JP3658409B2 - デジタル伝送の信号干渉対策 - Google Patents
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Description
本発明は一般にデジタル信号処理に関し、特に、デジタルHDTV伝送における信号干渉に対処するための受信機をベースにした方法および装置に関するものである。
〔背景技術〕
米連邦通信委員会(以下FCCと称する)およびCableLabsのようなケーブルテレビジョンテスティング機構は、将来米国のNTSDに取って変わるであろうデジタルテスティングデリバリーシステムを評価しているところである。これらのシステムは全てが例えばMPEGアルゴリズムまたはその変形を用いるデジタル符号化技術およびデータ圧縮技術を含んでいる。
FCCは例えば地上放送用の高精細度テレビジョン(HDTV)デジタル信号および標準精細度テレビジョン(SDTV)デジタル信号を具える高水準テレビジョン(ATV)標準規格をテストし、承認することを計画している。この標準規格の仕様は今なおテストされ承認されつつあるが、FCCは、このシステムがいわゆる“同報”方法の形態を最初にとっていることを示している。新たなATV信号は現在未使用のテレビジョンチャネル(いわゆる“タブー”チャネルと称される)に適応され、最初に同一チャネル干渉なく従来のアナログテレビジョン信号と共存している。タブーチャネルの例は以下に示す。図1は2つの地理的な区域AおよびBを示す。区域Aの送信アンテナ1によってNTSCチャネル6を送信する。FCCは区域Bのアンテナ2がNTSCチャネル6を送信することを許可していない。その理由はアンテナ1をアンテナ2に近づけることによって両区域にNTSC干渉が生ずるからである。従って、区域AがNTSCチャネル6を送信している場合には区域Bのチャネルはいわゆる“タブー”チャネルとなる。しかし、企画されたATV標準規格の下では、FCCは区域Bのアンテナ2によってチャネル6にATV信号を送信させるようにしている。その理由はNTSC干渉が周辺区域3においていまだ特に問題であるにもかかわらず、新たなATV信号がNTSC干渉に充分耐えるからである。
以下、NTSCを用いて従来のテレビジョン放送の一例を示す。他の例としてはSECAMまたはPALがある。ここではNTSCを例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、NTSCの例示は従来技術と同義語として用い、一般的に従来のテレビジョンを表わすものとする。
FCCはいわゆる“グランドアライアンス”社のデジタルATVシステムをテストしようとしており、このシステムはFCCにより1991年および1992年にテストされた個別の提案のうちの第1ラウンドを共同開発したものである。
グランドアライアンス社はMPEGによって提案されたソース符号化標準規格を満足する符号化アルゴリズムを既に決定している。さらに、アドバンスドテレビジョンテストセンター(ATTC)によって導入されたテストに基づいて選択されたRF送信はゼニスエレクトロニクス社により設計され確立されたトレリス符号化8VSB(残留側波帯伝送)システムである。このシステムの詳細は“Digital Spectrum Compatible-Technical Details”1991年9月23日発刊で、ベークオフのために最近改訂された“VSB Transmission System:Technical Details”1994年9月19日に記載されている。また、このシステムは文献“Broadcast Engineering"にChanが発表した論文“A Look at 8-VSB"1994年9月、第10頁に、および“TV Technology"1994年4月、第50頁にWeissが発表した論文“And the Winner is VSB・・・Maybe"にも記載されている。
この同一チャネル干渉に対処するために前記ゼニス8VSBモデムに用いられている技術を図2につき以下に説明する。
図2はNTSC信号の周波数スペクトルの一例を示す。NTSC信号の画像V、音声AおよびカラーCの搬送波によってデジタルHDTV信号との干渉を生じる。同一チャネルの搬送波周波数があるこれら“ピーク”を除去するために、前記ゼニス8VSBモデムは図示の画像V、音声AおよびカラーCの搬送波の箇所でデジタルスペクトルに零を導入するレスポンス4を有する受信機にコムフィルタを使用する。図3に示すNTSC除去フィルタ(コムフィルタ)によって零周波数に位置する定常状態の信号を除去する。正しい搬送波周波数との零整合を確実に行うためには、ATVスペクトルを、“VSB Transmision System:Technical Details"の第15頁に記載されているように、NTSCスペクトルに対し45.8kHzシフトさせる必要があるとともに後述するように12シンボルだけ遅延させる必要がある。
図3のコムフィルタはその入力信号を受ける12シンボル遅延装置8と、後述するようにフィルタの入力信号から遅延装置8の出力を差し引く減算器9とを具える。
