わせを採用してもよい。
（実施の形態６）
＜概要＞
実施の形態６に係る波形等化部は、搬送波再生が完了していることを、搬送波再生に係るフィードバック信号に基づいて判定し、クロック再生が完了していることをクロック再生に係るフィードバック信号に基づいて判定する。
＜構成＞
図１８は、復調部１２の構成を示す図である。
なお、実施の形態５では、実施の形態１との組み合わせで説明しているが、この組み合わせに限らず、実施の形態２、３との組み合わせを採用してもよい。
（実施の形態６）
＜概要＞
実施の形態６に係る波形等化部は、搬送波再生が完了していることを、搬送波再生に係るフィードバック信号に基づいて判定し、クロック再生が完了していることをクロック再生に係るフィードバック信号に基づいて判定する。
＜構成＞
図１８は、復調部１２の構成を示す図である。
復調部１２は、ＡＤコンバータ３０、搬送波再生部４０及びクロック再生部５０を備える。
搬送波再生部４０は、ミキサ４１、ＮＣＯ（Numerical Controlled Oscillator）４２、周波数誤差検出部４３及びローパスフィルタ４４からなり、同期検波を行う。周波数誤差検出部４３は、ＮＣＯ４２の発振周波数と、搬送波の周波数との誤差を検出する。誤差は、ローパスフィルタ４４により高周波成分が取り除かれ、フィードバック信号としてＮＣＯ４２に入力される。ＮＣＯ４２は、フィードバック信号に基づき、発振周波数を搬送波の周波数に近づけるように調整する。このフィードバック信号が、搬送波再生において周波数の誤差を表す周波数誤差情報である。
搬送波再生部４０は、ミキサ４１、ＮＣＯ（Numerical Controlled Oscillator）４２、周波数誤差検出部４３及びローパスフィルタ４４からなり、同期検波を行う。周波数誤差検出部４３は、ＮＣＯ４２の発振周波数と、搬送波の周波数との誤差を検出する。誤差は、ローパスフィルタ４４により高周波成分が取り除かれ、フィードバック信号としてＮＣＯ４２に入力される。ＮＣＯ４２は、フィードバック信号に基づき、発振周波数を搬送波の周波数に近づけるように調整する。このフィードバック信号が、搬送波再生において周波数の誤差を表す周波数誤差情報である。
クロック再生部５０は、サンプリング周波数変換部５１、リサンプリングタイミング発生部５２、位相誤差検出部５３及びローパスフィルタ５４からなる。
位相誤差検出部５３は、リサンプリングタイミング発生部５２のクロック位相と、搬送波の位相との誤差を検出する。誤差は、ローパスフィルタ５４により高周波成分が取り除かれ、フィードバック信号としてリサンプリングタイミング発生部５２に入力される。リサンプリングタイミング発生部５２は、フィードバック信号に基づき、クロック位相を搬送波の位相に近づけるように調整する。このフィードバック信号が、クロック再生において位相の誤差を表す位相誤差情報である。
位相誤差検出部５３は、リサンプリングタイミング発生部５２のクロック位相と、搬送波の位相との誤差を検出する。誤差は、ローパスフィルタ５４により高周波成分が取り除かれ、フィードバック信号としてリサンプリングタイミング発生部５２に入力される。リサンプリングタイミング発生部５２は、フィードバック信号に基づき、クロック位相を搬送波の位相に近づけるように調整する。このフィードバック信号が、クロック再生において位相の誤差を表す位相誤差情報である。
上述の周波数誤差情報と位相誤差情報とは、波形等化部１３に送出される。
図１９は、実施の形態６に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
波形等化部１３は、フィルタ部１０１、トレーニング信号生成部１０２、タップ係数演算部１０３、トレーニング信号抽出部１０４、相関演算部１０５、初期タップ係数生成部１０６、及び制御部６１０を備える。
図１９は、実施の形態６に係る波形等化部１３の構成を示す図である。
波形等化部１３は、フィルタ部１０１、トレーニング信号生成部１０２、タップ係数演算部１０３、トレーニング信号抽出部１０４、相関演算部１０５、初期タップ係数生成部１０６、及び制御部６１０を備える。
図１９の波形等化部は、図３の波形等化部に、制御部６１０を追加した構成となっている。これら以外の構成要素は、図３と同様なので説明を省略する。
制御部６１０は、搬送波再生部４０からの周波数誤差情報と、クロック再生部５０からの位相誤差情報とを１０ｍｓｅｃ間隔で監視して、これらの変化率が１０ｐｐｍ未満になれば、タップ係数演算部１０３にロード命令を与える。タップ係数演算部１０３は、ロード命令をトリガとして、初期タップ係数生成部１０６からタップ係数の初期値を受け付ける。
