JP3201350B2 - 適応等化器タップ係数のトレーニング方法およびトレーニング装置 - Google Patents

適応等化器タップ係数のトレーニング方法およびトレーニング装置

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  • Filters That Use Time-Delay Elements (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、適応等化器タップ
係数のトレーニング方法およびトレーニング回路に関
し、より具体的には、主としてマルチキャリア変調伝送
システムにおいて伝送路の伝達特性に起因する受信信号
歪みを補正するために使用される時間域等化器のパラメ
ータを出来るだけ短時間に安定的に適応(トレーニン
グ)させる方法および回路に関する。
【0002】
【従来の技術】マルチキャリア変調伝送システムにおい
て、従来用いられていた時間域等化器のパラメータのト
レーニング(training)方法およびその問題点を説明す
る。マルチキャリア(multicarrier)変調伝送システム
については、IEEECommuni. Mag.,
pp5−14 May, 1990に″Multicarrier M
odulation For Data Transmission by J.A.C. Bingahm
″として詳細に説明されているが、以下、先ずマルチ
キャリア変調伝送システムについて簡単に説明する。
【0003】マルチキャリア変調信号は逆フーリエ変換
(Inverse Fast Fourier Transform以下IFFTとい
う)により最も簡単に生成できる。入力ディジタルデー
タを予め定めるビット数ごとにシンボルと呼ばれるパラ
レルデータにブロック化し、1シンボルのパラレルデー
タを複数のビット群に分割して、周波数の異なる同数の
キャリア信号のそれぞれを各ビット群で変調する。例え
ば、1シンボルを512ビットのバイナリ信号とすると
き、この1シンボルの中で先頭から2ビットづつを0番
目から255番目までの256のキャリア周波数に対応
させ、その2ビットの論理の{0,0}、{0,1}、
{1,0}、{1,1}に対応して、対応するキャリア
信号の振幅と位相とをそれぞれ、1+j、1−j、−1
+j、−1−jとする。但し、jは虚数を表し、例えば
1+jは振幅√2,位相+45度のキャリア信号を表す
とする。2ビットの論理が{0,0}、{0,1}、
{1,0}、{1,1}の何れであってもキャリア信号
の振幅は√2であって、キャリア信号は伝送しようとす
る信号によって振幅変調を受けることがない点に注目す
る必要がある。
【0004】伝送すべき元の信号で位相変調を受けたマ
ルチキャリア信号を周波数域のベクトルで表すと、伝送
すべき原信号の1シンボルをマルチキャリア信号に変換
することは、単純なディジタル符号の変換であるが、こ
の信号を伝送する場合は時間域のアナログ信号として伝
送するのでIFFTが必要となる。また、周波数域の信
号が複素数であるためIFFTは複素IFFTであり、
逆にフーリエ変換(Fast Fourier Transform:以下FF
Tという)する場合も複素FFTが必要である。本発明
の属する技術分野においては、FFT、IFFTがしば
しば行われるので、以下、周波数域信号ベクトル一般を
英大文字で表し、周波数域信号ベクトルをIFFT処理
して得た、時間域信号を対応する英小文字を用いて離散
遅延時間Dの関数として表すことにする。
【0005】伝送路から受信した信号はFFTにより復
調できる。先に述べたように、マルチキャリア変調伝送
システムの送信信号は振幅変調を受けていないから、受
信復調した信号が振幅変調を受けている場合、その振幅
変調は伝送路の特性により発生した歪みであるので、先
ずこの歪みを周波数域等化器(以下FEQと言う)によ
り補正する。線路のインパルス応答の時間長が、シンボ
ルの時間長に比し無視できる場合、FEQが唯一必要な
等化器である。然し、マルチキャリア変調伝送システム
においては、一般に、線路のインパルス応答の時間長
は、許容されるシンボルの時間長に比べ無視できない。
この場合歪みが発生し、シンボル間干渉、チャネル間干
渉が起こる。シンボル間干渉とは、あるキャリアに対す
る隣接するキャリアからの影響のことである。歪みによ
るシンボル間干渉、チャネル間干渉を回避する一手段と
して、受信信号を復調前に時間域等化器に入力しインパ
ルス応答を短縮させる方法がある。
【0006】インパルス応答を短縮することを目的とし
た時間域等化器はFIR(FiniteInpulse Response)フ
ィルタにより実現できる。すなわちFIRフィルタの各
タップ係数を伝送路の伝送特性を正しく等化できるよう
に適応させる。この適応化の課程をタップ係数のトレー
ニングと言うが、そのタップ係数のトレーニング方法と
しては、例えば米国特許No.5285474(以下先
行文献という)や、本願の発明者に係わる特許出願、特
願平09−364382号がある。
【0007】図14は、先行文献によって開示された方
法を示すブロック図である。線路の離散時間インパルス
応答をh(D)、FIR等化器のタップ数をL、タップ
