JP2792034B2 - Decision feedback equalizer - Google Patents
Decision feedback equalizerInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、通信路の符号間干渉によって歪が生じた受
信信号から、歪なく送信信号を再生する判定帰還形等化
器に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a decision feedback equalizer that reproduces a transmission signal without distortion from a reception signal having distortion due to intersymbol interference in a communication channel. .
（従来の技術） 従来、判定器においてｋ番目の送信シンボルを判定す
る時刻において、前置トランスバーサル形フィルタ内
に、ｋ番目以前の受信信号を含まない判定帰還形等化器
は知られている（例えば、プロアキス著、ディジタル
コミュニケーションズ、マグロウヒル社、1983年発
刊）。(Prior Art) Conventionally, a decision feedback equalizer that does not include a received signal before the k-th signal in a pre-transversal filter at a time when a k-th transmission symbol is determined by a determiner is known. (Eg, Proakis, Digital
Communications, McGraw-Hill, 1983).
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、（従来の技術）の項で述べた判定帰還
形等化器では、良好な受信特性を得るためには、判定帰
還形等化器のセンタータップを、通信路のインパルスレ
スポンスに対して最適な位置に設定しなければならな
い。（例えば、上田、鈴木、“高速ディジタル移動通信
用判定帰還形等化器の構成と特性”、昭和63年電子情報
通信学会春期全国大会通信グループ講演論文集（第１文
冊）、B-724）。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the decision feedback equalizer described in the section of (Prior Art), in order to obtain good reception characteristics, the center tap of the decision feedback equalizer is required. Must be set at an optimum position for the impulse response of the communication path. (For example, Ueda, Suzuki, "Configuration and Characteristics of Decision Feedback Equalizer for High-Speed Digital Mobile Communication", Proc. Of the Communication Group, Spring Meeting of the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 1988, B-724 ).
（問題点を解決するための手段） 本発明では、受信信号を入力とするＮタップから成る
前置トランスバーサル形フィルタと、判定器からの出力
信号を入力とし入力信号を１シンボル時間Ｔだけ遅延さ
せる遅延素子と、前記遅延素子の出力を入力とするＭタ
ップから成る後置トランスバーサル形フィルタと、前記
前置トランスバーサル形フィルタの出力と前記後置トラ
ンスバーサル形フィルタの出力の差を取る差分回路と、
前記差分回路出力を入力とする判定器を有する判定帰還
形等化器において、前記判定器においてｋ番目の送信シ
ンボルを判定する時刻において、前記前置トランスバー
サル形フィルタ内に、ｋ番目以前の受信信号を含んでい
る。(Means for Solving the Problems) In the present invention, a pre-transversal type filter composed of N taps which receives a received signal as input, an input signal which is output from a decision unit as input and delays the input signal by one symbol time T A delay element, a post-transversal filter having M taps to which the output of the delay element is input, and a difference that takes a difference between an output of the pre-transversal filter and an output of the post-transversal filter. Circuit and
In a decision feedback equalizer having a decision unit which receives the output of the difference circuit, at the time when the decision unit decides a k-th transmission symbol, the k-th reception symbol and the k-th reception symbol are included in the pre-transversal filter. Contains a signal.