図4はゼニスシステムにコムフィルタを使用する従来例を示す。受信したシンボルrkは、15レベルシンボル+雑音+干渉を部分応答トレリス復号器11に供給するコムフィルタ8,9を具える第1枝路20と、8レベルシンボル+雑音+干渉を任意のトレリス復号器12に供給する第2枝路10とに供給する。スイッチ13は第1枝路20または第2枝路10から出力データを供給する。コムフィルタ8,9はNTSC干渉がデジタル信号に存在する場合に使用状態とし、そうでない場合に使用状態としない。従って、従来のテレビジョン信号、例えばNTSC信号が同一チャネルで放送される場合にデジタル信号の性能を改善する。コムフィルタの詳細はPohlmannの著書“Principles of Digital Audio"第2版、1991年に記載されている。
従来のコムフィルタ8,9は従来の同一チャネルテレビジョン干渉が存在する場合に対して、トレリス復号器に縦続接続された部分応答チャネルとして処理される。従って、拡張トレリスにビタビ復号化を用いる最適な部分応答トレリス復号器11を開発することができ、ビタビ復号化の状態は、Andrew J.ViterbiおよびJim K.Omuraの著書“Principles of Digital Communication and Coding″の特に第227-300頁に記載されているように、コムフィルタおよびトレリス符号化器の状態の縦続接続に相当する。トレリスの状態の数はコムフィルタの遅延装置の数が増大するにつれて大きく増大する。従ってコムフィルタ8,9および12シンボルの遅延装置8を用いるトレリス符号化8VSBシステムは著しく大きなトレリス状態の数を有するとともに追加の雑音に関連する問題をも有する。
その設計を簡単化するために、ゼニスはMPEG符号化され、RS符号化され且つインターリーブされたデータ流を直列から並列に変換し、次いで送信機側に12個の並列トレリス符号化器および並列−直列変換器を用いる。従って、コムフィルタ8,9を用いる場合のトレリス復号器11によってトレリス復号器の状態数の2倍または4倍に等しい状態数のトレリスでビタビ復号化を行う。この場合にも追加の雑音に関連する問題が生じ、実際上トレリス復号器を不当に作動させるようになる。
従来の同一チャネルテレビジョン干渉が存在しない場合にはコムフィルタ8,9を使用状態に切換えないで、トレリス復号化を、最適のトレリス復号器12によってトレリス復号器の状態数に等しい状態数のトレリスでビタビ復号化を行う。これが可能な理由は、ゼニスの方法によって送信機でプレ符号化を使用しないからである。簡単なトレリス復号化12により可能となる枝路10と受信機側でコムフィルタ8,9および拡張されたトレリス12を用いる枝路20との選択は、ポストコムがある場合およびポストコムがない場合の出力側の周期的に送出されたデータフィールド同期シンボルの測定されたエラーレートによって決める。従って、NTSC干渉が存在する場合にはコムフィルタの枝路20が選択されてトレリス復号器の状態数を増大させる。また受信機にコムフィルタ8,9を使用する場合と、ゼニスによって指示されてコムフィルタを使用しない場合との切換えは厄介である。さらに、著しい回数のコンピュータ計算を行ってコムフィルタを使用すべきか、使用すべきでないかを決める必要がある。また、コムフィルタを使用することによって12個の並列符号化器およびこれに対応する12個の並列復号化器を必要とし、これも極めて厄介である。
現在のコムフィルタに関連する他の問題は、NTSC同一チャネル干渉および相加性白色ガウス雑音(AWGN)が存在する場合にコムフィルタの性能が劇的に劣化するようになることである。その理由はコムフィルタ通過後のAWGNが白色とならず、“有色”となり、即ち、雑音サンプルが最早互いに独立とならなくなるからである。この“有色”雑音はAWGNチャネルの性能を最適化するトレリス復号器の性能に悪影響を与えるようになる。従来の同一チャネルテレビジョン干渉が、信号出力が小さく、従ってAWGNが大きくなるようにした図1の周辺区域3で最大となる場合にはAWGNのこの“有色化”は実際上考慮する必要のあるシナリオとなる。
また、NTSC除去に対してコムフィルタを用いる場合にはATVスペクトルに対し45.8kHz推移させてコムフィルタの零値を“VSB Transmission System:Technical Detailes”の第15頁に記載されているように映像信号搬送波および色搬送波に整列させるようにする。これにより隣接チャネル除去に不必要な隣接の6MHzチャネルにデジタルスペクトルを落とすようにする。
デジタル信号が現存のアナログチャネルに次ぐ新たなチャネルでケーブルを経て伝送される場合には、同一チャネル干渉と同様の問題が発生する。相互変調積はケーブルにおける最も重要な歪みタイプの1つであるため、ケーブルに設置し得る最大数のチャネルは相互変調積の発生により制限されるようになる。デジタル信号がケーブルを経て伝送される場合には、その非相互変調積妨害チャネルが現存の(アナログ)チャネルにより既に完全に占められており、デジタル信号の新たなチャネルは相互変調積の干渉を受けるようになる。信号干渉を妨害する他のソースは単一搬送波信号によって発生する。もっと一般的には、解決すべき問題は信号干渉によって生ずる。
