JP3494370B2 - 波形等化器、周波数オフセット補償方法、プログラム、記録媒体、波形等化器を用いた移動局無線装置、基地局無線装置並びに移動通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波形等化器、周波
数オフセット補償方法、該周波数オフセット補償方法を
実行させるためのプログラムおよび該プログラムを記録
した記録媒体、並びにこれら波形等化器等を周波数選択
性フェージングの影響を取り除くために使用した携帯電
話や自動車電話、自営デジタル無線通信電話等の移動局
無線装置、基地局無線装置およびこれら移動局無線装置
と基地局無線装置で構成される移動通信システムに係
り、特に、周波数オフセットが大きい場合においても等
化性能が良好な波形等化器、周波数オフセット補償方
法、プログラム、記録媒体、波形等化器を用いた移動局
無線装置、基地局無線装置並びに移動通信システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】移動通信システムなどでは、基地局無線
装置と移動局無線装置との間を結ぶ電波の伝搬路が複数
通り存在するマルチパスという現象が観測される。その
ため、複数の伝搬路を介して受信波が到来し、各伝搬路
から到来した受信波は、それぞれ伝搬路固有の遅延時間
を伴って到来し、到来時間に差があるため、無線伝送路
の帯域内の各周波数について振幅と位相の変動が一様で
はなく、周波数選択性フェージングを生じる。該周波数
選択性フェージングの影響により、符号間干渉が生じる
などの問題が生じていた。

【０００３】この対策として、波形等化器により、受信
波から周波数選択性フェージングによる波形歪みを補償
し、伝送誤りの劣化を防止していた。しかしながら、波
形等化器では、受信信号に含まれる搬送波の周波数と無
線装置が備える周波数シンセサイザの局部発振周波数と
の間に周波数オフセットが存在すると、位相が高速で回
転する現象が生じ、波形等化器の適応アルゴリズムが位
相の回転速度に追従できずに等化能力が劣化するため、
この影響を除去する方法が従来から検討されている。こ
こでは、従来の波形等化器として、特開平５−２３５７
９１号公報に開示されている波形等化器について説明す
る。図１２は、従来の波形等化器を示す構成図である。
同図において、従来の波形等化器は、フィードフォワー
ドフィルタ１２０１、フィードバックフィルタ１２０
２、加算器１２０３，１２１０、座標変換器１２０４，
１２１１、スイッチ１２０５、遅延器１２０６、減算器
１２０７、符号判定器１２０８、データ復調器１２０
９、等化誤差算出器１２１２およびタップ係数更新器１
２１３を備えた構成である。

【０００４】次に、従来の波形等化器の動作を説明す
る。まず、入力信号であるサンプリングされた時系列の
入力データがフィードフォワードフィルタ１２０１に入
力される。フィードフォワードフィルタ１２０１および
フィードバックフィルタ１２０２の出力信号は、加算器
１２０３においてサンプリング毎に加算され、加算器１
２０３から出力される推定信号は、第１の座標変換器１
２０４に入力される。第１座標変換器１２０４では、入
力されたＩＱ信号は、極座標系（ｒ（振幅）およびθ
（位相））に変換される。

【０００５】次に、第１座標変換器１２０４の出力信号
は、選択スイッチ１２０５を介して一方の出力信号がシ
ンボル遅延器１２０６に入力され、他方の出力信号が加
算器１２０７に入力される。加算器１２０７には、現シ
ンボルの信号とシンボル遅延器１２０６により１シンボ
ル遅延された信号とが入力され、その結果、加算器１２
０６からは１シンボル間の位相角度の遷移量が出力され
る。この位相遷移角は符号判定器１２０８に入力され、
符号判定器１２０８では、変調方式に応じた遷移角でデ
ータ符号判定を行い、理想的な位相遷移角および振幅値
が出力される。そして、この理想的な位相遷移角に基づ
いて、データ復調器１２０９でータが復調される。ま
た、この位相遷移角は、加算器１２１０において１シン
ボル遅延された信号と加算され、第２座標変換器１２１
１に入力される。第２座標変換器１２１１では、入力信
号が直交座標系に変換される。変換されたＩＱ信号は、
フィードバックフィルタ１２０２および等化誤差算出器
１２１２に入力される。

【０００６】そして、等化誤差算出器１２１２では、等
化信号と判定信号との差分が求められ、タップ係数更新
器１２１３，１２１４において、この差分情報に基づい
てタップ係数更新演算が行われ、フィードフォワードフ
ィルタ１２０１およびフィードバックフィルタ１２０２
のフィルタのタップ係数が更新される。

【０００７】以上のように、本従来例の波形等化器で
は、推定信号の１シンボル前の位相角とデータ判定器１
２０８の出力信号との和を加算器１２１０で算出し、座
標変換器１２１１によって直交座標信号に変換した後に
フィルタ１２０１，１２０２の入力信号とすることによ
り、入力データの周波数オフセットによる位相回転にフ
ィルタの特性を追従させ、等化誤差の増大を抑えるもの
であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の波形等化器にあっては、周波数オフセット量が一定
量を越えた場合には、周波数オフセットによる位相回転
にフィルタの特性を追従させることができないために、
等化性能が劣化し、別対処法が必要とされていた。

【０００９】本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされ
たものであり、波形等化器における周波数オフセットに
対する引き込み範囲をより大きくすることを可能とし、
等化性能をより向上させた波形等化器、周波数オフセッ
ト補償方法、プログラム、記録媒体、波形等化器を用い
た移動局無線装置、基地局無線装置並びに移動通信シス
テムを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１に係る波形等化器は、受信信号の
符号間干渉を除去する等化フィルタ手段と、前記等化フ
ィルタ手段から出力された等化信号を１シンボル遅延し
た等化信号に基づいて座標軸を形成し、該座標軸に対し
て所定の角度をなす信号点候補から現シンボルの信号点
を決定する符号判定手段と、前記現シンボルの信号点と
前記等化フィルタ手段から出力された等化信号との位相
差を表わす位相誤差信号を生成する誤差算出手段と、前
記位相誤差信号を累積加算して位相誤差累積加算信号を
生成する位相誤差信号累積手段と、前記位相誤差累積加
算信号と前記等化フィルタ手段に入力される入力信号と
を複素演算し、該入力信号に含まれる周波数オフセット
を補償する複素演算手段とを有するものである。

【００１１】

【００１２】 また、請求項２に係る波形等化器は、受
信信号の符号間干渉を除去する等化フィルタ手段と、固
定された座標軸に対して所定の角度をなす信号点候補か
ら現シンボルの信号点を決定する固定符号判定手段と、
前記現シンボルの信号点と前記等化フィルタ手段から出
力された等化信号との位相差を表わす位相誤差信号を生
成する誤差算出手段と、前記位相誤差信号を累積加算し
て位相誤差累積加算信号を生成する位相誤差信号累積手
段と、前記位相誤差累積加算信号と前記等化フィルタ手
段に入力される入力信号とを複素演算し、該入力信号に
含まれる周波数オフセットを補償する複素演算手段とを
有するものである。

【００１３】 また、請求項３に係る波形等化器は、受
信信号の符号間干渉を除去する等化フィルタ手段と、前
記等化フィルタ手段から出力された等化信号を１シンボ
ル遅延した等化信号に基づいて座標軸を形成し、該座標
軸に対して所定の角度をなす信号点候補から現シンボル
の信号点を決定する符号判定手段と、固定された座標軸
に対して所定の角度をなす信号点候補から現シンボルの
信号点を決定する固定符号判定手段と、前記符号判定手
段または前記固定符号判定手段により決定された前記現
シンボルの信号点と前記等化フィルタ手段から出力され
た等化信号との位相差を表わす位相誤差信号を生成する
誤差算出手段と、前記等化信号が入力されて所定時間経
過するまでは前記符号判定手段により現シンボルの信号
点を決定させ、該所定時間経過した後は前記固定符号判
定手段により現シンボルの信号点を決定させる切換手段
と、前記位相誤差信号を累積加算して位相誤差累積加算
信号を生成する位相誤差信号累積手段と、前記位相誤差
累積加算信号と前記等化フィルタ手段に入力される入力
信号とを複素演算し、該入力信号に含まれる周波数オフ
セットを補償する複素演算手段とを有するものである。

【００１４】 また、請求項４に係る波形等化器は、請
求項１、２または３に記載の波形等化器において、前記
位相誤差信号累積手段は、前記位相誤差信号に対して等
化開始からの累積時間に比例した重み付けを行うもので
ある。

【００１５】 また、請求項５に係る波形等化器は、請
求項１、２、３または４に記載の波形等化器において、
前記誤差算出手段は、前記符号判定器を前記固定符号判
定器に切り替えるタイミングにおいて、前記位相誤差累
積加算信号の直交成分を約２倍にするものである。

【００１６】 また、請求項６に係る波形等化器は、請
求項１、２、３、４または５に記載の波形等化器におい
て、前記受信信号の周波数を中間周波数に変換する周波
数変換手段と、前記位相誤差累積加算信号から推定され
た周波数オフセットに基づいて、前記入力信号に含まれ
る周波数オフセットを補償するように前記周波数変換手
段への局部発振信号の周波数を制御する周波数制御手段
とをさらに有するものである。

【００１７】

【００１８】 また、請求項７に係る周波数オフセット
補償方法は、受信信号の符号間干渉を除去する等化フィ
ルタステップと、前記等化フィルタステップから出力さ
れた等化信号を１シンボル遅延した等化信号に基づいて
座標軸を形成し、該座標軸に対して所定の角度をなす信
号点候補から現シンボルの信号点を決定する符号判定ス
テップと、前記現シンボルの信号点と前記等化フィルタ
ステップから出力された等化信号との位相差を表わす位
相誤差信号を生成する誤差算出ステップと、前記位相誤
差信号を累積加算して位相誤差累積加算信号を生成する
位相誤差信号累積ステップと、前記位相誤差累積加算信
号と前記等化フィルタステップに入力される入力信号と
を複素演算し、該入力信号に含まれる周波数オフセット
を補償する複素演算ステップとを具備するものである。

【００１９】

【００２０】 また、請求項８に係る周波数オフセット
補償方法は、受信信号の符号間干渉を除去する等化フィ
ルタステップと、固定された座標軸に対して所定の角度
をなす信号点候補から現シンボルの信号点を決定する固
定符号判定ステップと、前記現シンボルの信号点と前記
フィルタステップから出力された等化信号との位相差を
表わす位相誤差信号を生成する誤差算出ステップと、前
記位相誤差信号を累積加算して位相誤差累積加算信号を
生成する位相誤差信号累積ステップと、前記位相誤差累
積加算信号と前記等化フィルタステップに入力される入
力信号とを複素演算し、該入力信号に含まれる周波数オ
フセットを補償する複素演算ステップとを具備するもの
である。

【００２１】 また、請求項９に係る周波数オフセット
補償方法は、受信信号の符号間干渉を除去する等化フィ
ルタステップと、前記等化フィルタステップから出力さ
れた等化信号を１シンボル遅延した等化信号に基づいて
座標軸を形成し、該座標軸に対して所定の角度をなす信
号点候補から現シンボルの信号点を決定する符号判定ス
テップと、固定された座標軸に対して所定の角度をなす
信号点候補から現シンボルの信号点を決定する固定符号
判定ステップと、前記符号判定ステップまたは前記固定
符号判定ステップにより決定された前記現シンボルの信
号点と前記等化フィルタステップから出力された等化信
号との位相差を表わす位相誤差信号を生成する誤差算出
ステップと、前記等化信号が入力されて所定時間経過す
るまでは前記符号判定ステップにより現シンボルの信号
点を決定させ、該所定時間経過した後は前記固定符号判
定ステップにより現シンボルの信号点を決定させる切換
ステップと、前記位相誤差信号を累積加算して位相誤差
累積加算信号を生成する位相誤差信号累積ステップと、
前記位相誤差累積加算信号と前記等化フィルタステップ
に入力される入力信号とを複素演算し、該入力信号に含
まれる周波数オフセットを補償する複素演算ステップと
を具備するものである。

【００２２】

【００２３】 また、請求項１０に係る周波数オフセッ
ト補償方法は、請求項７、８または９に記載の周波数オ
フセット補償方法において、前記誤差算出ステップは、
前記符号判定ステップを前記固定符号判定ステップに切
り替えるタイミングにおいて、前記位相誤差累積加算信
号の直交成分を約２倍にするものである。

