JP4430136B2 - 白色化パス・メトリックを用いた通信信号の逐次最尤推定装置、および方法 - Google Patents
白色化パス・メトリックを用いた通信信号の逐次最尤推定装置、および方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4430136B2 JP4430136B2 JP53014298A JP53014298A JP4430136B2 JP 4430136 B2 JP4430136 B2 JP 4430136B2 JP 53014298 A JP53014298 A JP 53014298A JP 53014298 A JP53014298 A JP 53014298A JP 4430136 B2 JP4430136 B2 JP 4430136B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- symbol sequence
- sequence
- symbol
- candidate
- whitening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 79
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 title claims description 60
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 title claims description 19
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 53
- 108010076504 Protein Sorting Signals Proteins 0.000 claims description 5
- 235000008753 Papaver somniferum Nutrition 0.000 claims 1
- 240000001090 Papaver somniferum Species 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 21
- 230000006870 function Effects 0.000 description 18
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 13
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/03—Shaping networks in transmitter or receiver, e.g. adaptive shaping networks
- H04L25/03006—Arrangements for removing intersymbol interference
- H04L25/03178—Arrangements involving sequence estimation techniques
- H04L25/03248—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus
- H04L25/03299—Arrangements for operating in conjunction with other apparatus with noise-whitening circuitry
Description
発明の分野
本発明は、情報システム、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトに関し、特に、送信シンボル系列を推定する装置、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトに関する。
発明の背景
例えば無線電話通信システムのような多くのタイプのモダンな通信システムにおいて、情報は、例えばビットのような情報シンボルの系列を用いて通信される。これらのシンボル系列は、典型的には、例えば周波数偏移変調（ＦＳＫ）および２進位相偏移変調（ＢＰＳＫ）などの種々のタイプのパルス変調方式に従って無線周波キャリヤ信号をシンボル系列で変調して送信される。変調されたキャリヤ信号は典型的には別の位置で受信され、相補復調器が変調されたキャリヤ信号からその系列を回復するのに使用される。
シンボル系列を通信するのに使用されるパルス変調技術は、典型的には、シンボル間干渉（ＩＳＩ）と呼ばれる一種のノイズ・コラプションの影響を受ける。ＩＳＩは、遅延拡散および分散などの現象を誘起する通信チャネルの特性により生じる。ＩＳＩの他にも、通信信号は、例えば通信媒体内の他の送信源からの干渉、送信機誘起ノイズや受信機誘起ノイズなどのさまざまなソースにより与えられるノイズを受けやすい。通信信号内のノイズは、しばしば、「有色」、すなわち、時間的に相関されている。
ホーニー，ジュニアの「Maximum Likelihood-Sequence Estimation of Digital Sequence in the Presence of Intersymbol Interference」、IEEE Transactions on Information Theory，Vol.IT-18，No3，pp363-378（１９７２年５月）に記載されているように、受信機において送信シンボル系列の推定値を作り出す既知の技術は、受信信号を白色化フィルタで処理したのちに、処理された信号に逐次最尤系列推定（ＳＭＬＳＥ）を実施して原送信信号を推定することである。図１に示すように、通信チャネル１０を介して送信された付加的なノイズ１７を含むシンボル系列５を表すノイズのある通信信号１５が、等化器２０へ入力される。等化器２０内では、信号１５は、いわゆる「白色化」整合フィルタ２２へ通されて、入力信号１５の有色ノイズが「白色化」された信号２３を生じる。次に、白色化信号２３は、送信シンボル系列の推定値２５を作り出す推定器２４へ通される。推定器２４は、典型的には、ビタビ・アルゴリズムとも呼ばれる逐次最尤系列推定（ＳＭＬＳＥ）として知られるプロセスを実施する。推定器２４で実施されるＳＭＬＳＥにより作り出される推定値２５は、ホーニー，ジュニアの「The Viterbi Algorithm」，Proceedinge of the IEEE，Vol.61，pp268-278（１９７３年）に記載されているように、ビダビ・アルゴリズムがメモリレス・ノイズの存在時に観察される有限マルコフ過程の状態系列の最適推定値を作り出すような送信シンボル系列の「最適」推定値を表す。