係数をw(D)、目標とするインパルス応答をb
(D)、b(D)が0でないタップの長さをvタップと
した場合(つまり、FIR等化器により等化された線路
のインパルス応答の長さをvタップ以下にすることを目
標とした場合)、このトレーニングアルゴリズムの最終
的な目標は、等化された線路応答h(D)*w(D)
(*:巡回畳み込み)がb(D)に近似することであ
る。
【0008】既知の疑似ランダムバイナリーシーケンス
(Pseudo Random BinarySequence、以下PRBSとい
う)生成器110で生成されたPRBSはエンコーダ
(encoder )120に入力され、周波数域トレーニング
ベクトルXにエンコード(encode)され、IFFT部1
30へ入力される。IFFT部130はXを時間域トレ
ーニングベクトルx(D)に変換して線路200へ出力
する。x(D)はトレーニング終了まで繰り返し送信さ
れる。受信機1000の時間域受信ベクトルy(D)は
式(1)で表される。 y(D)=x(D)*h(D)+n(D) ・・・ (1) 但しn(D)は受信雑音ベクトルである。
【0009】図14のトレーニング回路は、時間域受信
ベクトルy(D)と、受信側で生成される周波数域トレ
ーニングベクトルXを入力とし、b(D)とw(D)を
適応的にトレーニングする。b(D)とw(D)に適当
な初期値を持たせ、予め定められた収束条件に達するま
で以下のステップを繰り返す。ここで下添字の′u′は
更新量、下添字の′w′は時間窓を掛けられた量を表
す。また先に述べたようにX,Y,W,Bは、それぞれ
x(D),y(D),w(D),b(D)をFFTした
ものである。 1.目標インパルス応答更新部1300でX,Y,Ww
を入力としBを周波数域で更新し、Bu を生成するイン
パルス応答更新ステップ。 2.目標インパルス応答時間窓部1400で、Bu を時
間域に変換し、時間窓を掛け、その結果を周波数域に変
換し、Bw を生成するインパルス応答時間窓乗算ステッ
プ。 3.フィルタ係数更新部1500で、X,Y,Bw を入
力としWを周波数域で更新し、Wu を生成するフィルタ
係数更新ステップ。 4.フィルタ係数時間窓部1600で、Wu を時間域に
変換し、時間窓を掛け、その結果を周波数域に変換しW
w を生成するフィルタ係数時間窓乗算ステップ。
【0010】各ステップの実現方法の詳細を以下に示
す。 1.インパルス応答更新ステップ。 目標インパルス応答Bを更新する方法は、周波数域LM
S(Least MeanSquare:最小二乗)法と周波数域除算法
の2通り存在する。周波数域LMS法では、目標インパ
ルス応答更新部1300が、受信信号y(D)とフィル
タ係数時間窓部1600において生成されたフィルタの
係数ww (D)をFFTし、周波数域信号Y,Ww を生
成する。周波数域トレーニングベクトルXは、エンコー
ダ1250から入力され、時間窓を掛けられた目標イン
パルス応答Bw は目標インパルス応答時間窓部1400
から入力される。エラー信号Eは式(2)で定義され、
Y,Ww ,X,Bw を入力として生成される。 E=Bw X−Ww Y ・・・ (2) 目標インパルス応答BはLMS法を用いて式(3)のよ
うに更新される。 Bu =Bw +2ub EX* ・・・ (3) ここにub はステップサイズであり、X* はXの複素共
役である。
【0011】周波数域除算法では、インパルス応答更新
部1300が、受信信号y(D)とフィルタ係数時間窓
部1600において生成されたフィルタ係数ww (D)
をFFTし、周波数域信号Y,Ww を生成する。周波数
域トレーニングベクトルXはエンコーダ1250から入
力される。X,Y,Ww を入力とし、目標インパルス応
答は式(4)のように更新される。 Bu =(Ww Y)/X ・・・ (4)
【0012】2.インパルス応答時間窓乗算ステップ 目標インパルス応答時間窓部1400は、目標インパル
ス応答更新部1300から出力される更新された目標イ
ンパルス応答Bu をIFFTし、時間域信号bu (D)
を生成する。目標インパルス応答時間窓部1400は、
u (D)のうち、パワーが最大になる連続したvタッ
プを選択し、残りのタップを0にする。b(D),w
(D)は時間窓を掛けることでb(D)=w(D)=0
に収束しないように、予め決められた値に正規化され、
時間窓を掛けられた目標インパルス応答bw (D)とな
る。bw (D)はFFTされ、周波数域信号Bw とな
る。
【0013】3.フィルタ係数更新ステップ フィルタ係数Wを更新する方法は、周波数域LMS法と
周波数域除算法の2通り存在する。周波数域LMS法で
は、フィルタ係数更新部1500が、受信信号y(D)
とフィルタ係数時間窓部1600において生成されたフ
ィルタ係数ww (D)をFFTし、周波数域信号Y,W
w を生成する。周波数域トレーニングベクトルXは、エ
ンコーダ1250から入力され、時間窓を掛けられた目
標インパルス応答Bw は目標インパルス応答時間窓部1
400から入力される。エラー信号Eは式(2)([0
010]参照)で定義され、Y,Ww ,X,Bw を入力
として生成される。フィルタ係数Wは周波数域LMS法