【００２４】 また、請求項１１に係る周波数オフセッ
ト補償方法は、請求項７、８、９または１０に記載の周
波数オフセット補償方法において、前記受信信号の周波
数を中間周波数に変換する周波数変換ステップと、前記
位相誤差累積加算信号から推定された周波数オフセット
に基づいて、前記入力信号に含まれる周波数オフセット
を補償するように前記周波数変換ステップへの局部発振
信号の周波数を制御する周波数制御ステップをさらに有
するものである。

【００２５】 また、請求項１２に係るコンピュータに
実行させるためのプログラムは、請求項７、８、９、１
０または１１に記載の周波数オフセット補償方法をコン
ピュータに実行させるためのプログラムである。

【００２６】 また、請求項１３に係るコンピュータに
より読み取り可能な記録媒体は、請求項７、８、９、１
０または１１に記載の周波数オフセット補償方法をコン
ピュータに実行させるためのプログラムとして記録した
ものである。

【００２７】 また、請求項１４に係る移動局無線装置
は、請求項１、２、３、４、５または６に記載の波形等
化器、請求項１２に記載のプログラム、或いは、請求項
１３に記載の記録媒体を備えるものである。

【００２８】 また、請求項１５に係る基地局無線装置
は、請求項１、２、３、４、５または６に記載の波形等
化器、請求項１２に記載のプログラム、或いは、請求項
１３に記載の記録媒体を備えるものである。

【００２９】 さらに、請求項１６に係る移動通信シス
テムは、請求項１、２、３、４、５または６に記載の波
形等化器、請求項１２に記載のプログラム、或いは、請
求項１３に記載の記録媒体を備えるものである。

【００３０】 本発明の請求項１に係る波形等化器、請
求項７に係る周波数オフセット補償方法、請求項１２に
係るプログラム、請求項１３に係る記録媒体、請求項１
４に係る基地局無線装置、請求項１５に係る移動局無線
装置および請求項１６に係る移動通信システムでは、等
化フィルタ手段（等化フィルタステップ）により、受信
信号の符号間干渉を除去し、符号判定手段（符号判定ス
テップ）により、等化フィルタ手段（等化フィルタステ
ップ）から出力された等化信号を１シンボル遅延した等
化信号に基づいて座標軸を形成し、該座標軸に対して所
定の角度をなす信号点候補から現シンボルの信号点を決
定する。そして、誤差算出手段（誤差算出ステップ）に
より、現シンボルの信号点と等化フィルタ手段（等化フ
ィルタステップ）から出力された等化信号との位相差を
表わす位相誤差信号を生成し、位相誤差信号累積手段
（位相誤差信号累積ステップ）により、位相誤差信号を
累積加算して位相誤差累積加算信号を生成し、複素演算
手段（複素演算ステップ）により、位相誤差累積加算信
号と等化フィルタ手段（等化フィルタステップ）に入力
される入力信号とを複素演算して該入力信号に含まれる
周波数オフセットを補償するようにしている。

【００３１】従来の波形等化器では、固定された座標軸
に対して所定の角度をなす信号点候補から現シンボルの
信号点を決定していたために、現シンボルの信号点の周
波数オフセットによる位相回転量は、現シンボルの前の
シンボルの信号点の周波数オフセットによる位相回転量
が累積された累積位相回転量であったが、本発明の波形
等化器は、符号判定手段（符号判定ステップ）によっ
て、１シンボル前の信号点の周波数オフセットによる位
相回転量を補償するように座標軸の位相が回転するの
で、現シンボルの信号点の周波数オフセットによる位相
回転量は、現シンボルの信号点の前のシンボルの信号点
の周波数オフセットによる累積位相回転量が補償される
ために小さくなる。

【００３２】また、従来の波形等化器では、周波数オフ
セット量が所定量を越えた場合には、該周波数オフセッ
トによる位相回転量が大きくなり、さらに、累積された
位相回転量を用いるため、受信信号の位相が高速で回転
してしまう。その結果、等化フィルタ部の適応更新アル
ゴリズムが受信信号の位相の回転速度に追従できなくな
り、等化性能が劣化していた。これに対して、本発明の
波形等化器は、符号判定手段（符号判定ステップ）から
出力されるシンボルの信号点の周波数オフセットによる
位相回転量は、累積位相回転量が補償されているために
小さく、周波数オフセット量が所定量を越えても、受信
信号の位相が高速で回転しない。したがって、許容可能
な周波数オフセット量（以下、周波数オフセットに対す
る引き込み範囲という）が大きくなり、適応アルゴリズ
ムを位相の回転速度に十分追従させることができるの
で、波形等化器の等化性能を向上させることができる。

【００３３】ここで、位相誤差信号累積手段（位相誤差
信号累積ステップ）で出力される位相誤差累積加算信号
について、図６に示す原理説明図を参照して説明する。
位相誤差累積加算信号は、現シンボルの信号点と等化フ
ィルタ手段（等化フィルタステップ）から出力された等
化信号との位相差に基づいて誤差算出手段（誤差算出ス
テップ）で出力された位相誤差信号を累積加算したもの
である。この位相誤差信号の累積加算結果である位相誤
差累積加算ベクトルΦ（位相誤差累積加算信号）は、図
６に示すように、周波数オフセットの推定ベクトルとみ
なすことができる。そのため、複素演算手段（複素演算
ステップ）により、位相誤差累積加算信号と等化フィル
タ手段（等化フィルタステップ）に入力される入力信号
とを複素演算することにより、例えば、位相誤差累積加
算信号の共役複素ベクトルを該入力信号に複素乗算する
ことにより、該入力信号に含まれる周波数オフセットに
よる位相回転量を補償することができるので、周波数オ
フセットに対する引き込み範囲がさらに大きくなり、適
応アルゴリズムを位相の回転速度に十分追従させること
ができるので、波形等化器の等化性能を向上させること
ができる。

【００３４】また、上述のように符号判定手段（符号判
定ステップ）により、周波数オフセットによる位相回転
量を小さくすることができるので、誤差算出手段（誤差
算出ステップ）で出力される位相誤差信号も相対的に小
さくなる。そのため、位相誤差累積手段（位相誤差累積
ステップ）で累積された累積加算ベクトルの向きを短時
間で収束させることができ、等化初期における等化性能
を向上させることができる。

【００３５】さらに、本発明の波形等化器を移動局無線
装置または基地局無線装置のいずれか一方または両方に
適用し、これら移動局無線装置または基地局無線装置の
いずれか一方または両方を備えて構成した移動通信シス
テムでは、周波数オフセットに対する引き込み範囲が大
きくなり、また、等化性能を向上させることができるの
で、様々な伝搬路条件に対して受信性能を向上させるこ
とができ、その結果、周波数選択性フェージングの影響
を確実に取り除いた高品質な移動通信システムを構築で
きる。さらに、周波数オフセット量に関するシステム設
計の拘束条件が緩和されることから、移動通信システム
の設計を容易にすることができる。

【００３６】 また、本発明の波形等化器、本発明の周
波数オフセット補償方法、請求項１２に係るプログラ
ム、請求項１３に係る記録媒体、請求項１４に係る基地
局無線装置、請求項１５に係る移動局無線装置および請
求項１６に係る移動通信システムでは、タップ付き遅延
手段（遅延ステップ）を備える等化フィルタ手段（等化
フィルタステップ）により、受信信号の符号間干渉を除
去し、符号判定手段（符号判定ステップ）により、等化
フィルタ手段（等化フィルタステップ）から出力された
等化信号を１シンボル遅延した等化信号に基づいて座標
軸を形成し、該座標軸に対して所定の角度をなす信号点
候補から現シンボルの信号点を決定する。そして、誤差
算出手段（誤差算出ステップ）により、現シンボルの信
号点と等化フィルタ手段（等化フィルタステップ）から
出力された等化信号との差分を表わす等化誤差信号を生
成し、タップ係数更新手段（タップ係数更新ステップ）
により、等化誤差信号に基づいてタップ付き遅延手段
（遅延ステップ）のタップ係数を更新するようにしてい
る。

【００３７】このように、符号判定手段（符号判定ステ
ップ）により、等化フィルタ手段（等化フィルタステッ
プ）から出力された等化信号を１シンボル遅延した等化
信号に基づいて座標軸を形成し、該座標軸に対して所定
の角度をなす信号点候補から現シンボルの信号点を決定
するので、周波数オフセットによる位相回転量が小さく
なる。そのため、誤差算出手段（誤差算出ステップ）で
出力される等化誤差信号が相対的に小さくなるので、タ
ップ係数更新手段（タップ係数更新ステップ）における
タップ係数の更新速度が速くなり、伝搬路の変動に対す
る追随性を向上させることができ、その結果、波形等化
器の性能を向上させることができる。

【００３８】また、符号判定手段（符号判定ステップ）
により、１シンボル前の信号点の周波数オフセットによ
る位相回転量を補償するように座標軸の位相が回転する
ので、現シンボルの信号点の周波数オフセットによる位
相回転量は、現シンボルの信号点の前のシンボルの信号
点の周波数オフセットによる累積位相回転量が補償され
るので小さくなる。そのため、受信信号における周波数
オフセット量が所定量を越えても、受信信号の位相が高
速で回転しない。すなわち、周波数オフセットに対する
引き込み範囲が大きくなり、適応アルゴリズムを位相の
回転速度に十分追従させることができるので、波形等化
器の等化性能を向上させることができる。

【００３９】さらに、本発明の波形等化器を移動局無線
装置または基地局無線装置のいずれか一方または両方に
適用し、これら移動局無線装置または基地局無線装置の
いずれか一方または両方を備えて構成した移動通信シス
テムでは、周波数オフセットに対する引き込み範囲が大
きくなり、等化性能を向上させることができ、また、伝
搬路の変動に対する追随性が向上するので、様々な伝搬
路条件に対して受信性能を向上させることができ、その
結果、周波数選択性フェージングの影響を取り除いた高
品質な移動通信システムを構築できる。さらに、周波数
オフセット量に関するシステム設計の拘束条件が緩和さ
れることから、移動通信システムの設計を容易にするこ
とができる。

【００４０】 また、請求項２に係る波形等化器、請求
項８に係る周波数オフセット補償方法、請求項１２に係
るプログラム、請求項１３に係る記録媒体、請求項１４
に係る基地局無線装置、請求項１５に係る移動局無線装
置および請求１６に係る移動通信システムでは、等化フ
ィルタ手段（等化フィルタステップ）により、受信信号
の符号間干渉を除去し、固定符号判定手段（固定符号判
定ステップ）により、固定された座標軸に対して所定の
角度をなす信号点候補から現シンボルの信号点を決定
し、誤差算出手段（誤差算出ステップ）により、現シン
ボルの信号点と等化フィルタ手段（等化フィルタステッ
プ）から出力された等化信号との位相差を表わす位相誤
差信号を生成し、位相誤差信号累積手段（位相誤差信号
累積ステップ）により、位相誤差信号を累積加算して位
相誤差累積加算信号を生成し、複素演算手段（複素演算
ステップ）により、位相誤差累積加算信号と等化フィル
タ手段（等化フィルタステップ）に入力される入力信号
とを複素演算して該入力信号に含まれる周波数オフセッ
トを補償するようにしている。

【００４１】このように、固定符号判定手段（固定符号
判定ステップ）により、固定された座標軸に対して所定
の角度をなす信号点候補から現シンボルの信号点を決定
しているので、実際の周波数オフセット量を反映した位
相回転量が現れる。そのため、誤差算出手段（誤差算出
ステップ）で出力された位相誤差信号も実際の周波数オ
フセット量を反映したものとなり、位相誤差信号累積手
段（位相誤差信号累積ステップ）では、位相誤差信号が
累積加算される。そして、該位相誤差信号累積手段（位
相誤差信号累積ステップ）から出力された位相誤差累積
加算信号は、実際の周波数オフセット量を反映した周波
数オフセットの推定ベクトルとみなすことができる。そ
のため、複素演算手段（複素演算ステップ）により、該
位相誤差累積加算信号と等化フィルタ手段（等化フィル
タステップ）に入力される入力信号とを複素演算するこ
とにより、該入力信号に含まれる実際の周波数オフセッ
ト量を反映した位相回転量を補償することができるの
で、波形等化器の等化性能を向上させることができる。

