JP2005537747A - 周波数領域判定フィードバック等化デバイス及び方法 - Google Patents

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Abstract

好ましくは、ブロードバンド通信システム内で用いるための、シングルキャリア変調用の周波数領域判定フィードバック等化器デバイスが開示される。第一のセクション内において、入力された第一の信号ベクトル（ｑ）に関して高速フーリエ変換が遂行され、結果として第二の信号ベクトル（R0...Rp-1)が得られ、この第二の信号ベクトルの成分の各々に等化パラメータ（Gff.0,...Gffp-1）を乗じることでフィードフォワード等化が遂行され、結果として第三の信号ベクトル（Y0,*...,Yp-1）が出力され、この第三の信号ベクトルに関して逆高速フーリエ変換が遂行され、結果として第四の信号ベクトル（ｚ）が得られ、この第四の信号ベクトルに基づいてこの第一のセクションの出力信号（ｙ）が得られ；第二のセクション内において、第二のセクションの出力信号から派生される信号の線形フィルタリングを遂行することで、フィルタリングされた信号（ｘ）が得られ、このフィルタリングされた信号を第一のセクションの出力信号（ｙ）に加えことで、加算された信号（ｄウェーブ）が得られ、この加算された信号（ｄウェーブ）からサンプルを抽出することで、第二のセクションの出力信号（ｄハット）が生成される。

Description

本発明は、好ましくは、ブロードバンド通信システム内で用いるために、シングルキャリア変調（single carrier modulation）用の周波数領域判定フィードバック等化器デバイス（frequency-domain decision feedback equalizer device）に係る。更に、本発明は、シングルキャリア変調を用いる通信システムの受信機及び送信機、並びに、このような送信機及び受信機を含む通信システムに係る。更に、本発明は、好ましくは、ブロードバンド通信システム内で用いるための、シングルキャリア変調用の周波数領域判定フィードバック等化方法に係る。最後に、本発明は、シングルキャリア変調を用いてデータを伝送するための方法に係る。
このような装置、方法、及びシステムは、好ましくは、ｘDSL、DAB及びDVB等の有線及び無線伝送システム内で用いられる。
米国特許第6,052,702A号明細書には、入力シンボルから対応する判定（decisions）を生成するための、フォワードフィルタ（forward filter、FF）とフィードバックフィルタ（feedback filter)を備える、判定フィードバックフィルタデバイスを開示する。フォワードフィルタ（FF）は入力シンボルを受信し、フィードバックフィルタはこれら判定を受信する。フォワードフィルタはM個の入力シンボルから成るブロックの周波数領域フィルタリングを遂行し、フィードバックフィルタはL個の判定から成るブロックの周波数領域フィルタリングを遂行し、ここで、LはMより小さくされる。このフィードバックフィルタはエコーの受信に起因するシンボル間干渉（intersymbol interference）の修正（rectified）を可能にする。
米国特許第6,148,024A号号明細書は、符号化された情報ビットをマルチトーン方式（multitone techniques）を用いてフレーム（frame-by-frame）毎にて伝送するためのシステム及び方法を開示する。伝送のためには、符号化された情報ビットは差分位相信号にマッピングされ、差分位相信号に基づいて絶対位相信号が生成される。次に、N個の複合記号（complex symbols）が生成され、N個の複素時間領域サンプルに逆離散フーリエ変換され、これらサンプルが巡回プリフィックスとサフィックスを付加することで、増大される。次に、こうして増大されたN個の複素時間領域サンプルが２つの実数サンプル（real samples）に分離され、第一と第二のベースバンド信号に変換される。これら第一と第二のベースバンド信号を直交キャリア成分（quadrature carrier components）上に刻み込むことで、同相（in-phase）及び直交（quadrature）信号成分が形成される。その後、これらは一つのRF信号に結合され、伝送される。受信のためには、受信されるRF信号は、非コヒーレントなやり方にて第一と第二の直交ベースバンド信号に復調される。これら直交するベースバンド信号を並列にサンプリングすることで、第一と第二の直交サンプル系列が生成される。これら第一と第二の直交する（実数）サンプルの系列から、付加された巡回プリフィックスとサフィックスを除去することで、N個の複素数が生成される。これらN個の複素数に関して離散フーリエ変換を遂行することで、N個のチャネル重み付けされたトーン（channel-weighted tones）が生成される。N個の位相差信号が生成され、これをある所定の位相コンステレイション（phase constellation）に従ってデマッピングすることで、符号化された情報ビットが回復される。
