JP2009528764A - 反響成分除去システム及び反響成分の除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明による反響成分除去システムは、入力信号と遅延帰還信号とを相関演算して、複数の反響成分を周期的に分析する第1複素相関器と、N個のLタブの適応アルゴリズムブロックと前記遅延帰還信号とを独立的にそれぞれの前記適応アルゴリズムブロックに遅延入力させるN個の可変遅延手段を備えて、前記入力信号から前記反響成分を適応的に除去した第1出力信号を出力する第1適応フィルタ部と、を備えて構成され、前記第1複素相関器の演算の結果、設定値以上のピーク値が現れる時間領域に前記第1適応フィルタ部の前記適応アルゴリズムブロックをそれぞれ割り当てて、それぞれの前記反響成分を生成するように前記可変遅延手段が調整されることを特徴として、フィルタタブの無理な増加なしにも最大遅延時間に近接した反響成分も除去できるという効果を提供する。
【選択図】図3
Description
第1複素相関器120は、入力信号d1[n]と遅延帰還信号x1[n]とを相関演算して、複数の反響成分を周期的に分析する機能を行う。
第1適応フィルタ部100は、図4に示すように、N個のLタブの適応アルゴリズムブロック170、171、172(例えば、12個の8−タブ適応アルゴリズムブロック)と遅延帰還信号x1[n]とを独立的にそれぞれの適応アルゴリズムブロック170、171、172に遅延入力させるN個の可変遅延手段160、161、162を備えて、入力信号d1[n]から反響成分を適応的に除去した第1出力信号(図4のe[n]、図3のd2[n])を出力する。
図5は、適応アルゴリズムブロック170、171、172の細部構造を示す。図5は、8個のタブを有する実施の形態を示しているが、各ブロックのタブ数は、使用環境に応じて適切に選択できる。本発明では、適応アルゴリズムとしてLMS系のNLMS(Normalized LMS)アルゴリズムを使用する場合を説明するが、本発明は、必ずNLMSに限定されるものではなく、使用環境に応じてその他の適応アルゴリズムを選択することもできる。各々の適応アルゴリズムブロック170、171、172は、LMS適応フィルタの有限インパルス応答(FIR:Finite Impulse Response)演算に必要なMAC(Multiplication Accumulation)構造と係数適応アルゴリズムを具現する係数適応論理回路部180で構成される。
前述したように、第1適応フィルタ部100は、AGC140をさらに備えることが好ましい。受信アンテナ部11を介して再入力される反響成分により無線環境でフェージングが発生し、その変化の大きさは、30dB程度になりうる。また、反響経路内の反射体が速い速度で動く場合に、これにより反響成分の変化速度も急激に増加する。第1適応フィルタ部100が完璧に動作すると仮定するとき、その出力e[n]は、一定の電力を維持できるが、瞬間的に反響除去が十分に行われない場合には、その出力e[n]は、フェージング成分により一定の電圧を維持できなくなり、結局、適応アルゴリズムの入力変動が増加して反響除去性能が劣化し、その結果、発振するようになる。このような状態を防止するためには、図4に示すように、遅延帰還信号x[n]がAGC140を経るようにして電力を一定にした後に第1適応フィルタ部100に入力すると、より効果的に反響成分を除去できる。
反響成分除去システムは、第1適応フィルタ部100の反響成分除去率をモニターリングするために、第2複素相関器130を用いて遅延帰還信号x[n]と第1出力信号d2[n]とを相関演算(cross correlation)することが好ましい。
本発明の実施の形態によると、第4複素相関器220及び第2適応フィルタ部200を用いて基地局BS又は移動局MSから受信アンテナ部11を介して受信される受信信号の多重経路によるフェージング成分を容易に除去できる。
前述した第2複素相関器を用いた反響成分除去率モニターリング方法と同様に、第3複素相関器230を用いて第2出力信号y1[n]を自己相関(Auto Correlation)演算して、第2適応フィルタ部200による元信号フェージングの反響除去率をモニターリングすることがさらに好ましい。
複素係数FIRフィルタである複素フィルタ300は、出力信号(第2適応フィルタ部200が付加されない実施の形態の場合には、第1出力信号d2[n]、第2適応フィルタ部200が付加された実施の形態の場合には、第2出力信号y1[n])のうち、信号帯域以外の信号を選択的にマスキングして、信号帯域の信号のみを選択的に通過させる機能を行う。