制御部６１０は、搬送波再生部４０からの周波数誤差情報と、クロック再生部５０からの位相誤差情報とを１０ｍｓｅｃ間隔で監視して、これらの変化率が１０ｐｐｍ未満になれば、タップ係数演算部１０３にロード命令を与える。タップ係数演算部１０３は、ロード命令をトリガとして、初期タップ係数生成部１０６からタップ係数の初期値を受け付ける。
ここで、１０ｐｐｍとは、搬送波再生の場合、５ＭＨｚ程度の周波数に対する１０ｐｐｍであり、クロック再生の場合、１０．７６ＭＨｚ（米国地上波ＤＴＶのシンボルレート）の１０ｐｐｍである。
図２０（ａ）は、周波数誤差情報の挙動を示す図である。
処理開始時には、ＮＣＯ４２の発振周波数は、搬送波の周波数と乖離しているが、処理時間が経過するに従い近づいてくる。それとともに、発振周波数の変化率も小さくなる。この変化率が１０ｐｐｍ未満になれば、周波数再生が完了したとみなすことができる。
図２０（ａ）は、周波数誤差情報の挙動を示す図である。
処理開始時には、ＮＣＯ４２の発振周波数は、搬送波の周波数と乖離しているが、処理時間が経過するに従い近づいてくる。それとともに、発振周波数の変化率も小さくなる。この変化率が１０ｐｐｍ未満になれば、周波数再生が完了したとみなすことができる。
図２０（ｂ）は、位相誤差情報の挙動を示す図である。
処理開始時には、リサンプリングタイミング発生部５２の位相は、搬送波の位相と乖離しているが、処理時間が経過するに従い近づいてくる。それとともに、クロック位相の変化率も小さくなる。この変化率が１０ｐｐｍ未満になれば、クロック再生が完了したとみなすことができる。
＜制御部の動作＞
図２１は、制御部６１０の動作を示す図である。
処理開始時には、リサンプリングタイミング発生部５２の位相は、搬送波の位相と乖離しているが、処理時間が経過するに従い近づいてくる。それとともに、クロック位相の変化率も小さくなる。この変化率が１０ｐｐｍ未満になれば、クロック再生が完了したとみなすことができる。
＜制御部の動作＞
図２１は、制御部６１０の動作を示す図である。
制御部６１０は、周波数誤差情報及び位相誤差情報を１０ｍｓｅｃ間隔で監視している。制御部６１０は、周波数誤差情報の変化率が１０ｐｐｍ未満となるか否かを判定する（ステップＳ６０１）。
周波数誤差情報の変化率が１０ｐｐｍ未満とならなければ（ステップＳ６０１、Ｎ）、制御部６１０は、その変化率が１０ｐｐｍ未満となるまで待機する。
周波数誤差情報の変化率が１０ｐｐｍ未満とならなければ（ステップＳ６０１、Ｎ）、制御部６１０は、その変化率が１０ｐｐｍ未満となるまで待機する。
周波数誤差情報の変化率が１０ｐｐｍ未満となれば（ステップＳ６０１、Ｙ）、制御部６１０は、位相誤差情報の変化率が１０ｐｐｍ未満となるか否かを判定する（ステップＳ６０２）。
位相誤差情報の変化率が１０ｐｐｍ未満とならなければ（ステップＳ６０２、Ｎ）、制御部６１０は、その変化率が１０ｐｐｍ未満となるまで待機する。
位相誤差情報の変化率が１０ｐｐｍ未満とならなければ（ステップＳ６０２、Ｎ）、制御部６１０は、その変化率が１０ｐｐｍ未満となるまで待機する。
位相誤差情報の変化率が１０ｐｐｍ未満となれば（ステップＳ６０２、Ｙ）、制御部６１０は、初期タップ係数生成部１０６からの各相関値をタップ係数演算部１０３に読み込ませる（ステップＳ６０３）。そのために、制御部６１０は、タップ係数演算部１０３に初期値の読み込みを促すロード命令を出力する。これにより、ＬＭＳアルゴリズムが開始される。
以上説明したように、実施の形態６に係る波形等化部は、復調部における搬送波再生及びクロック再生が完了してからタップ係数の初期値を生成する。ここで、搬送波再生及びクロック再生が完了していることは、周波数誤差情報の変化率及び位相誤差情報の変化率が閾値よりも小さいか否かにより判定することができる。これは、搬送波再生及びクロック再生が完了していれば、周波数誤差情報及び位相誤差情報の変化率が小さくなるからである。逆に、搬送波再生及びクロック再生が完了していなければ、それらの変化率は大きい。
これにより、波形等化部は、信頼性の低い初期値を用いることにより適応アルゴリズムの収束時間が増大することを防止することができる。
なお、実施の形態６では、搬送波再生の完了を待った後に、クロック再生の完了を待っているが、これに限らない。例えば、これらの順番を逆にしてもよい。