（作用） 通信路のインパルスレスポンス、受信信号のSN比及び
通信路のインパルスレスポンスに対する判定帰還形等化
器センタータップの設定位置が与えられたとき、判定帰
還形等化器のタップ係数を設定する１つの手段として、
判定器入力と判定器出力の平均自乗誤差が最小になるよ
うに設定する方法が知られている（例えば、プロアキス
著、ディジタル コミュニケーションズ、マグロウヒル
社、1983年発刊）。この方法の評価基準である判定器の
入力と判定器の出力の平均自乗誤差の最小値は、一般
に、 １）通信路のインパルスレスポンス ２）受信信号のSN比 ３）判定帰還形等化器センタータップの通信路のインパ
ルスレスポンスに対する位置 を変数とする関数となる。ここで、これらの変数のう
ち３）は、判定帰還形等化器において変化させることが
可能であり、１）と２）は、判定帰還形等化器において
は、変化させることはできない。従って、判定器入力と
判定器出力の平均自乗誤差を最小にする判定帰還形等化
器のタップ係数を求めるためには、通信路インパルスレ
スポンスに対する判定帰還形等化器のセンタータップ位
置を変化させて、各位置における最小平均自乗誤差を求
め、得られた最小平均自乗誤差の最小値を与える位置に
判定帰還形等化器のセンタータップを設定した場合に得
られるタップ係数を求めなければならない。ここで、通
信路インパルスレスポンスに対する判定帰還形等化器の
センタータップの位置をある固定したときに得られる最
小平均自乗誤差を局所的最小平均自乗誤差、局所的最小
平均自乗誤差の最小値を真の最小平均自乗誤差と定義す
る。(Operation) Given the set position of the center tap of the decision feedback equalizer for the impulse response of the communication channel, the S / N ratio of the received signal, and the impulse response of the communication channel, set the tap coefficient of the decision feedback equalizer. As one means,
A method is known in which the mean square error between the judgment unit input and the judgment unit output is set to be minimum (for example, Proakis, Digital Communications, McGraw-Hill, 1983). In general, the minimum value of the mean square error between the input of the determiner and the output of the determiner, which is the evaluation criterion of this method, is generally 1) impulse response of a communication channel 2) SN ratio of a received signal 3) decision feedback equalizer center It is a function that uses the position of the tap channel relative to the impulse response as a variable. Here, 3) of these variables can be changed in the decision feedback equalizer, and 1) and 2) cannot be changed in the decision feedback equalizer. Therefore, in order to determine the tap coefficient of the decision feedback equalizer that minimizes the mean square error between the decision unit input and the decision unit output, the center tap position of the decision feedback equalizer with respect to the channel impulse response is changed. Then, the minimum mean square error at each position must be obtained, and the tap coefficient obtained when the center tap of the decision feedback equalizer is set at the position giving the minimum value of the obtained minimum mean square error must be obtained. Here, the minimum mean square error obtained when the center tap position of the decision feedback equalizer with respect to the channel impulse response is fixed is a local minimum mean square error, and a minimum value of the local minimum mean square error is true. Is defined as the minimum mean square error of
このように、一般には、判定帰還形等化器は、（本発
明が解決しようとする問題点）の項で述べたように、真
の最小平均自乗誤差を得ることができる最適な通信路イ
ンパルスレスポンスの位置に判定帰還形等化器のセンタ
ータップを設定しなければ良好な受信特性を得ることが
できない。As described above, in general, the decision feedback equalizer generally has the optimum channel impulse that can obtain the true minimum mean square error as described in the section (Problems to be Solved by the Present Invention). Good reception characteristics cannot be obtained unless the center tap of the decision feedback equalizer is set at the position of the response.