【００４２】さらに、本発明の波形等化器を移動局無線
装置または基地局無線装置のいずれか一方または両方に
適用し、これら移動局無線装置または基地局無線装置の
いずれか一方または両方を備えて構成した移動通信シス
テムでは、周波数オフセットに対する引き込み範囲が大
きくなり、また、等化性能を向上させることができるの
で、様々な伝搬路条件に対して受信性能を向上させるこ
とができ、その結果、周波数選択性フェージングの影響
を確実に取り除いた高品質な移動通信システムを構築で
きる。さらに、周波数オフセット量に関するシステム設
計の拘束条件が緩和されることから、移動通信システム
の設計を容易にすることができる。

【００４３】 また、請求項３に係る波形等化器、請求
項９に係る周波数オフセット補償方法、請求項１２に係
るプログラム、請求項１３に係る記録媒体、請求項１４
に係る基地局無線装置、請求項１５に係る移動局無線装
置および請求項１６に係る移動通信システムでは、等化
フィルタ手段（等化フィルタステップ）により、受信信
号の符号間干渉を除去し、切換手段（切替ステップ）に
より、等化フィルタ手段（等化フィルタステップ）から
出力された等化信号が入力されて所定時間経過するまで
は等化フィルタ手段（等化フィルタステップ）から出力
された等化信号を１シンボル遅延した等化信号に基づい
て座標軸を形成し、該座標軸に対して所定の角度をなす
信号点候補から現シンボルの信号点を決定する符号判定
手段（符号判定ステップ）により現シンボルの信号点を
決定させ、該所定時間経過した後は固定された座標軸に
対して所定の角度をなす信号点候補から現シンボルの信
号点を決定する固定符号判定手段（固定符号判定ステッ
プ）に切り替えて現シンボルの信号点を決定させる。そ
して、誤差算出手段（誤差算出ステップ）により、符号
判定手段（符号判定ステップ）または固定符号判定手段
（固定符号判定ステップ）により決定された現シンボル
の信号点と等化フィルタ手段（等化フィルタステップ）
から出力された等化信号との位相差を表わす位相誤差信
号を生成し、位相誤差信号累積手段（位相誤差信号累積
ステップ）により、位相誤差信号を累積加算して位相誤
差累積加算信号を生成し、複素演算手段（複素演算ステ
ップ）により、位相誤差累積加算信号と等化フィルタ手
段（等化フィルタステップ）に入力される入力信号とを
複素演算して該入力信号に含まれる周波数オフセットを
補償するようにしている。

【００４４】このように、等化フィルタ手段（等化フィ
ルタステップ）から出力された等化信号が入力されてか
ら所定時間経過するまでは、切換手段（切替ステップ）
により、符号判定手段（符号判定ステップ）により現シ
ンボルの信号点を決定させると、符号判定手段（符号判
定ステップ）で出力されるシンボルの信号点の周波数オ
フセットによる位相回転量が小さいので、誤差算出手段
（誤差算出ステップ）で出力される位相誤差信号も相対
的に小さくなる。そのため、位相誤差累積手段（位相誤
差累積ステップ）で累積された累積加算ベクトルの向き
を短時間で収束させることができ、等化初期における等
化性能を向上させることができる。また、周波数オフセ
ットによる位相回転量が小さいので、周波数オフセット
に対する引き込み範囲が大きくなる。

【００４５】そして、該所定時間経過した後に固定符号
判定手段（固定符号判定ステップ）に切り替えると、実
際の周波数オフセット量を反映した位相回転量があらわ
れるため、誤差算出手段（誤差算出ステップ）で出力さ
れた位相誤差信号も実際の周波数オフセット量を反映し
たものとなり、位相誤差信号累積手段（位相誤差信号累
積ステップ）からの位相誤差累積加算信号は、実際の周
波数オフセット量を反映した周波数オフセットの推定ベ
クトルとみなすことができる。また、所定時間経過する
と該位相誤差加算信号が収束するため、複素演算手段
（複素演算ステップ）により、該位相誤差累積加算信号
と等化フィルタ手段（等化フィルタステップ）に入力さ
れる入力信号とを複素演算することにより、該入力信号
に含まれる実際の周波数オフセット量を反映した位相回
転量を補償することができるので、波形等化器の等化性
能を向上させることができる。

【００４６】以上の結果として、周波数オフセットに対
する引き込み範囲を大きくすることができ、さらに、等
化の初期から全時間帯にわたって周波数オフセットによ
る波形等化器の等化性能の劣化を防止することができ、
かつ等化性能を向上させることができる。

【００４７】さらに、本発明の波形等化器を移動局無線
装置または基地局無線装置のいずれか一方または両方に
適用し、これら移動局無線装置または基地局無線装置の
いずれか一方または両方を備えて構成した移動通信シス
テムによれば、周波数オフセットに対する引き込み範囲
が大きくなり、また、等化性能を向上させることができ
るので、様々な伝搬路条件に対して受信性能を向上させ
ることができ、その結果、周波数選択性フェージングの
影響を確実に取り除いた高品質な移動通信システムを構
築できる。さらに、周波数オフセット量に関するシステ
ム設計の拘束条件が緩和されることから、移動通信シス
テムの設計を容易にすることができる。

【００４８】 また、請求項４に係る波形等化器、本発
明の周波数オフセット補償方法、請求項１２に係るプロ
グラム、請求項１３に係る記録媒体、請求項１４に係る
基地局無線装置、請求項１５に係る移動局無線装置およ
び請求項１６に係る移動通信システムでは、位相誤差信
号累積手段（位相誤差信号累積ステップ）により、位相
誤差信号に対して等化開始からの累積時間に比例した重
み付けを行うようにしている。

【００４９】 このように、位相誤差信号累積手段（位
相誤差信号累積ステップ）により、等化時間の経過に応
じて位相誤差信号の信頼性が高まることおよび等化時間
の経過に応じて熱雑音による影響が軽減することを利用
して、位相誤差信号に対して等化開始からの累積時間に
比例した重み付けを行うことにより、位相誤差累積加算
信号の精度が高くなる。すなわち、位相誤差累積加算信
号は、より実際の周波数オフセットによる位相回転量と
みなすことができ、その結果、波形等化器の等化性能を
向上させることができる。

【００５０】 また、請求項５に係る波形等化器、請求
項１０に係る周波数オフセット補償方法、請求項１２に
係るプログラム、請求項１３に係る記録媒体、請求項１
４に係る基地局無線装置、請求項１５に係る移動局無線
装置および請求項１６に係る移動通信システムでは、誤
差算出手段（誤差算出ステップ）により、符号判定器
（符号判定ステップ）を固定符号判定器（固定符号判定
ステップ）に切り替えるタイミングにおいて、位相誤差
累積加算信号の直交成分を約２倍にするようにしてい
る。

【００５１】 このように、切換手段（切替ステップ）
により、所定時間経過するまで符号判定手段（符号判定
ステップ）により符号判定処理を行い、該所定時間経過
した後は固定符号判定手段（固定符号判定ステップ）に
切り替えて符号判定処理を行う際に、誤差算出手段（誤
差算出ステップ）により、位相誤差累積加算信号の直交
成分を約２倍にするので、符号判定手段（符号判定ステ
ップ）で得られた信号点に基づいて位相誤差信号を累積
加算した位相誤差累積加算信号から、固定符号判定手段
（固定符号判定ステップ）で得られた信号点に基づいて
位相誤差信号を累積加算した位相誤差累積加算信号に短
時間で収束させることができる。すなわち、符号判定手
段（符号判定ステップ）による等化初期における収束速
度が速い位相誤差累積加算信号から、固定符号判定手段
（固定符号判定ステップ）による実際の周波数オフセッ
ト量を反映した位相誤差累積加算信号に短時間で切替え
ることができるので、等化性能を向上させることができ
る。

【００５２】 また、請求項６に係る波形等化器、請求
項１１に係る周波数オフセット補償方法、請求項１２に
係るプログラム、請求項１３に係る記録媒体、請求項１
４に係る基地局無線装置、請求項１５に係る移動局無線
装置および請求項１６に係る移動通信システムでは、周
波数変換手段（周波数変換ステップ）により、受信信号
の周波数を中間周波数に変換しており、周波数制御手段
（周波数制御ステップ）により、位相誤差累積加算信号
から推定された周波数オフセットに基づいて、周波数変
換手段（周波数変換ステップ）に用いる局部発振信号の
周波数を制御することにより、入力信号に含まれる周波
数オフセットを補償するようにしている。

【００５３】このように、周波数制御手段（周波数制御
ステップ）により、位相誤差累積加算信号から推定され
た周波数オフセットに基づいて、周波数変換手段（周波
数変換ステップ）に用いる局部発振信号の周波数を制御
することにより、受信信号に含まれる周波数オフセット
を補償することができる。その結果、波形等化器の等化
性能を向上させることができる。

【００５４】 また、本発明の波形等化器では、等化フ
ィルタ手段には、前方等化器および後方等化器を備えた
構成とするのが望ましい。このように、波形等化器の等
化フィルタ手段に、前方等化器および後方等化器を備え
た構成とすることにより、無線伝送路における時間およ
び場所の関数による激しい変動にも対応することができ
る。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の波形等化器、周波
数オフセット補償方法、プログラム、記録媒体、波形等
化器を用いた移動局無線装置、基地局無線装置並びに移
動通信システムの実施の形態について、〔第１の実施形
態〕、〔第２の実施形態〕、〔第１および第２の実施形
態の変形例〕、〔第３の実施形態〕、〔第４の実施形
態〕の順に図面を参照して詳細に説明する。なお、それ
ぞれの実施形態の説明では、本発明に係る波形等化器お
よび周波数オフセット補償方法について詳述し、波形等
化器を用いた移動局無線装置、基地局無線装置および移
動通信システムについて言及するが、本発明に係るプロ
グラムについては周波数オフセット補償方法を実行させ
るためのプログラムであり、また本発明に係る記録媒体
については、周波数オフセット補償方法を実行させるた
めのプログラムを記録した記録媒体であることから、そ
の説明は以下の周波数オフセット補償方法の説明に含ま
れるものである。

【００５６】〔第１の実施形態〕図１は、本発明の第１
の実施形態に係る波形等化器の構成を示す構成図であ
る。図１において、本実施形態の波形等化器は、破線で
囲んだ部分に相当し、複素乗算器１０５、フィードフォ
ワードフィルタ１０６、フィードバックフィルタ１０
７、加算器１０８、符号判定器１０９、シンボル遅延器
１１０、データ復調器１１１、等化誤差算出器１１２、
タップ係数更新器１１３、および位相誤差ベクトル累積
器１１４を備えて構成されている。

【００５７】フィードフォワードフィルタ１０６および
フィードバックフィルタ１０７は、例えば、タップ付き
遅延回路などのハードウェアを用いた構成とすること
も、また、ＤＳＰ（ディジタル・シグナル・プロセッ
サ）内に組み込んだ構成とすることも可能である。な
お、フィードフォワードフィルタ１０６は、無線伝送路
のインパルス応答において、遅延波の方が先行波よりも
到来レベルが高いときに寄与度が高く、遅延波が直接波
を打ち消すような形で動作するものであり、一方、フィ
ードバックフィルタ１０７は、先行波の方が遅延波より
も到来レベルが高いときに寄与度が高く、直接波が遅延
波を打ち消すような形でフィルタが動作するものであ
る。

【００５８】また、加算器１０８は、フィードフォワー
ドフィルタ１０６からの出力と、フィードバックフィル
タ１０７からの出力とを加算演算して等化出力ｙ（ｋ）
を出力するものである。なお、フィードフォワードフィ
ルタ１０６、フィードバックフィルタ１０７および加算
器１０８は等化フィルタ部に該当し、特許請求の範囲に
いう等化フィルタ手段に該当する。また、シンボル遅延
器１１０は、加算器１０８から出力された等化出力ｙ
（ｋ）に対して１シンボル時間だけ遅らせた等化出力ｙ
（ｋ−１）を出力するものである。