を用いて式(5)のように更新される。 Wu =Ww +2ub EY* ・・・ (5) ここにub はステップサイズであり、Y* はYの複素共
役である。
【0014】周波数除算法では、フィルタ係数更新部1
500が、受信信号y(D)とフィルタ係数時間窓部1
600において生成されたフィルタ係数ww (D)をF
FTし、周波数域信号Y,Ww を生成する。周波数域ト
レーニングベクトルXは、エンコーダ1250から入力
される。フィルタ係数Wは、Y,X,Bw から式(6)
に示すように更新される。 Wu =(Bw X)/Y ・・・ (6)
【0015】4.フィルタ係数時間窓乗算ステップ フィルタ係数時間窓部1600は、フィルタ係数更新部
1500から出力され更新された目標インパルス応答W
u をIFFTし、時間域信号wu (D)を生成する。フ
ィルタ係数時間窓部1600で、wu (D)のうち、パ
ワーが最大になる連続したLタップが選択される。選択
されたLタップがフィルタ係数の時間的先頭になるよう
にタップ係数のシフトが行われる。フィルタ係数時間窓
部1600は選択されなかった残りのタップを0にし、
時間窓を掛けたフィルタ係数ww (D)を出力する。
【0016】適応等化器タップ係数のトレーニング方法
における従来の方法は、上述の通りであり、目標インパ
ルス応答更新ステップとフィルタ係数更新ステップには
それぞれ2通りあり、以下に示す4通りの組み合わせが
存在し得るが、このうち収束が不安定になるケース1と
ケース4は使用されない。v<<Lの場合はケース2を
v>>Lの場合はケース3を使用することが望ましい。 ケース1. WとB、両方に対し周波数域除算を行う。 ケース2. Wに対し周波数域除算、Bに対し周波数域
LMSを行う。 ケース3. Bに対し周波数域除算、Wに対し周波数域
LMSを行う。 ケース4. WとB、両方に対し周波数域LMSを行
う。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】然しながら従来のトレ
ーニング方法では以下のような問題点がある。すなわ
ち、収束誤差がある程度減少した後、ノイズ等の影響に
より時間窓位置が変化した直後に収束誤差が増大する場
合がある。これはノイズ等の影響により時間窓を誤修正
したことが原因と考えられ、このような誤修正が行われ
ると、FIRフィルタのトレーニングによる収束に時間
がかかり収束誤差が大きくなる結果になる。
【0018】本発明はかかる問題点を除去するためにな
されたものであり、時間域等化器のパラメータをできる
だけ短時間に適応化できる適応等化器タップ係数のトレ
ーニング方法およびトレーニング装置を提供することを
目的としている。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明の方法では、目標
インパルス応答時間窓もフィルタ係数時間窓も、予め定
める収束条件を満足した後は固定の窓にして雑音等の影
響によりトレーニングの収束が遅れることがないように
した。予め定める収束条件としては例えば、 1.目標インパルス応答の時間窓内のパワーに対する時
間窓外のパワーの比が所定値以下になったとき、 2.フィルタ係数の時間窓内のパワーに対する時間窓外
のパワーの比が所定値以下になったとき、 3.図14について説明したインパルス応答更新ステッ
プ、インパルス応答時間窓乗算ステップ、フィルタ係数
更新ステップ、フィルタ係数時間窓乗算ステップのルー
プを所定回数繰り返したとき、 などが考えられる。
【0020】すなわち本発明の適応等化器タップ係数の
トレーニング方法は、送信側で、PRBS(疑似ランダ
ムバイナリシーケンス)生成器の発生する符号をエンコ
ードして周波数域トレーニングベクトルXを発生し、こ
の周波数域トレーニングベクトルXを時間域信号に変換
して伝送路へ送信するステップ、送信側から伝送路へ送
信された信号を受信する受信側で、送信側で発生させた
のと同様の周波数域トレーニングベクトルXを発生する
ステップ、受信側で時間等化器として使用されるFIR
(有限インパルス応答)フィルタのトレーニングの為、
目標インパルス応答更新部、目標インパルス応答時間窓
部、フィルタ係数更新部、フィルタ係数時間窓部を設
け、前記目標インパルス応答更新部で、伝送路から受信
した信号(該信号の周波数域表示をYとする)、前記ト
レーニングベクトルX、前記目標インパルス応答時間窓
部の出力(該出力の周波数域表示をBw とする)、前記
フィルタ係数時間窓部の出力(該出力の周波数域表示を
Ww とする)からエラー信号E=Bw X−Ww Yを小さ
くするよう信号B(目標インパルス応答b(D)の周波
数域表示)の更新値Bu を決定するインパルス応答更新
ステップ(但し、Bw ,Ww の初期値は適宜に定め
る)、前記目標インパルス応答時間窓部で、前記更新値
Bu を時間域信号bu (D)に変換し、bu (D)のう
ちパワーが最大になる連続したvタップを選択し、残り
のタップは0にするインパルス応答時間窓乗算ステッ
プ、前記フィルタ係数更新部で、信号Y、信号X、信号
Bw 、信号Ww から、前記エラー信号Eを小さくするよ
う信号Wの更新値Wu を決定するフィルタ係数更新ステ
ップ、前記フィルタ係数時間窓部で、フィルタ係数更新
部の出力Wu の時間域信号wu (D)のうちパワーが最