ところで、判定器入力と判定器出力の平均自乗誤差を
最小となるようにタップ係数を設定する方法では、後置
トランスバーサル形フィルタのタップ係数は、通信路の
インパルスレスポンスと前置トランスバーサル形フィル
タのインパルスレスポンスとの畳込み積分で与えられる
（例えば、プロアキス著、ディジタル コミュニケーシ
ョンズ、マグロウヒル社、1983年発行）。つまり、通信
路のインパルスレスポンスと前置トランスバーサル形フ
ィルタのインパルスレスポンスが定まれば、後置トラン
スバーサル形フィルタは一意的に決定することができ
る。従って、真の最小平均自乗誤差を与える判定帰還形
等化器は、ある与えられた通信路インパルスレスポンス
とSN比に対して、真の最小自乗誤差を与えるような前置
トランスバーサル形フィルタを構成できれば、一意的に
構成することができる。このように考えると、前述の通
信路インパルスレスポンスに対する判定帰還形等化器の
センタータップの位置に関する議論は、判定帰還形等化
器のセンタータップを通信路インパルスレスポンスのあ
る位置を設定した条件の下で、真の最小平均自乗誤差を
与える前置トランスバーサル形フィルタを構成できるか
できないかという議論と等価な議論であることがわか
る。By the way, in the method of setting the tap coefficient so as to minimize the mean square error between the decision unit input and the decision unit output, the tap coefficient of the post-transversal filter is determined by the impulse response of the communication channel and the pre-transversal filter. (For example, by Proakis, Digital Communications, McGraw-Hill, 1983). That is, if the impulse response of the communication channel and the impulse response of the pre-transversal filter are determined, the post-transversal filter can be uniquely determined. Therefore, the decision feedback equalizer that gives the true least mean square error constitutes a pre-transversal filter that gives the true least square error for a given channel impulse response and S / N ratio. If possible, it can be uniquely configured. Considering this, the discussion on the center tap position of the decision feedback equalizer with respect to the channel impulse response described above is based on the condition that the center tap of the decision feedback equalizer is set to a certain position of the channel impulse response. Below, it can be seen that the discussion is equivalent to the discussion of whether or not a pre-transversal filter that gives a true minimum mean square error can or cannot be constructed.
さて、従来の判定帰還形等化器は、判定器でｋ番目の
送信シンボルを判定する時刻において、前置トランスバ
ーサル形フィルタ内にｋ番目以前の受信信号を含まない
ため、判定帰還形等化器のセンタータップを前置トラン
スバーサル形フィルタの最後のタップとしなければなら
ない。このため、前置トランスバーサル形フィルタの自
由度は非常に狭い範囲に限定されてしまい、判定帰還形
等化器のセンタータップを通信路インパルスレスポンス
のある特定の位置に設定した条件の下では、どのように
前置トランスバーサル形フィルタのタップ係数を設定し
ても実現できない特性が存在する。従って、通信路イン
パルスレスポンスに対する判定帰還形等化器センタータ
ップの位置によっては、真の最小平均自乗誤差を与える
前置トランスバーサル形フィルタを構成することができ
ない場合が生じる。このため、このような判定帰還形等
化器を用いて良好な受信特性を得るためには、自由度の
小さい前置トランスバーサル形フィルタで、真の最小平
均自乗誤差が得られる特性が実現できるように、判定帰
還形等化器のセンタータップの通信路インパルスレスポ
ンスに対する位置を変化させなければならない。By the way, the conventional decision feedback equalizer does not include the k-th or earlier received signal in the pre-transversal filter at the time when the decision unit decides the k-th transmission symbol. The center tap of the vessel must be the last tap of the pre-transversal filter. Therefore, the degree of freedom of the pre-transversal filter is limited to a very narrow range, and under the condition that the center tap of the decision feedback equalizer is set at a specific position of the channel impulse response, There is a characteristic that cannot be realized no matter how the tap coefficient of the pre-transversal filter is set. Therefore, depending on the position of the center tap of the decision feedback equalizer with respect to the channel impulse response, it may not be possible to form a pre-transversal filter that gives a true minimum mean square error. Therefore, in order to obtain good reception characteristics by using such a decision feedback equalizer, it is possible to realize a characteristic in which a true minimum mean square error can be obtained with a pre-transversal filter having a small degree of freedom. Thus, the position of the center tap of the decision feedback equalizer with respect to the channel impulse response must be changed.