【００５９】また、符号判定器１０９は、その機能を例
えばＤＳＰ上のプログラムで実現可能であり、加算器１
０８から出力された等化出力ｙ（ｋ）と、該加算器１０
８から出力され、シンボル遅延器１１０を経て１シンボ
ル遅延された等化出力ｙ（ｋ−１）とが入力されると、
等化出力ｙ（ｋ−１）を基準にしてＩｒ−Ｑｒ面を形成
し、該Ｉｒ−Ｑｒ面における変調方式に応じた１シンボ
ル間の位相遷移角度によって現シンボルの復調用の信号
点ｄ（ｋ）を出力するものであり、特許請求の範囲にい
う符号判定手段に該当する。

【００６０】また、データ復調器１１１は、符号判定器
１０９から出力された現シンボルの復調用の信号点ｄ
（ｋ）に基づいて復調データとして送信ビット列を再生
するものである。

【００６１】また、等化誤差算出器１１２は、符号判定
器１０９から出力された復調用の信号点ｄ（ｋ）と加算
器１０８から出力された等化出力ｙ（ｋ）との位相を表
わす位相誤差ベクトルφ（ｋ）および符号判定器１０９
から出力された復調用の信号点ｄ（ｋ）と加算器１０８
から出力された等化出力ｙ（ｋ）との差分を表わす等化
誤差ベクトルｅ（ｋ）を算出するものであり、特許請求
の範囲にいう誤差算出手段に該当する。

【００６２】また、タップ係数更新器１１３は、等化誤
差算出器１１２から出力された等化誤差ベクトルｅ
（ｋ）をもとに、各種の適応アルゴリズムを用いてタッ
プ係数の更新量を定め、フィードフォワードフィルタ１
０６およびフィードバックフィルタのタップ係数を更新
するものであり、特許請求の範囲にいうタップ係数更新
手段に該当する。なお、等化誤差に基づいてタップ係数
の更新量を定める際に使用する適応アルゴリズムは、例
えば、最急降下法、ＬＭＳアルゴリズム、ＲＬＳアルゴ
リズム等の適応アルゴリズムがある。

【００６３】また、位相誤差ベクトル累積器１１４は、
位相誤差ベクトルφ（ｋ）を累積加算して位相誤差累積
加算ベクトルΦを生成するものであり、特許請求の範囲
にいう位相誤差信号累積手段に該当する。

【００６４】また、複素乗算器１０５は、位相誤差ベク
トル累積器１１４で生成された位相誤差累積加算ベクト
ルΦと該複素乗算器１０５入力される入力信号とを複素
演算するものであり、特許請求の範囲にいう複素乗算手
段に該当する。

【００６５】さらに、ルートナイキストフィルタは、変
調波の占有帯域幅を狭くするためにナイキスト帯域制限
をするものである。

【００６６】次に、図１を参照して、本実施形態の波形
等化器の動作を説明する。なお、本実施形態では、変復
調方式として、π／４シフトＱＰＳＫ（Quadrature Pha
se Shift Keying）を用いる場合を例として説明する。
まず、アンテナで受信された受信信号１１は、ミキサ部
１０１に入力され、ダウンコンバートされる。ダウンコ
ンバートされた信号は直交復調器１０２に入力され、直
交復調されたＩＱ信号が出力される。このＩＱ信号はＡ
Ｄ変換器１０３に入力されると、サンプリングされて、
アナログ信号のＩＱ信号からデジタル化されたＩＱ信号
へ変換される。このデジタル化されたＩＱ信号は、ルー
トナイキストフィルタ１０４によって帯域制限され、帯
域制限されたＩＱ信号１２は複素乗算器１０５に入力さ
れる。

【００６７】複素乗算器１０５では、入力されたＩＱ信
号１２に、位相誤差ベクトル累積器１１４で生成された
位相誤差累積加算ベクトルΦに基づいた周波数オフセッ
ト量の推定ベクトルの複素共役ベクトルが複素乗算さ
れ、波形等化器のフィードフォワードフィルタ１０６に
入力される。フィードフォワードフィルタ１０６では畳
み込み演算が行われ、その出力信号は加算器１０８に入
力される。一方、フィードバックフィルタ１０７から同
様に得られる出力信号も加算器１０８に入力され、加算
器１０８からは等化出力ｙ（ｋ）が出力される。ここ
で、等化出力ｙ（ｋ）はＩ成分とＱ成分をもつ複素数で
ある。

【００６８】そして、符号判定器１０９には、現シンボ
ルの等化出力ｙ（ｋ）と、シンボル遅延器１１０によっ
て１シンボル時間遅延された等化出力ｙ（ｋ−１）とが
入力される。符号判定器１０９では、１シンボル時間遅
延された等化出力ｙ（ｋ−１）に基づいて座標軸を形成
し、該座標軸に対して±π／４、±３π／４の角度をな
す信号点候補から現シンボルの復調用の信号点ｄ（ｋ）
を出力する。

【００６９】ここで、図２〜図４を参照して、符号判定
器１０９の動作をより詳細に説明する。まず、図２を参
照して、π／４シフトＱＰＳＫ変復調方式における従来
の符号判定器（以下、固定符号判定器という）の動作を
説明する。図２は、π／４シフトＱＰＳＫ変復調方式に
おける従来の固定符号判定器の復調用信号点決定方法を
示す説明図である。同図において、（ａ）はある時刻の
４個の信号セット、（ｂ）は次の時刻の４個の信号セッ
トである。なお、図２（ａ），（ｂ）の各々４つの星印
は、復調用の信号点ｄ（ｋ）の候補位置であり、このう
ち１点が符号判定器１０９から出力される。

【００７０】図２に示すように、現シンボルの復調用の
信号点ｄ（ｋ）は、Ｉ−Ｑ面内で固定的に割り当てられ
る。例えばＩ−Ｑ面において、ある時刻は図２（ａ）の
４個のシンボルのうちいずれか１つを受信して復調し、
次の時刻には図２（ｂ）の４個のシンボルのうちいずれ
か１つを受信して復調する。すなわち、図２（ａ）およ
び（ｂ）の組合せは１シンボル毎に交互に用いられる。

【００７１】次に、図３を参照して、本実施形態の符号
判定器１０９の動作を説明する。図３は、符号判定器の
復調用の信号点決定方法を示す説明図である。まず、１
シンボル時間前の等化出力ｙ（ｋ−１）を受信すると、
該１シンボル時間前の等化出力ｙ（ｋ−１）の方向を新
たなＩ軸（Ｉｒ軸）とし、これと９０度をなす方向を新
たなＱ軸（Ｑｒ軸）として、Ｉｒ−Ｑｒ面を構成する
（図３の破線参照）。そして、このＩｒ軸に対して±π
／４、±３π／４の角度をなす位置を現シンボルの復調
用の信号点ｄ（ｋ）の候補位置（図３の一点鎖線上の４
つの星印を参照）として、受信した等化出力ｙ（ｋ）に
最も近い候補位置を現シンボルの復調用の信号点ｄ
（ｋ）（図３の黒の星印）とする。

【００７２】ここで、符号判定器１０９の復調用信号点
の決定方法の演算例を説明する。まず、上述したよう
に、符号判定器１０９は、１シンボル時間前の等化出力
ｙ（ｋ−１）に基づいてＩｒ−Ｑｒ面を構成する。そし
て、該Ｉｒ−Ｑｒ面において、以下のステップ１）およ
びステップ２）（２ａ）〜２ｄ）の何れか）を実行す
る。 ステップ１）位相遷移ベクトルｚ（ｋ）＝ｙ（ｋ）・ｙ
^*（ｋ−１）を演算する。（但し、ｙ^*（ｋ−１）は、ｙ
（ｋ−１）の共役複素数である。） ステップ２ａ）ｚ（ｋ）の実部が正、虚部が正のとき、
ｄ（ｋ）＝（ｙ（ｋ−１）／｜ｙ（ｋ−１）｜）・exp
[jπ／４]。終了。 ステップ２ｂ）ｚ（ｋ）の実部が負、虚部が正のとき、
ｄ（ｋ）＝（ｙ（ｋ−１）／｜ｙ（ｋ−１）｜）・exp
[j３π／４]。終了。 ステップ２ｃ）ｚ（ｋ）の実部が負、虚部が負のとき、
ｄ（ｋ）＝（ｙ（ｋ−１）／｜ｙ（ｋ−１）｜）・exp
[j（−３π／４）]。終了。 ステップ２ｄ）ｚ（ｋ）の実部が正、虚部が負のとき、
ｄ（ｋ）＝（ｙ（ｋ−１）／｜ｙ（ｋ−１）｜）・exp
[j（−π／４）]。終了。 なお、入力データや演算結果は常に直交座標系でもって
いるが、演算中の必要なときに座標変換を行ってもよ
い。

【００７３】次に、図１を再び参照して、符号判定器１
０９から出力された現シンボルの復調用の信号点ｄ
（ｋ）は、データ復調器１１１、フィードバックフィル
タ１０７および誤差算出器１１２に入力される。データ
復調器１１１では、現シンボルの復調用の信号点ｄ
（ｋ）が入力されると復調データとして送信ビット列が
再生される。また、等化誤差算出器１１２では、符号判
定器１０９から出力された現シンボルの復調用の信号点
ｄ（ｋ）および加算器１０８から出力された等化出力ｙ
（ｋ）が入力される。

【００７４】等化誤差算出器１１２では、等化出力ｙ
（ｋ）と現シンボルの復調用の信号点ｄ（ｋ）との差分
を表わす等化誤差ｅ（ｋ）と、等化出力ｙ（ｋ）と現シ
ンボルの復調用の信号点ｄ（ｋ）との位相差を表わす位
相誤差ベクトルφ（k）とを算出する。そして、等化誤
差算出等化誤差ｅ（ｋ）はタップ係数更新器１１３に入
力され、位相誤差ベクトルφ（k）は位相誤差ベクトル
累積器１１４に入力される。

【００７５】ここで、図４を参照して、等化誤差算出器
１１２で算出される等化誤差ｅ（ｋ）および位相誤差ベ
クトルφ（k）を説明する。図４は、等化誤差ｅ（ｋ）
および位相誤差ベクトルφ（ｋ）を示す説明図である。
同図において、等化誤差ｅ（ｋ）は、信号点ｄ（ｋ）と
等化出力ｙ（ｋ）との差分を示している。また、等化出
力ｙ（ｋ）および復調用の信号点ｄ（ｋ）のなす角度を
Δθ（ｋ）とすると、位相誤差ベクトルφ（ｋ）は式
（１）のように表される。

【００７６】 φ（k）＝｜y(k）｜exp[jΔθ(k)] …（１）

【００７７】式（１）において、位相誤差ベクトルφ
（ｋ）によって１シンボル時間あたりの周波数オフセッ
ト量を推定することができる。なお、位相誤差ベクトル
φ（ｋ）は、exp[jΔθ(k)]のみでもよいが、｜y(k)｜
が小さい場合には、exp[jΔθ(k)]の信頼性が低いた
め、これに｜y(k)｜を乗じることによって位相誤差ベク
トルの累積値への寄与度を高めている。

【００７８】次に、図１を再び参照して、タップ係数更
新器１１３では、等化誤差ｅ（ｋ）に基づいて、次シン
ボルの等化が良好に行われるようなタップ係数が算出さ
れ、これにより、フィードフォワードフィルタ１０６お
よびフィードバックフィルタ１０７のフィルタのタップ
係数が更新される。また、位相誤差ベクトル累積器１１
４では、位相誤差ベクトルφ（ｋ）が累積加算され、位
相誤差累積加算ベクトルΦが生成される。

【００７９】ここで、図５を用いて、周波数オフセット
について詳細に説明する。図５（ａ）はπ／４シフトＱ
ＰＳＫ変調方式による送信シンボル列であり、（ｂ）は
π／４シフトＱＰＳＫ復調方式による受信シンボル列で
ある。ここで、信号のシンボルレートをｆｓ[Ｈｚ]、周
波数オフセットをｆｏｆｆ[Ｈｚ]とすると、周波数オフ
セットによる１シンボルあたりの位相回転量Ψ[ｒａｄ]
は、式（２）のように表わせる。