国際公開第01/35561号パンフレットは、マルチキャリアデジタル伝送システム（multicarrier digital transmission system）を開示するが、このシステムにおいては、エミッタは直列入力データストリームを並列サブストリームの組に変換し、OQAM変調器はこれらサブストリームを受信し、各サブストリームを合成フィルタバンクの入力に供給する。このフィルタバンクの同期入力は、データ系列を搬送するOQAM信号を受信する。このデータ系列は、フレーム同期パターン、スーパフレーム同期パターン及びハイパフレーム同期パターンを含み、各サブチャネルに割当てられるビットの数を指定する。受信機は、分析フィルタバンクを含み、このフィルタバンクは、マルチキャリア信号を各サブチャネルに対する組の成分信号に分解する。同期処理ブロックは、サブチャネルを同期するために、分析フィルタバンクの出力を受信する。この処理ブロックは、受信機のサンプリング時間を制御するための第一のブロックのカスケードと、同期パターン及びサブチャネルビット割当てデータを抽出するための第二のブロックのカスケードとを含む。他のフィルタバンクの出力も、各々、カスケードのサブチャネル等化器に結合され、この等化器の下流には、データ抽出器と、並列/直列変換器とが配置される。
米国特許公開第2001/0026578号明細書は、符号分割多重アクセス方式(CDMA）送信機及び受信機を開示する。この送信機及び受信機の、送信アセンブリは：伝送データを複素数の実数部と虚数部から構成される変調入力波に変換するための直列/並列変換器と、実部と虚部が無相関でランダムな、複素スペクトル拡散符号（complex spread spectrum code）の実部と虚部を生成するための擬似ランダム雑音（PN）発生器と、伝送データに関して変調を行うため、つまり、直列/並列変換器から変調入力波の複素数を生成し、PN発生器から複素スペクトル拡散符号を生成するためのスペクトル拡散変調器（spread spectrum modulator）と、このスペクトル拡散変調器から出力される実数信号と虚数信号とを結合するためのベクトル結合器と、このベクトル結合器からの出力信号の帯域を制限するための伝送フィルタとを備えている。CDMA送信機及び受信機の受信アセンブリは：送信アセンブリから受信される信号の帯域を制限するための受信フィルタと、受信された信号をそのチップ速度の整数倍とされる速度にてサンプリングするための分数タップ間隔等化器（fractional tap spacing equalizer）と、波形等化器（waveform equalizer）とを備え、この波形等化器はトランスバーサルデジタルフィルタ（tranversal digital filter）を備えるが、このデジタルフィルタは、フィルタ係数を更新するために再帰的最小二乗適応アルゴリズム（recursive least square adaptive algorithm）を用いる。
国際公開第01/20919号パンフレットは、チャネル或いはシステム変動を適応的に補正するための方法及び装置を開示するが、この方法及びシステムにおいては、デジタル通信システムの受信機内で、適応的な補正が用いられる。このデジタル通信システムの送信機は、プレコーダ（precoder）を含む。受信機内での適応的な補償のために、送信機のプレコーダによって除去されなかった干渉が緩和される。一つの実施例においては、この適応的補償は、受信機内で、適応的フィードフォワードフィルタ（adaptive feedforward filter）とフィードバックフィルタ（feedback filter）とを用いることで遂行される。フィードバックフィルタの出力は、送信されたプレコードされた系列の推定の以前の値に基づいて生成される。こうして決定されたフィードバックフィルタ係数値は、これら係数値が所定の閾値を超えた場合に送信機に定期的に中継される。こうして、この受信機は、送信機の固定されたプレコーダの、ある与えられた時点における実際のチャネルに対する調節ミス（misadjustments）を、適応的かつ自動的に補償する。
ブロードバンド通信システムは、非常に分散性のチャネル（dispersive channel）によって特徴付けられる。この現象に対処するためには、２つの変調方式を用いることができる。
第一の変調方式は、シングルキャリア（single carrier, SC）変調であり、ブロードバンド等化を用い、第二の変調方式は、マルチキャリア（multi carrier）変調であり、直交周波数分割多重（orthogonal frequency division multiplexing, OFDM）を用いる。