ところが、本発明の判定帰還形等化器では、判定器で
ｋ番目の送信シンボルを判定する時刻において、前置ト
ランスバーサル形フィルタ内にｋ番目以前の受信信号を
含んでいる。そのため、判定帰還形等化器のセンタータ
ップを前置トランスバーサル形フィルタの最後のタップ
に設定する必要がなく、前置トランスバーサル形フィル
タの自由度が増加する。さらに、判定器においてｋ番目
の送信シンボルを判定する時刻において、十分多くのｋ
番目以前の受信信号を前置トランスバーサル形フィルタ
内に含むことによって、判定帰還形等化器のセンタータ
ップを通信路インパルスレスポンスの任意の位置に設定
しても、真の最小平均自乗誤差を得ることができる前置
トランスバーサル形フィルタを構成することが可能とな
る。However, in the decision feedback equalizer of the present invention, at the time when the decision unit decides the k-th transmission symbol, the pre-transversal filter includes the k-th or earlier received signal. Therefore, it is not necessary to set the center tap of the decision feedback equalizer to the last tap of the pre-transversal filter, and the degree of freedom of the pre-transversal filter increases. Further, at the time when the determination unit determines the k-th transmission symbol, a sufficiently large number of k
Even if the center tap of the decision feedback equalizer is set at an arbitrary position of the channel impulse response by including the received signal before the first in the pre-transversal filter, a true minimum mean square error can be obtained. It is possible to construct a pre-transversal type filter that can be used.
（実施例） 第１図は、本発明の判定帰還形等化器の実施例を示す
ブロック図である。第１図において、10は入力端子、11
は出力端子、100は判定器、101〜107は１シンボル時間
の遅延素子、110〜117はタップ係数を記憶するメモリ、
120及び121は加算器、130〜137は乗算器、140は差分回
路である。前置トランスバーサル形フィルタは、遅延素
子101〜104、メモリ110〜114、乗算器130〜134及び加算
器120で構成される。また、後置トランスバーサル形フ
ィルタは、遅延素子106及び107、メモリ115〜117、乗算
器135〜137及び加算器121で構成される。(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the decision feedback equalizer of the present invention. In FIG. 1, 10 is an input terminal, 11
Is an output terminal, 100 is a determiner, 101 to 107 are delay elements of one symbol time, 110 to 117 are memories for storing tap coefficients,
120 and 121 are adders, 130 to 137 are multipliers, and 140 is a difference circuit. The pre-transversal filter includes delay elements 101 to 104, memories 110 to 114, multipliers 130 to 134, and an adder 120. Also, the post-transversal filter includes delay elements 106 and 107, memories 115 to 117, multipliers 135 to 137, and an adder 121.
次に、第１図に示す本発明の判定帰還形等化器の基本
動作について述べる。１シンボル間隔でサンプルされた
受信信号が入力端子10から入力される。入力端子10から
入力された信号は、前置トランスバーサル形フィルタに
よってフィルタリングされ、差分回路140に入力され
る。差分回路140は、前置トランスバーサル形フィルタ
出力と後置トランスバーサル形フィルタ出力の差をと
り、得られた信号を判定器100に出力する。判定器100
は、差分回路140の出力信号の正負に基づいて判定を行
ない、判定結果として＋１あるいは−１を出力端子11へ
出力する。また、判定器100は、判定結果を遅延素子105
にも出力する。遅延素子105は、入力信号を１シンボル
時間だけ遅延させ、後置トランスバーサル形フィルタへ
出力する。Next, the basic operation of the decision feedback equalizer of the present invention shown in FIG. 1 will be described. A received signal sampled at one symbol interval is input from the input terminal 10. The signal input from the input terminal 10 is filtered by a pre-transversal filter and input to the difference circuit 140. The difference circuit 140 calculates the difference between the output of the pre-transversal filter and the output of the post-transversal filter, and outputs the obtained signal to the decision unit 100. Judge 100
Makes a determination based on the sign of the output signal of the difference circuit 140, and outputs +1 or -1 to the output terminal 11 as a determination result. The determiner 100 also outputs the determination result to the delay element 105.
Also output to The delay element 105 delays the input signal by one symbol time and outputs the delayed signal to the post-transversal filter.