【００８０】 Ψ＝２π＊ｆｏｆｆ／ｆｓ （２）

【００８１】そのため、送信信号のシンボル列をｓ
（ｎ）とし、図５（ａ）に示すようなシンボル列を送信
すると、周波数オフセット量がｆｏｆｆ[Ｈｚ]であるた
め、図５（ｂ）に示すように、受信信号のシンボル列ｒ
_i（ｎ）（図中○に該当する）は、位相回転量Ψ[ｒａ
ｄ]によって送信シンボル列（図中●に該当する）に対
して、Ψ，２Ψ，３Ψ，・・・だけ位相が回転した受信
シンボル列を受信してしまう。なお、このとき伝送路
は、フェージングがまったく存在しない理想的な伝送路
であり、受信機における熱雑音もない場合を想定してい
る。

【００８２】次に、再び図１を参照して、位相誤差ベク
トル累積器１１４から出力される位相誤差累積加算ベク
トルΦは、周波数オフセット量の推定ベクトルとみなせ
る。このため、複素乗算器１０５で、該位相誤差累積加
算ベクトルΦの複素共役ベクトルと入力信号１２とを複
素乗算することにより、周波数オフセットを打ち消すよ
うに動作させることができる。ここで、参考のため、図
６を参照して、位相誤差累積加算ベクトルΦを説明す
る。図６は、位相誤差累積加算ベクトルΦを原理的に説
明する原理説明図である。同図において、位相誤差累積
加算ベクトルΦは、位相誤差ベクトルφ（ｋ）が累積加
算されたものであり、周波数オフセット量の推定ベクト
ルとみなせる。そして、位相Θは、周波数オフセットに
よる１シンボルあたりの位相回転量（推定値）である。

【００８３】次に、複素乗算器１０５における具体的な
演算処理の一例を説明する。ある受信スロットまでの位
相誤差ベクトルの位相誤差累積加算ベクトルΦは、式
（３）であり、

【００８４】 Φ＝Σφ(k)＝Y exp[jΘ] …（３）

【００８５】次の受信スロットにおけるルートナイキス
トフィルタ１０４の出力信号のサンプル列ｒ_i(n)が式
（４）であるとき、

【００８６】 ｒ_i(n)＝I(n)＋jQ(n) …（４）

【００８７】複素乗算器１０５において、式（５）に示
す演算が行われ、出力ｒ_o（ｎ）が得られる。

【００８８】 ｒ_o(n)＝ｒ_i(n) exp[−j（nΘ／N）] …（５）

【００８９】なお、Ｎは受信信号のオーバーサンプリン
グ数である。ここで、図５および図６を参照して、オー
バーサンプリング数Ｎについて説明する。まず、Ｎ＝１
（オーバーサンプリングなし）の場合を説明する。

【００９０】図６において、Θ＝Ψである場合、式
（５）の演算によってｒ_i（ｎ）が周波数オフセットに
よる位相回転方向と逆方向に位相回転され、ｒ_o（ｎ）
が得られる。このため、ｒ_o（ｎ）は図５（ａ）のｓ
（ｎ）と等しくなる。すなわち、ｒ_o（ｎ）＝ｓ（ｎ）
となるので、周波数オフセットが補償される。しかし、
実際には、伝搬路の変動等の様々な影響により、ｒ
_o（ｎ）＝ｓ（ｎ）とはならないので、周波数オフセッ
トの変化に追従するためにこれを繰り返していくことに
なる。

【００９１】なお、参考として、シンボルレートの４倍
でオーバーサンプリングされた送信データ列および受信
データ列を図７に示す。

【００９２】以上説明したように、本実施形態における
波形等化器では、等化フィルタ部１２０により受信信号
の符号間干渉を除去し、符号判定器１０９により、等化
フィルタ部１２０から出力された等化信号ｙ（ｋ）を１
シンボル遅延した等化信号ｙ（ｋ−１）に基づいて座標
軸（Ｉｒ−Ｑｒ軸）を形成し、該座標軸に対して所定の
角度をなす信号点候補から現シンボルの信号点ｄ（ｋ）
を決定する。そして、誤差算出器１１２により、現シン
ボルの信号点ｄ（ｋ）と等化フィルタ部１２０から出力
された等化信号ｙ（ｋ）との位相差を表わす位相誤差信
号φ（ｋ）を生成し、位相誤差ベクトル累積器１１４に
より、位相誤差ベクトルφ（ｋ）を累積加算して位相誤
差累積加算ベクトルΦを生成し、複素乗算器１０５によ
り、位相誤差累積加算ベクトルΦと等化フィルタ部１２
０に入力される入力信号１２とを複素演算して該入力信
号１２に含まれる周波数オフセットを補償するようにし
ている。

【００９３】従来の波形等化器では、固定された座標軸
（Ｉ−Ｑ軸）に対して所定の角度をなす信号点候補から
現シンボルの信号点ｄ（ｋ）を決定していたために、現
シンボルの信号点ｄ（ｋ）の周波数オフセットによる位
相回転量は、現シンボルの前のシンボルの信号点ｄ（ｋ
−１）の周波数オフセットによる位相回転量が累積され
た累積位相回転量であったが、本実施形態の波形等化器
は、符号判定器１０９によって、１シンボル前の信号点
ｄ（ｋ−１）の周波数オフセットによる位相回転量を補
償するように座標軸（Ｉｒ−Ｑｒ軸）の位相が回転する
ので、現シンボルの信号点ｄ（ｋ）の周波数オフセット
による位相回転量は、現シンボルの信号点の前のシンボ
ルの信号点ｄ（ｋ−１）の周波数オフセットによる累積
位相回転量が補償されるために小さくなる。

【００９４】また、従来の波形等化器では、周波数オフ
セット量が所定量を越えた場合には、該周波数オフセッ
トによる位相回転量が大きくなり、さらに、累積された
位相回転量を用いるので、受信信号の位相が高速で回転
してしまう。その結果、等化フィルタ部の適応更新アル
ゴリズムが受信信号の位相の回転速度に追従できなくな
り、等化性能が劣化していた。これに対して、本実施形
態の波形等化器は、符号判定器１０９から出力されるシ
ンボルの信号点ｄ（ｋ）の周波数オフセットによる位相
回転量は、累積位相回転量が補償されているために小さ
く、周波数オフセット量が所定量を越えても、受信信号
の位相が高速で回転しない。したがって、許容可能な周
波数オフセット量（以下、周波数オフセットに対する引
き込み範囲という）が大きくなり、適応アルゴリズムを
位相の回転速度に十分追従させることができるので、波
形等化器の等化性能を向上させることができる。

【００９５】また、位相誤差累積加算ベクトルΦ（位相
誤差累積加算信号）を周波数オフセットの推定ベクトル
とみなすことができるため、複素乗算器１０５によっ
て、位相誤差累積加算ベクトルΦの共役複素ベクトルを
該入力信号１２に複素乗算することにより、該入力信号
１２に含まれる周波数オフセットによる位相回転量を補
償することができるので、周波数オフセットに対する引
き込み範囲がさらに大きくなり、適応アルゴリズムを位
相の回転速度に十分追従させることができるので、波形
等化器の等化性能を向上させることができる。

【００９６】また、符号判定器１０９により、周波数オ
フセットによる位相回転量が小さくなるので、誤差算出
器１１２から出力される位相誤差ベクトルφ（ｋ）も相
対的に小さくなる。そのため、位相誤差ベクトル累積器
１１４生成された位相誤差累積加算ベクトルΦの向きを
短時間で収束させることができ、等化初期における等化
性能を向上させることができる。

【００９７】また、本実施形態における波形等化器で
は、符号判定器１０９により、等化フィルタ部１２０か
ら出力された等化信号ｙ（ｋ）を１シンボル遅延した等
化信号ｙ（ｋ−１）に基づいて座標軸（Ｉｒ−Ｑｒ軸）
を形成し、該座標軸に対して所定の角度をなす信号点候
補から現シンボルの信号点ｄ（ｋ）を決定し、誤差算出
器１１２により、現シンボルの信号点ｄ（ｋ）と等化フ
ィルタ部１２０から出力された等化信号ｙ（ｋ）との差
分を表わす等化誤差信号ｅ（ｋ）を生成し、タップ係数
更新器１１３により、等化誤差信号ｅ（ｋ）に基づいて
タップ係数を更新するようにしている。

【００９８】このように、符号判定器１０９により、等
化フィルタ部１２０から出力された等化信号ｙ（ｋ）を
１シンボル遅延した等化信号ｙ（ｋ−１）に基づいて座
標軸（Ｉｒ−Ｑｒ）を形成し、該座標軸に対して所定の
角度をなす信号点候補から現シンボルの信号点ｄ（ｋ）
を決定するので、周波数オフセットによる位相回転量が
小さくなる。そのため、誤差算出器１１２で出力される
等化誤差ベクトルｅ（ｋ）が相対的に小さくなるので、
タップ係数更新器１１３におけるタップ係数の更新速度
が速くなり、伝搬路の変動に対する追随性を向上させる
ことができ、その結果、波形等化器の性能を向上させる
ことができる。

【００９９】また、符号判定器１０９によれば、１シン
ボル前の信号点ｄ（ｋ−１）の周波数オフセットによる
位相回転量を補償するように座標軸（Ｉｒ−Ｑｒ軸）の
位相が回転するので、現シンボルの信号点ｄ（ｋ）の周
波数オフセットによる位相回転量は、現シンボルの信号
点の前のシンボルの信号点ｄ（ｋ−１）の周波数オフセ
ットによる累積位相回転量が補償されるので小さくな
る。そのため、入力信号１２における周波数オフセット
量が所定量を越えても、入力信号１２の位相が高速で回
転しない。すなわち、周波数オフセットに対する引き込
み範囲が大きくなり、適応アルゴリズムを位相の回転速
度に十分追従させることができるので、波形等化器の等
化性能を向上させることができる。

【０１００】さらに、符号判定器１０９が、固定された
座標軸（Ｉ−Ｑ軸）に対して所定の角度をなす信号点候
補から現シンボルの信号点ｄ（ｋ）を決定する固定符号
判定器であっても、等化フィルタ部１２０により、受信
信号の符号間干渉を除去し、固定符号判定器により、固
定された座標軸に対して所定の角度をなす信号点候補か
ら現シンボルの信号点を決定し、誤差算出器１１２によ
り、現シンボルの信号点ｄ（ｋ）と等化フィルタ部１２
０から出力された等化信号ｙ（ｋ）との位相差を表わす
位相誤差ベクトルｅ（ｋ）を生成し、位相誤差ベクトル
累積器１１４により、位相誤差累積加算ベクトルΦを生
成し、複素乗算器１０５により、位相誤差累積加算ベク
トルΦと等化フィルタ部１２０に入力される入力信号１
２とを複素演算して該入力信号１２に含まれる周波数オ
フセットを補償するようにしている。

【０１０１】このように、固定符号判定器により、固定
された座標軸（Ｉ−Ｑ軸）に対して所定の角度をなす信
号点候補から現シンボルの信号点ｄ（ｋ）を決定してい
るので、実際の周波数オフセット量を反映した位相回転
量が現れる。そのため、誤差算出器１１２で出力された
位相誤差ベクトルφ（ｋ）も実際の周波数オフセット量
を反映したものとなり、位相誤差ベクトル累積器１１４
では、位相誤差ベクトルφ（ｋ）が累積加算される。そ
して、該位相誤差ベクトル累積器１１４から出力された
位相誤差累積加算ベクトルΦは、実際の周波数オフセッ
ト量を反映した周波数オフセットの推定ベクトルとみな
すことができる。そのため、複素乗算器１０５により、
該位相誤差累積加算ベクトルΦの複素共役ベクトルと等
化フィルタ部１２０に入力される入力信号１２とを複素
乗算することにより、該入力信号１２に含まれる実際の
周波数オフセット量を反映した位相回転量を補償するこ
とができるので、波形等化器の等化性能を向上させるこ
とができる。

【０１０２】〔第２の実施形態〕次に、本発明の第２の
実施形態に係る波形等化器について説明する。第２の実
施形態は、第１の実施形態の構成に復調用の信号点ｄ
（ｋ）をＩ−Ｑ面に対して固定的に割り当てる固定符号
判定器を付加し、制御部により符号判定器と固定判定器
とを切り替えるようにしたものである。図８を参照し
て、本実施形態の波形等化器を説明する。図８は、符号
判定器および固定符号判定器を備え、スイッチによって
切り替え可能な符号判定部を示す構成図である。