大になる連続したLタップを選択し、選択されなかった
残りのタップを0とし、選択したLタップがフィルタ係
数の時間的先頭になるようタップ係数のシフトを行うフ
ィルタ係数時間窓乗算ステップ、前記インパルス応答更
新ステップ、前記インパルス応答時間窓乗算ステップ、
前記フィルタ係数更新ステップ、前記フィルタ係数時間
窓乗算ステップのループを前記エラー信号が充分に収束
するまで繰り返すトレーニングステップ、およびこのト
レーニングステップの途中において、Bw の値又はWw
の値が充分に収束したと判定した場合はBw の値および
Ww の値の変更を停止する時間窓固定ステップを備えた
ことを特徴とする。
【0021】また、トレーニングステップの途中におい
て所定回数の前記インパルス応答更新ステップ、前記イ
ンパルス応答時間窓乗算ステップ、前記フィルタ係数更
新ステップ、前記フィルタ係数時間窓乗算ステップのル
ープを繰り返した後は、Bwの値又はWw の値が充分に
収束したと判定することを特徴とする。
【0022】また、トレーニングステップの途中におい
て前記目標インパルス応答の時間窓内のパワーに対する
時間窓外のパワーの比が所定値以下となった時は、Bw
の値が充分に収束したと判定することを特徴とする。
【0023】また、トレーニングステップの途中におい
て前記フィルタ係数の時間窓内のパワーに対する時間窓
外のパワーの比が所定値以下となった時は、Ww の値が
充分に収束したと判定することを特徴とする。
【0024】また本発明の適応等化器タップ係数のトレ
ーニング回路は、送信側に設けられ、疑似ランダムバイ
ナリシーケンス符号を発生するPRBS(疑似ランダム
バイナリシーケンス)生成器、このPRBS生成器の出
力符号をエンコードして送信側で周波数域トレーニング
ベクトルXを発生するエンコーダ、この周波数域トレー
ニングベクトルを時間域信号に変換して伝送路へ送信す
るIFFT部、受信側に設けられる前記PRBS生成器
および前記エンコーダと同様なPRBS生成器およびエ
ンコーダにより送信側で発生する前記周波数域トレーニ
ングベクトルXと同様なトレーニングベクトルXを生成
する手段、受信側で時間等化器として使用されるFIR
(有限インパルス応答)フィルタのトレーニングの為、
目標インパルス応答更新部、目標インパルス応答時間窓
部、フィルタ係数更新部、フィルタ係数時間窓部を設
け、前記目標インパルス応答更新部で、伝送路から受信
した信号(該信号の周波数域表示をYとする)、前記ト
レーニングベクトルX、前記目標インパルス応答時間窓
部の出力(該出力の周波数域表示をBw とする)、前記
フィルタ係数時間窓部の出力(該出力の周波数域表示を
Ww とする)からエラー信号E=Bw X−Ww Yを小さ
くするよう信号B(目標インパルス応答b(D)の周波
数域表示)の更新値Bu を決定するインパルス応答更新
手段(但し、Bw ,Ww の初期値は適宜に定める)、前
記目標インパルス応答時間窓部で、前記更新値Bu を時
間域信号bu (D)に変換し、bu (D)のうちパワー
が最大になる連続したvタップを選択し、残りのタップ
は0にするインパルス応答時間窓乗算手段、前記フィル
タ係数更新部で、信号Y、信号X、信号Bw 、信号Ww
から、前記エラー信号Eを小さくするよう信号Wの更新
値Wu を決定するフィルタ係数更新手段、前記フィルタ
係数時間窓部で、フィルタ係数更新部の出力Wu の時間
域信号wu (D)のうちパワーが最大になる連続したL
タップを選択し、選択されなかった残りのタップを0と
し、選択したLタップがフィルタ係数の時間的先頭にな
るようタップ係数のシフトを行うフィルタ係数時間窓乗
算手段、前記インパルス応答更新手段、前記インパルス
応答時間窓乗算手段、前記フィルタ係数更新手段、前記
フィルタ係数時間窓乗算手段の循環的実行を前記エラー
信号が充分に収束するまで繰り返すトレーニング手段、
およびこのトレーニング手段の実行の途中において、B
w の値又はWw の値が充分収束したと判定した場合は、
Bw の値およびWw の値の変更を停止する時間窓固定手
段を備えたことを特徴とする。
【0025】また、前記時間窓固定手段は、前記インパ
ルス応答更新手段、前記インパルス応答時間窓乗算手
段、前記フィルタ係数更新手段、前記フィルタ係数時間
窓乗算手段の循環的実行の循環回数を計数し、その計数
値が所定値に到達したとき、Bw の値又はWw の値が充
分に収束したと判定することを特徴とする。
【0026】また、トレーニングステップの途中におい
て前記目標インパルス応答の時間窓内のパワーに対する
時間窓外のパワーの比が所定値以下となった時は、Bw
の値が充分に収束したと判定することを特徴とする。
【0027】さらに、トレーニングステップの途中にお
いて前記フィルタ係数の時間窓内のパワーに対する時間
窓外のパワーの比が所定値以下となった後は、Ww の値
が充分に収束したと判定することを特徴とする。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は、本発明の適応等化器タップ
係数のトレーニング回路の一実施形態を示すブロック図
である。図1において、図14と同一符号は同一又は相
当部分を示し、その概略の動作については、図14につ