〔発明の開示〕
一般に、本発明の目的はデジタル信号の伝送を妨害する信号干渉を低減することにある。
この目的のため、本発明の第1の主題は請求項1に記載のようにデジタル信号から干渉を除去する方法を提供する。本発明の第2の主題は請求項9に記載のように上記目的のためのフィルタシステムを提供する。本発明の第3の主題は請求項9に記載のように上記目的のためのフィルタシステムを提供する。この第3の主題によって請求項12に記載の方法を提供する。第4の主題によって請求項14に規定されるフィルタシステムを提供する。第5の主題によって請求項21に規定される方法を提供する。第6の主題によって請求項23に規定されるフィルタシステムを提供する。さらに他の主題によって請求項25、26、27に規定されるテレビジョン受像機を提供する。また、従属項によって有利な例を規定する。
本発明の種々の例によってそれ自体NTSCスペクトルに動的に適合され得、従ってコムフィルタを必要とすることなく受信デジタル信号から除去されるNTSC干渉を取出す適応フィルタを提供する。
一例では、受信入力信号rを遅延し且つ適応フィルタに供給する、適応フィルタの出力は受信信号rから減算する。この減算の結果の“エラー”成分を用いて適応フィルタのタップ係数を調整する。この“エラー”成分を最小とすることによって適応フィルタはNTSC信号の搬送波に同調するようになる。次いでこのNTSC信号を受信信号rから減算して受信信号の予測し得ない信号成分(エラー)のみを除去する。この“エラー”成分はこれにデジタル信号およびAWGN成分が含まれ、コムフィルタを必要とすることなく簡単なトレリス復号化により容易に処理することができる。一例では、適応フィルタにフィルタタップを設け、これらのタップの係数を自動的に調整可能にして基準信号としてNTSC信号を用いることなくNTSC信号の周期的成分への同調を行うようにする。好適な例では、適応フィルタをフィードフォワードフィルタとする。
本発明の他の例では、シンボル間干渉に対処するためにフィードバック経路に有限インパルス応答フィルタ(FIRF)を用いることによって判定フィードバック等化器(DFE)を組込むようにする。また、フォワードフィルタを設けて受信信号のプレエコーまたはゴーストを除去する。適応フィルタを用いることなくDFEを使用するとともに受信信号のNTSC干渉が強力である場合にはフィードバックフィルタのタップ係数は著しく大きくなり、これによりDFEのエラー伝搬を増大し、多重経路を除去するDFEの期待される性能が減少する。
しかし、適応フィルタをDFEとともに用いる場合にはDFEが適応フィルタからの信号を除去するようになる。その理由は適応フィルタからの信号が多重経路となり再びエラー伝搬を増大するとDFEが判断するからである。しかし、DFEはフィードバックフィルタのタップの数まで多重経路を除去するだけである。
従って、本発明の目的は適応フィルタと相俟って作動し、DFEが多重経路としての適応フィルタからの信号を除去しないようにしたDFEを提供せんとするものである。この目的のため、適応フィルタの遅延Dをこれがフィードバックフィルタのタップの数よりも大きくなるように設定する。斯様にすれば、DFEは“多重経を路”除去しなくなり、適応フィルタから明らかなように、DFEはゴーストを有効に除去するも、DFEのエラー伝搬は増大せず、NTSC信号は適応フィルタによって除去されるようになる。
DFEを含むこの例では、NTSC信号推測値
はフォワードフィルタの出力から減算する。また、フィードバックフィルタの出力もフォワードフィルタの出力から減算する。また、信号を最も近いシンボルに量子化するスライサーを設ける。減算器によってスライサーの入力とスライサーの出力とを比較してエラー信号ek’を発生し、これを用いて適応アルゴリズムによりフォワードフィルタおよびフィードバックフィルタのタップ係数を設定する。DFEは常時エラー信号ek’を最小にする。
本発明の他の目的は受信機にコムフィルタを用いることなくデジタル信号から同一チャネルに伝送されたNTSC干渉を除去することにある。
本発明のさらに他の目的は同一チャネルテレビジョン干渉が存在しない場合にATV受像機のトレリス符号化/復号化装置のAWGN性能を改善することにある。これは、トレリス符号化器の状態数を制限するコムフィルタを用いることなく達成する。その理由はコムフィルタのビタビ符号化器がトレリス符号化器の少なくとも2倍の状態数を有するトレリスで作動する必要があるからである。
本発明のさらに他の目的はコムフィルタを使用する際に必要とする45.8kHzの周波数変位を除去することにある。
〔発明の実施の形態〕