【０１０３】図８において、符号判定部８００は、符号
判定器８０１、固定符号判定器８０２、制御部８０３ａ
およびスイッチｓｗ１ａ，ｓｗ１ｂを備えて構成されて
いる。まず、符号判定器８０１は、１シンボル前の等化
出力ｙ（ｋ−１）に基づいてIｒ−Qｒ面を形成し、該Ｉ
ｒ−Qｒ面を基準として現シンボルの復調用の信号点ｄ
（ｋ）を決定するものであり、第１の実施形態で説明し
た符号判定器１０９と同様の機能および動作であるの
で、詳しい説明を省略する。

【０１０４】また、固定符号判定器８０２は、現シンボ
ルの復調用の信号点ｄ（ｋ）を、固定されたＩ−Ｑ軸に
対して所定の角度をなす信号点候補から現シンボルの復
調用の信号点ｄ（ｋ）を決定するものである。例えば、
π／４シフトＱＰＳＫでは、固定されたＩ−Ｑ面におい
て、図２（ａ）（ｂ）に示すシンボルセットから１シン
ボル毎に用い、これらの中から等化出力ｙ（ｋ）に最も
近い候補位置を現シンボルの復調用の信号点ｄ（ｋ）に
決定する。

【０１０５】また、制御部８０３ａは、等化フィルタ部
１２０からの等化出力ｙ（ｋ）が入力されてから所定時
間経過後に符号判定器８０１から固定符号判定器８０２
へ切り替えるために、切り替え信号ＣＮＴをスイッチｓ
ｗ１ａ，ｓｗ１ｂに出力するものである。ここで、制御
部８０３ａは、受信スロットを所定数計数するカウンタ
や所定時間の遅延を持つ遅延回路などのハードウェアに
よる構成としてもよいし、ＤＳＰやＭＰＵ内のタイマ等
に基づいてソフト的に切り替え信号ＣＮＴを生成しても
よい。さらに、スイッチｓｗ１ａ，ｓｗ１ｂは、制御部
８０３ａからの切り替え信号ＣＮＴに基づいて符号判定
器８０１と固定符号判定器８０２とを切り替えるもので
ある。

【０１０６】ところで、図６および式（３）を参照する
と、Θは、周波数オフセットによる１シンボル時間当た
りの位相回転量（スカラ量）を表しているが、Θは実際
の周波数オフセット量よりも小さい位相回転量である。
これは、図1に示す符号判定器１０９において、復調用
の信号点をＩ−Ｑ面に対して固定的に割り当てずに、現
シンボルの等化出力の復調用の信号点ｄ（ｋ）を１シン
ボル前の等化出力ｙ（ｋ−１）を基準にIｒ−Qｒ面を形
成しているからである。

【０１０７】そのため、位相誤差累積加算ベクトルΦ
（周波数オフセット量の推定ベクトル）の向きの収束
は、現シンボルの復調用の信号点ｄ（ｋ）が周波数オフ
セットとともに位相回転するので速いが、収束した位相
誤差累積加算ベクトルΦの向きは、実際より小さい周波
数オフセット量に相応する向きとなるため、位相誤差累
積加算ベクトルΦの収束後も恒常的に誤りビットが発生
しやすい。そこで本実施形態の波形等化器は、制御部８
０３ａにより、符号判定器８０１と固定符号判定器８０
２とを切替え、等化の初期から全時間帯にわたって等化
性能を向上させるようにしたものである。

【０１０８】次に、図８を参照して、符号判定器８０１
から固定符号判定器８０２への切り替え動作を説明す
る。等化フィルタ部１２０からの等化出力ｙ（ｋ）が入
力されてから所定時間までは、符号判定器８０１で符号
判定処理をさせ、所定時間経過後に、制御部８０３ａが
切り替え信号ＣＮＴによりスイッチｓｗ１ａ，ｓｗ１ｂ
を操作して、符号判定器８０１から固定判定器８０２に
切り替え、固定符号判定器８０２により符号判定処理を
させる。このとき、位相誤差ベクトル累積器１１４で
は、これら２つの符号判定器８０１，８０２の違いに関
わらず、入力される位相誤差ベクトルφ（ｋ）を逐次累
積加算していく。

【０１０９】次に、図９を参照して、本実施形態の符号
判定器の切り替えによる位相誤差累積加算ベクトルの変
化を説明することにより、本実施形態の特徴を説明す
る。図９（ａ）は、符号判定器８０１を用いた場合の位
相誤差累積加算ベクトルおよび固定符号判定器８０２を
用いた場合の位相誤差累積加算ベクトルを示す説明図で
あり、（ｂ）は、所定時間経過後に符号判定器８０１か
ら固定符号判定器８０２に切り替えた場合の位相誤差累
積加算ベクトルを示す説明図である。なお、同図の位相
誤差累積加算ベクトルは、速いドップラーフェージング
の条件下で得られたデータであるが、遅いドップラーフ
ェージングの条件下でも同様である。

【０１１０】図９（ａ）を参照すると、プロット○は、
符号判定器８０１を用いたときの位相誤差累積加算ベク
トルを示す。プロット○を見ると、等化処理の開始から
比較的短時間で位相誤差累積加算ベクトルの向きが定ま
っている（収束している）ことがわかる。符号判定器８
０１では、現シンボルの復調用の信号点を周波数オフセ
ットとともに位相回転するので、周波数オフセット量が
実際よりも小さくあらわれることもあり、そのため、位
相誤差ベクトル累積器１１４における位相誤差累積加算
ベクトル（周波数オフセット量の推定ベクトル）の向き
の収束が速い。

【０１１１】しかし、符号判定器８０１では、収束した
位相誤差累積加算ベクトルの向きが、実際の周波数オフ
セットに対応していない（実際の周波数オフセット量よ
り小さい）ため、プロット○の軌跡が実際のオフセット
量に対応した傾きより小さい。

【０１１２】一方、プロット△は、固定符号判定器８０
２を用いたときの位相誤差累積加算ベクトルを示す。プ
ロット△は、プロット○と比較して等化処理の初期段階
に、その傾きにバラツキがみられる。しかし、傾きが一
旦定まると、この傾きは実際の周波数オフセット量をよ
く反映したものである。

【０１１３】すなわち、符号判定器８０２では、位相誤
差ベクトル累積器１１４における位相誤差累積加算ベク
トルの向きの収束は遅いが、収束した位相誤差ベクトル
の累積加算ベクトルの向きは、実際の周波数オフセット
量を良く反映したものとなり、収束後の等化性能も安定
する。

【０１１４】そのため、本実施形態の波形等化器は、符
号判定器８０１および固定符号判定器８０２のそれぞれ
が優れている時間帯の利点を利用したものであり、図９
（ｂ）のプロット□で示すように、等化開始直後は、位
相誤差累積加算ベクトルの収束が速い符号判定器８０１
を用いることにより、等化処理の初期段階における等化
性能を向上させ、所定時間が経過して、位相誤差累積加
算ベクトルが収束した後は、より等化性能が良好な固定
符号判定器８０２に切り替えている。

【０１１５】また、本実施形態の波形等化器では、所定
時間経過後に符号判定器８０１から固定符号判定器８０
２に切り替えているが、符号判定器８０１を固定符号判
定器８０２に切り替えるタイミングにおいて、位相誤差
ベクトルの累積加算ベクトルに対してＱ成分のみを逓倍
してもよい。

【０１１６】図９（ｂ）のプロット×は、あるタイミン
グにて、位相誤差累積加算ベクトルの直交成分を逓倍し
たときの位相誤差累積加算ベクトルである。同図におい
て、プロット□は、直交成分を逓倍しないときの位相誤
差累積加算ベクトルであり、プロット×は、位相誤差累
積加算ベクトルの直交成分を逓倍したときの位相誤差累
積加算ベクトルである。同図において、プロット×が、
プロット□よりも、速く固定符号判定器８０２によるラ
イン（図９（ａ）におけるプロット△）に乗っているこ
とがわかる。つまり、直交成分を逓倍することにより、
固定符号判定器８０２で期待される位相誤差累積加算ベ
クトルの値に速く収束することができる。

【０１１７】以上説明したように、本実施形態における
波形等化器によれば、等化フィルタ部１２０により、受
信信号の符号間干渉を除去し、制御部８０３ａおよびス
イッチｓｗ１ａ，ｓｗ１ｂにより、等化フィルタ部１２
０から出力された等化信号ｙ（ｋ）が入力されて所定時
間経過するまでは等化フィルタ部１２０から出力された
等化信号を１シンボル遅延した等化信号ｙ（ｋ−１）に
基づいて座標軸（Ｉｒ−Ｑｒ軸）を形成し、該座標軸に
対して所定の角度をなす信号点候補から現シンボルの信
号点ｄ（ｋ）を決定する符号判定器８０１により現シン
ボルの信号点ｄ（ｋ）を決定させ、該所定時間経過した
後は固定された座標軸（Ｉ−Ｑ軸）に対して所定の角度
をなす信号点候補から現シンボルの信号点ｄ（ｋ）を決
定する固定符号判定器８０２に切り替えて現シンボルの
信号点ｄ（ｋ）を決定させる。そして、誤差算出器１１
２により、符号判定器８０１または固定符号判定８０２
により決定された現シンボルの信号点ｄ（ｋ）と等化フ
ィルタ部１２０から出力された等化信号ｙ（ｋ）との位
相差を表わす位相誤差ベクトルφ（ｋ）を生成し、位相
誤差ベクトル累積器により、位相誤差ベクトルφ（ｋ）
を累積加算して位相誤差累積加算ベクトルΦを生成し、
複素乗算器１０５により、位相誤差累積加算ベクトルΦ
の複素共役ベクトルと等化フィルタ部１２０に入力され
る入力信号１２とを複素乗算して該入力信号に含まれる
周波数オフセットを補償するようにしている。

【０１１８】このように、等化フィルタ部１２０から出
力された等化信号ｙ（ｋ）が入力されてから所定時間経
過するまでは、制御部８０３ａおよびスイッチｓｗ１
ａ，ｓｗ１ｂにより、符号判定器８０１により現シンボ
ルの信号点ｄ（ｋ）を決定させると、符号判定器８０１
から出力されるシンボルの信号点ｄ（ｋ）の周波数オフ
セットによる位相回転量が小さいので、誤差算出器１１
２から出力される位相誤差ベクトルφ（ｋ）も相対的に
小さくなる。そのため、位相誤差ベクトル累積器１１４
で累積された位相誤差累積加算ベクトルΦの向きを短時
間で収束させることができ、等化初期における等化性能
を向上させることができる。また、周波数オフセットに
よる位相回転量が小さいので、周波数オフセットに対す
る引き込み範囲が大きくなる。

【０１１９】そして、該所定時間経過した後に固定符号
判定器８０２に切り替えると、実際の周波数オフセット
量を反映した位相回転量があらわれるため、誤差算出器
１１２で出力された位相誤差ベクトルφ（ｋ）も実際の
周波数オフセット量を反映したものとなり、位相誤差ベ
クトル累積器１１４からの位相誤差累積加算ベクトルΦ
は、実際の周波数オフセット量を反映した周波数オフセ
ットの推定ベクトルとみなすことができる。また、所定
時間経過すると該位相誤差累積加算ベクトルΦが収束す
るため、複素乗算器１０５により、該位相誤差累積加算
ベクトルΦの共役複素数と等化フィルタ部１２０に入力
される入力信号１２とを複素乗算することにより、該入
力信号１２に含まれる実際の周波数オフセット量を反映
した位相回転量を補償することができるので、波形等化
器の等化性能を向上させることができる。

【０１２０】以上の結果として、周波数オフセットに対
する引き込み範囲を大きくすることができ、さらに、等
化の初期から全時間帯にわたって周波数オフセットによ
る波形等化器の等化性能の劣化を防止することができ、
かつ等化性能を向上させることができる。

【０１２１】また、本実施形態における波形等化器で
は、誤差算出器１１２により、位相誤差累積加算ベクト
ルΦ（ｋ）の直交成分を逓倍するので、符号判定器８０
１で得られた復調用の信号点ｄ（ｋ）に基づいて位相誤
差ベクトルφ（ｋ）を累積加算した位相誤差累積加算ベ
クトルΦから、固定符号判定器８０２で得られた復調用
の信号点ｄ（ｋ）に基づいて位相誤差ベクトルφ（ｋ）
を累積加算した位相誤差累積加算ベクトルΦに、短時間
で収束させることができる。すなわち、符号判定器８０
１による等化初期における収束速度が速い位相誤差累積
加算ベクトルΦから、固定符号判定器８０２による実際
の周波数オフセット量を反映した位相誤差累積加算ベク
トルΦに短時間で切替えることができるので、等化性能
を向上させることができる。

