JP2006115261A - Waveform equalizer for radio communication apparatus and receiving method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は無線通信機の伝搬路歪みを補償する波形等化器及び受信方法に関わり、特に受信信号のスロット間の不連続を補償する機能を有する波形等化器及び受信方法に関するものである。 The present invention relates to a waveform equalizer and a reception method for compensating for propagation path distortion of a radio communication device, and more particularly to a waveform equalizer and a reception method having a function of compensating for a discontinuity between slots of a received signal.
デジタルの無線通信において、遅延を伴う多数の反射波によって生じる周波数選択性フェージングにより、受信信号が歪む問題があり、波形等化器によりこの歪みを補償する必要がある。
波形等化器の方式の中で、トランスバーサル等化器は比較的回路構成が簡単なため実現しやすく、広く用いられている。この波形等化器は、それ自身が持つフィルタ係数のトレーニングに、LMS (Least Mean Square: 最小2乗平均)アルゴリズムまたはRLS (Recursive Least Square: 再帰最小2乗)アルゴリズムが一般に用いられる。
LMSアルゴリズムは、処理が比較的簡単であるが、収束速度が遅いため、フィルタ係数のトレーニングに多くの既知シンボル(概ね数十シンボル)を必要とする。一方、RLSアルゴリズムは、収束速度が速い(概ね10シンボル程度で収束する)が、行列演算を浮動小数点演算で行う必要があり、LMSアルゴリズムに比べると演算のための回路規模が大きくなってしまう欠点がある。伝搬路特性の変動がLMSアルゴリズムの収束速度に比べて十分低速で、かつ受信信号に含まれる既知シンボルの長さがLMSアルゴリズムの収束時間に比べて十分長ければ、LMSアルゴリズムが利用可能である。
In digital wireless communication, there is a problem that a received signal is distorted due to frequency selective fading caused by a large number of reflected waves with delay, and it is necessary to compensate for this distortion by a waveform equalizer.
Among the waveform equalizer methods, the transversal equalizer is easy to realize because of its relatively simple circuit configuration, and is widely used. This waveform equalizer generally uses an LMS (Least Mean Square) algorithm or an RLS (Recursive Least Square) algorithm for training of its own filter coefficients.
The LMS algorithm is relatively easy to process, but has a slow convergence rate and requires many known symbols (approximately several tens of symbols) for training the filter coefficients. The RLS algorithm, on the other hand, has a fast convergence speed (roughly converges at about 10 symbols), but requires the matrix operation to be performed by floating-point arithmetic, which increases the circuit scale for the operation compared to the LMS algorithm. There is. If the fluctuation of the propagation path characteristic is sufficiently slow compared with the convergence speed of the LMS algorithm and the length of the known symbol included in the received signal is sufficiently longer than the convergence time of the LMS algorithm, the LMS algorithm can be used.
送信機と受信機が一定の場所に設置される固定無線通信では、伝搬路特性変動が低速なため、フィルタ係数のトレーニングに用いる既知シンボルの長さが十分あれば、LMSアルゴリズムを利用できる。例えば以下に説明する非特許文献1のシステムは、固定通信に用いられ、伝送スロット中に64シンボルの既知シンボルがあるため、LMSアルゴリズムが利用できる。 In fixed wireless communication in which a transmitter and a receiver are installed in a fixed place, the propagation path characteristic fluctuation is slow, so that the LMS algorithm can be used if the length of a known symbol used for filter coefficient training is sufficient. For example, the system of Non-Patent Document 1 described below is used for fixed communication, and since there are 64 known symbols in a transmission slot, an LMS algorithm can be used.
以下、LMSアルゴリズムを利用したトランスバーサル等化器を組込んだ受信機について、デジタル固定無線通信のシステムである、市町村デジタル同報通信システム(ARIB STD-T86)を例に説明する。
図9はこのシステムのフレーム構成を示した図である。このシステムでは、信号をフレーム(1フレーム=80ms)で区切り、更に1フレームを6個のスロット(1スロット=80ms/6=13.33ms)で区切り、1スロットが信号の最小単位となり、フレームの先頭からスロット0、スロット1、…、スロット5とする。図3は、このシステムの1スロットのデータフォーマットを示す図であり、制御用物理チャネル、通信用物理チャネル、同期バーストの3種類の信号がある。
このシステムでは、基本的にはスロット0〜2が下り(親局が送信し子局が受信)、スロット3〜5が上り(子局が送信し親局が受信)で、スロット0と3は通信制御のために制御用物理チャネル(スロット0は下り、スロット3は上り)が割り当てられる。
In the following, a receiver incorporating a transversal equalizer using the LMS algorithm will be described taking the municipal digital broadcast communication system (ARIB STD-T86), which is a digital fixed wireless communication system, as an example.
FIG. 9 is a diagram showing a frame configuration of this system. In this system, the signal is divided into frames (1 frame = 80 ms), and then one frame is divided into 6 slots (1 slot = 80 ms / 6 = 13.33 ms). To slot 0, slot 1,..., Slot 5. FIG. 3 is a diagram showing the data format of one slot of this system, and there are three types of signals: a control physical channel, a communication physical channel, and a synchronization burst.
In this system, slots 0 to 2 are basically downlinks (transmitted by the master station and received by the slave stations), slots 3 to 5 are uplinked (transmitted by the slave stations and received by the master station), and slots 0 and 3 are A control physical channel (slot 0 is downlink and slot 3 is uplink) is assigned for communication control.
図10はこのシステムでのスロットの割り当ての一例を示した図で、同図(1)が連絡通話の場合、同図(2)が拡声放送、みなし音声FAXの場合のスロット割り当てである。
連絡通話の場合、スロット0の下り制御用物理チャネルは、基本的に通話中常に親局から送信されるが、スロット3の上り制御用物理チャネルは、呼接続時のみ送信される。通信用物理チャネルは、下りがスロット1から順番に、上りがスロット4から順番に割り当てられる。
親局から子局に対して拡声通報を行う場合または、みなし音声FAXを送る場合は、スロット1、2、4、5を通信用物理チャネル(下り)として割当てられ、スロット0の下り制御用物理チャネルは基本的に通信中常に親局から送信される。
制御用物理チャネル、同期バーストにはプリアンブル(制御用物理チャネルのAGCプリアンブルAP、同期バーストの固定パターンFPを総称して単にプリアンブルと呼ぶ)が配置されており、'20A800080A'の繰返しパターンで、長さが64シンボルあり、プリアンブルを波形等化器のフィルタ係数の初期トレーニングに利用する。一方、通信用物理チャネルに配置されている既知パターンは、同期ワードSW(通信用物理チャネル、同期バーストにも配置されている)のみで、長さが10シンボルである。LMSアルゴリズムによる収束は、最低でも20〜30シンボルの既知シンボルが必要であるため、通信用物理チャネルで初期トレーニングを行うことはできないため、都度トレーニングを行う必要がある。
FIG. 10 is a diagram showing an example of slot assignment in this system. FIG. 10 (1) shows the slot assignment in the case of a contact call, and FIG. 10 (2) shows the slot assignment in the case of loud sound broadcasting and deemed voice FAX.