判定器100が、例えば、ｋ番目に送信されたシンボル
ａ（ｋ）に関する判定値（ｋ）を出力する時刻におい
ては、送信シンボルａ（ｋ）に起因する受信信号ｒ
（ｋ）は遅延素子102から出力される。従って、判定器1
00がｋ＋１番目に送信されたシンボルａ（ｋ＋１）を判
定する時刻においては、ｒ（ｋ）は前置フィルタ内に含
まれることとなる。At the time when the determinator 100 outputs the determination value (k) for the k-th transmitted symbol a (k), for example, the received signal r resulting from the transmitted symbol a (k)
(K) is output from the delay element 102. Therefore, decision unit 1
At the time when 00 determines the k + 1-th transmitted symbol a (k + 1), r (k) is included in the pre-filter.
前置及び後置トランスバーサル形フィルタのタップ係
数、メモリ110〜116が記憶している定数は、メモリ110
〜114が記憶してる定数をそれぞれＦ（−２）〜Ｆ（＋
２）、メモリ115〜117が記憶している定数をそれぞれＢ
（＋１）〜Ｂ（＋３）とすれば、例えば第２図に示すよ
うな通信路特性に対しては、次の連立１次方程式を解く
ことによって定めることができる。The tap coefficients of the pre- and post-transversal filters and the constants stored in the memories 110 to 116 are stored in the memory 110 to 116.
To 114 are stored as F (−2) to F (+
2) The constants stored in the memories 115 to 117 are B
If (+1) to B (+3), for example, the channel characteristics as shown in FIG. 2 can be determined by solving the following simultaneous linear equations.
但し、Φは次に示す５×５次のエルミート行列であ
り、次のような行列である。 Here, Φ is a 5 × 5 Hermitian matrix shown below, and is the following matrix.
Φk,mは、 で与えられる。ここでσn 2は雑音の平均電力であり、δ
k,mは、 のデルタ関数である。また、Λは、 で与えられる行列であり、Ｐは３×３次の単位行列で
ある。ここでｔは行列の転置を示す。また、Γ、Θ、Ｇ
は、次に示す列ベクトルである。 Φ k, m is Given by Where σ n 2 is the average power of the noise, δ
k and m are Is the delta function of Also, Λ Where P is a 3 × 3 unit matrix. Here, t indicates transposition of the matrix. Also, Γ, Θ, G
Is the column vector shown below.
Γｔ＝（Ｆ（２）,F（１）,F（０）,F（−１）,F（−
２）） ……（４） Θｔ＝（Ｂ（１）,B（２）,B（３）） ……（５） Ｇｔ＝（ｇ（−２）,g（−１）,g（０）,g（１）,g
（２）） ……（６） 本発明の特徴は、式（１）〜（６）に基づいて、メモ
リ110〜117に記憶する値を求めることにある。ここで、
ｋ番目に送信されたシンボルをａ（ｋ）とし、図２に示
す通信路インパルスレスポンスの場合、時刻ｋにおける
受信信号ｒ（ｋ）は、 ｒ（ｋ）＝ａ（ｋ）ｇ（０）＋ａ（ｋ−１）ｇ（１）＋
ａ（ｋ−２）ｇ（２）＋ａ（ｋ＋１）ｇ（−１）＋ａ
（ｋ＋２）ｇ（−２）となる。式（１）〜（６）に基づ
いた値がメモリ110〜117に記憶されている場合、判定器
100がａ（ｋ）に関する判定値ａ（ｋ）を出力する時刻
は、ｒ（ｋ）が遅延素子102から出力される時刻とな
る。このとき、遅延素子103、104から出力される信号は
ｒ（ｋ−１）、ｒ（ｋ−２）となり、ｒ（ｋ）より以前
の信号が含まれることになる。 Ｔ t = (F (2), F (1), F (0), F (-1), F (-
2))... (4) Θ t = (B (1), B (2), B (3))... (5) G t = (g (−2), g (−1), g ( 0), g (1), g
(2)) (6) A feature of the present invention resides in that values to be stored in the memories 110 to 117 are obtained based on the equations (1) to (6). here,
Let the symbol transmitted at the kth time be a (k), and in the case of the channel impulse response shown in FIG. 2, the received signal r (k) at time k is: r (k) = a (k) g (0) + a (K-1) g (1) +
a (k-2) g (2) + a (k + 1) g (-1) + a
(K + 2) g (-2). When the values based on the expressions (1) to (6) are stored in the memories 110 to 117,
The time at which 100 outputs the determination value a (k) for a (k) is the time at which r (k) is output from the delay element 102. At this time, the signals output from the delay elements 103 and 104 are r (k-1) and r (k-2), and the signals before r (k) are included.
