JP2005523642A - 等化器／前方誤り訂正自動モード・セレクタ - Google Patents

Abstract

データ信号を受信する判定帰還型等化器（ＤＦＥ）において標準判定指向（ｄｄ）モードと軟ｄｄモードとのうちの一方を自動的に選定する装置は、ＤＦＥ自動切換えモードと軟自動切換えモード、各々、に相当する第１出力信号及び第２出力信号を備える前方誤り訂正（ＦＥＣ）を利用する等化器（３０）、及び該第１出力信号のバイト誤り率（ＢｙＥＲ）と該第２出力信号のバイト誤り率（ＢｙＥＲ）とを比較して、該両方のＢｙＥＲのうちの低いほうのＢｙＥＲに関係するモードを上位モードとして選択し、該低いほうのＢｙＥＲを有する出力信号を出力するコンパレータ（３６）を有する。ロック検出器（３０）は該低いほうのＢｙＥＲを有する該ＤＦＥ出力信号から導き出されたロック信号を備え、モード・スイッチ（３８）は選択的に該ＤＦＥ出力を、該ロック信号に応じて、該ｄｄモードの一方又はブラインド・モードに位置付ける。

Description

本発明は、一般的に、高品位テレビ受信において発生し得るような不明な特性及び／又は経時変化する特性、を有するチャンネルによる信号伝送を補償するのに用い得る適応等化器に関し、特に、等化器／前方誤り訂正（ＦＥＣ）自動モード・セレクタに関する。

アメリカ合衆国における高品位テレビ（ＨＤＴＶ）に関するディジタル・テレビ方式標準化委員会（ＡＴＳＣ）標準では、等化器は残留側波帯変調（ＶＳＢ）によって伝送されるデータ・ストリームを受信する適応型フィルタであり、ＶＳＢは、約１０．７６ＭＨｚのシンボル・レートに等しい平均レートの、該ＡＴＳＣ−ＨＤＴＶ標準による変調システムである。該等化器はマルチパス伝搬によって主に発生する線形歪みを除去又は削減しようとするものであり、該線形歪みは地上波放送チャンネルの一般的な特性である。アメリカ合衆国ディジタル・テレビ方式標準化委員会による、「ＡＴＳＣ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ」と題する、西暦１９９５年９月１６日発行の文献参照。
Ｊｏｈｎ Ｇ．Ｐｒｏａｋｉｓ，"Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ"，２ｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ，ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ １９８９ Ｔｈｅｏｄｏｒｅ Ｓ．Ｒａｐｐａｐｏｒｔ，"Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ"，Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ ＰＴＲ，Ｓａｄｄｌｅ Ｒｉｖｅｒ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ，１９９６ Ａ．Ｐ．Ｃｌａｒｋ，"Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｄａｔａ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ"，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８３

通信技術において用いられる判定帰還型等化器（ＤＦＥ）は一般に、フィード・フォワード・フィルタ（ＦＦＦ）及びフィードバック・フィルタ（ＦＢＦ）を含み、一般に、該ＦＢＦは信号検出器の出力での判定によって駆動され、フィルタ係数を、所望の特性に適応して望ましくない歪みの影響を削減するよう、調整し得る。適応は一般に、信号における同期期間の間に「トレーニング・シーケンス」を伝送することによって行い得るか、該適応は該伝送信号を適切に復元する手法を用いた「ブラインド・アルゴリズム」によるものであり得る。一般に、該等化器はそのフィルタ各々に特定数のタップを、等化するマルチパス遅延スプレッドのような要因に応じて、有し、タップ間隔「Ｔ」はシンボル・レートであることが一般的であるが、常にそうであるものでない。そのようなフィルタの重要なパラメータは収束率であり、該収束率は該等化器の最適な設定に収束するのに必要な繰り返し数として定義し得る。そのような等化器、使用アルゴリズム、それらの通信業務への適用についての詳細分析及び考察を記載する技術文献及び教本がある（例えば、非特許文献１乃至３参照。）。

本発明の原理によれば、モード・セレクタ装置は自動的に判定帰還型等化器において標準自動切換えモードと軟自動切換えモードとのうちの一方を選定する。該モード・セレクタ装置は等化を有するデータ信号処理システムにおける利用に適応され、標準ｄｄモード及び軟ｄｄモード、各々、に相当する第１ＤＦＥ出力及び第２ＤＦＥ出力を備える等化器；及び該第１ＤＦＥ出力のバイト誤り率（ＢｙＥＲ）と該第２ＤＦＥ出力のバイト誤り率（ＢｙＥＲ）とを比較し、低いほうのＢｙＥＲに関連するモードを上位モードとして選定し、該低ＢｙＥＲを有する出力を出力するコンパレータ；を有する。

本発明は以下の詳細説明、更には添付図面、から十分に分かるものである。

本発明による等化器／前方誤り訂正（ＦＥＣ）自動モード・セレクタ等化器は３つの利用可能モード：トレーニング、ブラインド、及び判定指向（ｄｄ）；のある（Ｔがシンボル時間である場合）Ｔ間隔のＤＦＥ（判定帰還型）等化器を有する。

本発明の好適実施例の詳細説明に入る前に、本発明の原理をよく理解し、特定の用語を定義することを助長するよう、最初に、図１に表すような判定帰還型等化器（ＤＦＥ）アーキテクチャの多少簡易化されたブロック図を検討するものとする。