シングルキャリア変調は、直交周波数分割多重（OFDM）と比較して、以下のような長所を有する：
個々のビットのエネルギが周波数スペクトルに全体に渡って分散され、このため、分散性チャネルにおいては、適応的変調が用いられない場合、シングルキャリア変調方式の方が直交周波数分割多重（OFDM）より優れた性能を示す。
ピーク対平均電力比は、OFDMの場合より低くなり、より単純な増幅器を用いることができ、かつ、電力消費も低くなる。
シングルキャリア変調は、キャリア周波数オフセット及び非線形歪みに対して、OFDM方式よりも強い。
シングルキャリア変調はより良好な帯域幅効率を有し、OFDM方式では巡回プリフィックス（cyclic prefix）が必要とされる。
他方、シングルキャリア変調は、直交周波数分割多重（OFDM）と比較して、以下のような短所を有する：
適応的変調を用いた場合は、OFDM方式の方が、ビット誤り率の点で、線形等化を用いるシングルキャリア変調方式よりも優れた性能が得られる。
シングルキャリア変調の線形判定フィードバック等化はかなり複雑であるが、OFDM方式の場合は、巡回プリフィックスと、サブキャリア等化器当り１つのタップを用いることで、より単純な等化技術を利用することが可能となる。
従って、本発明の一つの目的は、シングルキャリア変調の上述の短所を本質的に克服するとともに、シングルキャリア変調の上述の長所は本質的に維持することで、シングルキャリア変調システムの性能を向上させることにある。
上述の及び更なる目的を達成するために、本発明の一つの態様によると、好ましくは、ブロードバンド通信システム内で用いるための、シングルキャリア変調用の周波数領域判定フィードバック等化器デバイスが提供され、この等化器デバイスは、
第一のセクションと第二のセクションとを備え、
第一のセクションは：
第一のセクションに入力される第一の信号ベクトルに関して高速フーリエ変換を遂行し、第二の信号ベクトルを出力するための高速フーリエ変換手段と、
この第二の信号ベクトルの成分の各々に等化パラメータを乗じることでフィードフォワード等化を遂行し、第三の信号ベクトルを出力するためのフィードフォワード等化手段と、
この第三の信号ベクトルに関して逆高速フーリエ変換を遂行し、第四の信号ベクトルを出力するための逆高速フーリエ変換手段とを備え、
第二のセクションは：
この第二のセクションの出力信号から派生される信号の線形フィルタリングを遂行するためのフィードバックフィルタ手段と、
このフィードバックフィルタ手段の出力信号を第一のセクションの出力信号に加えるための加算手段と、
この加算手段の出力信号を受信して、加算手段の出力信号からサンプルを抽出することで第二のセクションの出力信号を生成するための検出器手段とを備える。
本発明の第二の態様によると、好ましくは、ブロードバンド通信システム内で用いるための、シングルキャリア変調用の周波数領域判定フィードバック等化方法が提供され、この方法は、
第一のセクションにおいて：
入力される第一の信号ベクトルに関して高速フーリエ変換を遂行し、結果として第二の信号ベクトルを提供するステップと、
この第二の信号ベクトルの成分の各々に等化パラメータを乗じることでフィードフォワード等化を遂行し、結果として第三の信号ベクトルを提供するステップと、
この第三の信号ベクトルに関して逆高速フーリエ変換を遂行し、結果として第四の信号ベクトルを提供するステップと、
この第四の信号ベクトルに基づいて第一のセクションの出力信号を提供するステップと、
第二のセクションにおいて：
第二のセクションの出力信号から派生される信号の線形フィルタリングを遂行し、フィルタリングされた信号を提供するステップと、
このフィルタリングされた信号を第一のセクションの出力信号に加算し、加算された信号を提供するステップと、
この加算された信号からサンプルを抽出することで第二のセクションの出力信号を生成するステップと、を含む。
本発明によると、直交周波数分割多重（OFDM）を巡回プリフィックス（cyclic prefix）とともに用いるマルチキャリア変調のそれと類似するデータブロック伝送フォーマットを用いる、シングルキャリア変調のための新たな周波数領域判定フィードバック等化方式が提供される。本発明によるこの周波数領域判定フィードバック等化方式は、シミュレーションの結果から、OFDMの能力に非常に近い能力（capacity）を有することが確認されている。本発明は、チャネル負荷（channel loading）を考慮しない場合、符号化された伝送における平均フレーム誤りを同一とした場合、OFDMのそれと近い性能を示す。