In the case of a communication call, the downlink control physical channel in slot 0 is basically transmitted from the master station at all times during a call, but the uplink control physical channel in slot 3 is transmitted only during call connection. The physical channel for communication is allocated in order from the slot 1 for the downlink and in order from the slot 4 for the uplink.
When making a loudspeak report from the master station to the slave station or sending an assumed voice FAX, slots 1, 2, 4, and 5 are assigned as communication physical channels (downlinks), and the downlink control physical in slot 0 The channel is basically transmitted from the master station at all times during communication.
The control physical channel and the synchronization burst have a preamble (the AGC preamble AP of the control physical channel and the fixed pattern FP of the synchronization burst are collectively referred to simply as a preamble), and a long pattern of '20A800080A' There are 64 symbols, and the preamble is used for initial training of the filter coefficients of the waveform equalizer. On the other hand, the known pattern arranged in the communication physical channel is only the synchronization word SW (also arranged in the communication physical channel and synchronization burst) and has a length of 10 symbols. Convergence by the LMS algorithm requires at least 20 to 30 known symbols, and therefore initial training cannot be performed on the communication physical channel. Therefore, training must be performed each time.
図5は、波形等化器を組込んだ受信機の一例を示すブロック図である。
端子Aには図示していないアンテナが接続され、高周波回路101へ受信信号が入力される。高周波回路101は、無線帯域の周波数を、後段に接続されているA/D(アナログ・デジタル)変換器102でサンプリング可能な中間周波数帯域へ周波数変換し、電力増幅して、A/D変換器102へ入力する。以下の説明で、高周波回路101から出力される信号をIF信号と呼ぶ。
A/D変換器102は、IF信号をサンプリング、量子化してデジタル信号とし、直交復調部103へ入力する。直交復調部103は、デジタルに変換されたIF信号をベースバンド帯域に周波数変換し、その同相成分および直交成分を受信フィルタ部104へ入力する。なお、図には直交復調部103から受信フィルタ部104へは、同相成分および直交成分の2本の信号が入力されるが、図面の簡略化を目的に、1本の線で表す。以下の説明で、同相成分および直交成分の信号の組は、図面上では1本の線で表し、数式上ではこれを複素数で表し、同相成分を実数部、直交成分を虚数部で表す。
受信フィルタ部104は、不要周波数成分の除去と波形整形を行い、AFC(Automatic Frequency Control: 自動周波数制御)部105へ入力する。AFC部105は、高周波部回路101に含まれる局部発振器の周波数誤差によって発生する、ベースバンド信号の位相回転の補正を行い、フレーム同期部106へ入力する。フレーム同期部は、受信信号のフレーム先頭タイミングおよびシンボルタイミングを検索し、これらのタイミングに同期して、バッファ107へ1スロット分のベースバンド信号を格納する。バッファ107は振幅・位相補正部501へ接続され、バッファ107に蓄積されたベースバンド信号が、振幅・位相補正部501から読み出される。
振幅・位相補正部501は、内部に補正済みベースバンド信号を格納するバッファを持っており、受信ベースバンド信号のパイロットシンボルP(スロット内に128シンボル離れて2シンボル配置されている)を用いて、振幅および位相を補正し、補正した信号を内部バッファに格納する。受信する信号はバースト信号のため、非送信スロットが間にあると、受信信号の振幅・位相に不連続が生じる。波形等化器のフィルタ係数トレーニングは、直前に受信したスロットでトレーニングした係数を初期値としてスタートするため、不連続がある場合は、フィルタ係数が発散してしまう。これを防ぐために、スロット毎にパイロットシンボルを利用して振幅・位相を補正し、不連続を取り除く。
等化器108は、振幅・位相補正部501の内部バッファに蓄積されたベースバンド信号を読出し、波形等化および復調を、蓄積された信号のシンボル数分繰返し行い、復調したビットデータを、端子Bを介して出力する。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a receiver incorporating a waveform equalizer.
An antenna (not shown) is connected to the terminal A, and a received signal is input to the high frequency circuit 101. The high-frequency circuit 101 converts the frequency of the radio band to an intermediate frequency band that can be sampled by an A / D (analog / digital) converter 102 connected at a subsequent stage, amplifies the power, and converts the frequency into an A / D converter. Input to 102. In the following description, a signal output from the high frequency circuit 101 is referred to as an IF signal.
The A / D converter 102 samples and quantizes the IF signal into a digital signal, and inputs the digital signal to the orthogonal demodulation unit 103. The quadrature demodulation unit 103 performs frequency conversion of the digitally converted IF signal into a baseband band, and inputs the in-phase component and the quadrature component to the reception filter unit 104. In the figure, two signals of an in-phase component and a quadrature component are input from the quadrature demodulation unit 103 to the reception filter unit 104, but are represented by a single line for the purpose of simplifying the drawing. In the following description, a set of in-phase component and quadrature component signals is represented by a single line on the drawing, represented by a complex number in the equation, an in-phase component is represented by a real part, and a quadrature component is represented by an imaginary part.
The reception filter unit 104 performs removal of unnecessary frequency components and waveform shaping, and inputs the result to an AFC (Automatic Frequency Control) unit 105. The AFC unit 105 corrects the phase rotation of the baseband signal generated by the frequency error of the local oscillator included in the high frequency unit circuit 101, and inputs the correction to the frame synchronization unit. The frame synchronization unit searches the frame head timing and symbol timing of the received signal, and stores the baseband signal for one slot in the buffer 107 in synchronization with these timings. The buffer 107 is connected to the amplitude / phase correction unit 501, and the baseband signal accumulated in the buffer 107 is read from the amplitude / phase correction unit 501.
The amplitude / phase correction unit 501 has a buffer for storing the corrected baseband signal therein, and uses a pilot symbol P of the received baseband signal (two symbols are arranged apart from each other by 128 symbols in the slot). The amplitude and phase are corrected, and the corrected signal is stored in the internal buffer. Since the signal to be received is a burst signal, discontinuity occurs in the amplitude and phase of the received signal if there is a non-transmission slot in between. Since the filter equalizer training of the waveform equalizer starts with the coefficient trained in the slot received immediately before as an initial value, the filter coefficient diverges when there is discontinuity. In order to prevent this, amplitude and phase are corrected by using pilot symbols for each slot to remove discontinuities.
The equalizer 108 reads the baseband signal accumulated in the internal buffer of the amplitude / phase correction unit 501, repeats waveform equalization and demodulation for the number of symbols of the accumulated signal, and outputs the demodulated bit data to the terminal Output via B.