該ＤＦＥへの入力はフィード・フォワード・フィルタ（ＦＦＦ）１０に結合され、該ＦＦＦの出力は加算装置１２に結合され、加算装置１２への別の入力はフィードバック・フィルタ（ＦＢＦ）１４の出力に結合される。加算装置１２の出力はスライサ１６、モード・スイッチ１８の入力、及びロック検出器２０に結合される。ロック検出器２０の出力はモード・スイッチ１８の制御入力に結合される。スライサ１６の出力はモード・スイッチ１８の別の入力に結合され、モード・スイッチ１８の出力はＦＢＦ１４の入力に結合される。モード・スイッチ１８の別の出力はＦＦＦ１０及びＦＢＦ１４の係数制御入力に結合される。

該ＦＦＦ１０、ＦＢＦ１４及びスライサ１６の機能は周知のものであり、各々、フィルタ化及び量子化の基本機能を構成する。例えば、上記特許文献１参照。フィルタ及びその実現に関する追加情報は、例えば、Ｊｏｈｎ Ｇ．Ｐｒｏａｋｉｓ ａｎｄ Ｄｉｍｉｔｒｉｓ Ｇ．Ｍａｎｏｌａｋｉｓによる、「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：Ｐｒｅｎｔｉｃｅ Ｈａｌｌ，Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ」と題する西暦１９９６年発行の教本、及び、Ｒｏｍａｎ Ｋｕｃによる、「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ：ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ Ｂｏｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ」と題する西暦１９８８年発行の教本において見出し得る。ロック検出器２０は等化器収束検出の役割を果たす。該ロック検出器は該ロック検出器出力を、等化器出力及びスライサ・レベルを閾値と比較することによって、更新する。該等化器出力とスライサ・レベルとが距離閾値の範囲内にある場合、ロックすなわち収束が検出される。モード・スイッチ１８は該ＦＢＦフィルタへの入力、更には、等化器適応に用いるエラー及び制御信号、を等化器選択モードによって、選定する。更に、該ロック検出器出力を確かめる。通常の動作では、モード・スイッチ１８は自動切換え機能を有し、該機能は等化器ロック検出器２０の出力によって変わってくる。モード・スイッチ１８は、該トレーニングとブラインドとのモードを収束目的のみに用いるものと解釈する。該等化器ロック検出器が収束を検出した後、該等化器は次に該判定指向（ｄｄ）モードに移行する。収束が失われた場合、該等化器はトレーニング又はブラインドのモードに戻る。

該ＡＴＳＣ標準では、トレーニング・シーケンスは初期の等化器収束を可能にするようフィールド同期に含まれていたものである。トレーニング・モードでは、等化器係数はフィールド同期の間にのみ更新される。しかしながら、その利用に関係する２つの主な欠点は：当該方法がフィールド同期の事前の正常検出を要すること；及び該トレーニング・シーケンスがフィールド同期で、約２５ミリ秒（ｍｓ）毎にしか存在しないもの、に含まれ、場合によっては収束が遅くなってしまうこと；である。

フィールド同期を検出することを困難にさせるゴースト環境又は動的成分のあるものについては、トレーニング・シーケンスに関係なく、すなわち、自己復元でもブラインドでも、等化器タップ係数の初期調整を行うことが注目に値する。例えば、上記非特許文献１及び、Ｄ．Ｎ．Ｇｏｄａｒｄによる、「Ｓｅｌｆ−Ｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇ Ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｔｒａｃｋｉｎｇ ｉｎ Ｔｗｏ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｄａｔａ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ：ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎ．，Ｖｏｌ．ＣＯＭ−２８，ｐｐ．１８６７−１８７５」と題する、西暦１９８０年１１月付発表の論文参照。

更に、ブラインド・アルゴリズムは、各データ・シンボルを対象とするので、該ブラインド・アルゴリズムは、収束が速くなるものである。

一般に、従来のｄｄモードにおいてそうであるように、ＦＢＦ１４への入力はスライサ１６の出力である。したがって、該ｄｄモードにおいては、適応エラー及び該フィードバック・フィルタへの入力はスライサがあることによって助長され、係数適応がデータ・シーケンスを通じて行われる。このモードの収束機能はあまりよくないものであるが、収束後、該モードは残りの２つのモードを上回る利点を有する。ブラインド・モードと比較したｄｄモードの利点は該スライサの存在に起因し、等化器出力でのＭＳＥ（平均平方誤差）及びＢＥＲ（ビット誤り率）性能の向上をもたらす。該トレーニング・モードに関しては、ｄｄがそのタップを、トレーニング・シンボルのみでなく、各シンボルで更新することによって適応及び追跡機能の高速化を可能にする。

本明細書及び特許請求の範囲においては、トレーニング・モードを助長するものとしてか、代替のアプローチとしての、ブラインドとｄｄのモードの利用は望ましいものであるが、それは、特に、該ＡＴＳＣ−ＨＤＴＶ標準における該トレーニング・モードは収束が遅く、動的追跡機能が正確性に欠けるからであることが認識されるからである。