図5Aは信号干渉消去用適応フィルタ40の基本構成を示す回路図である。以下の例ではNTSC同一チャネル干渉を例示するが、この適応フィルタ40によって相互変調積干渉のような他の干渉信号をも除去することができる。この適応フィルタ40は遅延素子42、可調整タップg1・・・gLgを有する適応フィルタ回路43および減算回路41を具える。適応フィルタ40への入力はシーケンスrkとし、このシーケンスはデジタル信号の伝送されたシンボルシーケンスak、NTSC同一チャネル干渉ikおよびAWGNnkを含む。適応フィルタ40の出力ekはシーケンスrkからNTSC同一チャネル干渉ikの推測値
を減算して形成した“エラー″信号である。従って、この“エラー″信号はデジタル信号ak+AWGNnkを含む。適応フィルタ40はNTSC同一チャネル干渉ikの搬送波または周期的成分への“同調″のために用い、従ってこの搬送波は推測し、且つ減算回路41で受信した信号rkから減算する。減算回路41の出力を受信した信号rkの非周期的成分とし、これは元のデジタル信号ak+相加性AWGNnkとする。次いで、適応フィルタの出力ekをトレリス復号器に送出してAWGNnkを容易に除去し得るようにする。
適応フィルタ40によってNTSC同一チャネル干渉を除去することができる。その理由は受信した信号rkをDシンボルの遅延を行う遅延素子42にまず最初に通過させるからである。この遅延を充分大きく選択して受信した信号rk=元のデジタル信号ak+AWGNnkの広帯域成分をデコレレートし得るようにする。通常、かかる適応フィルタはエラーを発生させるために用いる同一チャネルで伝送される実際のNTSC信号のような基準信号を必要とする。次いでこのエラーはフィルタのタップをLMSアルゴリズムで同調することによって最小とする。本例の場合ではかかる基準信号は必要でなく、通常用いない。遅延Dは広帯域雑音をデコレレートするに充分な長さに選定する限り同一チャネルで伝送された実際のNTSC信号は必要でなくなる。搬送波の周期的性質のため、NTSC成分は相関されたままである。従って予測され得るNTSC成分が受信した信号から除去されて出力側には予測され得ない成分ak+nkのみが残存する。
多重経路が存在しない場合には遅延Dを1に設定することができる。その理由は信号成分および雑音成分の双方が白色であるからである。多重経路を有する場合を以下に説明する。遅延Dは図5Bに詳細に示される可調整タップ〔g1,g2,・・・,gLg〕を有する適応フィルタ回路43とする。この適応フィルタ回路43の出力
を次式で示す。
上述したように、AWGNnkと関連してデジタル信号を示すエラー信号ekは次式で示すように受信した信号rkからNTSC同一チャネルの干渉の推測値
を減算することによって形成する。
従って、フィルタのタップ(係数)〔g1,g2,・・・,gLg〕はこれらタップに対する平均二乗誤差E〔ek 2〕を最小とすることによって得られる。最適のタップに対する理論的な表現は受信機には明らかに利用できないNTSC干渉の相関特性の正確な知識を含む。従って、適応アルゴリズムを用いて適応フィルタ回路43のタップを更新し、これにより平均二乗誤差を最小にする。他の適応アルゴリズムが的外れであるにもかかわらず、LMSアルゴリズムを用いてタップを調整することができる。従ってこの適応フィルタのLMSアルゴリズムは次に示すタップに対する更新帰納式によって与えられる。
gn+1=gn+2μenrn
ここにnは反復値の番号、μはアルゴリズムのステップサイズ、gはフィルタタップ〔g1,g2,・・・,gLg〕Tのベクトル、rは推測値
を形成するために用いられる受信シンボル〔rk-D-1,rk-D-2,・・・,rk-D-Lg〕Tのベクトルをそれぞれ示す;(Widrow and Stearns,著“Adaptive Signal Processing″第99-116頁参照)。カラーバー信号によるシミュレーションの結果は、このアルゴリズムが最適のタップ値に対しほぼ1000反復値に収斂されることを示す。雑音が存在せず、所望な(デジタル信号)と不所望な(NTSC干渉信号)との累乗の比である不所望な比に必要なDURが0dBである際に100タップフィルタで得られる最小平均二乗誤差のため、出力信号のDURは8.66dBとなる。即ち、適応フィルタはNTSC同一チャネル干渉を8.66dBだけ減衰させることに成功した。同時に、適応フィルタは基本的には予測器であるため、予測エラーは白色処理(Widrow and Stearns参照)となり、従って雑音は着色されない。
上述した所から明らかなように、適応フィルタはNTSCスペクトルに“盲目的に”整合し、即ち、基準NTSC同一チャネル信号または基準データ流は適応に対しては必要とはならなくなる。
図5Bは適応フィルタ43の詳細な回路図である。複数の遅延線セグメントD1,D2,・・・,DLg はタップ付き遅延線を構成する。遅延線セグメントD1,D2,・・・,DLgの各々は接続点30,31,・・・,32で個別のタップ係数g1,g2,・・・,gLgをそれぞれ有する個別の乗算器33,34,・・・,35にそれぞれ結合する。これら乗算器33,34,・・・,35の出力は加算器36に供給する。