図2は、トランスバーサル等化器の一例を示すブロック図であり、そのタップ数をNtapとすると、シフトレジスタ201、Ntap個の複素乗算器201-1、201-2、…、202-Ntap、複素加算器203、シンボル判定部204、スイッチ205、複素減算器206、LMSアルゴリズム演算部207、フィルタ係数格納バッファ208で構成され、シンボル番号をnとし、n=0, 1, …149について繰返し処理される。
フィルタ係数の間隔は、1シンボルであるものと、これより狭めたもの(分数間隔等化器と呼ぶ)があるが、遅延歪みをより効果的に補償することと、シンボルタイミング誤差による劣化を抑えることを目的として、図2では係数の間隔を1/2シンボルとする。従って、バッファ107に蓄積される信号はシンボル周期の信号に対して2倍にオーバーサンプリングされている。
シフトレジスタ201は、Ntap個の複素数を記憶領域u0, u1, …, uNtap-1に記憶し、端子A1、A2から信号を入力すると、u0, u1, …, uNtap-3の内容をu2, u3, …, uNtap-1へ2サンプルシフトし、端子A1からの入力信号はu0、A2からの入力信号はu1の記憶領域へそれぞれ記憶される。等化器で処理するシンボルの番号をn (n=0, 1, …, 149) とすると、センタータップに2nサンプル目の信号x2nを入力するために、端子A1にはバッファ107の2n+(Ntap-1)/2サンプル目の信号x2n+(Ntap-1)/2が入力され、端子A2には2n+(Ntap-1)/2-1サンプル目の信号x2n+(Ntap-1)/2-1がそれぞれ入力される。
複素乗算器201-1、201-2、…、202-Ntapには、シフトレジスタ201の各記憶領域の内容u0, u1, …, uNtap-1と、フィルタ係数バッファ208から複素共役演算器209を介して、フィルタ係数のh0, h1, …, hNtap-1の複素共役h* 0, h* 1, …, h* Ntap-1が入力され、複素乗算の結果u0h* 0, u1h* 1, …, uNtap-1h*Ntap-1が複素加算器203へ入力される。複素加算器203は、複素乗算器201-1、201-2、…、202-Ntapからの入力値の総和を演算し、その演算結果をシンボル判定部206および減算器の"-"側端子へ入力する。その演算結果は、タップ入力ベクトルをU(n)、係数ベクトルをH(n)として、式(1)で表される。
シンボル判定部204は、複素加算器203から入力されるフィルタ出力値ynのシンボル判定を行い、その判定シンボルD(yn)をスイッチ205の端子bへ入力し、判定ビットbnを端子Dへ出力する。なお、本システムでは、16QAMのシンボル判定を行う。
スイッチ205は、判定シンボルD(yn)と、端子Cから入力される参照シンボルrn(プリアンブルの送信時のシンボル)を選択し、望みの応答dnとして減算器206の"+"側端子へ入力する。制御用物理チャネルまたは同期バーストを受信している場合は、4≦n≦68で端子a-cを接続して、望みの応答dnとして参照シンボルrnを選択し、それ以外では端子a-bを接続し、dnとして判定シンボルD(yn)を選択する。通信用物理チャネルを受信している場合は、常に端子a-bを接続し、dnとして判定シンボルD(yn)を選択する。すなわち、プリアンブルではrnを選択し、それ以外ではD(yn)を選択する。
式(4)は、プリアンブルでは、参照シンボル(プリアンブルの送信時のシンボル)rnを望みの応答dnとして、等化器の出力ynを参照シンボルrnに近づけるように(誤差enを0に近づけるように)係数を制御し、プリアンブル以外では、受信側で判定したシンボルD(yn)を望みの応答dnとして、等化器の出力ynを判定シンボルD(yn)に近づけるように(誤差enを0に近づけるように)係数を制御する。
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a transversal equalizer. When the number of taps is N tap , a shift register 201, N tap complex multipliers 201-1, 201-2,. Ntap, complex adder 203, symbol determination unit 204, switch 205, complex subtractor 206, LMS algorithm calculation unit 207, filter coefficient storage buffer 208, symbol number is n, and n = 0, 1,. It is processed repeatedly.
There are filter coefficient intervals of one symbol and narrower ones (called fractional interval equalizers), but more effectively compensate for delay distortion and suppress deterioration due to symbol timing errors. For this purpose, in FIG. 2, the coefficient interval is set to 1/2 symbol. Therefore, the signal accumulated in the buffer 107 is oversampled twice as much as the signal of the symbol period.
The shift register 201 stores N tap complex numbers in the storage areas u 0 , u 1 ,..., U Ntap-1 , and inputs signals from the terminals A1 and A2 to u 0 , u 1 ,. The contents of 3 are shifted by 2 samples to u 2 , u 3 ,..., U Ntap-1 , and the input signal from terminal A1 is stored in u 0 and the input signal from A2 is stored in the storage area of u 1 , respectively. If the number of the symbol to be processed by the equalizer is n (n = 0, 1, ..., 149), the signal x 2n of the 2n sample is input to the center tap. N tap -1) / 2 sample signal x 2n + (Ntap-1) / 2 is input, and terminal A2 receives 2n + (N tap -1) / 2-1 sample signal x 2n + (Ntap-1) / 2-1 is input respectively.
The complex multipliers 201-1, 201-2,..., 202-Ntap include complex conjugate operations from the contents u 0 , u 1 ,..., U Ntap-1 of the shift register 201 and the filter coefficient buffer 208. through the vessel 209, h of the filter coefficients 0, h 1, ..., h Ntap-1 complex conjugate h * 0, h * 1, ..., h * Ntap-1 is inputted, the complex multiplication result u 0 h * 0 , u 1 h * 1 ,..., U Ntap-1 h * N tap-1 are input to the complex adder 203. Complex adder 203 calculates the sum of the input values from complex multipliers 201-1, 201-2,..., 202-Ntap, and outputs the calculation result to symbol determination unit 206 and the “−” side terminal of the subtractor. input. The calculation result is expressed by Expression (1), where the tap input vector is U (n) and the coefficient vector is H (n).
The symbol determination unit 204 performs symbol determination of the filter output value y n input from the complex adder 203, inputs the determination symbol D (y n ) to the terminal b of the switch 205, and inputs the determination bit b n to the terminal D Output to. In this system, 16QAM symbol determination is performed.
The switch 205 selects the determination symbol D (y n ) and the reference symbol r n (symbol at the time of preamble transmission) input from the terminal C, and uses the “+” side terminal of the subtractor 206 as a desired response d n. To enter. When having received a control physical channel or synchronization bursts, by connecting the terminals ac at 4 ≦ n ≦ 68, and select the reference symbol r n as desired responses d n, connects the terminals ab otherwise , D n is selected as a determination symbol D (yn). When having received a communication physical channel always connects the terminals ab, selects a determination symbol D (yn) as d n. That is, r n is selected in the preamble, and D (y n ) is selected in the other cases.
Equation (4), in the preamble, the (transmission time of a symbol of the preamble) r n reference symbols in response d n desired, so as to approximate the output y n of the equalizer in the reference symbol r n (error e n The coefficient is controlled (to be close to 0), and, except for the preamble, the symbol D (y n ) determined on the receiving side is the desired response d n and the output y n of the equalizer is set to the determination symbol D (y n ) controls the (error e n as close to 0) coefficient closer.