より具体的には、本発明は、OFDMシステムが典型的に有する問題であるピーク対平均電力比の問題に対する適当な解決手段を提供するが、結果として、性能は、従来のシングルキャリア変調アーキテクチャよりも改善される。更に、本発明による新たなアーキテクチャは、信頼性の高い通信システムを、従来のアーキテクチャと比較して著しく簡素化されたアーキテクチャにて提供する。つまり、本発明は、信頼性の高い伝送を保証し、OFDMと類似する性能を有し、従来の周波数領域線形等化方式（frequency-domain linear equalization）と比較すると著しく改善された性能を有し、同時に、シングルキャリア変調の全ての長所は本質的に維持されるような物理層伝送アーキテクチャを提供する。最後に、本発明は、ブロックベース（per-block basis）にて動作するために、フィードバックフィルタ手段を通じての誤りの伝播は１ブロックに制限され、低い信号対雑音比（SNR）の値にて動作するときは、従来の時間領域判定フィードバック等化方式（time-domain decision feedback equalization）と比較してさらに有利となる。
上述の等化デバイス及び方法の更なる好ましい実施例が従属クレーム２から1１及び１９から２８の内に記載されている。
好ましくは、フィードフォワード等化のために、等化パラメータが生成され、処理された信号の、とりわけ（一つのより特定な実施例においては）、前記第一のセクションの出力信号内の、信号対雑音比が最小となるように適合化される。具体的には、前記等化パラメータは、処理された信号の、好ましくは、前記第一のセクションの出力信号内の、チャネルインパルス応答の高速フーリエ変換推定値を考慮に入れて生成される。
もう一つの好ましい実施例においては、前記第一のセクション内に入力された信号の系列は、前記第一の信号ベクトルに直列/並列変換され、前記第四の信号ベクトルは、前記第一のセクションの出力信号の系列に並列／直列変換される。具体的にはスカラ信号が処理される。直列/並列変換を施すことで、前記第一のセクションに入力された信号の所定の数の連続するサンプルから成るブロックを含む前記第一の信号ベクトルが生成される。具体的には、前記第一のセクションにおける並列/直列変換および前記第二のセクションにおける前記線形フィードバックフィルタリングの結果としてスカラ信号が出力される。これらスカラ信号は、所定の数のサンプルから成る連続するブロックから構成され、各ブロックは前記第四の信号ベクトルの各ブロックの所定の数のサンプルから構築される。
前記第二のセクション内でサンプルを抽出するためには、通常は、離散時間信号が処理される。
本発明のもう一つの好ましい実施例においては、前記第二のセクションの出力信号は、フィードバック入力生成器手段に入力され、このフィードバック入力生成器手段は、各ブロックが第一の擬似雑音（PN）系列と前記セクションの前記出力信号からの第二の所定のM個のサンプルを含む連続するブロックから構成される出力信号を前記フィードバックフィルタ手段に供給する。
本発明の第三の態様によると、シングルキャリア変調を用いる通信システムの受信機が提供されるが、この受信機は上述の周波数領域判定フィードバック等化器デバイスを備える。
本発明の第四の態様によると、データを送信するための、シングルキャリア変調を用いる通信システムの送信機が提供されるが、この送信機はデータをブロックに編成するための変調手段を備え、各ブロックは、ある所定の信号の系列によって分離される。
本発明の第五の態様によると、データ伝送のための、シングルキャリア変調を用いる方法が提供されるが、この方法はデータをブロックに編成するステップを含み、各ブロックは、ある所定の信号の系列によって分離される。
上述の第四及び第五の態様による本発明の更なる実施例が従属クレーム１４から１６及び３０から３２において定義されている。好ましくは、前記系列は固定される。
もう一つの好ましい実施例においては、前記系列は擬似雑音（PN）系列から成る。このため、送信は、情報を特定のやり方にて編成する変調過程を含む。つまり、例えば、シンボルの反復或いはシンボル系列の反復から成る、他の信号のPN系列によって分離された信号のブロックが送信される。
本発明の上述の目的及び他の態様が以下の説明及び添付の図面から一層理解できるものである。
以下では本発明の一つの好ましい実施例を図面を参照しながら説明する。
全ての通信システムは物理層を含む。この物理層はビットストリーム（電気的インパルス、光或いは無線信号）をネットワークを通じてその電気的及び機械的レベルにて搬送する。この物理層は、データをキャリア上に送信及び受信するための、並びにケーブル及び物理的な面の定義を行う、ハードウェア手段を提供する。