上述したように、NTSC同一チャネル干渉がまず最初未知であるため、適応アルゴリズムを用いて乗算器のタップの係数値g1,g2,・・・,gLgを調整する必要がある。上述したように平均二乗誤差を最小にするように可調整乗算器のタップ(係数)g1,g2,・・・,gLgを選択することにより、可調整乗算器のタップg1,g2,・・・,gLgをNTSC同一チャネル干渉の搬送波に同調させる際に平均二乗誤差が最小値となることを確かめた。即ち、可調整乗算器のタップg1,g2,・・・,gLgによって規定された適応フィルタ43の周波数応答がNTSC同一チャネル干渉の周波数応答に整合する場合には、平均二乗誤差が最小となる。
図6はDFE50および適応フィルタ40を含む本発明の第2例を示す。DFE50は前段フィルタ55、フィードバックフィルタ51、スライサー52並びに減算器53および54を含む。このDFE50によってプレエコーまたはゴーストのような多重経路を除去する。DFE50がNTSC干渉を受ける場合にはフィードバックフィルタ51のタップが著しく大きくなり、エラー伝搬を増大する。即ち、スライサー52の出力側のシンボルakがエラーであると決められた場合には、この正しくないシンボルをフィードバックフィルタ51の入力側にフィードバックするとともに前段フィルタ55およびフィードバックフィルタ51の将来のタップ係数に入れる。遅延線42がフィードバックフィルタ51のタップの数よりも少ない遅延周期に設定される場合には、DFE50は多重経路としての適応フィルタ40から受信した推測NTSC同一チャネル干渉
を処理するとともにこれを消去しようとし、これは不所望である。DFE50により消去し得る多重経路の数はフィードバックフィルタ51のタップの数に関連するため、即ち、DFE50は、遅延DをLb多重経路に等しくなるように設定することによって多くともLb多重経路を消去し得るだけであるため、このDFEはこの多重経路を消去しようとしない。従って、DFEを経るエラー伝搬は減少されるようになる。
図6に示す例にはシンボル間干渉を対策する有限長(FIR)のトランスバーサルフィードバックフィルタ51を用いる。フィードフォワード経路にはゴーストを消去するフォワード(FIR)フィルタ55および受信信号を最も近いシンボルakに量子化するスライサー52を用いる。一般的なフィルタ作動は米国特許第5,031,194号に説明されている。適応フィルタ40の遅延長さDはフィードバックフィルタ51のタップの数Lbに設定する。フィードバックフィルタ51およびフォワードフィルタ55のタップはLMSアルゴリズムを用いて減算器54により発生させたエラーek’によって設定する。適応フィルタにより推測された受信信号の推測NTSC干渉部分
をフォワードフィルタ処理された受信信号Fkから減算する。また、フィードバックフィルタ51からのシンボル間エラーもフォワードフィルタ処理された受信信号rkから減算する。この減算結果を最も近いシンボルに量子化するとともにスライサー52の出力側に
として発生させ、これをakの推測値とする。次いで、スライサー62の入力をトレリス復号器(図示せず)に送出する。
図6に示す第1DFE構体には前記エラーekを用いて適応フィルタ43のタップg1,g2,・・・,gLgを調整するとともにシンボルエラーek’を用いてフォワードフィルタ55のフィルタタップf0,・・・,fLf-1およびフィードバックフィルタ51のタップb1,・・・,bLbを調整する。図7に示され、以下に示す所以外図6の例に対応する第2DFE構体にはエラーek’を用いて全ての係数、即ち、適応フィルタ43の係数並びにフォワードフィルタ55およびフィードバックフィルタ51の係数を調整する。図6の減算器41は図7から省略する。図7に示す第2の手段による欠点はフィルタ適応が初期のトレーニングシーケンスに依存する点である。双方の場合に、遅延Dがフィードバックフィルタ51のタップの数Lbよりも大きいかまたはこれに等しくなるように設定する。これによって、DFEのフィードバックフィルタ処理部分がタップgの効果を消去するのを防止し、従ってこれがエラー伝搬されるのを防止する。しかし、多重経路が存在する場合には前記フィードバック部分によってこれを量子化する手助けを行う。1つのNTSCラインのシンボル数に等しくなるように遅延Dを設定することによって最適の性能を提供する。その理由はライン間の相関が極めて高いからである。従って、この構体はDFEを等価のみに用いることができ、且つ同一チャネル干渉が存在する際にエラー伝搬に寄与しなくなる。
図8は本発明によるテレビジョン受像機のブロック図である。本例では受信した信号をIFフィルタおよび同期検出器81によってIFフィルタ処理するとともにフィルタ83により適応フィルタ処理してNTSC同一チャネル干渉を除去する。次いでトレリス復号器85によって表示装置87に表示すべきデジタル信号のみを残存させるAWGNnk除去する。
前述したように、本発明によればデジタル信号から信号干渉を迅速且つ簡単に除去する方法および装置を提供する。