図8は、バッファ107に処理すべきベースバンド信号が蓄積されてからの、振幅・位相補正部501、等化器108の処理手順を示すフローチャートである。バッファ107に処理すべきベースバンド信号が蓄積されたら、上記説明した振幅・位相補正部501による振幅・位相補正処理を行う(ステップ801)。ステップ801の処理が終了したら、ステップ802で制御用物理チャネルまたは同期バーストを受信しているか判断し、制御用物理チャネルまたは同期バーストを受信している場合は、フィルタ係数HをH=0にリセットする(ステップ803)。そうでない場合あるいは、ステップ803終了後、上記説明した等化器108による等化処理をシンボル毎にn=0, 1, …, 149について行う(ステップ804、805、806)。
制御用物理チャネルまたは同期バーストを受信する場合は、等化器108のフィルタ係数Hを0にリセットし、プリアンブルを既知シンボルとして初期トレーニングを行い、プリアンブルに続く信号で引き続きトレーニングする。通信用物理チャネルを受信する場合は、直前に受信したスロットでトレーニングしたフィルタ係数を初期値としてトレーニングする。
FIG. 8 is a flowchart showing a processing procedure of the amplitude / phase correction unit 501 and the equalizer 108 after the baseband signal to be processed is accumulated in the buffer 107. When the baseband signal to be processed is accumulated in the buffer 107, the amplitude / phase correction processing by the amplitude / phase correction unit 501 described above is performed (step 801). When the processing in step 801 is completed, it is determined in step 802 whether a control physical channel or synchronization burst has been received. If a control physical channel or synchronization burst has been received, the filter coefficient H is reset to H = 0. (Step 803). Otherwise, or after the end of step 803, the equalization process by the equalizer 108 described above is performed for each symbol for n = 0, 1,..., 149 (steps 804, 805, and 806).
When a control physical channel or synchronization burst is received, the filter coefficient H of the equalizer 108 is reset to 0, initial training is performed with the preamble as a known symbol, and training is continued with a signal following the preamble. When receiving a communication physical channel, training is performed with the filter coefficient trained in the slot received immediately before as an initial value.
従来の無線通信システムに関する技術として例えば非特許文献1がある。
上述した従来の受信機は、受信信号のスロット間の振幅・位相の不連続を補償するために、振幅・位相補正部501により、パイロットシンボルを利用し受信信号の振幅・位相を補正している。受信信号に歪みがある場合、歪により振幅・位相の補正に誤差を生じ、スロット毎に補正にばらつきが出るため、スロット間で不連続が残り、収束特性を劣化させる問題がある。
また、LMSのような収束の遅いアルゴリズムを用いなければならない場合において、上記収束特性の劣化を改善する必要がある。
更に、スロット間に非送信スロットがあるバースト信号で非送信スロットを受信し、フィルタ係数が発散した場合、フィルタ係数を発散する前の状態に復元する必要がある。
In the conventional receiver described above, the amplitude / phase correction unit 501 corrects the amplitude / phase of the received signal by using the pilot symbol in order to compensate for the amplitude / phase discontinuity between the slots of the received signal. . When the received signal is distorted, the distortion causes an error in the correction of amplitude and phase, and the correction varies from slot to slot. Therefore, there is a problem that the discontinuity remains between the slots and the convergence characteristic is deteriorated.
In addition, when it is necessary to use a slow convergence algorithm such as LMS, it is necessary to improve the deterioration of the convergence characteristic.
Further, when a non-transmission slot is received by a burst signal having a non-transmission slot between slots and the filter coefficient diverges, it is necessary to restore the filter coefficient to a state before divergence.
本発明の目的は上記に鑑みて為されたものであり、フィルタ部の係数の振幅および位相を、パイロットシンボルを用いて補正するようにし、スロット間の不連続が除去され、LMSアルゴリズムのような低速な収束アルゴリズムを用いて、スロット間をまたがってフィルタ係数のトレーニングが可能となるようにする波形等化器及び受信方法を提供することを目的とする。 The object of the present invention has been made in view of the above, and the amplitude and phase of the coefficient of the filter unit are corrected using pilot symbols, discontinuities between slots are removed, and the like in the LMS algorithm. It is an object of the present invention to provide a waveform equalizer and a receiving method that enable training of filter coefficients across slots using a slow convergence algorithm.
以上の問題を解決するため、本発明のフィルタ係数補正手段は、フィルタ部がFIR (Finite Impulse Response) フィルタであるトランスバーサル等化器に、パイロットシンボル部の受信信号を入力した時の等化器の出力yPを演算し、パイロットシンボルの送信時のシンボルをp、該pに対する該ypの振幅比をa=|yp|/|p|、該pと該ypの位相差をθ=θyp−θp(単位はラジアン、θypはypの位相、θpはpの位相)とし、フィルタ係数H=[h0, h1,…, hN-1](Nはタップ数)の振幅に該aを除算して位相をθ回転させた係数H'=Hejθ/a=[h0ejθ/a, h1ejθ/a, …, hN-1ejθ/a](eは自然対数の底、jは虚数単位で、ejθはejθ=cosθ+jsinθで角度θ(ラジアン)の回転因子である)を算出する。
あるいは、前記係数Hに乗ずる値g=ejθ/aの演算は、前記ypを前記pで除算した値k=yp/p=ypp*/|p|2を演算し、該kを該kの大きさ|k|で除算し、該除算結果g'=k/|k|2を前記値gとする。
In order to solve the above problems, the filter coefficient correction means of the present invention is an equalizer when the received signal of the pilot symbol part is input to a transversal equalizer whose filter part is a FIR (Finite Impulse Response) filter. calculating the output y P of the symbols during transmission of the pilot symbols p, the amplitude ratio of the y p for the p a = | y p | / | p |, the phase difference between the p and the y p theta = θ yp −θ p (unit is radians, θ yp is the phase of y p , θ p is the phase of p), and filter coefficient H = [h 0 , h 1 , ..., h N-1 ] (N is a tap The coefficient obtained by dividing a by the amplitude of (number) and rotating the phase by θ H ′ = He j θ / a = [h 0 e j θ / a, h 1 e j θ / a,..., H N−1 e j θ / a] (e is the base of natural logarithm, j is an imaginary unit, and e j θ is a rotation factor of angle θ (radian) with e j θ = cos θ + jsin θ).
Alternatively, said calculation value g = e j θ / a multiplying coefficient H, wherein y value p divided by the p k = y p / p = y p p * / | p | computes 2, the k is divided by the magnitude | k | of k, and the division result g ′ = k / | k | 2 is set as the value g.
さらに本発明の波形等化器は、フィルタ部がFIR (Finite Impulse Response) フィルタであるトランスバーサル等化器であり、前記フィルタ係数補正手段により前記H'を算出し、該H'をフィルタ係数の初期値としてトレーニングする。 Further, the waveform equalizer of the present invention is a transversal equalizer in which a filter unit is a FIR (Finite Impulse Response) filter, and the H ′ is calculated by the filter coefficient correction unit, and the H ′ is used as a filter coefficient. Train as an initial value.