図3に示すように、反響成分除去システムは、出力信号y2[n]のレベルを一定に維持するためのALC400(Automatic Level Control)をさらに備えて構成されることが好ましい。
図12は、本発明の実施の形態による反響成分の除去方法を示す。反響成分の除去方法は、まず入力信号d1[n]と遅延帰還信号x1[n]とを相関演算して、複数の反響成分を周期的に分析する第1ステップ(S100)を行う。具体的に説明すると、第1複素相関器120は、相関演算により第1適応フィルタ部100で各適応アルゴリズムブロック170、171、172が複製する反響成分の情報をサンプル単位に分析する。このとき、相関演算の結果、設定値以上、好ましくは、利得が−15dB以上である複数の時間領域を抽出する。このとき、遅延帰還信号x1[n]は、システムの入出力遅延時間で遅延されるように設定することが好ましい。
110 第1遅延部
200 第2適応フィルタ部
210 第2遅延部
300 複素フィルタ
Claims (23)
- 入力信号と遅延帰還信号とを相関演算して、複数の反響成分を周期的に分析する第1複素相関器と、
N個のLタブの適応アルゴリズムブロックと前記遅延帰還信号とを独立的にそれぞれの前記適応アルゴリズムブロックに遅延入力させるN個の可変遅延手段を備えて、前記入力信号から前記反響成分を適応的に除去した第1出力信号を出力する第1適応フィルタ部と、を備えて構成され、
前記第1複素相関器の演算の結果、設定値以上のピーク値が現れる時間領域に前記第1適応フィルタ部の前記適応アルゴリズムブロックをそれぞれ割り当てて、それぞれの前記反響成分を生成するように前記可変遅延手段が調整されることを特徴とする反響成分除去システム。 - 前記反響成分除去システムは、
前記第1出力信号と第2出力信号とを相関演算して、複数のフェージング成分を周期的に分析する第4複素相関器と、
M個のLタブの適応アルゴリズムブロックと遅延第1出力信号とを独立的にそれぞれの前記適応アルゴリズムブロックに遅延入力させるM個の可変遅延手段を備えて、前記第1出力信号から前記フェージング成分を適応的に除去した前記第2出力信号を出力する第2適応フィルタ部と、を備えて構成され、
前記第4複素相関器の演算の結果、設定値以上のピーク値が現れる時間領域に前記第2適応フィルタ部の前記適応アルゴリズムブロックをそれぞれ割り当てて、それぞれの前記フェージング成分を生成するように前記可変遅延手段が調整されることを特徴とする請求項1に記載の反響成分除去システム。 - 前記第1適応フィルタ部は、
前記遅延帰還信号の電力を一定に維持するためのAGCをさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の反響成分除去システム。 - 前記適応アルゴリズムブロックは、
LMS系のアルゴリズムが適用されることを特徴とする請求項1又は2に記載の反響成分除去システム。 - 前記設定値は、
チャネルの帰還利得が−15dB以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の反響成分除去システム。 - 前記第1適応フィルタ部は、
12個の8タブNLMSブロックで構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の反響成分除去システム。 - 前記反響成分除去システムは、
前記出力信号のうち、信号帯域以外の信号を選択的にマスキングする複素フィルタをさらに備えて構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の反響成分除去システム。 - 前記反響成分除去システムは、
前記出力信号のレベルを一定に維持するためのALCをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の反響成分除去システム。 - 前記反響成分除去システムは、
前記遅延帰還信号と前記第1出力信号とを相関演算して、前記第1適応フィルタ部による反響除去率をモニターリングする第2複素相関器をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の反響成分除去システム。 - 前記反響成分除去システムは、
前記第2出力信号を自己相関演算して、前記第2適応フィルタ部による元信号フェージングの反響除去率をモニターリングする第3複素相関器をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の反響成分除去システム。 - 中継される信号を受信する受信アンテナ部と、
前記受信アンテナ部から受信された受信信号を中間周波数変換及びデジタル変換を行うことによって入力信号に変換する受信信号処理部と、