本発明は上述した例にのみ限定されるものではなく、要旨を限定しない範囲内で幾多の変形や変更を施すことができる。本発明の第1の要旨は以下のように要約することができる。適応フィルタを用いてデジタル信号から信号干渉を除去する方法および装置であって、適応フィルタは干渉信号の周期的構成素子に同調する。適応フィルタの出力は受信信号から減算してエラー信号を発生させる。このエラー信号を用いて適応フィルタのタップを巡回的に更新する。また、本発明はDFEとともに適応フィルタを用いるものである。
本発明はハードウエア素子によって、および好適なソフトウエアにより制御される1個または数個のプロセッサによって実現することができる。
【図面の簡単な説明】
図1は同一チャネル干渉を感じる区域を示す説明図;
図2はNTSC同一チャネル信号の周波数スペクトルおよびNTSC同一チャネルの搬送波で零値を有するコムフィルタ応答を説明する波形図;
図3はコムフィルタの構成を示す回路図;
図4は信号がNTSC干渉を含む場合およびテレビジョン受像機に含まれない場合における受信信号の経路を示す従来例の回路図;
図5Aは本発明によりNTSC同一チャネル干渉を打ち消すための適応フィルタの構成を示す回路図;
図5Bは図5Aに示す適応フィルタ43の詳細回路図;
図6および7は本発明によるDFEに従う適応フィルタの構成を示す詳細回路図;
図8は適応フィルタを含むテレビジョン受像機の構成素子を示すブロック回路図である。
Claims (27)
- デジタル信号から信号干渉を除去するに当たり:
複数のシンボル、雑音および信号干渉を含むデジタル信号を受信するステップと;
前記受信したデジタル信号を遅延するステップと;
複数の可調整のフィルタタップを有する適応フィルタを用いて遅延信号を適応フィルタ処理するステップと;
前記受信したデジタル信号から前記適応フィルタ処理した信号を減算してエラー信号を発生するステップと;
前記エラー信号を巡回的に用いて前記適応フィルタのタップ係数を調整して前記エラー信号の平均二乗誤差を最小にし、前記適応フィルタが前記信号干渉に同調し得るようにするステップとを具えることを特徴とするデジタル信号から信号干渉を除去する方法。 - g・・・gLgが前記可調整適応フィルタのタップ係数を表わす際に、前記タップ係数を調整するステップは、次の更新帰納式gn+1=gn+2uenrnに従って前記可調整適応フィルタのタップ係数の値を決めることによって遂行し、ここにgは前記可調整適応フィルタのタップ係数のベクトル、uはLMSアルゴリズムのステップサイズ、eはエラー信号、rは受信したデジタル信号のベクトル、nは反復値を表わすことを特徴とする請求項1に記載のデジタル信号から信号干渉を除去する方法。
- 受信したデジタル信号を等価するフィードバックを決めるステップをさらに具えることを特徴とする請求項1に記載のデジタル信号から信号干渉を除去する方法。
- 前記等価フィードバックを決めるステップは:
複数のフィルタタップを有するフォワードフィルタを使用して前記受信デジタル信号をフォワードフィルタ処理するステップと;
前記フォワードフィルタ処理した信号から信号干渉を減算して第1信号を発生するステップと;
前記第1信号を量子化してシンボル間干渉を除去するステップと;
複数のフィルタタップを有するフィードバックフィルタを使用して前記量子化された信号をフィードバックフィルタ処理するステップと;
前記第1信号から前記フィードバックフィルタ処理された信号を減算するステップとを具えることを特徴とする請求項4に記載のデジタル信号から信号干渉を除去する方法。 - 前記遅延ステップによって前記受信信号を前記フィードバックフィルタのタップの数に少なくとも等しいシンボルの数だけ遅延させるようにしたことを特徴とする請求項5に記載のデジタル信号から信号干渉を除去する方法。
- 前記第1信号から前記量子化信号を減算して第2エラー信号を発生するステップを含むことを特徴とする請求項5に記載のデジタル信号から信号干渉を除去する方法。
- 前記第2エラー信号を用いて前記フォワードフィルタおよび前記フィードバックフィルタのタップ係数を調整するステップを含むことを特徴とする請求項7に記載のデジタル信号から信号干渉を除去する方法。
- デジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステムにおいて:
複数のシンボル、信号干渉および雑音を含むデジタル信号を受信する手段と;
受信したデジタル信号を遅延する手段と;
複数の可調整のタップを含み、前記遅延信号を適応フィルタ処理する適応フィルタ手段と;
前記受信したデジタル信号から前記適応フィルタ処理した信号を減算してエラー信号を発生する手段と;
前記エラー信号の平均二乗誤差を最小にしながら、前記エラー信号を用いて前記適応フィルタのタップ係数を巡回的に調整して前記適応フィルタ手段が前記信号干渉に同調し始めて信号干渉の推測値を発生する手段とを具えるようにしたことを特徴とするデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。 - 前記受信デジタル信号からゴーストを除去する決定フィードバック量子化器をさらに具えることを特徴とする請求項9に記載のデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。