なお、実施の形態６では、実施の形態１との組み合わせで説明しているが、この組み合わせに限らず、実施の形態２、３との組み合わせを採用してもよい。
なお、実施の形態６では、搬送波再生の完了を待った後に、クロック再生の完了を待っているが、これに限らない。例えば、これらの順番を逆にしてもよい。
なお、実施の形態６では、実施の形態１との組み合わせで説明しているが、この組み合わせに限らず、実施の形態２、３との組み合わせを採用してもよい。
なお、本明細書では、放送受信装置における波形等化部について説明しているが、本発明の適用はこれに限らない。例えば、無線通信あるいは有線通信の受信装置にも適用可能である。
また、本明細書では、ＬＭＳアルゴリズムについて説明しているが、本発明の適用はこれに限らない。例えば、改良型のＬＭＳアルゴリズムや、ＣＭＡアルゴリズムなど、他の適応アルゴリズムを用いてもよい。
また、本明細書では、ＬＭＳアルゴリズムについて説明しているが、本発明の適用はこれに限らない。例えば、改良型のＬＭＳアルゴリズムや、ＣＭＡアルゴリズムなど、他の適応アルゴリズムを用いてもよい。
本発明の波形等化装置は、放送受信装置における波形等化手段として有用である。また、放送に限らず、無線通信の受信装置における波形等化手段として利用可能である。
１０１ フィルタ部
１０２ トレーニング信号生成部
１０３ タップ係数演算部
１０４ トレーニング信号抽出部
１０５ 相関演算部
１０６、３０６ 初期タップ係数生成部
１１０ 正規化部
１１１ ピーク検出部
１１２ 遅延部
１１３ 演算部
１２０ レベル調整部
１２０ 不要成分除去部
１２１ 閾値保持部
１２２ 比較部
１２３ セレクタ
１３０、３３０ レベル調整部
１３１ 演算部
１３２ セレクタ
２０７ 選択部
２０８ インパルス生成部
２０９ 収束判定部
２１０、３１０、４１０、５１０、６１０ 制御部
４１１、５１１ ピーク検出部
１０２ トレーニング信号生成部
１０３ タップ係数演算部
１０４ トレーニング信号抽出部
１０５ 相関演算部
１０６、３０６ 初期タップ係数生成部
１１０ 正規化部
１１１ ピーク検出部
１１２ 遅延部
１１３ 演算部
１２０ レベル調整部
１２０ 不要成分除去部
１２１ 閾値保持部
１２２ 比較部
１２３ セレクタ
１３０、３３０ レベル調整部
１３１ 演算部
１３２ セレクタ
２０７ 選択部
２０８ インパルス生成部
２０９ 収束判定部
２１０、３１０、４１０、５１０、６１０ 制御部
４１１、５１１ ピーク検出部
Claims (13)
- 適応フィルタを用いて入力信号の波形等化を行う波形等化装置であって、
入力信号からトレーニング信号を抽出する抽出手段と、
基準となるトレーニング信号を生成する生成手段と、
前記抽出手段により抽出されたトレーニング信号と、前記生成手段により生成されたトレーニング信号との相関演算により、前記適応フィルタの各タップに対応する相関値をそれぞれ導出する導出手段と、
前記導出手段により導出された最大の相関値以外の各相関値の最大の相関値に対する比率を、導出時における比率よりも小さくなるように変換した後に、全ての相関値を各タップ係数の初期値として前記適応フィルタに供給する供給手段と
を備えることを特徴とする波形等化装置。 - 前記供給手段は、
最大の相関値以外の各相関値に０．５以上１未満の係数を乗じることにより前記変換を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の波形等化装置。 - 前記供給手段は、
最大の相関値のみに１より大きく２以下の係数を乗じることにより前記変換を行うこと
を特徴とする請求項１に記載の波形等化装置。 - 前記供給手段は、さらに、
最大の相関値に対する比率が閾値未満の各相関値を不要成分とみなして除去すること
を特徴とする請求項１に記載の波形等化装置。 - 前記閾値は、
０．０５以上０．１以下であること
を特徴とする請求項４に記載の波形等化装置。 - 前記適応フィルタは、適応アルゴリズムにより各タップ係数を更新し、
前記波形等化装置は、さらに、
各タップ係数に相当するデフォルト値を予め保持している保持手段と、
前記供給手段が前記適応フィルタにタップ係数の初期値を供給してから所定時間後に、前記適応フィルタの出力信号に基づいて適応アルゴリズムが収束しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が否定的な判定をした場合に、前記保持手段に保持されている各デフォルト値を各タップ係数の初期値として前記適応フィルタに供給させる制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の波形等化装置。 - 前記デフォルト値は、入力信号が前記適応フィルタを通過しても当該入力信号を変化させない値であること