前記入力信号と遅延帰還信号とを相関演算して、複数の反響成分を分析する第1複素相関器と、
前記入力信号と遅延帰還信号とを受信して、前記第1複素相関器の演算の結果、設定値以上である時間領域に複数の適応アルゴリズムブロックをそれぞれ割り当てて、それぞれの前記反響成分を生成した後、前記入力信号から前記反響成分を適応的に除去して第1出力信号を生成する第1適応フィルタ部と、
前記第1出力信号をアナログ変換及び周波数アップ変換して、送信信号に変換する送信信号処理部と、
前記送信信号を送信する送信アンテナ部と、を備えて構成されることを特徴とする反響成分除去無線中継器。 - 前記反響成分除去無線中継器は、
前記第1出力信号と第2出力信号とを相関演算して、フェージング成分を分析する第4複素相関器と、
前記第1出力信号と遅延第1出力信号とを受信して、複数の適応アルゴリズムブロックを前記第4複素相関器の演算の結果、設定値以上の時間領域にそれぞれ割り当てて、それぞれの前記フェージング成分を生成した後、前記第1出力信号からフェージング成分を適応的に除去して、前記第2出力信号を生成する第2適応フィルタ部と、をさらに備え、
前記送信信号処理部は、前記第2出力信号を前記送信信号に変換することを特徴とする請求項11に記載の反響成分除去無線中継器。 - 前記反響成分除去無線中継器は、
前記第2出力信号を受信して、信号領域以外の信号をマスキングする複素フィルタ部及び前記第2出力信号のレベルを一定に維持するALCをさらに備えて構成されることを特徴とする請求項12に記載の反響成分除去無線中継器。 - 前記反響成分除去無線中継器は、
前記遅延帰還信号と前記第1出力信号とを相関演算して、第1適応フィルタ部による反響除去率をモニターリングする第2複素相関器と、
前記第2出力信号を自己相関演算して、第2適応フィルタ部による元信号フェージングの反響除去率をモニターリングする第3複素相関器と、をさらに備えることを特徴とする請求項12に記載の反響成分除去無線中継器。 - 入力信号と遅延帰還信号とを相関演算して、複数の反響成分を周期的に分析する第1ステップと、
前記第1ステップの演算の結果、設定値以上のピーク値が現れる前記遅延帰還信号の時間領域に複数の適応アルゴリズムブロックをそれぞれ割り当てて、それぞれの前記反響成分を生成することによって、前記入力信号から前記反響成分を適応的に除去して第1出力信号を出力する第2ステップと、を含んで構成されることを特徴とする反響成分の除去方法。 - 前記第2ステップ以後に、
前記第1出力信号と第2出力信号とを相関演算して、複数のフェージング成分を分析する第3ステップと、
前記第3ステップの演算の結果、設定値以上のピーク値が現れる遅延第1出力信号(前記第1出力信号を遅延した信号である)の時間領域に複数の適応アルゴリズムブロックをそれぞれ割り当てて、それぞれの前記フェージング成分を生成することによって、前記第1出力信号から前記フェージング成分を適応的に除去して前記第2出力信号を出力する第4ステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載の反響成分の除去方法。 - 前記第2ステップは、
AGCを介して前記遅延帰還信号の電力を一定に維持するように調整することを特徴とする請求項15又は16に記載の反響成分の除去方法。 - 前記適応アルゴリズムブロックは、
LMS系のアルゴリズムが適用されることを特徴とする請求項15又は16に記載の反響成分の除去方法 - 前記設定値は、
チャネルの帰還利得が−15dB以上であることを特徴とする請求項15又は16に記載の反響成分の除去方法。 - 前記反響成分の除去方法は、
前記出力信号のうち、信号帯域以外の信号を選択的にマスキングする第5ステップをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項15又は16に記載の反響成分の除去方法。 - 前記反響成分の除去方法は、
ALCを介して前記出力信号のレベルが一定以上増加することを防止する第6ステップをさらに含んで構成されることを特徴とする請求項15又は16に記載の反響成分の除去方法。 - 前記反響成分の除去方法は、
前記遅延帰還信号と前記第1出力信号とを相関演算して、反響除去率をモニターリングする第7ステップをさらに含むことを特徴とする請求項15又は16に記載の反響成分の除去方法。 - 前記第4ステップ以後に、
前記第2出力信号を自己相関演算して、元信号フェージングの反響除去率をモニターリングする第8ステップをさらに含むことを特徴とする請求項16に記載の反響成分の除去方法。
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