しかしながら、この技術の１つの欠点は、推定値２５の生成に伴う複雑さである。この複雑さは、白色化フィルタ２２と推定器２４とのカスケードを含む等化器２０のチャネル応答による。推定器２４は、典型的には、通信チャネル１０の挙動を近似するように設計されている。白色化フィルタ２２は、典型的には、推定器２４に比べて比較的長い時間応答を有し、その結果、より複雑で高価な等化器２０の設計となる。
発明の要約
上述したことから、本発明の目的は、従来のシステムおよび方法よりも複雑でない方法で有色ノイズを含む通信信号から送信シンボル系列の正確な推定値を作り出すことができる推定装置、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトを提供することにある。
本発明の他の目的は、従来の系列推定システムおよび方法よりも複雑でない推定装置、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトを提供することにある。
これらのおよびその他の目的、特徴および利点は、本発明によれば、通信チャネルから受信された通信信号によって表されるシンボル系列が白色化関数を含むパス・メトリックを用いて逐次最尤系列推定（ＳＭＬＳＥ）によって推定される装置、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトにより提供される。白色化関数は、好ましくは、通信信号内の有色ノイズを白色化する白色化フィルタのインパルス応答に対応する。好ましくは、白色化フィルタのインパルス応答の係数は、ビタビ推定手順の各段階において残存系列の考えられる延長を表す候補系列に対するエラー系列の重み付けされた和を表す分岐メトリックの計算において重み付け係数として使用される。白色化フィルタを使用して受信信号を予め処理するのではなくＳＭＬＳＥのパス・メトリックの決定に白色化フィルタの係数が使用されるため、推定装置に関連する複雑さおよび計算遅延を低減することができる。
特に、本発明によれば、第１のシンボル系列の推定値は、受信チャネルから通信信号を受信し受信信号を処理して受信通信信号の系列を作り出すことによって、第１のシンボル系列を表す通信信号から推定され、通信信号はそれにノイズを与える通信チャネルを介して通信される。通信チャネルによって与えられたノイズを白色化する白色化関数が識別され、第１のシンボル系列逐次最尤推定値が白色化関数を含むパス・メトリックを用いて受信通信信号の系列から推定される。好ましくは、識別された白色化関数は、白色化フィルタに入力された信号の有色ノイズを白色化する白色化フィルタに対する白色化フィルタ・インパルス応答であり、逐次最尤推定ステップは、白色化フィルタ・インパルス応答に従って重み付けされた分岐メトリックを含むパス・メトリックを用いて受信通信信号の系列から第１のシンボル系列の推定値を逐次最尤推定することを含む。
本発明の一態様によれば、逐次最尤推定は、残存シンボル系列を決定することを含み、各残存シンボル系列は、第１のシンボル系列のシンボルの少なくとも１つのシンボル仮説を含み、かつ、第１のシンボル系列に対する残存シンボル系列のエラーを表す関連するパス・メトリックを有し、残存シンボル系列内の各シンボル仮説は、シンボル仮説に残存シンボル系列を加えることに関連する増分エラーを表す関連する分岐メトリックを有している。各残存シンボル系列に対して候補シンボル系列が発生され、各候補シンボル系列は、残存シンボル系列および付加的なシンボル仮説を含む。候補シンボル系列、受信通信信号の系列、関連する残存シンボル系列内のシンボル仮説の分岐メトリック、白色化フィルタ・インパルス応答、関連する残存シンボル系列のパス・メトリックおよび通信チャネルのチャネル・インパルス応答から各候補シンボル系列に対するパス・メトリックが決定される。少なくとも１つの新しい残存シンボル系列が、候補シンボル系列のパス・メトリックに従って候補シンボル系列から選択される。候補シンボル系列を発生し、各候補シンボル系列に対するパス・メトリックを決定し、少なくとも１つの新しい残存シンボル系列を候補シンボル系列から選択するステップを繰り返し実施して、第１のシンボル系列の推定値が作り出される。好ましくは、各候補シンボル系列に対するパス・メトリックを決定するステップは、各候補シンボル系列に対して各々がそれに関連する大きさを有するパス・メトリックを決定するステップを含み、少なくとも１つの残存シンボル系列を選択するステップはより小さい大きさのパス・メトリックを有する少なくとも１つの候補シンボル系列を選択するステップを含む。
本発明の他の態様によれば、候補系列に対するパス・メトリックは、候補シンボル系列、チャネル・インパルス応答、受信通信信号の系列、白色化フィルタ・インパルス応答および関連する残存シンボル系列に対する格納された分岐メトリックから候補シンボル系列に対する分岐メトリックを決定し、候補シンボル系列に対して決定された分岐メトリックを関連する残存シンボル系列に対するパス・メトリックに加えて各候補シンボル系列に対するパス・メトリックを計算することにより決定される。好ましくは、分岐メトリックは、候補シンボル系列とチャネル・インパルス応答とを畳み込み、候補シンボル系列とチャネル・インパルス応答との畳込みを受信通信信号の系列から減じてエラー系列を作り出し、候補シンボル系列に対するエラー系列の白色化フィルタ・インパルス応答に従って重み付けされた和を計算し、重み付けされた和の大きさを求めて候補シンボル系列に対する分岐メトリックを計算して決定される。したがって、シンボル系列の効率的で正確な推定値が得られる。
【図面の簡単な説明】
本発明のいくつかの目的および利点について述べたが、添付図を参照して以下の詳細な説明を読めば他の目的および利点をより完全に理解することができる。ここに、
図１は、従来技術による有色ノイズが存在するときのシンボル系列の推定を示すブロック図であり、
図２は、従来技術による逐次最尤系列推定を示すブロック図であり、
図３は、マルコフ過程に対する状態遷移を示す状態図であり、
図４は、マルコフ過程に対する状態遷移を示すトレリス線図であり、
図５は、本発明によって通信信号からシンボル系列を推定する装置を示すブロック図であり、
図６は、本発明によって受信通信信号からシンボル系列を推定する通信受信機を示すブロック図であり、
図７は、本発明によって受信通信信号からシンボル系列を推定する操作を示すフロー図であり、
図８は、本発明によって分岐メトリックを決定する操作を示すフロー図である。
好ましい実施例の詳細な説明