- 前記遅延手段によって前記受信デジタル信号を前記フィードバックフィルタのタップの数に少なくとも等しいシンボルの数だけ遅延させるようにしたことを特徴とする請求項10に記載のデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。
- デジタル信号から信号干渉を除去するに当たり:
複数のシンボル、雑音およびテレビジョン信号干渉を含むデジタル信号を受信するステップと;
前記受信デジタル信号を遅延するステップと;
複数の可調整のタップを有する適応フィルタを用いて前記遅延信号を適応フィルタ処理するステップと;
前記適応フィルタのタップ係数を適応アルゴリズムに従って巡回的に調整し、前記適応フィルタが前記信号干渉に同調し始めて前記信号干渉の推測値を発生するステップと;
前記受信デジタル信号から前記信号干渉の推測値を減算するステップとを具えるようにしたことを特徴とするデジタル信号から信号干渉を除去する方法。 - 前記受信デジタル信号を決定フィードバック等価するステップをさらに具えることを特徴とする請求項12に記載のデジタル信号から信号干渉を除去する方法。
- デジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステムにおいて:
複数のシンボル、信号干渉および雑音を含むデジタル信号を受信する手段と;
受信したデジタル信号を遅延する手段と;
複数の可調整のタップを含み、前記遅延信号を適応フィルタ処理する適応フィルタ手段と;
適応アルゴリズムに従って前記適応フィルタ手段のタップ係数を巡回的に調整して前記適応フィルタ手段が前記信号干渉に同調して信号干渉の推測値を発生する手段と;
前記受信したデジタル信号から信号干渉の推測値を減算する第1減算手段とを具えるようにしたことを特徴とするデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。 - 前記受信した信号からゴーストを除去する判定フィードバック等化器をさらに具えることを特徴とする請求項14に記載のデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。
- 前記遅延手段によって前記受信した信号を前記フィードバックフィルタのタップの数に少なくとも等しいシンボルの数だけ遅延するようにしたことを特徴とする請求項15に記載のデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。
- 前記判定フィードバック等化器は:
複数のタップを有し、受信デジタル信号をフォワードフィルタ処理するフォワードフィルタ手段と;
前記フォワードフィルタ処理された信号から信号干渉の推測値を減算して第1信号を発生する第2減算手段と;
前記第1信号を量子化してシンボル間干渉を除去する量子化手段と;
複数のタップを有し、前記量子化信号をフィードバックフィルタ処理するフィードバックフィルタ手段とを具え;
前記第2減算手段によっても前記第1信号の発生前に前記フォワードフィルタ処理された信号から前記フィードバックフィルタ処理された信号を減算するようにしたことを特徴とする請求項15に記載のデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。 - 前記第1信号から前記量子化信号を減算して第2エラー信号を発生する第3減算手段をさらに具えることを特徴とする請求項17に記載のデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。
- 適応アルゴリズムを用いて前記フォワードフィルタおよび前記フィードバックフィルタのタップ係数を調整する手段をさらに具えることを特徴とする請求項18に記載のデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。
- 前記第2エラー信号に依存するLMSアルゴリズムを用いて前記フォワードフィルタおよび前記フィードバックフィルタのタップ係数を調整する手段をさらに具えることを特徴とする請求項18に記載のデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。
- デジタル信号から信号干渉を除去するに当たり:
複数のシンボル、雑音および信号干渉を含むデジタル信号を受信するステップと;
前記受信デジタル信号を遅延するステップと;
複数の可調整のタップを有する適応フィルタを用いて前記遅延信号を適応フィルタ処理するステップと;
複数の可調整のタップを有するフォワードフィルタを用いて受信デジタル信号をフォワードフィルタ処理するステップと;
前記フォワードフィルタ処理した信号から前記適応フィルタ処理された信号を減算して第1信号を発生するステップと;
前記第1信号を量子化するステップと;
複数の可調整のタップを有するフィードバックフィルタを使用して前記量子化された信号をフィードバックフィルタ処理するステップと;