以下に、ＨＤＴＶ受信器及びその構成部分の一部に対する言及がなされていて、それらの意味合いを簡潔に表すことが有益であり得る。そのような受信器においては、適応型チャンネル等化器の後には一般に、位相及び利得のノイズを除去する位相追跡ネットワークが続き、該ネットワークからは該信号はトレリス復号器及びそれに続くデータ・デインタリーバに進む。該信号は更に、リード・ソロモン誤り訂正を経て、更に逆スクランブルされ、その後該信号にはオーディオ、ビデオ、及び表示の処理が行われる。更に詳しくは、例えば、Ｍｉｃｈａｅｌ Ｒｏｂｉｎ及びＭｉｃｈｅｌ Ｐｏｕｌｉｎによる、「Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ：ＭｃＧｒａｗ−Ｈｉｌｌ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ；ｓｅｃｏｎｄ ｅｄｉｔｉｏｎ」と題する、２０００年発行のハンドブック、のような技術文献において見出し得る。

図２はＡＷＧＮ（付加白色ガウス・ノイズ）チャンネルにおけるＨＤＴＶ受信器の等化器及びビタビ復号器についての、ＢＥＲ（ビット誤り率）とＳＮＲ（信号対雑音比）とを比較した、性能曲線のグラフを表す。性能は該等化器の後、更には、該ビタビ復号器（ＶＤ）の後、で測定される。受信器デザインにおいては該ビタビ復号器は該等化器に続き、ＴＣＭ（トレリス符号化変調）符号に相当する、ＦＥＣ（前方誤り訂正）の第１レベルを復号化する。

図２では、該等化器についてのもの（上の曲線群）とともにＶＤ出力についてのもの（下の曲線群）、すなわち、ブラインド・モードのみにおける該等化器のもの、自動切換えモードにおける該等化器についての第２のもの、及び軟自動切換えモードにおける該等化器についての第３のもの、が表される。自動切換えモードにおいては、該等化器は、収束前はブラインド・モードにあり、収束が検出された後、ｄｄモードに切り替わる。収束が失われた場合、該等化器はブラインド・モードに再び、切り替わる。軟自動切換えモードは、ｄｄモードが軟ｄｄモードである以外は、自動切換えモードと同様である。軟ｄｄモードにおいては、フィードバック・フィルタへの入力は、スライサの出力ではなく、該等化器の出力である。

図２の特性に鑑みて、本明細書及び特許請求の範囲においては、以下の：
（ａ） 自動モードにおける等化器出力性能は、ブラインド・モードにおける等化器出力性能と同等か、それ以上のものである。ＳＮＲを改善させると、該自動切換え性能は一層向上する；
（ｂ） ＶＤ出力性能は、等化器出力性能を反映する。該ＶＤ出力性能は、自動切換えモードにおいてはブラインド・モードのＶＤ出力性能以上である。ＳＮＲを改善させると、該自動切換え性能は一層向上する；
（ｃ） 自動切換えモード及び軟自動切換えモードは等化器出力とＶＤ出力との両方で同様な性能を表す；
ことが認識される。

図３を検討するよう、自動切換えモードにおけるブラインド・モードとｄｄモードとの間の関係を良く理解することが有益であり、該図３は異なるＳＮＲ値についてＡＷＧＮチャンネルにおける等化器ロック検出器の曲線を表す。ＳＮＲは図３の上のグラフでは１３ｄＢであり、中央のグラフでは１５ｄＢであり、下のグラフでは１８ｄＢである。図３では、たて座標の目盛り上の０値は等化器が、ロックされていない、すなわち、ブラインド・モードにある、ことを示す。該等化器がロックされている場合、該ロック検出器出力は１の値を呈する、すなわち、該等化器はｄｄモードにある。低ＳＮＲに対しては、該等化器は主にブラインド・モードにある、すなわち、収束はノイズ・レベルが高いことによって、決して検出されるものでないことがわかる。これは該ロック検出器の欠点であり、該欠点は一般に実際に克服できるものでない。高ＳＮＲに対しては、収束は、ゆくゆくは検出され、該等化器はｄｄモードに移行する。中ＳＮＲでは、該ロック検出器の切り替えが絶えずあり、更に、ノイズが等化器収束を検出する該ロック検出器の機能を左右するとともに、潜在的に該等化器収束を左右する。同様な特性が軟自動切換えモードにおける該等化器について予期し得る。

更に、マルチパス信号が該チャンネルにもたらされた場合、システム・シミュレーションにおけるいくつかの差異が見られ得る。図４は、該ＡＷＧＮとマルチパスとがあるチャンネルにおけるＨＤＴＶ受信器についての、ＢＥＲとＳＮＲとを比較した、性能曲線を表す。該マルチパス・チャンネルは１つの３ｄＢの、３マイクロ秒のゴーストを有し、該ゴーストは比較的強いゴーストである。図２のように、性能は等化器の後（上の曲線群）、更には、ビタビ復号器（ＶＤ）の後（下の曲線群）、で測定される。更に、３つの曲線、すなわち、ブラインド・モードのみにおける等化器についてのもの、自動切換えモードにおける該等化器についての別のもの、及び軟自動切換えモードについての第３のもの、を該等化器、更には、該ＶＤ、の出力について表す。

軟自動切り替えモードでは、該等化器は収束前にはブラインド・モードにあり、収束が検出された後、軟ｄｄモードに切り替わる。収束が失われた場合、該等化器は再び、ブラインド・モードに戻る。軟ｄｄモードでは、従来のｄｄモードに対して、フィードバック・フィルタへの入力が該等化器の出力である。