いて説明した通りであるので、重複した説明は省略す
る。
【0029】図1において、図14の回路に追加される
回路は、目標インパルス応答時間窓部1400からフィ
ルタ係数時間窓部1600に到る制御線と、フィルタ係
数時間窓部1600から目標インパルス応答時間窓部1
400に到る制御線であり、この制御線による制御動作
を説明するため、以下、関連部分の動作を詳細に説明す
る。なお説明に先立ち、従来の回路に対して使用した用
語について念のための定義をしておく。すなわち、目標
インパルス応答b(D)は、 1.目標インパルス応答更新部1300で生成される更
新されたインパルス応答Bu 、 2.目標インパルス応答時間窓部1400で生成される
時間窓をかけられたインパルス応答Bw の総称であり、
同様に、FIRフィルタのフィルタ係数w(D)は、 1.フィルタ係数更新部1500で生成される更新され
たフィルタ係数Wu 、 2.フィルタ係数時間窓部1600で生成される時間窓
をかけられたフィルタ係数Ww (時間域表示ではww
(D))の総称である。
【0030】図2は、図1の目標インパルス応答更新部
1300の内部構成を示すブロック図である。畳み込み
部1370はフィルタ係数時間窓部1600から出力さ
れたフィルタ係数ww (D)と受信信号y(D)とを入
力とし、等化された受信信号z(D)を生成する。FF
T部1380は、等化された受信信号z(D)を入力
し、周波数域信号Zを出力する。除算器1390は周波
数域信号Zを周波数域トレーニングベクトルX(エンコ
ーダ1250から入力する)で割り算して更新された目
標インパルス応答Bu (=Z/X)を生成する。
【0031】図1の目標インパルス応答時間窓部140
0の内部構成例を図3又は図4のブロック図に示す。図
3について説明すると、目標インパルス応答更新部13
00から入力される更新された目標インパルス応答Bu
はIFFT部1410で時間域信号bu (D)に変換さ
れる。時間窓部1420は選択部1430、時間窓実行
部1440、正規化部1450、時間窓固定可否判断部
1470で構成される。選択部1430は、時間域信号
u (D)のうちパワーが最大になる予め定められた個
数の連続したタップ数を選択する。時間窓実行部144
0は選択されなかったタップ係数を0にする。
【0032】但し、選択部1430は、時間窓の位置
を、所定の条件を満たしたループの次回のループ以後こ
れを固定する。固定時点は時間窓固定可否判断部147
0が判断する。すなわち、目標インパルス応答の時間窓
内のパワーに対する時間窓外のパワーの比が所定値以下
となった時はそれ以後時間窓は固定すべきであると判定
する。そしてこの判定に従って選択部1430を制御
し、後述するようにフィルタ係数時間窓部1600の選
択部1630を制御する。正規化部1450は、予め定
められた値にb(D)を正規化し、時間窓をかけられた
目標インパルス応答bw (D)を出力する。これは、b
(D),w(D)が時間窓をかけられることで、b
(D)=w(D)=0に収束することを回避するためで
ある。FFT部1460はbw (D)を入力とし、周波
数域信号Bw を生成する。
【0033】図4の場合は、時間窓固定可否の信号は後
述するようにフィルタ係数時間窓部1600の時間窓固
定可否判断部1660から送られて選択部1430を制
御する。
【0034】図5は、図1のフィルタ係数更新部150
0の内部構成を示すブロック図である。FFT部151
0は、受信信号y(D)を入力とし周波数域信号Yを生
成する。FFT部1520は、フィルタ係数時間窓部1
600から出力されるフィルタ係数ww (D)を入力し
w を生成する。乗算器1530はYとWw の乗算を行
いWw Yを生成する。乗算器1540はXとBw の乗算
を行いBw Xを生成する。減算器1550はE=Bw
−Ww Yの演算を行いエラー信号Eを生成する。周波数
域LMS部1560はY,Ww ,Eを入力し、LMS法
を用いて等化フィルタの係数Wを更新して出力する。
【0035】図1のフィルタ係数時間窓部1600の内
部構成例を図6又は図7のブロック図に示す。図6は図
3の実施形態に対応し、図7は図4の実施形態に対応す
る。図6の実施形態から説明する。IFFT部1610
は、フィルタ係数更新部1500から出力される更新さ
れたフィルタ係数Wu を入力とし、その時間域信号wu
(D)を生成する。時間窓部1620は、選択部163
0、時間窓実行部1640、シフトタップ部1650か
ら構成される。選択部1630は、wu (D)のうち、
パワーが最大になる予め定められた個数の連続したタッ
プを選択する。時間窓実行部1640は選択されなかっ
た残りのタップを0にする。選択部1630は又、時間
窓の位置を所定の条件を満たしたループの次回のループ
から固定する。固定時点は図3の時間窓固定可否判断部
1470で決定される。シフトタップ部1650は、時
間域信号wu (D)に対し、選択したタップがフィルタ
係数の時間的先頭になるようにタップ係数をシフトし、
時間窓をかけられたフィルタ係数ww (D)として出力
する。
【0036】図7の実施形態の場合は、時間窓固定可否
判断部1660を備え、選択部1630において、フィ
ルタ計数の時間窓内のパワーに対する時間窓外のパワー