前記第1信号から前記フィルタ処理された量子化信号を減算してエラー信号を発生するステップと;
前記エラー信号および適応アルゴリズムを用いて前記適応フィルタの可調整のタップ係数を調整して前記適応フィルタが前記信号干渉に同調された前記信号干渉の推測値を発生するステップとを具えることを特徴とするデジタル信号から信号干渉を除去する方法。 - 前記調整ステップは前記エラー信号および適応アルゴリズムを用いて前記フォワードフィルタおよび前記フィードバックフィルタのタップ係数を調整する手段をさらに具えることを特徴とする請求項21に記載のデジタル信号から信号干渉を除去する方法。
- デジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステムにおいて:
複数のシンボル、雑音および信号干渉を含むデジタル信号を受信する手段と;
前記受信デジタル信号を遅延する手段と;
複数の可調整のタップを有し、前記遅延信号を適応フィルタ処理する適応フィルタ手段と;
複数の可調整のタップを有し、受信デジタル信号をフォワードフィルタ処理するフォワードフィルタ処理手段と;
前記フォワードフィルタ処理した信号から前記適応フィルタ処理された信号を減算して第1信号を発生する第1減算手段と;
前記第1信号を量子化する手段と;
複数の可調整のタップを有し、前記量子化された信号をフィードバックフィルタ処理するフィードバックフィルタ処理手段と;
前記第1信号から前記フィルタ処理された量子化信号を減算してエラー信号を発生する第2減算手段と;
前記エラー信号および適応アルゴリズムを用いて前記適応フィルタの可調整のタップ係数を調整して前記適応フィルタが前記信号干渉に同調され前記信号干渉の推測値を発生する調整手段とを具えることを特徴とするデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。 - 前記調整手段は前記エラー信号および適応アルゴリズムを用いて前記フォワードフィルタおよび前記フィードバックフィルタのタップ係数を調整する手段を含むことを特徴とする請求項23に記載のデジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステム。
- デジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステムを含むテレビジョン受像機において、前記フィルタシステムは:
複数のシンボル、信号干渉および雑音を含むデジタル信号を受信する手段と;
前記受信デジタル信号を遅延する手段と;
複数の可調整のタップを有し、前記遅延信号を適応フィルタ処理する適応フィルタ手段と;
前記適応フィルタのタップ係数を適応アルゴリズムに従って巡回的に調整し、前記適応フィルタ手段が前記信号干渉に同調して前記信号干渉の推測値を発生する手段と;
前記受信デジタル信号から前記信号干渉の推測値を減算する第1減算手段とを具えるようにしたことを特徴とするテレビジョン受像機。 - デジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステムを含むテレビジョン受像機において、前記フィルタシステムは:
複数のシンボル、信号干渉および雑音を含むデジタル信号を受信する手段と;
前記受信デジタル信号を遅延する手段と;
複数の可調整のタップを有し、前記遅延信号を適応フィルタ処理する適応フィルタ手段と;
前記受信したデジタル信号から前記適応フィルタ処理した信号を減算してエラー信号を発生する手段と;
前記エラー信号の平均二乗誤差を最小にしながら、前記エラー信号を用いて前記適応フィルタのタップ係数を巡回的に調整して前記適応フィルタ手段が前記信号干渉に同調して信号干渉の推測値を発生する手段とを具えるテレビジョン受像機。 - デジタル信号から信号干渉を除去するフィルタシステムを含むテレビジョン受像機において、前記フィルタシステムは:
複数のシンボル、雑音および同一チャネル信号干渉を含むデジタル信号を受信する手段と;
前記受信デジタル信号を遅延する手段と;
複数の可調整のタップを有し、前記遅延信号を適応フィルタ処理する適応フィルタ手段と;
複数の可調整のタップを有し、受信デジタル信号をフォワードフィルタ処理するフォワードフィルタ処理手段と;
前記フォワードフィルタ処理した信号から前記適応フィルタ処理された信号を減算して第1信号を発生する第1減算手段と;
前記第1信号を量子化する手段と;
複数の可調整のタップを有し、前記量子化された信号をフィードバックフィルタ処理するフィードバックフィルタ処理手段と;
前記第1信号から前記量子化された信号を減算してエラー信号を発生する第2減算手段と;
前記エラー信号および適応アルゴリズムを用いて前記適応フィルタの可調整のタップ係数を調整して前記適応フィルタが前記信号干渉に同調され前記信号干渉の推測値を発生する調整手段とを具えることを特徴とするテレビジョン受像機。
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