【０１２２】〔第１および第２の実施形態の変形例〕次
に、第１および第２の実施形態の変形例について説明す
る。本変形例の構成は、図１および図８に示すように、
第１および第２の実施形態の構成と同様である。ただ
し、第１および第２の実施形態の位相誤差ベクトル累積
器１１４では、位相誤差ベクトルを等化時間に関係なく
単純加算しているが、本変形例では、位相誤差ベクトル
φ（ｋ）に対して累積時間に応じた重み付けを行ってい
る。このため、等化時間に応じて位相誤差ベクトルの信
頼性が高まるので、位相誤差ベクトルは、より実際の周
波数オフセット量を反映したものとなり、その結果、等
化性能が向上する。

【０１２３】また、位相誤差ベクトル累積器１１４にお
いて、等化時間に応じた重み付けを行って加算すること
により、等化時間が長くなるほど熱雑音による影響がφ
（ｋ）に表れなくなるため、すなわち、熱雑音による影
響が軽減するため、位相誤差ベクトルの信頼性が高ま
り、その結果、等化性能が向上する。

【０１２４】以上のように、本実施形態の波形等化器で
は、位相誤差ベクトル累積器１１４により、等化時間の
経過に応じて位相誤差ベクトルφ（ｋ）の信頼性が高ま
ることおよび等化時間の経過に応じて熱雑音による影響
が軽減することを利用して、位相誤差ベクトルφ（ｋ）
に対して累積時間に応じた重み付けを行うことにより、
位相誤差累積加算ベクトルΦの精度が高くなる。すなわ
ち、位相誤差累積加算ベクトルΦは、より実際の周波数
オフセットによる位相回転量とみなすことができので、
波形等化器の等化性能を向上させることができる。

【０１２５】〔第３の実施形態〕次に、本発明の第３の
実施形態に係る波形等化器について説明する。本実施形
態の波形等化器では、第１および第２の実施形態の構成
（図１および図８を参照）に周波数シンセサイザおよび
制御部を付加した構成である。図１０は、本実施形態の
波形等化器を示す構成図である。なお、同図において、
図１と重複する部分には同一の符号を附して説明を省略
する。

【０１２６】制御部８０３ｂは、位相誤差ベクトル累積
器１１４から出力された位相誤差累積加算ベクトルΦか
ら周波数オフセット量を推定し、該周波数オフセット量
を補償するように周波数シンセサイザ１０００によって
生成される局部発振信号の周波数を制御するものであ
り、特許請求の範囲にいう周波数制御手段に該当する。
また、周波数シンセサイザ１０００は、制御部８０３ｂ
からの制御信号に応じた周波数の局部発振信号を生成し
て、ミキサ部１０１に供給するものである。なお、ミキ
サ部１０１は、受信信号の周波数を中間周波数に変換す
るもので、特許請求の範囲にいう周波数変換手段に該当
する。

【０１２７】次に、図１０を参照して、本実施形態の波
形等化器の動作を説明する。まず、位相誤差ベクトル累
積器１１４から出力された位相誤差累積加算ベクトルΦ
が、制御部８０３ｂに入力される。そして、制御部８０
３ｂは、該位相誤差累積加算ベクトルΦから周波数オフ
セット量を推定し、該周波数オフセット量を補償するよ
うに周波数シンセサイザ１０００によって生成される局
部発振信号の周波数を制御する。

【０１２８】ここで、図６を参照して、位相誤差累積加
算ベクトルΦから周波数オフセット量の推定方法を説明
する。位相誤差ベクトル累積器１１４により、位相誤差
累積加算ベクトルΦが生成されるので、その位相である
Θを求めることができる。第１の実施形態で説明したよ
うに、式（２）において、信号のシンボルレートをｆｓ
[Hｚ]、周波数オフセットをｆｏｆｆ[Hｚ]とすると、周
波数オフセットによる１シンボルあたりの位相回転量Ψ
[ｒａｄ]は、Ψ＝２π＊ｆｏｆｆ／ｆｓである。

【０１２９】図６に示すように、位相誤差累積加算ベク
トルΦが推定されると、周波数オフセットによる１シン
ボルあたりの位相回転量がΘ[ｒａｄ]と推定される。周
波数オフセットの推定量ｅｓｔ−ｆｏｆｆ[Hｚ]は、式
（６）で求めることができる。

【０１３０】 ｅｓｔ−ｆｏｆｆ＝Θ＊ｆｓ／２π …（６）

【０１３１】このように、制御部８０３ｂで推定された
周波数オフセット量を補償するように、周波数シンセサ
イザ１０００によって生成される局部発振信号の周波数
を制御する。そして、制御された周波数を持つ局部発振
信号をミキサ部１０１に入力することにより、受信信号
１１の周波数オフセット量を補償する。なお、局部発信
信号の周波数を制御した後には、位相誤差ベクトル累積
器１１４における位相誤差累積加算ベクトルΦをゼロに
リセットする。

【０１３２】以上説明したように、本実施形態における
波形等化器によれば、制御部８０３ｂにより、位相誤差
累積加算ベクトルΦから推定された周波数オフセットを
補償するようにミキサ部１０１で用いる局部発振信号の
周波数を制御することにより、受信信号１１に含まれる
周波数オフセットを補償することができ、その結果、波
形等化器の等化性能を向上させることができる。

【０１３３】なお、第１の実施形態、第２の実施形態、
並びに第１および第２の実施形態の変形例において、波
形等化器への入力信号の位相回転をルートナイキストフ
ィルタ１０４の後段に複素乗算器１０５を設けて実現し
ているが、この場合、周波数オフセットが存在する信号
をルートナイキストフィルタに入力しているため、帯域
内信号が一部削られてしまう。

【０１３４】このような事情に対処するべく、複素乗算
器１０５をルートナイキストフィルタ１０４の前段に配
置する構成としてもよい。この構成により、複素乗算器
１０５の出力信号の周波数オフセット量が小さくなるこ
とから、ルートナイキストフィルタ１０４によって削ら
れる帯域内信号が少なくなり、等化性能を向上させるこ
とができ、その結果、受信性能を向上させることができ
る。

【０１３５】〔第４の実施形態〕次に、本発明の第４の
実施形態に係る移動局無線装置、基地局無線装置および
移動通信システムについて説明する。大ゾーン方式の移
動通信システムや伝送速度が高速な移動通信システムな
どでは、基地局と移動局との間を結ぶ電波の伝搬路が複
数通り観測される。そのため、複数の伝搬路から受信波
が到来し、各伝搬路から到来した受信波は、それぞれ伝
搬路固有の遅延時間を伴って到来し、到来時間に差があ
るため、無線伝送路の帯域内の各周波数について振幅と
位相の変動が一様ではなく、周波数選択性フェージング
を生じる。該周波数選択性フェージングの影響により、
符号間干渉が生じるなどの問題が生じる。この対策とし
て、波形等化器を用いて受信波から周波数選択性フェー
ジングによる波形歪みを打ち消し、伝送誤りの劣化を防
止している。

【０１３６】また、到来する受信波に含まれる搬送波の
周波数と移動局無線装置が備える局部発振周波数との間
に、個体間の局部発振周波数のバラツキに起因する周波
数オフセットがあると、位相が高速で回転する現象が生
じ、等化器の更新アルゴリズムが位相の回転速度に追従
できずに等化性能が劣化するという移動通信システム特
有の問題がある。

【０１３７】本実施形態は、第１の実施形態、第２の実
施形態、並びに第１および第２の実施形態の変形例で説
明した波形等化器を、移動局無線装置および基地局無線
装置に適用し、これら移動局無線装置および基地局無線
装置を備えて移動通信システムを構成したものである。
本実施形態の移動通信システムの一構成例を図１１に示
す。なお、波形等化器を設ける位置としては、例えば、
移動局無線装置の復調部または基地局無線装置の復調部
（図１１では基地局ＢＳ１の受信部内）のいずれか一方
または両方に設けることができる。

【０１３８】以上説明したように、第１の実施形態、第
２の実施形態、並びに第１および第２の実施形態の変形
例における波形等化器を、移動局無線装置または基地局
無線装置のいずれか一方または両方に適用し、これら移
動局無線装置および基地局無線装置を備えて構成した移
動通信システムでは、周波数オフセットに対する引き込
み範囲が大きくなり、また、等化性能を向上させること
ができるので、様々な伝搬路条件に対して受信性能を向
上させることができる。そのため、受信性能が良好な移
動通信端末および基地局インフラとなり、これらを組み
合わせることにより、周波数選択性フェージングおよび
周波数オフセットに強い、高品質な移動通信システムを
構築することができる。さらに、周波数オフセット量に
関するシステム設計の拘束条件が緩和されることから、
移動通信システムの設計を容易にすることができ、その
結果、高品質な移動通信システムを構築することができ
る。

【０１３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の波形等化
器、周波数オフセット補償方法、プログラム、記録媒
体、波形等化器を用いた移動局無線装置、基地局無線装
置並びに移動通信システムによれば、等化フィルタ手段
（等化フィルタステップ）により、受信信号の符号間干
渉を除去し、符号判定手段（符号判定ステップ）によ
り、等化フィルタ手段（等化フィルタステップ）から出
力された等化信号を１シンボル遅延した等化信号に基づ
いて座標軸を形成し、該座標軸に対して所定の角度をな
す信号点候補から現シンボルの信号点を決定する。そし
て、誤差算出手段（誤差算出ステップ）により、現シン
ボルの信号点と等化フィルタ手段（等化フィルタステッ
プ）から出力された等化信号との位相差を表わす位相誤
差信号を生成し、位相誤差信号累積手段（位相誤差信号
累積ステップ）により、位相誤差信号を累積加算して位
相誤差累積加算信号を生成し、複素演算手段（複素演算
ステップ）により、位相誤差累積加算信号と等化フィル
タ手段（等化フィルタステップ）に入力される入力信号
とを複素演算して該入力信号に含まれる周波数オフセッ
トを補償することとし、符号判定手段（符号判定ステッ
プ）により、１シンボル前の信号点の周波数オフセット
による位相回転量が補償されるように座標軸の位相を回
転させるので、現シンボルの信号点の周波数オフセット
による位相回転量が、現シンボルの信号点の前のシンボ
ルの信号点の周波数オフセットによる累積位相回転量が
補償されて小さくなり、その結果、周波数オフセット量
が所定量を越えても受信信号の位相が高速で回転するこ
となく、許容可能な周波数オフセット量（即ち、周波数
オフセットに対する引き込み範囲）が大きくなり、適応
アルゴリズムを位相の回転速度に十分追従させることが
できるので、等化性能を向上させ得た波形等化器を提供
することができる。

【０１４０】また、本発明によれば、位相誤差累積加算
ベクトル（位相誤差累積加算信号）を、周波数オフセッ
トの推定ベクトルとみなすことができるので、複素演算
手段（複素演算ステップ）により、位相誤差累積加算信
号と等化フィルタ手段（等化フィルタステップ）に入力
される入力信号とを複素演算することにより、該入力信
号に含まれる周波数オフセットによる位相回転量を補償
することができるので、周波数オフセットに対する引き
込み範囲がさらに大きくなり、適応アルゴリズムを位相
の回転速度に十分追従させることができ、等化性能をよ
り向上させた波形等化器を提供することができる。

【０１４１】また、本発明によれば、符号判定手段（符
号判定ステップ）により、周波数オフセットによる位相
回転量を小さくすることができ、誤差算出手段（誤差算
出ステップ）で出力される位相誤差信号も相対的に小さ
くなり、その結果、位相誤差累積手段（位相誤差累積ス
テップ）で累積された累積加算ベクトルの向きを短時間
で収束させることができ、等化初期における等化性能を
向上させた波形等化器を提供することができる。