また、上記の問題を解決するため、本発明の波形等化器は、前記フィルタ係数H=[h0, h1,…, hN-1](Nはタップ数)のセンタータップの係数をhNcenter=1(Ncenterはセンタータップの番号)とし、それ以外h0=h1=…=hNcenter-1=0、hNcenter+1=hNcenter+2=…hN-1=0としたH0=[0, …, 0, 1, 0, …, 0]をHの初期値として、前記フィルタ係数補正手段により前期H'を算出し、該算出した係数H'をフィルタ係数の初期値としてトレーニングする。 In order to solve the above problem, the waveform equalizer of the present invention uses the center tap coefficient of the filter coefficient H = [h 0 , h 1 ,..., H N−1 ] (N is the number of taps). h Ncenter = 1 (N center is the center tap number), otherwise h 0 = h 1 =… = h Ncenter-1 = 0, h Ncenter + 1 = h Ncenter + 2 =… h N-1 = 0 the H 0 = [0, ..., 0, 1, 0, ..., 0] as an initial value of H, the filter by coefficient correcting means 'calculates the coefficient H of the calculated' year H a filter coefficient initial Train as a value.
更に、上記の問題を解決するため、本発明の波形等化器は、フィルタ係数を退避するメモリを持ち、判定誤差電力|en|2(nはスロット内シンボル番号)のスロット内平均値〈|en|2〉を求め、該〈|en|2〉を予め設定した定数eth(eth>0)と比較し、〈|en|2〉<eth(あるいは〈|en|2〉≦eth)であれば、フィルタ係数Hを該メモリに退避し、〈|en|2〉≧eth(あるいは〈|en|2〉>eth)であれば、該メモリに退避した係数をHとして復元し、次スロット処理時のフィルタ係数初期値とする。 Further, in order to solve the above problem, the waveform equalizer of the present invention has a memory for saving the filter coefficient, and the average value in the slot of the determination error power | e n | 2 (n is the symbol number in the slot) < | e n | 2 > and compare <| e n | 2 > with a preset constant e th (e th > 0), and <| e n | 2 ><e th (or <| e n | 2 > ≦ e th ), the filter coefficient H is saved in the memory, and if <| e n | 2 > ≧ e th (or <| e n | 2 >> e th ), the memory The coefficient saved in is restored as H and used as the initial value of the filter coefficient at the next slot processing.
また、上記の問題を解決するため、本発明の無線通信機の受信方法は、フィルタ部、誤差演算部、フィルタ係数トレーニング手段を有する波形等化手段を備えた無線通信機の受信方法において、前記波形等化手段にプリアンブルを利用してフィルタ係数を算出するステップと、パイロットシンボル部の受信信号を入力した時の等化器の出力を演算して前記パイロットシンボル部の送信時のシンボルに対する振幅比、及び、位相差に基づいて、前記フィルタ係数の補正係数を算出するステップと、該補正係数を一時記憶するステップとを備え、当該無線通信機が受信を行う場合に、制御用チャネルでは初期トレーニングを行い、通信用チャネル移行後は、前記記憶した補正係数を初期値としてトレーニングを行うことを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the wireless communication device reception method of the present invention is a wireless communication device reception method including a waveform equalization unit having a filter unit, an error calculation unit, and a filter coefficient training unit. A step of calculating a filter coefficient using a preamble as a waveform equalization means, and an output of an equalizer when a received signal of a pilot symbol part is inputted to calculate an amplitude ratio of the pilot symbol part to a symbol at the time of transmission And a step of calculating a correction coefficient of the filter coefficient based on the phase difference and a step of temporarily storing the correction coefficient, and when the wireless communication apparatus performs reception, the control channel performs initial training. After the communication channel shift, training is performed using the stored correction coefficient as an initial value.
本発明により、フィルタ部の係数の振幅および位相を、パイロットシンボルを用いて補正するため、スロット間の不連続が除去され、LMSアルゴリズムのような低速な収束アルゴリズムを用いて、スロット間をまたがってフィルタ係数のトレーニングが可能となる。
フィルタ係数の振幅・位相の補正は、等化器出力信号と送信時のパイロットシンボルの比較により行うため、伝搬路の歪みの影響を受けずに行うことができ、収束特性が劣化しない。
また、センタータップのみを1としたH0=[0, …, 0, 1, 0, …, 0]をHの初期値として補正係数H'を算出し、該H'を初期値としてトレーニングすることにより、フィルタ係数の初期値を0としてトレーニングする場合と比べ、トレーニングに要する時間(収束時間)が短縮される。
更に、判定誤差のスロット内平均値〈|en|2〉をしきい値と比較し、判定誤差の平均電力がしきい値より大きい場合は、メモリに退避してあったフィルタ係数に復元し、次スロットでは該復元されたフィルタ係数を初期値としてトレーニングを行うため、スロット間に非送信スロットがあるバースト信号で非送信スロットを受信し、フィルタ係数が発散した場合も、次スロットでは正常にトレーニングされたフィルタ係数を初期値としてトレーニングするため、バースト信号を受信することができる。
According to the present invention, since the amplitude and phase of the coefficient of the filter unit are corrected using pilot symbols, discontinuity between slots is removed, and a slow convergence algorithm such as an LMS algorithm is used to span between slots. Training of filter coefficients is possible.
Since the correction of the amplitude and phase of the filter coefficient is performed by comparing the equalizer output signal and the pilot symbol at the time of transmission, it can be performed without being affected by the distortion of the propagation path, and the convergence characteristics are not deteriorated.
Further, a correction coefficient H ′ is calculated using H 0 = [0,..., 0, 1, 0,..., 0] with only the center tap as 1, and training is performed with the H ′ as an initial value. As a result, the time required for training (convergence time) is shortened as compared with the case of training with the initial value of the filter coefficient set to zero.
Furthermore, the average value of judgment errors in the slot <| e n | 2 > is compared with a threshold value. If the average power of judgment errors is greater than the threshold value, the filter coefficients saved in the memory are restored. In the next slot, training is performed with the restored filter coefficient as an initial value. Therefore, even when a non-transmission slot is received by a burst signal having a non-transmission slot between slots and the filter coefficient diverges, A burst signal can be received to train with the trained filter coefficients as initial values.
(実施例1)
図1は、本発明による等化器を組込んだ受信機の一実施例を示すブロック図である。図1において、端子A、高周波回路101、A/D変換器102、直交復調部103、受信フィルタ部104、AFC部105、フレーム同期部106、バッファ107は、図5と同じ構成のため説明は省略する。
バッファ107には、等化器108および係数補正部109が接続され、等化器108は図2に示すトランスバーサル等化器で、バッファ107に蓄積されたベースバンド信号を読出し、波形等化および復調を、蓄積された信号のシンボル数分繰返し行い、復調したビットデータを、端子Bを介して出力する。係数補正部109は、バッファ107からパイロット部周辺のベースバンド信号を読出し、読出した信号を用いて、等化器108のフィルタ係数の振幅・位相を補正する。係数補正部109による処理は、等化器108の処理の前に行う。
(Example 1)
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a receiver incorporating an equalizer according to the present invention. In FIG. 1, the terminal A, the high frequency circuit 101, the A / D converter 102, the quadrature demodulation unit 103, the reception filter unit 104, the AFC unit 105, the frame synchronization unit 106, and the buffer 107 are the same as those in FIG. Omitted.