次に、本発明の実施例を示す添付図を参照して本発明をより詳細に説明する。例示する実施例の１つは無線電話通信システム応用に関連しているが、当業者ならば本発明は多くの異なる形式で実施することができ、ここに記載された実施例や応用に限定されるものではないことがお判りになるものと思われ、これらの実施例は本明細書を綿密で完全なものとし発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供されるものである。図面において、同じ参照符号は全体を通して同じ要素を表す。
図２を参照すると、受信信号ｒ［ｎ］はインパルス応答ｈ［ｎ］を有する通信チャネル１０から受信され、受信信号ｒ［ｎ］は第１のシンボル系列［ａn，ａn-1，．．．］を表す。ＳＭＬＳＥ推定器３０は、第１のシンボル系列［ａn，ａn-1，．．．］の推定値を表す仮説系列［ｂn，ｂn-1，．．．］を作り出す。ＳＭＬＳＥ推定器の動作は、図３および図４にそれぞれ示すように、状態およびトレリス線図を参照して説明することができる。図３において、通信チャネル２００の特性は、有限状態マルコフ過程に対する状態遷移図３００として表すことができる。状態遷移図３００は、４つの可能な状態Ａ〜Ｄを有する。この過程の可能な状態遷移は矢印で示され、新しいシンボルがチャネルへ入力される場合に生じる遷移に対応する。図４を参照すると、トレリス線図４００は、チャネル２００の状態遷移を表すために用いられる。トレリス４００は、時間ｎ−５において初期状態Ａで開始するものと仮定される。トレリスはまた、矢印で示すように、時間ｎ−４〜ｎで状態Ａ〜Ｄの間での可能な遷移を含む。当業者ならば、状態遷移図およびトレリスはチャネル２００の特性に応じて順序が変わることがあることをお判りであろう。
当業者ならばお判りのように、ＳＭＬＳＥ推定器は、受信信号ｒ［ｎ］およびチャネル・インパルス応答ｈ［ｎ］が与えられると、パス内の系列が原送信系列に対応する相対尤度を提供するパス・メトリックの段階的決定に基づいてトレリス線図４００から潜在的パスすなわち潜在的シンボル系列を切り取る。パス・メトリックは、典型的には、パス内の各状態遷移に対する分岐メトリックを計算し、パスに対する分岐メトリックを累算してそのパスに対するパス・メトリックを作り出すことによって構成される。アルゴリズムが時間ｎにおいて最終状態に進んだ後で、最低累算パス・メトリックを有するパスが残る。
状態Ａ〜Ｄの１つからの所与の遷移に対して、受信信号ｒ［ｎ］と仮説系列［ｂn，ｂn-1，．．．］およびチャネル・インパルス応答ｈ［ｎ］の畳込みとの間の距離、例えばユークリッド距離に対応する分岐メトリックを発生することができる。
ここに、ｅ［ｎ］は原トレリスの分岐に沿ったエラー信号を表す。
しかしながら、受信信号ｒ［ｎ］が最初にインパルス応答ｗ［ｎ］を有する白色化フィルタへ通されると、この分岐メトリックは次式のようになる。
ここに、＊は畳込みを表し、ｔ［ｎ］はｈ［ｎ］とｗ［ｎ］とのカスケードのインパルス応答を表す。分岐メトリックＭ2は、
のように表すことができるので、次式が成り立つ。
したがって、ビタビ推定の前に通信信号を白色化フィルタへ通す代わりに、白色化フィルタを直接使用せずに通信信号で表されるシンボル系列の推定値を作り出す方法は、トレリスのエラー信号を白色化フィルタへ通すことによって引き出される分岐メトリックを用いてビタビ復号することである。
しかしながら、ビタビ・アルゴリズムを使用する１つの目的は典型的にはより高いパス・メトリックを有する特定のノードへ入る分岐を切り取り、しばしば「残存物」と呼ばれる最低累算パス・メトリックを有する状態内に分岐を保持することによって記憶装置の必要条件を低減することであるため、全てのパス上の全ての信号に対してエラー信号を保持することは一般的に望ましくない。したがって、本発明の他の態様によれば、残存パスからの情報しか含まない修正された分岐メトリックを使用することができる。図４を参照すると、２つの残存系列ｂk (1)［ｎ］，ｂk (2)［ｎ］が２つの異なる状態Ａ，Ｂから時間ｔで状態Ａへ入るように示されている。状態Ａ，Ｂから状態Ａへ入る分岐に対して、第１および第２のエラー系列を計算することができる。
および
パス上の他の分岐に対するエラー系列はｅ(1)［ｎ−１］，ｅ(1)［ｎ−２］およびｅ(2)［ｎ−１］，ｅ(2)［ｎ−２］で示される。白色化フィルタｗ［ｎ］のインパルス応答の係数はｗ0，ｗ1，ｗ2で与えられ、分岐に対する修正されたパス・メトリックは本発明によれば次式で与えられる。
および
パスに対する累算パス・メトリックは、分岐メトリックを既存のパス・メトリックに加えることによって求められる。
および
次に、最低パス・メトリックを有する状態へ入るパスが、その段階の終りに残存するように選択することができる。作り出される推定値は白色化フィルタによる処理後にビタビ推定により作り出される推定値という意味では最適ではないことがあるが、本発明は白色化フィルタとＳＭＬＳＥ推定器とのカスケードよりも単純な構造で最適性に近づく推定値を作り出すことができる。
図５は、本発明によって通信信号５０９から第１のシンボル系列５０５の推定値５５５を推定する装置を示す。第１のシンボル系列は、通信チャネル５１０を介して通信され、通信信号受信手段５２０においてノイズ５０７を含む通信信号５０９として受信される。通信信号処理手段５３０は、受信通信信号５２５を処理して、受信通信信号の系列５３５を作り出す。白色化逐次最尤系列推定手段５５０は、白色化関数識別手段５４０によって識別された白色化関数５４５を含むパス・メトリックを用いて第１のシンボル系列５０５の推定値５５５を作り出す。好ましくは、チャネル・インパルス応答５６５が、チャネル・インパルス応答推定手段５６０によって作り出され、逐次最尤系列推定手段５５０によって使用される。当業者ならば、通信信号受信手段５２０、通信信号処理手段５３０、白色化関数識別手段５４０、白色化逐次最尤系列推定手段５５０およびチャネル・インパルス応答推定手段５６０は、特殊目的ハードウェア、汎用または特殊用途データ・プロセッサで実行されるソフトウェアおよびそれらの組合せを含む異なるいくつかの方法で実現することができることもお判りであろう。