を特徴とする請求項６に記載の波形等化装置。 - 前記適応フィルタは、適応アルゴリズムにより各タップ係数を更新し、
前記波形等化装置は、さらに、
予め定められた各デフォルト値を各タップ係数の初期値として前記適応フィルタに与えてから所定時間後に、前記適応フィルタの出力信号に基づいて適応アルゴリズムが収束しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が否定的な判定をした場合に、前記供給手段に各タップ係数の初期値を供給させる制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の波形等化装置。 - 前記デフォルト値は、入力信号が前記適応フィルタを通過しても当該入力信号を変化させない値であること
を特徴とする請求項８に記載の波形等化装置。 - 前記適応フィルタは、適応アルゴリズムにより各タップ係数を更新し、
前記供給手段は、最大の相関値以外の各相関値を、最大の相関値に対する比率を第１の割合で小さくなるように変換し、
前記波形等化装置は、さらに、
前記供給手段が前記適応フィルタにタップ係数の初期値を供給してから所定時間後に、前記適応フィルタの出力信号に基づいて適応フィルタが収束しているか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が否定的な判定をした場合に、前記供給手段に第１の割合とは異なる第２の割合で小さくなるように変換させて各タップ係数の初期値として供給させる制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の波形等化装置。 - 前記入力信号は、複数のトレーニング信号を含んでおり、
前記波形等化装置は、さらに、
前記導出手段により導出された各相関値のうち最大の相関値に対応するタップを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に所定回数だけ同じタップが記憶されるまで、前記供給手段が各タップ係数の初期値を供給することを抑制する制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の波形等化装置。 - 前記波形等化装置は、さらに、
前記導出手段により導出された各相関値のうちの最大の相関値が、所定値を超えるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が肯定的な判定をするまで、前記供給手段が各タップ係数の初期値を供給することを抑制する制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の波形等化装置。 - 前記入力信号は、受信信号を復調する復調部において復調された後の信号であり、
前記波形等化装置は、さらに、
前記復調部における搬送波再生及びクロック再生が完了しているか否かを、搬送波再生における周波数の誤差、及びクロック再生における位相の誤差に基づいて判定する判定手段と、
前記判定手段が肯定的な判定をするまで、前記供給手段が各タップ係数の初期値を供給することを抑制する制御手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の波形等化装置。
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| WO2008041612A1 (fr) * | 2006-09-29 | 2008-04-10 | Panasonic Corporation | Dispositif d'égalisation de formes d'onde |
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| JP2009225348A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Kyocera Corp | 受信装置、無線基地局及び受信方法 |
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