図４の特性に鑑みて、本明細書及び特許請求の範囲においては、以下の：
（ａ） 自動切換えモードにおいては、等化器出力性能は、ブラインド・モードにおける等化器出力性能及び軟自動切換えモードにおける等化器出力性能と同等又はそれ以上のものである。ＳＮＲを改善させると、該自動切換え性能は一層向上する；
（ｂ） ＶＤ出力性能は、等化器出力性能を、特に中ＳＮＲについて、反映するものでない。
それらのＳＮＲ値については、該ＶＤ出力性能は、自動切換えモードにおいてはブラインド・モードのＶＤ出力性能及び軟自動切換えモードのＶＤ出力性能より最大１．５ｄＢ劣るものである；
ことが認識される。

図４からは明らかでないが、別のシミュレーションは、高ＳＮＲ値については、自動切換えモードにおける該ＶＤ性能は、この場合もまた、ブラインド・モードにおけるＶＤ出力性能及び軟自動切換えモードにおけるＶＤ出力性能と同等又はそれ以上のものであることを明らかにする。

更に、別のシミュレーションは上記項目（ｂ）に記載する問題点が強いゴーストほど顕著となるが、弱いゴーストに対してもなお小規模で存在する。

該検出器がブラインド又は自動切換えのモードにある場合の、該等化器とビタビ復号器との間の性能特性における差異を理解するよう、これらの２つのモードにおける該等化器出力でのエラー・バースト数を算定することが有益である。

図５は両方の等化器モードにおけるエラーのバーストの数とバーストの長さとを比較した曲線を表す。ＳＮＲは図５の上のグラフでは１８ｄＢであり、中央では２１ｄＢであり、下のグラフでは２５ｄＢである。図５に表す特性に鑑みて、本明細書及び特許請求の範囲においては以下の：
低ＳＮＲ条件では、エラー数はブラインド・モードと自動切換えモードとの両方について極めて類似している。長エラー・バーストは両方のモードにおいて存在し、ブラインド・モードに存在する数のほうがわずかに高い；
中ＳＮＲ条件では、エラー・バースト数及びエラー・バースト長は自動切換えモードのほうがブラインド・モードよりも明らかに大きいが、それはブラインド・モードにおける長エラー・バースト数は減少し、自動切換えモードはＳＮＲの増加によってそれほど左右されないからである；
高ＳＮＲ条件では、エラー・バースト数及びエラー・バースト長は自動切換えモードよりもブラインド・モードのほうが大きくなるが、それは自動切換えモードにおける長エラー・バースト数が今度は、ＳＮＲの増加とともに速い速度で減少するからである；
ことが認識される。

図６は等化器ロック検出器出力を繰り返し数（×（１０＾４））と比較したものを表す。ＳＮＲは図６の上のグラフでは１８ｄＢであり、中央では２１ｄＢであり、下のグラフでは２５ｄＢである。低、中又は高ＳＮＲの概念は実際にはゴーストのプロフィール及び強度によってかわってくるが、それは異なるゴーストが異なる性能を当然伴うからである。しかしながら、図６に表すように、ＳＮＲと等化器ロック検出器性能との間には関係が存在する。該ＡＷＧＮチャンネルにおける場合と同様、低ＳＮＲについては、該等化器は主に、ブラインド・モードにある、すなわち、ノイズのレベルが高いことによって収束は決して検出されるものでないことがわかる。高ＳＮＲについては、該収束は、ゆくゆくは、検出され、該等化器はｄｄモードに移行し、そのモードで安定したままとなる。中ＳＮＲでは、該ロック検出器の切り替えが、ノイズのレベルがｄｄモードを安定させることを可能としないので、絶えずある。同様な特性が軟自動切換えモードにおける該等化器について予期される。

上記の考察及び情報に基づけば、本発明の特性は、これらのエラー伝播の状態で、該状態については、標準ｄｄモードは軟ｄｄモードよりも劣る性能を有するもの、を検出し、モードを切り替えるものである。本発明の原理によれば、適切なモードの選択は受信器の出力でのＢＥＲに基づくものである。このようにして、該受信器は確実性によってのみ切り替え、チャンネル環境で、該軟ｄｄモードが実際に劣る性能を有するもの、に対するエラーを発生させることを回避する。そのような結果は現在のシミュレーションにおいては見られなかったものであるが、これは、全てのチャンネルについて該当するものであることを保証するものでない。

図７はブロック図形式で本発明による等化器／前方誤り訂正自動モード・セレクタの例示的実施例で、例としてＨＤＴＶ受信器に適用されたもの、を表す。図７は該受信器の前方誤り訂正（ＦＥＣ）部を含む。

図７では、ブロック３０は等化器、関連フィルタ、スライサ、及び、ロック検出器で、上記で説明し、記載したもの、を含む。ブロック３０はＦＥＣ１として示されるような、前方誤り訂正装置３２に対する自動切換え出力を表す等化器出力（１）を備える。ブロック３０は更に、ＦＥＣ０として示す、別の前方誤り訂正装置３４に対する軟自動切換えを表す等化器出力（０）を備える。ブロック３０は更に、等化器に続くか、等化器として等化器／位相追跡装置として等化器と一緒に設計された、位相追跡ネットワーク、を含み得る。前方誤り訂正装置３２及び３４の出力は比較及び選定装置３６に入力され、該装置は復号化ビット出力信号を備える。比較及び選定装置３６は更に、セレクト信号ｓｅｌを等化器モード・スイッチ３８に対して備える。モード・スイッチ３８は等化器の出力（０）と出力（１）との両方を受信し、ブロック３０と信号を交換するよう、以下に詳細に説明するように、結合される。