（発明の効果） 本発明により、判定帰還形等化器のセンタータップを
通信路のインパルスレスポンスの任意の位置に設定して
も、良好な受信特性を得ることが可能となる。(Effects of the Invention) According to the present invention, good reception characteristics can be obtained even if the center tap of the decision feedback equalizer is set at an arbitrary position of the impulse response of the communication path.
第１図は、本発明の判定帰還形等化器の実施例を示す系
統図である。図に置いて、 10……入力端子 11……出力端子 100……判定器 101〜107……遅延素子 110〜117……メモリ 120〜121……加算器 130〜137……乗算器 140……差分回路 である。 第２図は、通信路のインパルスレスポンスの例を示す図
である。図において、ｇ（ｋ）は通信路ゲインである。FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of the decision feedback equalizer of the present invention. In the figure, 10 ... input terminal 11 ... output terminal 100 ... judgment device 101-107 ... delay element 110-117 ... memory 120-121 ... adder 130-137 ... multiplier 140 ... It is a difference circuit. FIG. 2 is a diagram showing an example of an impulse response of a communication channel. In the figure, g (k) is a channel gain.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H04B 3/06 H04B 3/04 H03H 15/00 H03H 17/00 H03H 17/04 H03H 17/06──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H04B 3/06 H04B 3/04 H03H 15/00 H03H 17/00 H03H 17/04 H03H 17/06
Claims (1)
置トランスバーサル形フィルタと、判定器からの出力信
号を入力とし入力信号を１シンボル時間Ｔだけ遅延させ
る遅延素子と、前記遅延素子の出力を入力とするＭタッ
プから成る後置トランスバーサル形フィルタと、前記前
置トランスバーサル形フィルタの出力と前記後置トラン
スバーサル形フィルタの出力の差を取る差分回路と、前
記差分回路出力を入力とする判定器を有する判定帰還形
等化器において、前記判定器においてｋ番目の送信シン
ボルを判定する時刻において、前記前置トランスバーサ
ル形フィルタ内に、ｋ番目以前の受信信号を含むことを
特徴とする判定帰還形等化器。1. A pre-transversal filter comprising N taps which receives a received signal, a delay element which receives an output signal from a decision unit and delays an input signal by one symbol time T, A post-transversal filter composed of M taps having an output as an input, a difference circuit for taking a difference between an output of the pre-transversal filter and an output of the post-transversal filter, and an output of the difference circuit A decision feedback equalizer having a decision unit, wherein at the time when the decision unit decides a k-th transmission symbol, the pre-transversal filter includes a k-th or earlier received signal. And a decision feedback equalizer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12255388A JP2792034B2 (en) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Decision feedback equalizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12255388A JP2792034B2 (en) | 1988-05-18 | 1988-05-18 | Decision feedback equalizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01291530A JPH01291530A (en) | 1989-11-24 |
| JP2792034B2 true JP2792034B2 (en) | 1998-08-27 |
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ID=14838727
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|---|---|
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1988
- 1988-05-18 JP JP12255388A patent/JP2792034B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 昭和６３年電子情報通信学会春季全国大会講演論文集 Ｂ−７２４ 〔分冊Ｂ−１〕，（昭６３−３−１５） Ｐ．４７５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01291530A (en) | 1989-11-24 |
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