An equalizer 108 and a coefficient correction unit 109 are connected to the buffer 107, and the equalizer 108 is a transversal equalizer shown in FIG. 2, which reads out the baseband signal accumulated in the buffer 107, performs waveform equalization and Demodulation is repeated for the number of symbols of the accumulated signal, and demodulated bit data is output via terminal B. Coefficient correction section 109 reads a baseband signal around the pilot section from buffer 107, and corrects the amplitude and phase of the filter coefficient of equalizer 108 using the read signal. The processing by the coefficient correction unit 109 is performed before the processing of the equalizer 108.
図4は、係数補正部109を詳細に示したブロック図である。係数補正部109は、Ntap+2個の複素乗算器401-0、401-1、…、401-Ntap-1、403、404、複素加算器402、複素ベクトル乗算器405、振幅2乗演算器406、逆数演算器407、複素共役演算器408で構成される。
端子A0、A1、…、ANtap-1には、バッファ107から、パイロットシンボル部を中心とした受信ベースバンド信号x2Np+(Ntap-1)/2, x2Np+(Ntap-1)/2-1, …, x2Np-(Ntap-1)/2が読込まれ、複素乗算器401-0、401-1、…、401-Ntap-1に入力される。ここで、Npはパイロットシンボルのシンボル番号で、図3のデータフォーマットよりNp=10である。
端子Bには、直前のスロットまでにトレーニングされた等化器のフィルタ係数H=[h0 h1 … hNtap-1]Tが入力され、複素ベクトル乗算器405および複素共役演算器408に入力される。複素共役演算器408はフィルタ係数Hの複素共役H*=[h* 0 h* 1 … h* Ntap-1]Tを演算し、その各要素h* 0, h* 1, …, h* Ntap-1を、複素乗算器401-0、401-1、…、401-Ntap-1のもう片方の入力端子に入力する。
複素乗算器401-0、401-1、…、401-Ntap-1および複素加算器402は、パイロットシンボル部受信信号入力時の等化器出力yNpを式(5)により演算する。
Terminals A0, A1,..., ANtap-1 receive from the buffer 107 the received baseband signal centered on the pilot symbol portion x 2Np + (Ntap-1) / 2 , x 2Np + (Ntap-1) / 2-1 , ..., x 2Np- (Ntap-1) / 2 is read and input to the complex multipliers 401-0, 401-1, ..., 401-Ntap-1. Here, N p is the symbol number of the pilot symbol, and N p = 10 from the data format of FIG.
The filter coefficient H = [h 0 h 1 ... h Ntap-1 ] T of the equalizer trained up to the immediately preceding slot is input to the terminal B and input to the complex vector multiplier 405 and the complex conjugate calculator 408 Is done. The complex conjugate calculator 408 calculates the complex conjugate H * = [h * 0 h * 1 … h * Ntap-1 ] T of the filter coefficient H, and each element h * 0 , h * 1 , ..., h * Ntap -1 is input to the other input terminal of the complex multiplier 401-0, 401-1, ..., 401-Ntap-1.
Complex multipliers 401-0, 401-1,..., 401-Ntap-1 and complex adder 402 calculate the equalizer output y Np at the time of receiving the pilot symbol portion received signal, using Equation (5).
図6は、本実施例での処理手順を示すフローチャートである。ステップ601で制御用物理チャネルまたは同期バーストを受信しているか判断し、制御用物理チャネルまたは同期バーストを受信している場合はフィルタ係数をH=0にリセットする(ステップ602)。そうでない場合は、係数補正部109による補正係数H'の算出を行い、該H'をHの初期値とする(ステップ603)。ステップ602またはステップ603の処理が終了したら、等化器108による等化処理をシンボル毎にn=0, 1, …, 149について行う(ステップ604、605、606)。
制御用物理チャネルまたは同期バーストを受信する場合は、等化器108のフィルタ係数Hを0にリセットし、プリアンブルを既知シンボルとして初期トレーニングを行い、プリアンブルに続く信号で引き続きトレーニングする。通信用物理チャネルを受信する場合は、等化処理を行う前にフィルタ係数の補正処理を行い、補正したフィルタ係数を初期値としてトレーニングする。
FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure in the present embodiment. In step 601, it is determined whether a control physical channel or synchronization burst is received. If a control physical channel or synchronization burst is received, the filter coefficient is reset to H = 0 (step 602). Otherwise, the coefficient correction unit 109 calculates the correction coefficient H ′ and sets H ′ as the initial value of H (step 603). When the processing of step 602 or step 603 is completed, equalization processing by the equalizer 108 is performed for each symbol for n = 0, 1,..., 149 (steps 604, 605, and 606).
When a control physical channel or synchronization burst is received, the filter coefficient H of the equalizer 108 is reset to 0, initial training is performed with the preamble as a known symbol, and training is continued with a signal following the preamble. When receiving a physical channel for communication, filter coefficient correction processing is performed before equalization processing, and training is performed using the corrected filter coefficients as initial values.
以上の説明で、直前に受信したスロットでトレーニングしたフィルタ係数がH=[h0 h1 … hNtap-1]Tで、スロット間に振幅・位相の変化が無ければ、nシンボル目のフィルタ出力ynは、その送信時のシンボルxnにほぼ一致するが、スロット間で受信信号の振幅がa倍、位相がθ変化したとすると、
等化器出力の演算は、式(1)よりタップ入力ベクトルと係数ベクトルの複素共役との畳み込み(コンボリューション)であるため、フィルタ出力の位相は係数の位相と逆方向の位相に修正されるため、更新後のH'では、振幅が1/aに、位相が−θ回転するように補正される。
更新前の係数では、式(9)より等化器出力は振幅がa倍、位相がθ回転しているため、更新後の係数H'を等化器の係数として置き換えることにより振幅・位相が補正される。
本実施例では、パイロットシンボル入力時の等化器出力yNpに、フィルタ係数の振幅・位相を合わせるため、係数補正処理は伝搬路の歪みに影響されにくく、スロット間で不連続が発生しにくく、収束特性の劣化を防ぐことができる。
In the above description, if the filter coefficient trained in the slot received immediately before is H = [h 0 h 1 ... h Ntap-1 ] T and there is no change in amplitude and phase between the slots, the filter output of the nth symbol y n substantially matches the symbol x n at the time of transmission, but if the amplitude of the received signal is a times and the phase changes θ between slots,
Since the calculation of the equalizer output is convolution of the tap input vector and the complex conjugate of the coefficient vector from equation (1), the phase of the filter output is corrected to the phase opposite to the coefficient phase. Therefore, in the updated H ′, the amplitude is corrected to 1 / a and the phase is rotated by −θ.
In the coefficient before update, since the equalizer output is a times larger in amplitude and the phase is rotated by θ from equation (9), the amplitude and phase are changed by replacing the updated coefficient H ′ with the coefficient of the equalizer. It is corrected.
In this embodiment, since the amplitude and phase of the filter coefficient are matched to the equalizer output y Np at the time of pilot symbol input, the coefficient correction processing is hardly affected by propagation path distortion, and discontinuity is unlikely to occur between slots. Therefore, deterioration of convergence characteristics can be prevented.