例えば、図６は、本発明による方法、装置およびコンピュータプログラム・プロダクトを実施することができる移動通信装置６１５を示す。図６に示すように、移動通信装置６１５は、トランシーバ６２２に接続された、通信信号を送受信するアンテナ６２１を含む。トランシーバ６２２は、制御プロセッサ６２８によって制御される。トランシーバ６２２によって送信される情報は、送信信号処理を行う送信回路６２４によって処理される。同様に、トランシーバ６２２によって受信された情報は、受信信号処理を行う受信回路６２６によって処理される。これらの回路のそれぞれはまた、データやプロセッサ命令を格納するメモリまたは他の記憶手段６３２と関連づけられる制御プロセッサ６２８によって制御される。移動端末６１５は、充電式バッテリや他の可搬型蓄電装置で典型的に作動する電源６３０も含む。制御プロセッサ６２８は、送信回路６２４、受信回路６２６およびトランシーバ６２２などの移動端末６１５の他の構成要素へ電源６３０から選択的に給電して、ここに記載されているように消費電力を低減することができる。移動端末６１５は、ユーザと対話するために制御プロセッサ６２８に動作上関連づけられたキーボード６３４、スピーカ６３６、マイクロホン６３８およびディスプレイ６４０などの入出力装置も含むことができる。
図７および図８は、本発明による方法、装置およびコンピュータプログラム・プロダクトを示すフロー図である。このフロー図の各ブロックおよびこのフロー図のブロックの組合せはコンピュータプログラム命令によって実現できることがお判りであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータや他のプログラマブル・データ処理装置、例えば図６に示すモバイルユニット６１５の受信回路６２６内の等化器へロードされてマシンを作り出し、コンピュータや他のプログラマブル・データ処理装置で実行する命令がフロー図のブロックまたは複数のブロック内に指定された機能を実現する手段を生成するようにすることができる。また、これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータや他のプログラマブル・データ処理装置を指令して、コンピュータ読取り可能メモリ内に格納された命令がフロー図のブロックまたは複数のブロック内に指定された機能を実現する命令手段を含む製品を作り出すような、特定の方法で機能させることができるコンピュータ読取り可能メモリ、例えば図６のモバイルユニット６１５の制御プロセッサ６２８に関連するメモリ６３２に格納することもできる。また、コンピュータプログラム命令は、コンピュータや他のプログラマブル・データ処理装置上へロードされ、そこで一連の操作ステップを実施して、コンピュータや他のプログラマブル・データ処理装置で実行する命令がフロー図のブロックまたは複数のブロック内に指定された機能を実現するステップを提供するようなコンピュータ実現プロセスを作り出すことができる。
したがって、フロー図の複数のブロックは、指定された機能を実現する手段の組合せ、指定された機能を実施するステップと指定された機能を実施するプログラム命令手段との組合せをサポートする。フロー図の各ブロックおよびその組合せは、指定された機能やステップを実施する特殊目的ハードウェアベースコンピュータシステム、または、特殊目的ハードウェアとコンピュータ命令との組合せによって実現できることがお判りであろう。
図７は、白色化関数を含むパス・メトリックを使用する逐次最尤系列推定操作を示す（ブロック７００）。好ましくは、推定器は、初期状態に初期化される（ブロック７１０）。受信通信信号の系列５３５からのシンボルが、推定器へ入力される（ブロック７２０）。候補シンボル系列が識別されて（ブロック７３０）、その各々が仮説シンボルによる初期状態の延長、すなわち、受信通信信号の系列からの入力シンボルによる初期状態から他の状態への可能な状態遷移を表す。候補シンボル系列に対するパス・メトリックが、好ましくは識別された白色化フィルタのインパルス応答に従って重み付けされた分岐メトリックから決定される（ブロック７４０）。次に、好ましくは各状態について最低パス・メトリックを有する入力候補系列を選択することによって、決定されたパス・メトリックに基づいて候補系列から残存系列が選択される（ブロック７５０）。推定器スパンの終りにまだ達していない場合は（ブロック７６０）、新しいシンボルが推定器へ入力されて（ブロック７２０）、候補系列を識別する動作（ブロック７３０）と新しい候補系列に対するパス・メトリックを決定する動作（ブロック７４０）と新しい残存系列を選択する動作（ブロック７５０）とが繰り返される。推定器スパンの終りに達すると（ブロック７６０）、推定値が出力されて（ブロック７７０）、推定動作がもう１度開始される（ブロック７１０）。当業者ならば、パス・ヒストリ全体に沿ってではなくトレリス・パスに沿って所定の深さまでたどることによって選択的に決定を行えることがお判りであろう。
図８は、白色化フィルタ・インパルス応答に従って重み付けされた候補系列に対する分岐メトリックを決定する動作を示す（ブロック８００）。候補系列とチャネル・インパルス応答との畳込みが、決定されて（ブロック８１０）、受信通信信号の系列から減じられて、候補系列に対するエラー系列が計算される（ブロック８２０）。候補系列に対するエラー系列の重み付けされた和が計算され、上述したように、好ましくは白色化関数インパルス応答の係数を重付け係数として使用して、白色化関数インパルス応答に従って重み付けされる（ブロック８３０）。重み付けされた和の大きさを計算して、候補系列に対する分岐メトリックが決定される（ブロック８４０）。当業者ならば、本発明による「大きさ」は「二乗和」や「二乗した大きさ」などの測度も含められることがお判りであろう。当業者ならば、本発明による動作はさまざまな方法、例えば計算順序を変えて実施できることがお判りであろう。当業者ならば、本発明による装置、方法およびコンピュータプログラムは電気通信応用に限定されず、本発明はマルコフ過程の表現で記述することができノイズ、特に有色ノイズにより改変されるチャネルから受信されるもう１つの系列からシンボル系列の推定値を作り出したい他の広範な情報応用に応用できることもお判りであろう。例えば、本発明の装置、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトは、文字その他のパターン認識応用、畳込みその他の符号化応用などに使用することができる。
図面および明細書に本発明の典型的な実施例が開示されかつ特定用語が使用されたが、それらは包括的な説明のためにだけ使用されるものであって制約的意味合いはなく、本発明の範囲は請求の範囲に記載される。
本発明は、情報システム、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトに関し、特に、送信シンボル系列を推定する装置、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトに関する。
発明の背景