の比が所定値以下となったときは時間窓を固定すべしと
判定する。そしてこの判定に従って選択部1630を制
御すると同時に目標インパルス応答時間窓部1400の
選択部1430をも制御する。
【0037】図8は目標インパルス応答時間窓部140
0において、更新された目標インパルス応答bu (D)
に時間窓関数を乗算して、時間窓をかけた目標インパル
ス応答bw (D)を得る場合の波形図を示し、図9はフ
ィルタ係数時間窓部1600において、更新されたフィ
ルタ係数wu (D)に時間窓関数を乗算して、時間窓を
かけたフィルタ係数ww (D)を得、これを位置シフト
する場合の波形図を示す。
【0038】図10は本発明の他の実施形態を示すブロ
ック図である。図10において、図1と同一符号は同一
部分を示し、同様に動作するので重複した説明は省略す
る。図10が図1と異なる主要な点は更新回数カウンタ
1700を備えていることである。
【0039】更新回数カウンタ1700は、目標インパ
ルス応答更新部1300におけるインパルス応答更新ス
テップ、目標インパルス応答時間窓部1400における
インパルス応答時間窓乗算ステップ、フィルタ係数更新
部1500におけるフィルタ係数更新ステップ、および
フィルタ係数時間窓部1600におけるフィルタ係数時
間窓乗算ステップのループのループ回数を計数する。各
ステップ内の各動作は、例えばプロセッサによるプログ
ラム制御で行われるので、例えば図13におけるシフト
タップ1650の動作を行う命令が格納されているプロ
グラムメモリのアドレスを記憶して、そのアドレスが出
力されるのを待っている。初期化時点で更新回数カウン
タ1700をリセットしておいて、記憶しているアドレ
スと同一アドレスが出て来る度に更新回数カウンタ17
00の計数値をインクレメントすれば、カウンタの計数
値は実行したループの回数を表す。従って、更新回数カ
ウンタ1700の計数値が所定値以上になるとBw 又は
w が充分に収束したと判定して、時間窓を固定するこ
とができる。
【0040】図11は、図10の目標インパルス応答時
間窓部1400の内部構成を示すブロック図で、図11
において図3と同一符号は同一部分を示し、異なる点は
図11では時間窓固定可否判断部1470は更新回数カ
ウンタ1700の計数値に従って時間窓を固定すべきか
否かを決定する点である。
【0041】図12は、図10のフィルタ係数更新部1
500の内部構成を示すブロック図で、図12は図1の
フィルタ係数更新部1500の内部構成を示すブロック
図である図5と同様であるので説明を省略する。
【0042】図13は、図10のフィルタ係数時間窓部
1600の内部構成を示すブロック図で、図13におい
て図7と同一符号は同一部分を示し、異なる点は図13
では時間窓固定可否判断部1660は更新回数カウンタ
1700の計数値に従って時間窓を固定すべきか否かを
決定する点である。
【0043】以上は適応等化器タップ係数のトレーニン
グ方法の従来の方法のうちの好適な実施形態に対し、本
発明を適用する場合について本発明を説明しているが、
本発明は従来の方法のどのような実施形態にも適用でき
ることは言うまでもない。例えば、図1の回路に対する
説明において、目標インパルス応答更新部1300は図
2に示すように周波数域除算を用い、フィルタ係数更新
部1500は図5に示すように周波数域LMSを用いた
が、先に[0016]において説明したように、周波数
域除算と周波数域LMSの組み合わせはケース1〜4の
4ケースがあり、このいずれのケースに対しても本発明
を適用することができる。
【0044】さらに、図1の回路の目標インパルス応答
時間窓部1400は、図3又は図4に示すように正規化
部1450を備え、時間域信号bw (D)を正規化して
いる。然しながらこのような直接的な正規化には問題点
があることが、本願の発明者が特願平9−364382
号で特許出願した「適応等化器タップ係数のトレーニン
グ方法およびトレーニング回路」と題する発明(以下、
先願発明という)に記述され、その改善方法が記述され
ているが、本発明はこの先願発明にも適用できることは
言うまでもない。
【0045】
【発明の効果】以上述べたように、従来の方法では収束
誤差がある程度減少した時点以後、雑音等の影響で時間
窓の位置が変化し、収束誤差が増大し、収束時間が増大
するという問題があったが、本発明では収束誤差がある
程度減少した後では時間窓を固定することとしたので、
本発明により収束誤差を減少し、収束時間を短縮できる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すブロック図である。
【図2】図1の目標インパルス応答更新部の構成例を示
すブロック図である。
【図3】図1の目標インパルス応答時間窓部の構成の一
例を示すブロック図である。
【図4】図1の目標インパルス応答時間窓部の構成の他
の例を示すブロック図である。
【図5】図1のフィルタ係数更新部の構成例を示すブロ
ック図である。
【図6】図1のフィルタ係数時間窓部の構成の一例を示
すブロック図である。
【図7】図1のフィルタ係数時間窓部の構成の他の例を
示すブロック図である。
【図8】図3のインパルス応答時間窓部の波形例を示す
波形図である。