以下では物理層の典型的な動作について図１を参照しながら説明する。送信側においては、入力ビットデータ（IN）が最初に、誤りの確率を低減するために符号化され、信号eが得られる（ENCブロック）。次に、符号化されたビットeが、コンステレイションと呼ばれるある集合から取られた複素シンボル（complex symbols）にマッピングされ（MAPブロック）；ベースバンド離散時間複素シンボル（baseband discrete-time complex symbols）のストリームｄが得られる。次に、このストリームdを変調器によって変調することで、もう一つの離散時間ベースバンド複素信号が得られる（MODブロック）。このベースバンド信号はアナログ信号に変換され、フロントエンドによって、媒体上に伝送される（FR.END.Txブロック）。
受信側においては、逆の動作が遂行される。フロントエンド（RF.END.Rxブロック）は、この受信された連続時間アナログ信号（continuous-time analog signal）を離散時間複素ベースバンド信号ｒに変換する。等化器を適用することで、あるシンボルコンステレイションから取られたシンボルから成る離散時間信号dハット（ｄの上に記号＾がついたもの）が生成される（EQUALブロック）。次に、デマッピング（demapping）を遂行することで、ビットのストリームeハット（ｅの上に記号＾がついたもの）が得られる（DEMAPブロック）。次に、復号を適用することで、出力信号が得られる（DECブロック）。受信側には、更なるブロック、例えば、伝送媒体上の情報を回復するための、同期ブロック（SYNC）やチャネル推定ブロック（CH.EST）等が必要となる。
以下においては、送信側の変調器（図１のMODブロック）についてより詳細に説明する。
離散時間信号ｄは速度１/Tdにて入力され、離散時間信号ｓは速度（M+L)/TdMにて出力される。ここで、Mは、各伝送ブロック内のデータシンボルの整数の数（integer number）を表し、Lは、ある整数であって、擬似雑音（pseudo noise PN）系列の長さを定義するが、ここでLはチャネルインパルス応答の長さより大きなことが要求される。
図２に示すように、入力データストリームはM個の隣接するシンボルから成るブロックに編成され、各ブロックの終端にはあるPN系列が付加され、これによって、サイズM+Nのブロックが得られ、これらが順番に出力に送られる。この動作の開始時には、ある追加のPN系列が送信される。
このため、変調器内においては、データシンボルはブロックに編成され、各ブロックはシンボルのある固定された系列によって分離されるが、この伝送フォーマットはPN-拡張（PN-extension）と呼ばれる。この規則に従ってフォーマット化された後に、これらシンボルは伝送される。
このPN系列は、シンボルコンステレイション内には含まれないシンボル、例えば、零の系列（sequence of zeros）にて構築することもできる。
もう一つの必須の要素は、受信側の周波数領域判定フィードバック等化器（図１のEQUALブロック）であるが、以下では、これについては図３との関連で詳細に説明する。
等化器内において、離散時間複素ベースバンド信号ｒは、伝送チャネルに起因する干渉を除去するために処理される。この除去は、（逆）高速フーリエ変換（I)FFTにて効率的に動作するフィルタリング過程、判定過程（decision element）、及びフィルタリング及び相殺処理を含む、２−ブロック構造にて行なわれる。
図３に示すように、受信機のフロントエンド（図１のFR.ENDブロック）から出力された、スカラ信号から成る、信号ｒは、直列/並列変換器（図３のS/Pブロック）に入力される。このS/Pブロックは入力信号のP（P=M+L）個の連続するサンプルのブロックを生成し、出力信号ｑはベクトル信号から成るが、これは、高速フーリエ変換ブロックFFTに入力される。このFFTブロックは、各入力ブロックに関して高速フーリエ変換を遂行する。この出力は、P個の成分を有する、信号のベクトル｛Rn｝から成る。各信号Rn（ｎ＝0, 1,...,P-1）にGFF,ｎを乗ずることで、フィードフォワード等化が達成される。この結果として、P個の成分を有する、ベクトル信号｛Yn｝が得られ、これが逆高速フーリエ変換ブロックIFFTに入力される。このIFFTブロックにおいて、ベクトル信号｛Yn｝の各ブロックに逆高速フーリエ変換（IFFT）を適用することで、P個の成分を有するベクトル信号｛ｚn｝が得られる。このベクトル信号｛ｚn｝は並列/直列変換器（図３のP/Sブロック）に入力され、これによって、M個のサンプルの連続するブロックから構成されるスカラ信号ｙが生成される。各ブロックは、ベクトル信号｛ｚn｝（ｎ＝0, 1,...,M-1）の各ブロックのM個のサンプルから構築される。
この等化器は、更に、検出器（図３のDETECTORブロック)を備える。この検出器への入力は、離散時間信号ｄウェーブ（ｄの上に記号〜がついているもの）から成るが、これは、P/Sブロックの出力ｙと、後により詳細に説明するフィードバック（FB）ブロックの出力ｘとの総和によって与えられる。検出器の出力は、離散時間信号ｄハットから成るが、このサンプルは、シンボルコンステレイションから選択される。こうして選択されたコンステレイションシンボルは、対応する入力サンプルからの最小のユークリッド距離を有する。