本発明の特徴によれば、受信器のＦＥＣ部が繰り返され、等化器の出力が２つの別個のモード：自動切換え及び軟自動切換え；について供給される。該２つの別個の出力は異なる方法、すなわち：
（ａ） 更に等化器を繰り返すことによる方法；及び
（ｂ） 例えば、「ＤＥＣＩＳＩＯＮ ＦＥＥＤＢＡＣＫ ＥＱＵＡＬＩＺＥＲ」と題する、同時係属の米国特許仮出願（代理人管理番号ＰＵ０２０１１８）記載の等化器のような同時出力を可能にする同時出力等化器デザインによる方法；
において取得し得るものであり、該米国特許仮出願の開示内容全体はこの参照によって本明細書及び特許請求の範囲において組み入れられ、該米国特許仮出願に対して更に詳細な記載について参照を行うものとする。

該特許仮出願において開示及び記載されたように、データ信号を処理する判定帰還型等化器は硬判定指向モード及び軟判定指向モードについての同時等化器出力を備える。該硬ｄｄモードと該軟ｄｄモードとの間の差異は等化器フィード・バック・フィルタへの入力がスライサの出力である（硬判定）か等化器出力である（軟判定）かに関連する。該共有アーキテクチャは等化器出力シンボル軟判定ビット表現毎に、これらのビットの部分集合は硬判定表現に相当することを利用する。その結果、該等化器は一出力等化器と実質的に同じハードウェアによって２つの別個のモードの同時出力を可能にする。

図７では、等化器フィルタ、スライサ及びロック検出器は上記記載のものと同様のものである。等化器モード・スイッチは更に、上記のものと、該等化器モード・スイッチが該比較及び選定装置から制御信号を受信する以外は、同様のものである。この制御信号、ｓｅｌ、は２つのモード（自動切換え又は軟自動切換え）の何れが良い性能を有するかを識別する。該信号は、単一等化器アーキテクチャの場合には上記項目（ｂ）における等化器モード切替え装置に再び、入力されるだけである。この場合、ロック状態を識別するようどの出力が等化器ロック検出器によって用いられるかを判定する。

（硬）自動切換えモードにおけるものと軟自動切換えモードにおける別のものとの同時出力を有する等化器が１つある場合、ロック検出器は１つしかないものである。該比較及び選定装置は最良の性能のシステムを選択し、該選択を出力する。更に、セレクタ信号を等化器モード・スイッチに再び、入力する。このセレクタは最良の性能のシステムを示し、該２つの出力のどれを確かめるかを判定するよう該ロック検出器によって用いられる。このセレクタは更に、適応エラーを生成するために該２つの同時出力のどれが等化器スライサに入力されるかを選択し、更に、ＦＢＦ係数適応式のどれが同時出力等化器において用いられるかを選択するよう用い得る。上記のように、この等化器は効果的に上記の「ＤＥＣＩＳＩＯＮ ＦＥＥＤＢＡＣＫ ＥＱＵＡＬＩＺＥＲ」と題する、同時係属の米国特許仮出願記載の等化器デザインを利用し得る。

上記項目（ａ）では、２元等化器アーキテクチャについては、２つの等化器があり、各々が別個のロック検出を有する別個のエンティティである。１つの等化器は（硬）自動切換えモードにあり、もう１つは軟自動切換えモードにある。等化器モード・スイッチはしたがって、実質的に２つの別個のシステムを有する。該信号ｓｅｌを確かめることに加えて、該等化器モード・スイッチは更に、ロック検出器出力を確かめて等化器モードがブラインド・モードと（軟）ｄｄモードとの何れかにあるべきかを判定する。該比較及び選定装置は最良の性能のシステムを選択し、該選択の結果を出力する。フィードバックは必要でない。

受信器のＦＥＣ部は以下：ビタビ復号器（ＶＤ）、デインタリーバ及びリード・ソロモン（ＲＳ）復号器；ブロックを含む。理論上は、図７に表すように、該ＦＥＣ部はＦＥＣ０及びＦＥＣ１に繰り返されることを要する。しかしながら、一般に、該ＲＳ復号器はシンボル・レートよりも小さなレートで動作するが、それは該ＲＳ復号器がいくつかのビットのシンボルを対象にするからである。この場合、各ＲＳシンボルはバイトであり、該レートは、ＲＳ復号器ハードウェアが２つのＦＥＣブロック間で共有し得るほどに十分遅いものである。更に、デインタリーバ制御は両方のブロックにおいて同様な動作を行い、共有し得る。したがって、該デインタリーバは従前と同様の制御及び、２倍のメモリで、該メモリの各部分が該制御によって同様にアドレッシングされるもの、を有し得る。本明細書及び特許請求の範囲においては、ＶＤ制御部を２つのＦＥＣ部間で共有し得る；しかしながら、該ＡＴＳＣ−ＨＤＴＶ標準に対するＶＤは実際には１２のインタリーブされた復号器の群であるので、装置全体を繰り返すことが簡単である。