例えば無線電話通信システムのような多くのタイプのモダンな通信システムにおいて、情報は、例えばビットのような情報シンボルの系列を用いて通信される。これらのシンボル系列は、典型的には、例えば周波数偏移変調（ＦＳＫ）および２進位相偏移変調（ＢＰＳＫ）などの種々のタイプのパルス変調方式に従って無線周波キャリヤ信号をシンボル系列で変調して送信される。変調されたキャリヤ信号は典型的には別の位置で受信され、相補復調器が変調されたキャリヤ信号からその系列を回復するのに使用される。
シンボル系列を通信するのに使用されるパルス変調技術は、典型的には、シンボル間干渉（ＩＳＩ）と呼ばれる一種のノイズ・コラプションの影響を受ける。ＩＳＩは、遅延拡散および分散などの現象を誘起する通信チャネルの特性により生じる。ＩＳＩの他にも、通信信号は、例えば通信媒体内の他の送信源からの干渉、送信機誘起ノイズや受信機誘起ノイズなどのさまざまなソースにより与えられるノイズを受けやすい。通信信号内のノイズは、しばしば、「有色」、すなわち、時間的に相関されている。
ホーニー，ジュニアの「Maximum Likelihood-Sequence Estimation of Digital Sequence in the Presence of Intersymbol Interference」、IEEE Transactions on Information Theory，Vol.IT-18，No3，pp363-378（１９７２年５月）に記載されているように、受信機において送信シンボル系列の推定値を作り出す既知の技術は、受信信号を白色化フィルタで処理したのちに、処理された信号に逐次最尤系列推定（ＳＭＬＳＥ）を実施して原送信信号を推定することである。図１に示すように、通信チャネル１０を介して送信された付加的なノイズ１７を含むシンボル系列５を表すノイズのある通信信号１５が、等化器２０へ入力される。等化器２０内では、信号１５は、いわゆる「白色化」整合フィルタ２２へ通されて、入力信号１５の有色ノイズが「白色化」された信号２３を生じる。次に、白色化信号２３は、送信シンボル系列の推定値２５を作り出す推定器２４へ通される。推定器２４は、典型的には、ビタビ・アルゴリズムとも呼ばれる逐次最尤系列推定（ＳＭＬＳＥ）として知られるプロセスを実施する。推定器２４で実施されるＳＭＬＳＥにより作り出される推定値２５は、ホーニー，ジュニアの「The Viterbi Algorithm」，Proceedinge of the IEEE，Vol.61，pp268-278（１９７３年）に記載されているように、ビダビ・アルゴリズムがメモリレス・ノイズの存在時に観察される有限マルコフ過程の状態系列の最適推定値を作り出すような送信シンボル系列の「最適」推定値を表す。
しかしながら、この技術の１つの欠点は、推定値２５の生成に伴う複雑さである。この複雑さは、白色化フィルタ２２と推定器２４とのカスケードを含む等化器２０のチャネル応答による。推定器２４は、典型的には、通信チャネル１０の挙動を近似するように設計されている。白色化フィルタ２２は、典型的には、推定器２４に比べて比較的長い時間応答を有し、その結果、より複雑で高価な等化器２０の設計となる。
発明の要約
上述したことから、本発明の目的は、従来のシステムおよび方法よりも複雑でない方法で有色ノイズを含む通信信号から送信シンボル系列の正確な推定値を作り出すことができる推定装置、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトを提供することにある。
本発明の他の目的は、従来の系列推定システムおよび方法よりも複雑でない推定装置、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトを提供することにある。
これらのおよびその他の目的、特徴および利点は、本発明によれば、通信チャネルから受信された通信信号によって表されるシンボル系列が白色化関数を含むパス・メトリックを用いて逐次最尤系列推定（ＳＭＬＳＥ）によって推定される装置、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトにより提供される。白色化関数は、好ましくは、通信信号内の有色ノイズを白色化する白色化フィルタのインパルス応答に対応する。好ましくは、白色化フィルタのインパルス応答の係数は、ビタビ推定手順の各段階において残存系列の考えられる延長を表す候補系列に対するエラー系列の重み付けされた和を表す分岐メトリックの計算において重み付け係数として使用される。白色化フィルタを使用して受信信号を予め処理するのではなくＳＭＬＳＥのパス・メトリックの決定に白色化フィルタの係数が使用されるため、推定装置に関連する複雑さおよび計算遅延を低減することができる。
特に、本発明によれば、第１のシンボル系列の推定値は、受信チャネルから通信信号を受信し受信信号を処理して受信通信信号の系列を作り出すことによって、第１のシンボル系列を表す通信信号から推定され、通信信号はそれにノイズを与える通信チャネルを介して通信される。通信チャネルによって与えられたノイズを白色化する白色化関数が識別され、第１のシンボル系列逐次最尤推定値が白色化関数を含むパス・メトリックを用いて受信通信信号の系列から推定される。好ましくは、識別された白色化関数は、白色化フィルタに入力された信号の有色ノイズを白色化する白色化フィルタに対する白色化フィルタ・インパルス応答であり、逐次最尤推定ステップは、白色化フィルタ・インパルス応答に従って重み付けされた分岐メトリックを含むパス・メトリックを用いて受信通信信号の系列から第１のシンボル系列の推定値を逐次最尤推定することを含む。
本発明の一態様によれば、逐次最尤推定は、残存シンボル系列を決定することを含み、各残存シンボル系列は、第１のシンボル系列のシンボルの少なくとも１つのシンボル仮説を含み、かつ、第１のシンボル系列に対する残存シンボル系列のエラーを表す関連するパス・メトリックを有し、残存シンボル系列内の各シンボル仮説は、シンボル仮説に残存シンボル系列を加えることに関連する増分エラーを表す関連する分岐メトリックを有している。各残存シンボル系列に対して候補シンボル系列が発生され、各候補シンボル系列は、残存シンボル系列および付加的なシンボル仮説を含む。候補シンボル系列、受信通信信号の系列、関連する残存シンボル系列内のシンボル仮説の分岐メトリック、白色化フィルタ・インパルス応答、関連する残存シンボル系列のパス・メトリックおよび通信チャネルのチャネル・インパルス応答から各候補シンボル系列に対するパス・メトリックが決定される。少なくとも１つの新しい残存シンボル系列が、候補シンボル系列のパス・メトリックに従って候補シンボル系列から選択される。候補シンボル系列を発生し、各候補シンボル系列に対するパス・メトリックを決定し、少なくとも１つの新しい残存シンボル系列を候補シンボル系列から選択するステップを繰り返し実施して、第１のシンボル系列の推定値が作り出される。好ましくは、各候補シンボル系列に対するパス・メトリックを決定するステップは、各候補シンボル系列に対して各々がそれに関連する大きさを有するパス・メトリックを決定するステップを含み、少なくとも１つの残存シンボル系列を選択するステップはより小さい大きさのパス・メトリックを有する少なくとも１つの候補シンボル系列を選択するステップを含む。