更に、フィードバック入力発生器（図３のFEEDBACK INPUT GENERATORブロック）が提供されるが、これは、スカラ信号ｄハットを受信し、各々が最初のPN系列とこれに続く検出器の出力からのM個のサンプルを含む、連続するブロックから構築される信号を出力する。
フィードバック入力発生器からの出力信号は、フィードバック（FB）ブロックに入力され、このFBブロックはスカラ信号ｘを出力する。このFBブロックは、入力信号の線形フィルタリングを遂行するが、このフィルタリングのインパルス応答は、｛ｇFB、ｎ｝によって与えられる。このようなフィルタリングによって、この等化が、その伝送が遂行される特定の伝送チャネル状態に対して適合化される。
上述の等化器は伝送媒体の特定の状態に従って変化することを要求される。より具体的には、フロントエンドと伝送媒体は、有限インパルス応答フィルタ（伝送フィルタ）と加法的ガウス雑音とのカスケードとしてモデル化することができる。伝送チャネルの周波数応答は受信側において知られているものと想定され、この等化器のパラメータ（equalizer parameters）が、等化器を正しく動作させる目的で、より具体的には、検出器（図３のDETECTORブロック）の入力の所の雑音＋歪み電力を最小とするために、以下のように計算される：
パラメータ：M, L, P=M+L, NFB
入力：チャネルインパルス応答の推定P-ポイントFFTから成るP個の複素サンプルの系列｛Hｐ｝
出力：等化器パラメータ｛GFF,ｎ｝及び｛ｇFB、ｎ｝
アルゴリズム：
１．ｇFB=[gFB,1,gFB,2,...,gFB,NFB]Tとする；（ここで（□）Tは転置を表す）。
２．以下のようなエントリ（成分）を有する行列（A)を構築する：
Figure 2005537747
 ３．以下のようなエントリ（成分）を有する列ベクトル（ｂ）を構築する。
Figure 2005537747
 ４．AｇFB=ｂなるNFB未知数を有するNFB線形等式の系を解く。
５．フィードフォワードフィルタ係数を以下のように計算する：
Figure 2005537747
他の態様として、信号対雑音電力比Γが受信機の所で知られている場合は、
Figure 2005537747
 及び
Figure 2005537747
 とすることもできる。
上述のシステムは、全てのブロードバンド伝送システムに適用することができ；これらには、有線伝送（全てのxDSLシステム）及び無線伝送（Hiperlan及びIEEE802.11標準及びDAB/DVB）が含まれる。
上述のシステムはOFDM変調器/復調器及びこの等化器を置換するものである。伝送フォーマットを巡回拡張伝送（cyclic-extended transmission）からPN-拡張伝送（PN-extended transmission）に変更することが必要とされる。
要約すると、上述の等化器は、OFDMが用いられている或いは用いるために提唱されているようなシステム内においての、代替である。上述のデバイスは物理層要素である。通信システムのIOS-OSI抽出（abstraction）においては、媒体アクセス制御（MAC）層は、伝送の品質を、例えば、誤り訂正符号によって、保証する。上述のシステムはこのMACレベルを提供するが、上述のシステムによると、シンボルストリームの速度は、同等のOFDMと同一となる一方で、ビット誤り率は、OFDMのそれ以下となる。更に、上述のシステムは、周波数オフセット現象に対してより耐性があるとともに、ピーク対平均電力比がOFDMと比較して低くなるために、より単純な電力増幅器を用いることが可能となる。更に、シングルキャリア等化器とした場合、より単純、かつ、より効率的となる。
上では、本発明が添付の図に示されている一つの実施例を参照しながら説明されたが、本発明はこれに制限されるものではなく、添付のクレームに開示される範囲内で様々なやり方にて変更することができるものである。
通信システムの総伝送スキームの物理層のブロック図である。 変調器のデータフォーマットを示す図である。 図１に示されるシステム内に提供される周波数領域判定フィードバック等化器のブロック図である。

Claims (32)

  1. 好ましくは、ブロードバンド通信システム内で用いる、シングルキャリア変調用の周波数領域判定フィードバック等化器デバイスであって、
    第一のセクションと第二のセクションとを備え、
    前記第一のセクションは：
    前記第一のセクションに入力される第一の信号ベクトルに関して高速フーリエ変換を遂行し、第二の信号ベクトルを出力するための高速フーリエ変換手段と、