該受信器に存在する別のブロックはデランダマイザ及び出力インタフェースを有し、それらは比較及び選定装置に後続して含まれればよいものであるが、更に各ＦＥＣ装置の一部として考慮し得る。

各ＦＥＣ部は３つの信号、すなわち：出力ビット、ＲＳ復号器の出力でのバイト・エラー・カウント（ｂｅｃ）及びＲＳ復号器の出力での訂正されていないセグメント・カウント（ｕｓｃ）；を出力する。該ｂｅｃ信号は所定ウィンドウＷ総バイト数全部に及んでＲＳ復号器によって訂正されたバイト・エラーの数を表す。該ｕｓｃ信号は所定ウィンドウＷ総バイト数全部に及ぶ訂正されていないセグメントの数を表す。ＲＳ復号器では、ｂｓｃ及びｕｓｃはＢＥＲに関係し、ＢＥＲを予測するよう用い得る。比較及び選定装置の役目は、２つのＦＥＣ装置についてのｂｅｃカウントを、Ｗバイト毎に比較するか、同様にｕｓｃカウントを比較することにある。

比較及び選定装置は等化器／ＦＥＣモード・セレクタの別の構成部分である。該比較及び選定装置は基本的にｂｅｃ１及びｂｅｃ２を減算し、該減算結果を閾値Ｔｈｒと比較する。該減算結果の絶対値が該閾値を下回る場合、両方の等化器出力が基本的に同様のレベルで動作し、当該正常な出力が装置０の出力として定められる。この出力は等化器が自動切換えモード（ブラインド及びｄｄのモード）において設定されることに相当する。その結果、変数ｓｅｌは０に設定され、出力で、該出力上で該等化器ロック検出器が動作すべきもの、として該等化器出力０を識別するよう該モード・スィッチに再び、入力される。

一方、│ｓ│がＴｈｒ以上である場合、両方の等化器出力とも異なるレベルで動作する。当該アルゴリズムは更にｂｅｃ０とｂｅｃ１とを比較し、小さいほうを最良の性能として選択する。ｓが０よりも大きい場合、ｂｅｃ０はｂｅｃ１よりも大きく、出力ビットが出力ビット１に設定され、ｓｅｌが１に設定されて等化器出力１を、出力で、該出力上で該等化器ロック検出器が動作すべきもの、として識別する。同様に、ｓが０以下の場合、出力ビット０が選択され、ｓｅｌは０に設定される。比較及び選定装置の処理全体は更にＷバイト毎に繰り返される。同様なデザインを同様にｕｓｃカウントについて実施し得る。

図８はｂｅｃ比較に関する比較及び選定装置の流れ図を表し、当該記号は上記に規定したように用いられる。

等化器／ＦＥＣ自動モード・セレクタは該ＨＤＴＶ−ＡＴＳＣ等化器用に設計されたものとして例示的に記載するが、本発明による該セレクタの原理はＤＦＥアーキテクチャを有する如何なる汎用等化器にも、該等化器にトレリス復号器又は畳み込み復号器が後続するシステムにおいて、適用し得る。そのようなシステムに対しては、ｄｄモードにおける線形歪み、ノイズ及びスライサの存在が起因するＤＦＥフィルタへのエラー伝播は等化器出力でのバーストのある種類のノイズをもたらし、それによって該復号器性能を損なう傾向があるものである。更に、シンボル間隔（Ｔ間隔で、Ｔはシンボル時間。）の意味合いで説明したが、本発明は更に、分数間隔の等化器にも適用し得る。分数間隔等化器は上記非特許文献１のような、いくつかの教本に記載されている。更に、ＦＢＦへの軟判定指向入力は、等化器出力として説明しているが、等化器出力の計算量を多く要する軟判定関数であり得る。更に、図１における等化器はトレーニング・モードも含み得ることがわかるものである。該動作のトレーニング・モードはブラインド・モードに対して、従来のＤＦＥと同様、排他的なものであり、判定指向モードを妨げるものでない。

該等化器デザインで、自動切換えモード及び軟自動切換えモードについての等化器出力を同時に備えるもの、は例示的実施例において、例示の目的で、用いられ、別の装置を、同時出力を備えるよう、用い得ることがわかるものである。したがって、本発明は例示的実施例によって説明したが、本特許に関する当業者によって、上記記載の変形を含む、種々の変更及び置換を本特許請求の範囲に規定されたような本発明から逸脱することなく行い得ることが認識され、理解されるものである。

判定帰還型等化器（ＤＦＥ）アーキテクチャの概略ブロック図である。 付加白色ガウス・ノイズ（ＡＷＧＮ）チャンネルにおける等化器及びビタビ復号器についての、ビット誤り率（ＢＥＲ）とｄＢでの信号対雑音比（ＳＮＲ）との比較、を表す図である。 異なるＳＮＲ値について、該ＡＷＧＮチャンネル及び自動切換えモードにおける等化器ロック検出器出力を表す図である。 ３ｄＢの、３マイクロ秒（μｓ）のゴースト信号のもとでの等化器及びビタビ復号器についての、ビット誤り率（ＢＥＲ）とｄＢでの信号対雑音比（ＳＮＲ）との比較、を表す図である。 ブラインド・モード並びに自動切換え・モード、及び異なるＳＮＲ測定値についての、等化器出力での、バースト・エラー数とバースト・サイズとの比較を表す図である。 異なるＳＮＲ値について、−３ｄＢ、３μｓ信号と該ＡＷＧＮとのあるチャンネルにおける等化器ロック検出器出力を表す図である。 本発明による等化器／前方誤り訂正（ＦＥＣ）自動モード・セレクタの実施例を表す図である。 本発明による比較及び選定装置を表す流れ図である。