【図9】図6のフィルタ係数時間窓部の波形例を示す波
形図である。
【図10】本発明の他の実施形態を示すブロック図であ
る。
【図11】図10の目標インパルス応答時間窓部の構成
例を示すブロック図である。
【図12】図10のフィルタ係数更新部の構成例を示す
ブロック図である。
【図13】図10のフィルタ係数時間窓部の構成例を示
すブロック図である。
【図14】従来の方法の実施形態を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
100 送信側 110 PRBS生成器 120 エンコーダ 130 IFFT部 200 線路 1000 受信側 1200 PRBS生成器 1250 エンコーダ 1300 目標インパルス応答更新部 1400 目標インパルス応答時間窓部 1470 時間窓固定可否判断部 1500 フィルタ係数更新部 1600 フィルタ係数時間窓部 1660 時間窓固定可否判断部 1700 更新回数カウンタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 米国特許5285474(US,A) IEEE Communicatio ns Magazine,May 1990,John A.C.Bingha m,”Multicarrier Mo dulation For Data Transmission:An Id ea Whose Time Has Come ”p.5〜14 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04B 3/04 - 3/18 H04B 7/005 H03H 21/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 送信側で、PRBS(疑似ランダムバイ
    ナリシーケンス)生成器の発生する符号をエンコードし
    て周波数域トレーニングベクトルXを発生し、この周波
    数域トレーニングベクトルXを時間域信号に変換して伝
    送路へ送信するステップ、 送信側から伝送路へ送信された信号を受信する受信側
    で、送信側で発生させたのと同様の周波数域トレーニン
    グベクトルXを発生するステップ、 受信側で時間等化器として使用されるFIR(有限イン
    パルス応答)フィルタのトレーニングの為、目標インパ
    ルス応答更新部、目標インパルス応答時間窓部、フィル
    タ係数更新部、フィルタ係数時間窓部を設け、前記目標
    インパルス応答更新部で、伝送路から受信した信号(該
    信号の周波数域表示をYとする)、前記トレーニングベ
    クトルX、前記目標インパルス応答時間窓部の出力(該
    出力の周波数域表示をBw とする)、前記フィルタ係数
    時間窓部の出力(該出力の周波数域表示をWw とする)
    からエラー信号E=Bw X−Ww Yを小さくするよう信
    号B(目標インパルス応答b(D)の周波数域表示)
    更新値Bu を決定するインパルス応答更新ステップ(但
    し、Bw ,Ww の初期値は適宜に定める)、 前記目標インパルス応答時間窓部で、前記更新値Bu を
    時間域信号bu (D)に変換し、bu (D)のうちパワ
    ーが最大になる連続したvタップを選択し、残りのタッ
    プは0にするインパルス応答時間窓乗算ステップ、 前記フィルタ係数更新部で、信号Y、信号X、信号Bw
    、信号Ww から、前記エラー信号Eを小さくするよう
    信号Wの更新値Wu を決定するフィルタ係数更新ステッ
    プ、 前記フィルタ係数時間窓部で、フィルタ係数更新部の出
    力Wu の時間域信号wu (D)のうちパワーが最大にな
    る連続したLタップを選択し、選択されなかった残りの
    タップを0とし、選択したLタップがフィルタ係数の時
    間的先頭になるようタップ係数のシフトを行うフィルタ
    係数時間窓乗算ステップ、 前記インパルス応答更新ステップ、前記インパルス応答
    時間窓乗算ステップ、前記フィルタ係数更新ステップ、
    前記フィルタ係数時間窓乗算ステップのループを前記エ
    ラー信号が充分に収束するまで繰り返すトレーニングス
    テップ、 およびこのトレーニングステップの途中において、Bw
    の値又はWw の値が充分に収束したと判定した場合はB
    w の値およびWw の値の変更を停止する時間窓固定ステ
    ップ、 を備えた適応等化器タップ係数のトレーニング方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の適応等化器タップ係数の
    トレーニング方法において、トレーニングステップの途
    中において所定回数の前記インパルス応答更新ステッ
    プ、前記インパルス応答時間窓乗算ステップ、前記フィ
    ルタ係数更新ステップ、前記フィルタ係数時間窓乗算ス
    テップのループを繰り返した後は、Bwの値又はWw
    値が充分に収束したと判定することを特徴とする適応等
    化器タップ係数のトレーニング方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の適応等化器タップ係数の