本発明の他の態様によれば、候補系列に対するパス・メトリックは、候補シンボル系列、チャネル・インパルス応答、受信通信信号の系列、白色化フィルタ・インパルス応答および関連する残存シンボル系列に対する格納された分岐メトリックから候補シンボル系列に対する分岐メトリックを決定し、候補シンボル系列に対して決定された分岐メトリックを関連する残存シンボル系列に対するパス・メトリックに加えて各候補シンボル系列に対するパス・メトリックを計算することにより決定される。好ましくは、分岐メトリックは、候補シンボル系列とチャネル・インパルス応答とを畳み込み、候補シンボル系列とチャネル・インパルス応答との畳込みを受信通信信号の系列から減じてエラー系列を作り出し、候補シンボル系列に対するエラー系列の白色化フィルタ・インパルス応答に従って重み付けされた和を計算し、重み付けされた和の大きさを求めて候補シンボル系列に対する分岐メトリックを計算して決定される。したがって、シンボル系列の効率的で正確な推定値が得られる。
【図面の簡単な説明】
本発明のいくつかの目的および利点について述べたが、添付図を参照して以下の詳細な説明を読めば他の目的および利点をより完全に理解することができる。ここに、
図１は、従来技術による有色ノイズが存在するときのシンボル系列の推定を示すブロック図であり、
図２は、従来技術による逐次最尤系列推定を示すブロック図であり、
図３は、マルコフ過程に対する状態遷移を示す状態図であり、
図４は、マルコフ過程に対する状態遷移を示すトレリス線図であり、
図５は、本発明によって通信信号からシンボル系列を推定する装置を示すブロック図であり、
図６は、本発明によって受信通信信号からシンボル系列を推定する通信受信機を示すブロック図であり、
図７は、本発明によって受信通信信号からシンボル系列を推定する操作を示すフロー図であり、
図８は、本発明によって分岐メトリックを決定する操作を示すフロー図である。
好ましい実施例の詳細な説明
次に、本発明の実施例を示す添付図を参照して本発明をより詳細に説明する。例示する実施例の１つは無線電話通信システム応用に関連しているが、当業者ならば本発明は多くの異なる形式で実施することができ、ここに記載された実施例や応用に限定されるものではないことがお判りになるものと思われ、これらの実施例は本明細書を綿密で完全なものとし発明の範囲を当業者に完全に伝えるために提供されるものである。図面において、同じ参照符号は全体を通して同じ要素を表す。
図２を参照すると、受信信号ｒ［ｎ］はインパルス応答ｈ［ｎ］を有する通信チャネル１０から受信され、受信信号ｒ［ｎ］は第１のシンボル系列［ａn，ａn-1，．．．］を表す。ＳＭＬＳＥ推定器３０は、第１のシンボル系列［ａn，ａn-1，．．．］の推定値を表す仮説系列［ｂn，ｂn-1，．．．］を作り出す。ＳＭＬＳＥ推定器の動作は、図３および図４にそれぞれ示すように、状態およびトレリス線図を参照して説明することができる。図３において、通信チャネル２００の特性は、有限状態マルコフ過程に対する状態遷移図３００として表すことができる。状態遷移図３００は、４つの可能な状態Ａ〜Ｄを有する。この過程の可能な状態遷移は矢印で示され、新しいシンボルがチャネルへ入力される場合に生じる遷移に対応する。図４を参照すると、トレリス線図４００は、チャネル２００の状態遷移を表すために用いられる。トレリス４００は、時間ｎ−５において初期状態Ａで開始するものと仮定される。トレリスはまた、矢印で示すように、時間ｎ−４〜ｎで状態Ａ〜Ｄの間での可能な遷移を含む。当業者ならば、状態遷移図およびトレリスはチャネル２００の特性に応じて順序が変わることがあることをお判りであろう。
当業者ならばお判りのように、ＳＭＬＳＥ推定器は、受信信号ｒ［ｎ］およびチャネル・インパルス応答ｈ［ｎ］が与えられると、パス内の系列が原送信系列に対応する相対尤度を提供するパス・メトリックの段階的決定に基づいてトレリス線図４００から潜在的パスすなわち潜在的シンボル系列を切り取る。パス・メトリックは、典型的には、パス内の各状態遷移に対する分岐メトリックを計算し、パスに対する分岐メトリックを累算してそのパスに対するパス・メトリックを作り出すことによって構成される。アルゴリズムが時間ｎにおいて最終状態に進んだ後で、最低累算パス・メトリックを有するパスが残る。
状態Ａ〜Ｄの１つからの所与の遷移に対して、受信信号ｒ［ｎ］と仮説系列［ｂn，ｂn-1，．．．］およびチャネル・インパルス応答ｈ［ｎ］の畳込みとの間の距離、例えばユークリッド距離に対応する分岐メトリックを発生することができる。
しかしながら、受信信号ｒ［ｎ］が最初にインパルス応答ｗ［ｎ］を有する白色化フィルタへ通されると、この分岐メトリックは次式のようになる。
しかしながら、ビタビ・アルゴリズムを使用する１つの目的は典型的にはより高いパス・メトリックを有する特定のノードへ入る分岐を切り取り、しばしば「残存物」と呼ばれる最低累算パス・メトリックを有する状態内に分岐を保持することによって記憶装置の必要条件を低減することであるため、全てのパス上の全ての信号に対してエラー信号を保持することは一般的に望ましくない。したがって、本発明の他の態様によれば、残存パスからの情報しか含まない修正された分岐メトリックを使用することができる。図４を参照すると、２つの残存系列ｂk (1)［ｎ］，ｂk (2)［ｎ］が２つの異なる状態Ａ，Ｂから時間ｔで状態Ａへ入るように示されている。状態Ａ，Ｂから状態Ａへ入る分岐に対して、第１および第２のエラー系列を計算することができる。
図５は、本発明によって通信信号５０９から第１のシンボル系列５０５の推定値５５５を推定する装置を示す。第１のシンボル系列は、通信チャネル５１０を介して通信され、通信信号受信手段５２０においてノイズ５０７を含む通信信号５０９として受信される。通信信号処理手段５３０は、受信通信信号５２５を処理して、受信通信信号の系列５３５を作り出す。白色化逐次最尤系列推定手段５５０は、白色化関数識別手段５４０によって識別された白色化関数５４５を含むパス・メトリックを用いて第１のシンボル系列５０５の推定値５５５を作り出す。好ましくは、チャネル・インパルス応答５６５が、チャネル・インパルス応答推定手段５６０によって作り出され、逐次最尤系列推定手段５５０によって使用される。当業者ならば、通信信号受信手段５２０、通信信号処理手段５３０、白色化関数識別手段５４０、白色化逐次最尤系列推定手段５５０およびチャネル・インパルス応答推定手段５６０は、特殊目的ハードウェア、汎用または特殊用途データ・プロセッサで実行されるソフトウェアおよびそれらの組合せを含む異なるいくつかの方法で実現することができることもお判りであろう。