Claims (25)

1. 判定帰還型等化器（ＤＦＥ）において標準自動切換えモードと軟自動切換えモードとのうちの一方を自動的に選定するモード・セレクタ装置（図７）であって：
   等化を有するデータ信号処理システムにおける利用に形成されたものであり；
   標準ｄｄモード及び軟ｄｄモード各々に相当する第１ＤＦＥ出力及び第２ＤＦＥ出力を備える等化器（３０）；及び
   該第１ＤＦＥ出力のバイト誤り率（ＢｙＥＲ）と該第２ＤＦＥ出力のバイト誤り率（ＢｙＥＲ）とを比較して、上位モードとして、該第１ＤＦＥ出力のＢｙＥＲと該第２ＤＦＥ出力のＢｙＥＲとのうちの低いほうのＢｙＥＲに関連したモードを選定し、該第１ＤＦＥ出力と該第２ＤＦＥ出力とのうちの、該低いほうのＢｙＥＲを有する、ＤＦＥ出力、を出力するコンパレータ（３６）；
   を有することを特徴とするモード・セレクタ装置。
2. 請求項１記載のモード・セレクタ装置であって、該標準自動切換えモードが選択的にブラインド・モードと標準判定指向（ｄｄ）モードとを表し、該軟自動切換えモードが選択的にブラインド・モードと軟ｄｄモードとを表すことを特徴とするモード・セレクタ装置。
3. 請求項２記載のモード・セレクタ装置であって：
   該ＤＦＥの収束を示すロック信号を備えるロック検出器手段（３０）；
   を含み；
   該ロック信号が該低いほうのＢＥＲを有する該ＤＦＥ出力信号から導き出されるものであることを特徴とするモード・セレクタ装置。
4. 請求項２記載のモード・セレクタ装置であって、該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号を備える該等化器（３０）が該データ信号を処理し、軟判定指向（ｄｄ）出力信号と硬判定指向（ｄｄ）出力信号とを同時に表す判定帰還型等化器（ＤＦＥ）手段を有することを特徴とするモード・セレクタ装置。
5. 請求項３記載のモード・セレクタ装置であって、該ロック検出器手段（３０）が該ＤＦＥ出力の各々のものから導き出されたロック信号各々を備える第１ロック検出器及び第２ロック検出器（３０）を含むことを特徴とするモード・セレクタ装置。
6. 請求項３記載のモード・セレクタ装置であって：
   モード・スイッチ（３８）；
   を有し、該モード・スイッチが、
   該標準ｄｄモード及び該軟ｄｄモードのうちの一方；と
   ブラインド・モード；
   とのうちの一方において該ＤＦＥ出力を、該ＤＦＥの収束を識別する該ロック信号に応じて、選択的に位置付けることを特徴とするモード・セレクタ装置。
7. 請求項３記載のモード・セレクタ装置であって、トレーニング・モードが該ブラインド・モードにとって代わり；
   モード・スイッチ（３８）；
   を有し、該モード・スイッチが：
   該標準ｄｄモード及び該軟ｄｄモードのうちの一方；と
   該トレーニング・モード；
   とのうちの一方において該ＤＦＥ出力を、該ＤＦＥの収束を識別する該ロック信号に応じて、選択的に位置付けることを特徴とするモード・セレクタ装置。
8. 請求項１記載のモード・セレクタ装置であって、更に：
   該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号を前方誤り訂正（ＦＥＣ）によって処理して第１ＦＥＣ出力信号及び第２ＦＥＣ出力信号各々を備える前方誤り訂正プロセッサ（３２、３４）；
   を有し；
   該コンパレータ（３６）が該標準自動切換えモードと該軟自動切換えモードのうちの一方のどちらが所定の比較基準によって上位モードであるかを判定し、該１つの上位モードの出力信号を出力することを特徴とするモード・セレクタ装置。
9. 請求項８記載のモード・セレクタ装置であって、該前方誤り訂正プロセッサ（３２、３４）がトレリス復号器（３２、３４）及びリード・ソロモン（ＲＳ）復号器（３２、３４）を含むことを特徴とするモード・セレクタ装置。
10. 請求項８記載のモード・セレクタ装置であって、該所定の比較基準は、該コンパレータ（３６）が該ＲＳ復号器からの訂正不能セグメント・レート（ＵＳＲ）を比較し、上位モードとして該ＵＳＲのうちの低いほうに関連したモードを選定し、該低いほうのＵＳＲを有する該ＤＦＥ出力信号を出力することを有することを特徴とするモード・セレクタ装置。
11. 請求項８記載のモード・セレクタ装置であって、該所定の比較基準は該コンパレータ（３６）が該ＲＳ復号器からの予測ビット誤り率（ＢＥＲ）を比較し、上位モードとして該ＢＥＲのうちの低いほうに関連したモードを選定し、該低いほうのＢＥＲを有する該ＤＦＥ出力信号を出力することを有することを特徴とするモード・セレクタ装置。
12. 請求項１記載のモード・セレクタ装置であって、第１ＤＦＥ出力信号及び第２ＤＦＥ出力信号を備える該等化器が該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号を備えるよう該モード・スイッチ（３８）に結合された等化器フィルタ化手段及びスライサ手段（３０）を含むことを特徴とするモード・セレクタ装置。
13. 請求項８記載のモード・セレクタ装置であって、該前方誤り訂正プロセッサが該第１ＦＥＣ出力信号及び該第２ＦＥＣ出力信号各々を備える並列処理手段（３２、３４）を有することを特徴とするモード・セレクタ装置。