    トレーニング方法において、トレーニングステップの途
    中において前記目標インパルス応答の時間窓内のパワー
    に対する時間窓外のパワーの比が所定値以下となった時
    は、Bw の値が充分に収束したと判定することを特徴と
    する適応等化器タップ係数のトレーニング方法。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の適応等化器タップ係数の
    トレーニング方法において、トレーニングステップの途
    中において前記フィルタ係数の時間窓内のパワーに対す
    る時間窓外のパワーの比が所定値以下となった時は、W
    w の値が充分に収束したと判定することを特徴とする適
    応等化器タップ係数のトレーニング方法。
  5. 【請求項5】 送信側に設けられ、疑似ランダムバイナ
    リシーケンス符号を発生するPRBS(疑似ランダムバ
    イナリシーケンス)生成器、 このPRBS生成器の出力符号をエンコードして送信側
    で周波数域トレーニングベクトルXを発生するエンコー
    ダ、 この周波数域トレーニングベクトルを時間域信号に変換
    して伝送路へ送信するIFFT部、 受信側に設けられる前記PRBS生成器および前記エン
    コーダと同様なPRBS生成器およびエンコーダにより
    送信側で発生する前記周波数域トレーニングベクトルX
    と同様なトレーニングベクトルXを生成する手段、 受信側で時間等化器として使用されるFIR(有限イン
    パルス応答)フィルタのトレーニングの為、目標インパ
    ルス応答更新部、目標インパルス応答時間窓部、フィル
    タ係数更新部、フィルタ係数時間窓部を設け、前記目標
    インパルス応答更新部で、伝送路から受信した信号(該
    信号の周波数域表示をYとする)、前記トレーニングベ
    クトルX、前記目標インパルス応答時間窓部の出力(該
    出力の周波数域表示をBw とする)、前記フィルタ係数
    時間窓部の出力(該出力の周波数域表示をWw とする)
    からエラー信号E=Bw X−Ww Yを小さくするよう信
    号B(目標インパルス応答b(D)の周波数域表示)
    更新値Bu を決定するインパルス応答更新手段(但し、
    Bw ,Ww の初期値は適宜に定める)、 前記目標インパルス応答時間窓部で、前記更新値Bu を
    時間域信号bu (D)に変換し、bu (D)のうちパワ
    ーが最大になる連続したvタップを選択し、残りのタッ
    プは0にするインパルス応答時間窓乗算手段、 前記フィルタ係数更新部で、信号Y、信号X、信号Bw
    、信号Ww から、前記エラー信号Eを小さくするよう
    信号Wの更新値Wu を決定するフィルタ係数更新手段、 前記フィルタ係数時間窓部で、フィルタ係数更新部の出
    力Wu の時間域信号wu (D)のうちパワーが最大にな
    る連続したLタップを選択し、選択されなかった残りの
    タップを0とし、選択したLタップがフィルタ係数の時
    間的先頭になるようタップ係数のシフトを行うフィルタ
    係数時間窓乗算手段、 前記インパルス応答更新手段、前記インパルス応答時間
    窓乗算手段、前記フィルタ係数更新手段、前記フィルタ
    係数時間窓乗算手段の循環的実行を前記エラー信号が充
    分に収束するまで繰り返すトレーニング手段、 およびこのトレーニング手段の実行の途中において、B
    w の値又はWw の値が充分収束したと判定した場合は、
    Bw の値およびWw の値の変更を停止する時間窓固定手
    段、 を備えた適応等化器タップ係数のトレーニング回路。
  6. 【請求項6】 請求項5記載の適応等化器タップ係数の
    トレーニング回路において、前記時間窓固定手段は、前
    記インパルス応答更新手段、前記インパルス応答時間窓
    乗算手段、前記フィルタ係数更新手段、前記フィルタ係
    数時間窓乗算手段の循環的実行の循環回数を計数し、そ
    の計数値が所定値に到達したとき、Bw の値又はWw
    値が充分に収束したと判定することを特徴とする適応等
    化器タップ係数のトレーニング回路。
  7. 【請求項7】 請求項5記載の適応等化器タップ係数の
    トレーニング回路において、トレーニングステップの途
    中において前記目標インパルス応答の時間窓内のパワー
    に対する時間窓外のパワーの比が所定値以下となった時
    は、Bw の値が充分に収束したと判定することを特徴と
    する適応等化器タップ係数のトレーニング回路。
  8. 【請求項8】 請求項5記載の適応等化器タップ係数の
    トレーニング回路において、トレーニングステップの途
    中において前記フィルタ係数の時間窓内のパワーに対す
    る時間窓外のパワーの比が所定値以下となった後は、W
    w の値が充分に収束したと判定することを特徴とする適
    応等化器タップ係数のトレーニング回路。
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