例えば、図６は、本発明による方法、装置およびコンピュータプログラム・プロダクトを実施することができる移動通信装置６１５を示す。図６に示すように、移動通信装置６１５は、トランシーバ６２２に接続された、通信信号を送受信するアンテナ６２１を含む。トランシーバ６２２は、制御プロセッサ６２８によって制御される。トランシーバ６２２によって送信される情報は、送信信号処理を行う送信回路６２４によって処理される。同様に、トランシーバ６２２によって受信された情報は、受信信号処理を行う受信回路６２６によって処理される。これらの回路のそれぞれはまた、データやプロセッサ命令を格納するメモリまたは他の記憶手段６３２と関連づけられる制御プロセッサ６２８によって制御される。移動端末６１５は、充電式バッテリや他の可搬型蓄電装置で典型的に作動する電源６３０も含む。制御プロセッサ６２８は、送信回路６２４、受信回路６２６およびトランシーバ６２２などの移動端末６１５の他の構成要素へ電源６３０から選択的に給電して、ここに記載されているように消費電力を低減することができる。移動端末６１５は、ユーザと対話するために制御プロセッサ６２８に動作上関連づけられたキーボード６３４、スピーカ６３６、マイクロホン６３８およびディスプレイ６４０などの入出力装置も含むことができる。
図７および図８は、本発明による方法、装置およびコンピュータプログラム・プロダクトを示すフロー図である。このフロー図の各ブロックおよびこのフロー図のブロックの組合せはコンピュータプログラム命令によって実現できることがお判りであろう。これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータや他のプログラマブル・データ処理装置、例えば図６に示すモバイルユニット６１５の受信回路６２６内の等化器へロードされてマシンを作り出し、コンピュータや他のプログラマブル・データ処理装置で実行する命令がフロー図のブロックまたは複数のブロック内に指定された機能を実現する手段を生成するようにすることができる。また、これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータや他のプログラマブル・データ処理装置を指令して、コンピュータ読取り可能メモリ内に格納された命令がフロー図のブロックまたは複数のブロック内に指定された機能を実現する命令手段を含む製品を作り出すような、特定の方法で機能させることができるコンピュータ読取り可能メモリ、例えば図６のモバイルユニット６１５の制御プロセッサ６２８に関連するメモリ６３２に格納することもできる。また、コンピュータプログラム命令は、コンピュータや他のプログラマブル・データ処理装置上へロードされ、そこで一連の操作ステップを実施して、コンピュータや他のプログラマブル・データ処理装置で実行する命令がフロー図のブロックまたは複数のブロック内に指定された機能を実現するステップを提供するようなコンピュータ実現プロセスを作り出すことができる。
したがって、フロー図の複数のブロックは、指定された機能を実現する手段の組合せ、指定された機能を実施するステップと指定された機能を実施するプログラム命令手段との組合せをサポートする。フロー図の各ブロックおよびその組合せは、指定された機能やステップを実施する特殊目的ハードウェアベースコンピュータシステム、または、特殊目的ハードウェアとコンピュータ命令との組合せによって実現できることがお判りであろう。
図７は、白色化関数を含むパス・メトリックを使用する逐次最尤系列推定操作を示す（ブロック７００）。好ましくは、推定器は、初期状態に初期化される（ブロック７１０）。受信通信信号の系列５３５からのシンボルが、推定器へ入力される（ブロック７２０）。候補シンボル系列が識別されて（ブロック７３０）、その各々が仮説シンボルによる初期状態の延長、すなわち、受信通信信号の系列からの入力シンボルによる初期状態から他の状態への可能な状態遷移を表す。候補シンボル系列に対するパス・メトリックが、好ましくは識別された白色化フィルタのインパルス応答に従って重み付けされた分岐メトリックから決定される（ブロック７４０）。次に、好ましくは各状態について最低パス・メトリックを有する入力候補系列を選択することによって、決定されたパス・メトリックに基づいて候補系列から残存系列が選択される（ブロック７５０）。推定器スパンの終りにまだ達していない場合は（ブロック７６０）、新しいシンボルが推定器へ入力されて（ブロック７２０）、候補系列を識別する動作（ブロック７３０）と新しい候補系列に対するパス・メトリックを決定する動作（ブロック７４０）と新しい残存系列を選択する動作（ブロック７５０）とが繰り返される。推定器スパンの終りに達すると（ブロック７６０）、推定値が出力されて（ブロック７７０）、推定動作がもう１度開始される（ブロック７１０）。当業者ならば、パス・ヒストリ全体に沿ってではなくトレリス・パスに沿って所定の深さまでたどることによって選択的に決定を行えることがお判りであろう。
図８は、白色化フィルタ・インパルス応答に従って重み付けされた候補系列に対する分岐メトリックを決定する動作を示す（ブロック８００）。候補系列とチャネル・インパルス応答との畳込みが、決定されて（ブロック８１０）、受信通信信号の系列から減じられて、候補系列に対するエラー系列が計算される（ブロック８２０）。候補系列に対するエラー系列の重み付けされた和が計算され、上述したように、好ましくは白色化関数インパルス応答の係数を重付け係数として使用して、白色化関数インパルス応答に従って重み付けされる（ブロック８３０）。重み付けされた和の大きさを計算して、候補系列に対する分岐メトリックが決定される（ブロック８４０）。当業者ならば、本発明による「大きさ」は「二乗和」や「二乗した大きさ」などの測度も含められることがお判りであろう。当業者ならば、本発明による動作はさまざまな方法、例えば計算順序を変えて実施できることがお判りであろう。当業者ならば、本発明による装置、方法およびコンピュータプログラムは電気通信応用に限定されず、本発明はマルコフ過程の表現で記述することができノイズ、特に有色ノイズにより改変されるチャネルから受信されるもう１つの系列からシンボル系列の推定値を作り出したい他の広範な情報応用に応用できることもお判りであろう。例えば、本発明の装置、方法およびコンピュータプログラム・プロダクトは、文字その他のパターン認識応用、畳込みその他の符号化応用などに使用することができる。