14. 請求項５記載のモード・セレクタ装置であって：
    該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号、該各ロック出力信号、及び該比較信号に、結合されて、該各ロック出力信号のうちの１つを選定して該ロック信号を備えるよう該比較信号を監視する、モード・スイッチ（３８）；
    を有することを特徴とするモード・セレクタ装置。
15. 請求項１４記載のモード・セレクタ装置であって、該モード・スイッチ（３８）が該上位モードに相当する該ロック出力信号各々のうちの１つを選定することを特徴とするモード・セレクタ装置。
16. データ信号を受信する判定帰還型等化器（ＤＦＥ）において標準自動切換えモードと軟自動切換えモードとのうちの一方を自動的に選定する方法であって：
    受信信号を処理する工程；
    を有し、該受信信号を処理する工程は等化及び前方誤り訂正（ＦＥＣ）を含み；
    更に、該標準自動切換えモード及び該軟自動切換えモードに相当する第１ＤＦＥ出力信号及び第２ＤＦＥ出力信号を備える工程；
    該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号を処理して第１ＦＥＣ出力信号及び第２ＦＥＣ出力信号各々を備える工程；
    該第１ＦＥＣ出力信号におけるバイト誤り率（ＢｙＥＲ）と該第２ＦＥＣ出力信号におけるバイト誤り率（ＢｙＥＲ）とを比較して、該自動切換えモードと該軟自動切換えモードとのうちのどちらがＢｙＥＲについて所定の条件下で上位モードであるかを確かめる工程；
    該上位モードから選定信号を導き出す工程；及び
    該選定信号を利用して該ＤＦＥを制御する工程；
    を有することを特徴とする方法。
17. 請求項１６記載の方法であって、該選定信号を利用して該ＤＦＥを制御する工程が、該ＤＦＥを：
    ブラインド・モード；と
    標準判定指向モードと軟判定指向モードとのうちの一方；
    とのうちの一方に、該選定信号に応じて、設定するサブ工程を有することを特徴とする方法。
18. 請求項１７記載の方法であって、該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号を備える該工程が：
    等化器のフィルタ化のサブ工程；
    該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号を備えるよう結合された信号スライス化のサブ工程；
    を有することを特徴とする方法。
19. 請求項１７記載の方法であって、該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号を処理する該工程が：
    該第１ＦＥＣ出力信号及び該第２ＦＥＣ出力信号各々を備える並列経路において該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号を処理するサブ工程；
    を有することを特徴とする方法。
20. 請求項１７記載の方法であって、該ＦＥＣ処理の工程が：
    トレリス復号化のサブ工程；及び
    リード・ソロモン復号化のサブ工程；
    を有することを特徴とする方法。
21. 請求項１６記載の方法であって、該選定信号を利用して該ＤＦＥを制御する工程が：
    該第１ＦＥＣ出力信号からの第１ロック信号を導き出すサブ工程；
    該第２ＦＥＣ出力信号から第２ロック信号を導き出すサブ工程；及び
    該ＤＦＥを制御する該第１ロック信号及び該第２ロック信号のうちの一方を、該選定信号に応じて、選定するサブ工程；
    を有することを特徴とする方法。
22. 請求項１９記載の方法であって、該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号を処理する該工程が：
    該データ信号を軟判定指向（ｄｄ）動作モードと硬判定指向（ｄｄ）動作モードとを同時に表す判定帰還型等化器（ＤＦＥ）によって処理して該第１ＤＦＥ出力信号及び該第２ＤＦＥ出力信号を備えるサブ工程；
    を有することを特徴とする方法。
23. 請求項２２記載の方法であって：
    硬判定表現と軟判定表現との両方を同時に出力シンボル軟判定ビット表現各々において同時に備える工程；
    を含むことを特徴とする方法。
24. 請求項１６記載の方法であって、該選定信号を利用して該ＤＦＥを制御する該工程が：
    該第１ＦＥＣ出力信号と該第２ＦＥＣ出力信号とのうちの一方から、該選定信号に応じて、ロック信号を導き出すサブ工程；及び
    該ロック信号を利用して該ＤＦＥを制御するサブ工程；
    を有することを特徴とする方法。
25. 請求項１６記載の方法であって、該選定信号を利用して該ＤＦＥを制御する該工程が：
    該上位モードに関連した該第１ＦＥＣ出力信号と該第２ＦＥＣ出力信号とのうちの一方から該ロック信号を導き出すことを特徴とする方法。

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