【０１４２】さらに、本発明の波形等化器を移動局無線
装置または基地局無線装置のいずれか一方または両方に
適用し、これら移動局無線装置または基地局無線装置の
いずれか一方または両方を備えて構成した移動通信シス
テムによれば、周波数オフセットに対する引き込み範囲
が大きくなり、また、等化性能を向上させることができ
るので、様々な伝搬路条件に対して受信性能を向上させ
ることができ、その結果、周波数選択フェージングの影
響を確実に取り除いた高品質な移動通信システムを構築
できる。さらに、周波数オフセット量に関するシステム
設計の拘束条件が緩和されることから、移動通信システ
ムの設計を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る波形等化器の構成を示す
構成図である。

【図２】π／４シフトＱＰＳＫ変復調方式の固定符号判
定器における復調用信号点決定方法を示す説明図であ
る。

【図３】第１の実施形態の符号判定器における復調用の
信号点決定方法を示す説明図である。

【図４】等化誤差および位相誤差ベクトルの説明図であ
る。

【図５】（ａ）は、π／４シフトＱＰＳＫ変調方式によ
る送信シンボル列を例示する説明図であり、（ｂ）は、
π／４シフトＱＰＳＫ復調方式による受信シンボル列を
例示する説明図である。

【図６】位相誤差累積加算ベクトルの原理説明図であ
る。

【図７】シンボルレートの４倍でオーバーサンプリング
された送信データ列および受信データ列を例示する説明
図である。

【図８】第２の実施形態に係る波形等化器の符号判定器
および固定符号判定器の切り替え構成を示す部分構成図
である。

【図９】（ａ）は、符号判定器８０１を用いた場合の位
相誤差累積加算ベクトルおよび固定符号判定器８０２を
用いた場合の位相誤差累積加算ベクトルを例示する説明
図であり、（ｂ）は、所定時間経過後に符号判定器８０
１から固定符号判定器８０２に切り替えた場合の位相誤
差累積加算ベクトルを例示する説明図である。

【図１０】第３の実施形態に係る波形等化器を示す構成
図である。

【図１１】第４の実施形態に係る移動局無線装置および
基地局無線装置、並びにこれら移動局無線装置および基
地局無線装置を備えた移動通信システムの構成図であ
る。

【図１２】従来の波形等化器の構成を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１１ 受信信号 １２ 入力信号 １０１ ミキサ部 １０２ 直交復調器 １０３ ＡＤ変換器 １０４ ルートナイキストフィルタ １０５ 複素乗算器 １０６ フィードフォワードフィルタ １０７ フィードバックフィルタ １０８ 加算器 １０９ 符号判定器 １１０ シンボル遅延器 １１１ データ復調器 １１２ 等化誤差算出器 １１３ タップ係数更新器 １１４ 位相誤差ベクトル累積器 １２０ 等化フィルタ部 ８００ 符号判定部 ８０１ 符号判定器 ８０２ 固定符号判定器 ８０３ａ 制御部 ８０３ｂ 制御部 １０００ 周波数シンセサイザ １２０１ フィードフォワードフィルタ １２０２ フィードバックフィルタ １２０３，１２１０ 加算器 １２０４，１２１１ 座標変換器 １２０５ スイッチ １２０６ 遅延器 １２０７ 減算器 １２０８ 符号判定器 １２０９ データ復調器 １２１２ 等化誤差算出器 １２１３ タップ係数更新器 ｓｗ１ａ，ｓｗ１ｂ スイッチ ＣＮＴ 制御信号 ｄ（ｋ） 現シンボルの復調用の信号点 ｙ（ｋ） 等化出力 ｙ（ｋ−１） １シンボル時間遅延された等化出力 φ（ｋ） 位相誤差信号

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−235791（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−188786（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−177801（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−188787（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−235917（ＪＰ，Ａ) 特開2000−183991（ＪＰ，Ａ) 江崎 智宏， 会田 幸作， 岡本 貞二，“周波数オフセット補償機能をも つ判定帰還型等化器の検討”，1991年電 子情報通信学会春季全国大会講演論文集 分冊２，1991年 ３月15日，ｐ．２− 388，（Ｂ−388) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 1/76 H04B 3/00 H04B 7/00 H04L 27/00

Claims (16)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信信号の符号間干渉を除去する等化フ
   ィルタ手段と、 前記等化フィルタ手段から出力された等化信号を１シン
   ボル遅延した等化信号に基づいて座標軸を形成し、該座
   標軸に対して所定の角度をなす信号点候補から現シンボ
   ルの信号点を決定する符号判定手段と、 前記現シンボルの信号点と前記等化フィルタ手段から出
   力された等化信号との位相差を表わす位相誤差信号を生
   成する誤差算出手段と、 前記位相誤差信号を累積加算して位相誤差累積加算信号
   を生成する位相誤差信号累積手段と、 前記位相誤差累積加算信号と前記等化フィルタ手段に入
   力される入力信号とを複素演算し、該入力信号に含まれ
   る周波数オフセットを補償する複素演算手段と、 を有することを特徴とする波形等化器。
2. 【請求項２】 受信信号の符号間干渉を除去する等化フ
   ィルタ手段と、 固定された座標軸に対して所定の角度をなす信号点候補
   から現シンボルの信号点を決定する固定符号判定手段
   と、 前記現シンボルの信号点と前記等化フィルタ手段から出
   力された等化信号との位相差を表わす位相誤差信号を生
   成する誤差算出手段と、 前記位相誤差信号を累積加算して位相誤差累積加算信号
   を生成する位相誤差信号累積手段と、 前記位相誤差累積加算信号と前記等化フィルタ手段に入
   力される入力信号とを複素演算し、該入力信号に含まれ
   る周波数オフセットを補償する複素演算手段と、 を有することを特徴とする波形等化器。
3. 【請求項３】 受信信号の符号間干渉を除去する等化フ
   ィルタ手段と、 前記等化フィルタ手段から出力された等化信号を１シン
   ボル遅延した等化信号に基づいて座標軸を形成し、該座
   標軸に対して所定の角度をなす信号点候補から現シンボ
   ルの信号点を決定する符号判定手段と、 固定された座標軸に対して所定の角度をなす信号点候補
   から現シンボルの信号点を決定する固定符号判定手段
   と、 前記符号判定手段または前記固定符号判定手段により決
   定された前記現シンボルの信号点と前記等化フィルタ手
   段から出力された等化信号との位相差を表わす位相誤差
   信号を生成する誤差算出手段と、 前記等化信号が入力されて所定時間経過するまでは前記
   符号判定手段により現シンボルの信号点を決定させ、該
   所定時間経過した後は前記固定符号判定手段により現シ
   ンボルの信号点を決定させる切換手段と、 前記位相誤差信号を累積加算して位相誤差累積加算信号
   を生成する位相誤差信号累積手段と、 前記位相誤差累積加算信号と前記等化フィルタ手段に入
   力される入力信号とを複素演算し、該入力信号に含まれ
   る周波数オフセットを補償する複素演算手段と、 を有することを特徴とする波形等化器。
4. 【請求項４】 前記位相誤差信号累積手段は、前記位相
   誤差信号に対して等化開始からの累積時間に比例した重
   み付けを行うことを特徴とする請求項１、２または３に
   記載の波形等化器。
5. 【請求項５】 前記誤差算出手段は、前記符号判定器を
   前記固定符号判定器に切り替えるタイミングにおいて、
   前記位相誤差累積加算信号の直交成分を約２倍にするこ
   とを特徴とする請求項３または４に記載の波形等化器。
6. 【請求項６】 前記受信信号の周波数を中間周波数に変
   換する周波数変換手段と、 前記位相誤差累積加算信号から推定された周波数オフセ
   ットに基づいて、前記入力信号に含まれる周波数オフセ
   ットを補償するように前記周波数変換手段への局部発振
   信号の周波数を制御する周波数制御手段と、 をさらに有することを特徴とする請求項１、２、３、４
   または５に記載の波形等化器。
7. 【請求項７】 受信信号の符号間干渉を除去する等化フ
   ィルタステップと、 前記等化フィルタステップから出力された等化信号を１
   シンボル遅延した等化信号に基づいて座標軸を形成し、
   該座標軸に対して所定の角度をなす信号点候補から現シ
   ンボルの信号点を決定する符号判定ステップと、 前記現シンボルの信号点と前記等化フィルタステップか
   ら出力された等化信号との位相差を表わす位相誤差信号
   を生成する誤差算出ステップと、 前記位相誤差信号を累積加算して位相誤差累積加算信号
   を生成する位相誤差信号累積ステップと、 前記位相誤差累積加算信号と前記等化フィルタステップ
   に入力される入力信号とを複素演算し、該入力信号に含
   まれる周波数オフセットを補償する複素演算ステップ
   と、 を有することを特徴とする周波数オフセット補償方法。
8. 【請求項８】 受信信号の符号間干渉を除去する等化フ
   ィルタステップと、 固定された座標軸に対して所定の角度をなす信号点候補
   から現シンボルの信号点を決定する固定符号判定ステッ
   プと、 前記現シンボルの信号点と前記フィルタステップから出
   力された等化信号との位相差を表わす位相誤差信号を生
   成する誤差算出ステップと、 前記位相誤差信号を累積加算して位相誤差累積加算信号
   を生成する位相誤差信号累積ステップと、 前記位相誤差累積加算信号と前記等化フィルタステップ
   に入力される入力信号とを複素演算し、該入力信号に含
   まれる周波数オフセットを補償する複素演算ステップ
   と、 を有することを特徴とする周波数オフセット補償方法。
9. 【請求項９】 受信信号の符号間干渉を除去する等化フ
   ィルタステップと、 前記等化フィルタステップから出力された等化信号を１
   シンボル遅延した等化信号に基づいて座標軸を形成し、
   該座標軸に対して所定の角度をなす信号点候補から現シ
   ンボルの信号点を決定する符号判定ステップと、 固定された座標軸に対して所定の角度をなす信号点候補
   から現シンボルの信号点を決定する固定符号判定ステッ
   プと、 前記符号判定ステップまたは前記固定符号判定ステップ
   により決定された前記現シンボルの信号点と前記等化フ
   ィルタステップから出力された等化信号との位相差を表
   わす位相誤差信号を生成する誤差算出ステップと、 前記等化信号が入力されて所定時間経過するまでは前記
   符号判定ステップにより現シンボルの信号点を決定さ
   せ、該所定時間経過した後は前記固定符号判定ステップ
   により現シンボルの信号点を決定させる切換ステップ
   と、 前記位相誤差信号を累積加算して位相誤差累積加算信号
   を生成する位相誤差信号累積ステップと、 前記位相誤差累積加算信号と前記等化フィルタステップ
   に入力される入力信号とを複素演算し、該入力信号に含
   まれる周波数オフセットを補償する複素演算ステップ
   と、 を有することを特徴とする周波数オフセット補償方法。
10. 【請求項１０】 前記誤差算出ステップは、前記符号判
    定ステップを前記固定符号判定ステップに切り替えるタ
    イミングにおいて、前記位相誤差累積加算信号の直交成
    分を約２倍にすることを特徴とする請求項９に記載の周
    波数オフセット補償方法。
11. 【請求項１１】 前記受信信号の周波数を中間周波数に
    変換する周波数変換ステップと、前記位相誤差累積加算
    信号から推定された周波数オフセットに基づいて、前記
    入力信号に含まれる周波数オフセットを補償するように
    前記周波数変換ステップで用いる局部発振信号の周波数
    を制御する周波数制御ステップとをさらに有することを
    特徴とする請求項７、８、９または１０に記載の周波数
    オフセット補償方法。
12. 【請求項１２】 請求項７、８、９、１０または１１に
    記載の周波数オフセット補償方法をコンピュータに実行
    させるためのプログラム。
13. 【請求項１３】 請求項７、８、９、１０または１１に
    記載の周波数オフセット補償 方法をコンピュータに実行
    させるためのプログラムとして記録したコンピュータに
    より読み取り可能な記録媒体。
14. 【請求項１４】 請求項１、２、３、４、５または６に
    記載の波形等化器、請求項１２に記載のプログラム、或
    いは、請求項１３に記載の記録媒体を有することを特徴
    とする移動局無線装置。
15. 【請求項１５】 請求項１、２、３、４、５または６に
    記載の波形等化器、請求項１２に記載のプログラム、或
    いは、請求項１３に記載の記録媒体を有することを特徴
    とする基地局無線装置。
16. 【請求項１６】 請求項１、２、３、４、５または６に
    記載の波形等化器、請求項１２に記載のプログラム、或
    いは、請求項１３に記載の記録媒体を有することを特徴
    とする移動通信システム。