    前記第二の信号ベクトルの成分の各々に等化パラメータを乗じることでフィードフォワード等化を遂行し、第三の信号ベクトルを出力するためのフィードフォワード等化手段と、
    前記第三の信号ベクトルに関して逆高速フーリエ変換を遂行し、第四の信号ベクトルを出力するための逆高速フーリエ変換手段とを備え、
    前記第二のセクションは：
    前記第二のセクションの出力信号から派生される信号の線形フィルタリングを遂行するためのフィードバックフィルタ手段と、
    前記フィードバックフィルタ手段の出力信号を前記第一のセクションの出力信号に加えるための加算手段と、
    前記加算手段の出力信号を受信して、前記加算手段の前記出力信号からサンプルを抽出することで前記第二のセクションの出力信号を生成するための検出器手段と
    を備えることを特徴とするデバイス。
  2. 前記フィードフォワード等化手段は、等化パラメータを生成するために設けられ、前記周波数領域フィードバック等化器デバイス内で処理された信号の、好ましくは、前記第一のセクションの出力信号内の、信号対雑音比が最小となるように適合化されることを特徴とする請求項１記載のデバイス。
  3. 前記フィードフォワード等化手段は、等化パラメータを生成するために設けられ、この生成のために前記周波数領域フィードバック等化器デバイス内で処理された信号の、好ましくは、前記第一のセクションの出力信号内の、チャネルインパルス応答の高速フーリエ変換推定値を考慮に入れることを特徴とする請求項１または２記載のデバイス。
  4. 前記第一のセクションは、更に：
    前記第一のセクションに入力される信号の系列を前記第一の信号ベクトルに変換するための直列/並列変換手段と、
    前記第四の信号ベクトルを前記第一のセクションの出力信号の系列に変換するための並列/直列変換手段と、を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のデバイス。
  5. 前記直列/並列変換手段は、スカラ信号を受信するように適応されることを特徴とする請求項４記載のデバイス。
  6. 前記直列/並列変換手段は、前記第一の信号ベクトルを生成するように設けられ、この第一の信号ベクトルは、前記第一のセクションに入力された信号の所定のP個の連続するサンプルから成るブロックを含むことを特徴とする請求項４または５記載のデバイス。
  7. 前記並列/直列変換手段と前記フィードバックフィルタ手段は、スカラ信号を出力するために設けられることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載のデバイス。
  8. 前記並列/直列変換手段は、スカラ信号を出力するために設けられ、このスカラ信号は所定のM個のサンプルから成る連続するブロックによって構成され、各ブロックは前記第四の信号ベクトルの各ブロックの所定のM個のサンプルから構築されることを特徴とする請求項６または７記載されるデバイス。
  9. 前記検出器手段は、離散時間信号を受信及び出力するように適応されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のデバイス。
  10. 前記検出器手段は、前記出力信号を生成するために設けられることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のデバイス。
  11. 前記第二のセクションは、更に、前記第二のセクションの前記出力信号を受信し、各ブロックが第一の擬似雑音系列と前記セクションの前記出力信号からの第二の所定のM個のサンプルとを含む連続するブロックから構築される出力信号を前記フィードバックフィルタ手段に提供するための、フィードバック入力生成器手段を備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載のデバイス。
  12. シングルキャリア変調を用いる通信システムの受信機であって、
    請求項１乃至１１のいずれかに記載の周波数領域判定フィードバック等化器デバイスを含むことを特徴とする受信機。
  13. データを送信するためのシングルキャリア変調を用いる通信システムの送信機であって、
    前記データをブロックに編成するための変調手段を備え、各ブロックはある所定の信号の系列によって分離されることを特徴とする送信機。
  14. 前記系列は固定されることを特徴とする請求項１３記載の送信機。
  15. 前記系列は、擬似雑音系列から成ることを特徴とする請求項１３または１４記載の送信機。
  16. 前記所定の信号は、シンボルの反復或いはシンボル系列の反復から成ることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに記載の送信機。
  17. 請求項１３乃至１６のいずれかに記載の送信機と、請求項１２記載の受信機とを含む、ことを特徴とする通信システム。