(実施例2)
実施例1では、等化器108に入力されるベースバンド信号は、振幅・位相補正が行われず、処理開始時は、ベースバンド信号の振幅・位相が受信機側で未知のため、制御用物理チャネルまたは同期バーストで、初期トレーニングを行う際、フィルタ係数の初期値を0にしていた。本発明を適用すれば、フィルタ係数の初期値を、周波数特性を持たないインパルスH0=[0 … 0 1 0 … 0]T(センタータップの係数のみを1にする)に設定しておき、係数補正部109により係数の振幅・位相を受信ベースバンド信号に合わせて補正し、補正した係数H'をフィルタ係数の初期値として初期トレーニングを行うことができる。
(Example 2)
In the first embodiment, the baseband signal input to the equalizer 108 is not subjected to amplitude / phase correction, and at the start of processing, the amplitude / phase of the baseband signal is unknown on the receiver side. The initial value of the filter coefficient was set to 0 when performing initial training on a channel or a synchronous burst. If the present invention is applied, the initial value of the filter coefficient is set to impulse H 0 = [0 ... 0 1 0 ... 0] T (only the coefficient of the center tap is set to 1) having no frequency characteristics, The coefficient correction unit 109 corrects the amplitude and phase of the coefficient in accordance with the received baseband signal, and initial training can be performed using the corrected coefficient H ′ as the initial value of the filter coefficient.
図7は、本実施例での処理手順を示すフローチャートである。ステップ701で制御用物理チャネルまたは同期バーストを受信しているか判断し、制御用物理チャネルまたは同期バーストを受信している場合はフィルタ係数をH=H0=[0 … 0 1 0 … 0]Tに初期化する(ステップ702)。そうでない場合またはステップ702の終了後は、係数補正部109により補正係数H'の算出を行い、該H'をHの初期値とする(ステップ703)。ステップ703の処理が終了したら、等化器108による等化処理をシンボル毎にn=0, 1, …, 149について行う(ステップ704、705、706)。
制御用物理チャネルまたは同期バーストを受信する場合は、等化器108のフィルタ係数HをH0=[0 … 0 1 0 … 0]Tにリセットし、H0の振幅・位相を受信ベースバンド信号にあわせて補正し、補正した係数H'を係数の初期値とし、プリアンブルを既知シンボルとして初期トレーニングを行い、プリアンブルに続く信号で引き続きトレーニングする。通信用物理チャネルを受信する場合は、等化処理を行う前にフィルタ係数の補正処理を行い、補正したフィルタ係数を初期値としてトレーニングする。
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure in the present embodiment. In step 701, it is determined whether a control physical channel or synchronization burst is received. If a control physical channel or synchronization burst is received, the filter coefficient is set to H = H 0 = [0… 0 1 0… 0] T (Step 702). Otherwise, or after completion of step 702, the coefficient correction unit 109 calculates the correction coefficient H ′ and sets H ′ as an initial value of H (step 703). When the processing of step 703 is completed, equalization processing by the equalizer 108 is performed for each symbol for n = 0, 1,..., 149 (steps 704, 705, and 706).
When receiving a control physical channel or synchronization burst, the filter coefficient H of the equalizer 108 is reset to H 0 = [0… 0 1 0… 0] T, and the amplitude and phase of H 0 are received baseband signals. In accordance with the above, the corrected coefficient H ′ is set as the initial value of the coefficient, the initial training is performed with the preamble as a known symbol, and the training is continued with the signal following the preamble. When receiving a physical channel for communication, filter coefficient correction processing is performed before equalization processing, and training is performed using the corrected filter coefficients as initial values.
実施例1では、等化器のフィルタ係数の初期値を0として、プリアンブルで初期トレーニングを行うため、伝搬路の周波数特性(歪み特性)にフィルタ係数を適応させる以外に、ベースバンド信号の振幅・位相に関しても適応させるため、トレーニング時間(収束時間)が長くなる。一方、本実施例では、等化器のフィルタ係数の初期値は、受信信号に振幅・位相を合わせたインパルスを係数の初期値とするため、等化器は伝搬路の周波数特性(歪み特性)にのみフィルタ係数を適応させれば良く、トレーニング時間(収束時間)が短縮される。 In the first embodiment, the initial value of the filter coefficient of the equalizer is set to 0, and initial training is performed using a preamble. Therefore, in addition to adapting the filter coefficient to the frequency characteristic (distortion characteristic) of the propagation path, Since the phase is also adapted, the training time (convergence time) becomes long. On the other hand, in this embodiment, since the initial value of the filter coefficient of the equalizer is the initial value of the coefficient obtained by combining the amplitude and phase of the received signal, the equalizer has a frequency characteristic (distortion characteristic) of the propagation path. It is only necessary to adapt the filter coefficient to, so that the training time (convergence time) is shortened.
(実施例3)
実施例1、実施例2において、判定誤差電力|en|2(nはスロット内シンボル番号)のスロット内平均値〈|en|2〉を求める。等化処理終了後に、〈|en|2〉を予め設定した定数eth(eth>0)と比較し、〈|en|2〉<eth(あるいは〈|en|2〉≦eth)であれば、フィルタ係数Hを該メモリに退避する。〈|en|2〉≧eth(あるいは〈|en|2〉>eth)であれば、メモリに退避した係数をHとして復元し、次スロット処理時の係数初期値とする。
判定誤差平均電力〈|en|2〉は、データフォーマットに従った信号を受信し、フィルタ係数のトレーニングが正常に行われている場合は、-10dBより大きくなることは無く、スロット間に非送信スロットがあるバースト信号で、非送信スロットを受信した場合は-10dBより大きくなる。
本実施例では、非送信スロットを受信した場合は、〈|en|2〉がethより大きくなり、メモリに退避した係数がHとして復元され、次スロット受信時のフィルタ係数の初期値となる。このため、非送信スロットを受信している間は、退避したフィルタ係数が復元され、バースト信号を受信する際には、復元したトレーニング済みのフィルタ係数が初期値となり、バースト信号を受信することができる。
(Example 3)
In the first and second embodiments, the average value <| e n | 2 > in the slot of the determination error power | e n | 2 (n is the symbol number in the slot) is obtained. After the equalization processing, <| e n | 2 > is compared with a preset constant e th (e th > 0), and <| e n | 2 ><e th (or <| e n | 2 > ≦ e th ), the filter coefficient H is saved in the memory. If <| e n | 2 > ≧ e th (or <| e n | 2 >> e th ), the coefficient saved in the memory is restored as H and used as the initial coefficient value at the time of the next slot processing.
The judgment error average power <| e n | 2 > is not greater than −10 dB when a signal according to the data format is received and filter coefficient training is performed normally. When a burst signal with a transmission slot is received and a non-transmission slot is received, it becomes larger than -10 dB.
In this embodiment, when a non-transmission slot is received, <| e n | 2 > is larger than e th, the coefficient saved in the memory is restored as H, and the initial value of the filter coefficient when receiving the next slot is Become. For this reason, while receiving the non-transmission slot, the saved filter coefficient is restored, and when the burst signal is received, the restored trained filter coefficient becomes the initial value, and the burst signal may be received. it can.