  18. 好ましくは、ブロードバンド通信システム内で用いる、シングルキャリア変調用の周波数領域判定フィードバック等化方法であって、
    第一のセクションにおいて：
    入力される第一の信号ベクトルに関して高速フーリエ変換を遂行し、結果として第二の信号ベクトルを提供するステップと、
    前記第二の信号ベクトルの成分の各々に等化パラメータを乗じることでフィードフォワード等化を遂行し、結果として第三の信号ベクトルを提供するステップと、
    前記第三の信号ベクトルに関して逆高速フーリエ変換を遂行し、結果として第四の信号ベクトルを提供するステップと、
    前記第四の信号ベクトルに基づいて前記第一のセクションの出力信号を提供するステップと、
    第二のセクションにおいて：
    前記第二のセクションの出力信号から派生される信号の線形フィルタリングを遂行し、フィルタリングされた信号を提供するステップと、
    前記フィルタリングされた信号を前記第一のセクションの前記出力信号に加算し、加算された信号を提供するステップと、
    前記加算された信号からサンプルを抽出することで前記第二のセクションの前記出力信号を生成するステップと、を含むことを特徴とする方法。
  19. 前記フィードフォワード等化ステップにおいて、等化パラメータが生成され、前記処理された信号の、好ましくは、前記第一のセクションの出力信号内の、信号対雑音比が最小となるように適応されることを特徴とする請求項１８記載の方法。
  20. 前記フィードフォワード等化ステップにおいて、等化パラメータは、前記処理された信号の、好ましくは、前記第一のセクションの出力信号内の、チャネルインパルス応答の高速フーリエ変換推定値を考慮に入れて生成される、ことを特徴とする請求項１８または１９記載の方法。
  21. 前記第一のセクション内において、更に：
    前記第一のセクションに入力された信号の系列を前記第一の信号ベクトルに直列/並列変換するステップと、
    前記第四の信号ベクトルを前記第一のセクションの出力信号の系列に並列/直列変換するステップと、が含まれることを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれかに記載のデバイス。
  22. 前記直列/並列変換ステップは、スカラ信号を処理するために提供されることを特徴とする請求項２１記載の方法。
  23. 前記直列/並列変換ステップは、前記第一の信号ベクトルを生成するために設けられ、この第一の信号ベクトルは、前記第一のセクションに入力された信号の所定のP個の連続するサンプルから成るブロックを含むことを特徴とする請求項２１または２２記載の方法。
  24. 前記並列/直列変換ステップと前記フィードバックフィルタリングステップは、スカラ信号を出力するために設けられることを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれかに記載の方法。
  25. 前記並列/直列変換ステップは、スカラ信号を出力するために設けられ、このスカラ信号は所定のM個のサンプルから成る連続するブロックによって構成され、各ブロックは前記第四の信号ベクトルの各ブロックの所定のM個のサンプルから構築されることを特徴とする請求項２３または２４に記載される方法。
  26. 前記第二のセクション内における抽出ステップは、離散時間信号を処理するように適応されることを特徴とする請求項１８乃至２５のいずれかに記載の方法。
  27. 前記第二のセクション内における抽出ステップは、前記出力信号を生成するために設けられることを特徴とする請求項１８乃至２６のいずれかに記載の方法。
  28. 前記第二のセクション内において、前記第二のセクションの前記出力信号を処理し、各ブロックが第一の擬似雑音系列と前記セクションの前記出力信号からの第二の所定のM個のサンプルとを含む連続するブロックから構築される出力信号を前記フィードバックフィルタ手段に提供する、フィードバック入力生成ステップを更に含むことを特徴とする請求項１８乃至２７のいずれかに記載の方法。
  29. データをシングルキャリア変調を用いて伝送するための方法であって、
    データをブロックに編成するための変調ステップを含み、各ブロックは、各ブロックはある所定の信号の系列によって分離されることを特徴とする方法。
  30. 前記系列は固定されることを特徴とする請求項２９記載の方法。
  31. 前記系列は、擬似雑音系列から成ることを特徴とする請求項２９または３０記載の方法。
  32. 前記所定の信号は、シンボルの反復或いはシンボル系列の反復から成ることを特徴とする請求項２９乃至３１のいずれかに記載の方法。
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