(実施例4)
実施例1〜3では、AFC部105での周波数追従の精度が十分であるとして、スロット内での位相回転は殆ど無いものとし、受信ベースバンド信号に残されているのは、スロット間の不連続のみで、これは係数補正部109により除去されるため、従来技術の図5で説明した振幅・位相補正部501は不要である。
しかし、AFC部105での周波数追従の精度が不十分で、スロット内の位相回転が残っている場合は、この位相回転にLMSアルゴリズムが追従できず、受信特性が劣化あるいはフィルタ係数が発散してしまう。このような場合は、振幅・位相補正部501のような補正手段を受信機に組み込み、振幅・位相を補正したベースバンド信号をバッファ107に蓄積して、等化器108、係数補正部109の処理を行う。
(Example 4)
In the first to third embodiments, assuming that the frequency tracking accuracy in the AFC unit 105 is sufficient, it is assumed that there is almost no phase rotation in the slot. Since this is only continuous and is removed by the coefficient correction unit 109, the amplitude / phase correction unit 501 described with reference to FIG. 5 of the prior art is unnecessary.
However, if the frequency tracking accuracy in the AFC unit 105 is insufficient and the phase rotation in the slot remains, the LMS algorithm cannot follow this phase rotation, and reception characteristics deteriorate or filter coefficients diverge. End up. In such a case, correction means such as the amplitude / phase correction unit 501 is incorporated in the receiver, and the baseband signal corrected in amplitude / phase is accumulated in the buffer 107, and the equalizer 108 and the coefficient correction unit 109 Process.
本発明の実施の形態によると、例えば、連絡通話時の上りの受信は、呼接続での制御用物理チャネルのプリアンブルを利用して初期トレーニングし、通信用物理チャネル移行後は、直前に受信したスロットで引込んだフィルタ係数を初期値としてトレーニングを行う。連絡通話時の下り受信、拡声通報、みなし音声FAXでは、スロット0の制御用物理チャネルのプリアンブルで初期トレーニングを行い、通信チャネルでは、直前に受信したスロットで引込んだフィルタ係数を初期値としてトレーニングを行う、というような動作を行うこともできる。
特に市町村における固定系の受信装置を各所に備えた防災行政無線システムの場合に有効なシステムを構築することができる。
According to the embodiment of the present invention, for example, the uplink reception during the communication call is initially trained by using the preamble of the control physical channel in the call connection, and is received immediately after the transition to the communication physical channel. Training is performed with the filter coefficient drawn in the slot as an initial value. Downlink reception during contact communication, loudspeaking notification, and deemed voice FAX, initial training is performed with the preamble of the control physical channel in slot 0, and the communication channel is trained with the filter coefficient drawn in the slot received immediately before as the initial value. It is also possible to perform an operation such as
In particular, it is possible to construct a system that is effective in the case of a disaster prevention administrative radio system equipped with fixed receivers in various places in municipalities.
101: 高周波回路、102: A/D(アナログ・デジタル)変換器、103: 直交復調部、104: 受信フィルタ部、105: AFC(自動周波数制御)部、106: フレーム同期部、107: バッファ、108: 等化器、109: 係数補正部、
201: シフトレジスタ、202-1〜202-Ntap: 複素乗算器、203: 複素加算器、204: シンボル判定部、205: スイッチ、206: 複素減算器、207: LMSアルゴリズム演算部、208: フィルタ係数格納バッファ、
401-0〜401-Ntap-1、403、404: 複素乗算器、402: 複素加算器、405: 複素ベクトル乗算器、406: 振幅2乗演算器、407: 逆数演算器、408: 複素共役演算器、
501: 振幅・位相補正部。
101: high-frequency circuit, 102: A / D (analog / digital) converter, 103: quadrature demodulation unit, 104: reception filter unit, 105: AFC (automatic frequency control) unit, 106: frame synchronization unit, 107: buffer, 108: equalizer, 109: coefficient correction unit,
201: Shift register, 202-1 to 202-Ntap: Complex multiplier, 203: Complex adder, 204: Symbol decision unit, 205: Switch, 206: Complex subtractor, 207: LMS algorithm operation unit, 208: Filter coefficient Storage buffer,
401-0 to 401-Ntap-1, 403, 404: Complex multiplier, 402: Complex adder, 405: Complex vector multiplier, 406: Amplitude square calculator, 407: Reciprocal calculator, 408: Complex conjugate calculation vessel,
501: Amplitude / phase correction unit.
Claims (6)
該等化器にパイロットシンボル部の受信信号を入力した時の等化器の出力yPを演算し、パイロットシンボルの送信時のシンボルをp、該pに対する該ypの振幅比をa=|yp|/|p|、該pと該ypの位相差をθ=θyp−θp(単位はラジアン、θypはypの位相、θpはpの位相)とし、フィルタ係数H=[h0, h1,…, hN-1](Nはタップ数)の振幅に該aを除算して位相をθだけ回転させた係数H'=Hejθ/a=[ h0ejθ/a, h1ejθ/a, …, hN-1ejθ/a](eは自然対数の底、jは虚数単位で、ejθはejθ=cosθ+jsinθで角度θ(ラジアン)の回転因子である)を算出すること特徴とする波形等化器の係数補正手段。 In the filter coefficient correction means used in the waveform equalizer having the filter section, the error calculation section, the filter coefficient training means, and the filter section is a FIR (Finite Impulse Response) filter,
The output y P of the equalizer when the received signal of the pilot symbol part is input to the equalizer is calculated, the symbol at the time of transmitting the pilot symbol is p, and the amplitude ratio of the y p to the p is a = | y p | / | p |, and the phase difference between p and y p is θ = θ yp −θ p (the unit is radian, θ yp is the phase of y p , θ p is the phase of p), and the filter coefficient H = [h 0 , h 1 ,..., h N−1 ] (N is the number of taps) The coefficient obtained by dividing the a and rotating the phase by θ H ′ = He j θ / a = [h 0 e j θ / a, h 1 e j θ / a,…, h N-1 e j θ / a] (e is the base of natural logarithm, j is imaginary unit, e j θ is e j θ = cos θ + and a coefficient correction means for a waveform equalizer, wherein jsinθ is a rotation factor of angle θ (radian).
前記波形等化手段にプリアンブルを利用してフィルタ係数を算出するステップと、
パイロットシンボル部の受信信号を入力した時の等化器の出力を演算して前記パイロットシンボル部の送信時のシンボルに対する振幅比、及び、位相差に基づいて、前記フィルタ係数の補正係数を算出するステップと、
該補正係数を一時記憶するステップとを備え、
当該無線通信機が受信を行う場合に、制御用チャネルでは初期トレーニングを行い、通信用チャネル移行後は、前記記憶した補正係数を初期値としてトレーニングを行うことを特徴とする無線通信機の受信方法。
In the reception method of the wireless communication device including the waveform equalization unit having the filter unit, the error calculation unit, and the filter coefficient training unit,
Calculating a filter coefficient using a preamble for the waveform equalization means;
The output of the equalizer when the received signal of the pilot symbol part is input is calculated, and the correction coefficient of the filter coefficient is calculated based on the amplitude ratio and the phase difference of the pilot symbol part with respect to the symbol at the time of transmission. Steps,
Temporarily storing the correction coefficient,
When the wireless communication device performs reception, initial training is performed in the control channel, and training is performed using the stored correction coefficient as an initial value after switching to the communication channel. .
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