図面および明細書に本発明の典型的な実施例が開示されかつ特定用語が使用されたが、それらは包括的な説明のためにだけ使用されるものであって制約的意味合いはなく、本発明の範囲は請求の範囲に記載される。
Claims (10)
- 第１のシンボル系列を表す通信信号（５０９）から前記第１のシンボル系列（５０５）の推定値を決定する方法であって、前記通信信号が、該通信信号にノイズ（５０７）を与える通信チャネル（５１０）を介して通信され、前記方法が、前記通信チャネルから前記通信信号を受信するステップと、該受信された通信信号から受信通信信号の系列を抽出するステップとを含む、方法において、
前記通信チャネルによって与えられるノイズを白色化する白色化関数を識別するステップ（５４０）であって、白色化フィルタに入力された信号内の有色ノイズを白色化する前記白色化フィルタに対する白色化フィルタ・インパルス応答を識別するステップを含む、ステップと、
エラー系列に対して前記白色化フィルタ・インパルス応答により重み付けして加算することによって得られた分岐メトリックを含むパス・メトリックを用いて前記受信通信信号の系列から前記第１のシンボル系列の推定値を逐次最尤推定するステップ（５５０）と、
をさらに含むことを特徴とする、方法。 - 逐次最尤推定する前記ステップが、
複数の残存シンボル系列を決定するステップであって、各残存シンボル系列が、前記第１のシンボル系列に含まれるシンボルの少なくとも１つのシンボル仮説を含み、かつ、前記受信通信信号の系列に対する前記残存シンボル系列のエラーを表す関連するパス・メトリックを有し、前記残存シンボル系列内の各シンボル仮説が、前記残存シンボル系列に前記シンボル仮説を加えることに関連する増分エラーを表す関連する分岐メトリックを有する、ステップと、
各残存シンボル系列に対する候補シンボル系列を発生するステップであって、各候補シンボル系列が前記残存シンボル系列および付加シンボル仮説を含む、ステップと、
前記候補シンボル系列、前記通信チャネルのチャネル・インパルス応答、前記受信通信信号の系列、前記白色化フィルタ・インパルス応答および前記関連する残存シンボル系列内の前記エラー系列から、前記候補シンボル系列に含まれる前記付加シンボル仮説に対応する分岐メトリックを決定するステップと、
前記候補シンボル系列に含まれる前記付加シンボル仮説に対して決定された前記分岐メトリックを前記関連する残存シンボル系列に対する前記パス・メトリックに加えて、前記候補シンボル系列に対するパス・メトリックを計算するステップと、
前記候補シンボル系列の前記パス・メトリックに従って前記候補シンボル系列から少なくとも１つの新しい残存シンボル系列を選択するステップと、
候補シンボル系列を発生する前記ステップと、各候補シンボル系列に対するパス・メトリックを決定する前記ステップと、候補シンボル系列から少なくとも１つの新しい残存シンボル系列を選択する前記ステップとを繰り返して、前記第１のシンボル系列の推定値を作り出すステップと、を含む、
請求項１記載の方法。 - シンボル系列の推定値から前記チャネル・インパルス応答を推定するステップ（５６０）が、逐次最尤推定する前記ステップに先行する、請求項２記載の方法。
- 前記候補シンボル系列に対するパス・メトリックを計算する前記ステップが、各候補シンボル系列に対するパス・メトリックを決定するステップであって、各パス・メトリックがそれに関連する大きさを有する、ステップを含み、
少なくとも１つの残存シンボル系列を選択する前記ステップが、大きさのより小さいパス・メトリックを有する少なくとも１つの候補シンボル系列を選択するステップを含む、
請求項２記載の方法。 - 前記付加シンボル仮説に対応する分岐メトリックを決定するステップが、
前記候補シンボル系列と前記チャネル・インパルス応答とを畳み込むステップと、
前記候補シンボル系列と前記チャネル・インパルス応答との畳み込みを前記受信通信信号の系列から減じて、前記候補シンボル系列に対するエラー系列を作り出すステップと、
前記候補シンボル系列に対するエラー系列の重み付けされた和を計算するステップであって、該重み付けされた和が前記白色化フィルタ・インパルス応答に従って重み付けされる、ステップと、
前記重み付けされた和の大きさを決定して、前記付加シンボル仮説に対応する分岐メトリックを計算するステップと、を含む、
請求項２記載の方法。 - 第１のシンボル系列を表す通信信号（５０９）から前記第１のシンボル系列（５０５）を推定する装置であって、前記通信信号が、該通信信号にノイズを与える通信チャネル（５１０）を介して通信され、前記装置が、前記通信チャネルから前記通信信号を受信する通信信号受信手段（５２０）と、該通信信号受信手段に応答して、前記受信された通信信号から受信通信信号の系列を抽出する通信信号処理手段（５３０）とを含む、装置において、
前記通信チャネルによって与えられる前記ノイズを白色化する白色化関数を識別する白色化関数識別手段（５４０）であって、白色化フィルタに入力された有色ノイズを白色化する前記白色化フィルタに対する白色化フィルタ・インパルス応答を識別する手段を含む、白色化関数識別手段と、
前記通信信号処理手段および前記白色化関数識別手段に応答して、エラー系列に対して前記白色化フィルタ・インパルス応答により重み付けして加算することによって得られた分岐メトリックを含むパス・メトリックを用いて前記受信通信信号の系列から前記第１のシンボル系列の推定値を逐次最尤推定する白色化逐次最尤推定手段（５５０）と、
をさらに含むことを特徴とする、装置。 - 前記白色化逐次最尤推定手段が、
残存シンボル系列を決定する手段であって、各残存シンボル系列が、前記第１のシンボル系列に含まれるシンボルの少なくとも１つのシンボル仮説を含み、かつ、前記受信通信信号の系列に対する前記残存シンボル系列のエラーを表す関連するパス・メトリックを有し、残存シンボル系列内の各シンボル仮説が、前記残存シンボル系列に前記シンボル仮説を加えることに関連する増分エラーを表す関連する分岐メトリックを有する、手段と、
残存シンボル系列を決定する該手段に応答して、各残存シンボル系列に対する候補シンボル系列を発生する手段であって、各候補シンボル系列が前記残存シンボル系列および付加シンボル仮説を含む、手段と、
前記候補シンボル系列、前記通信チャネルのチャネル・インパルス応答、前記受信通信信号の系列、前記白色化フィルタ・インパルス応答および前記関連する残存シンボル系列内の前記エラー系列から前記候補シンボル系列に含まれる前記付加シンボル仮説に対応する分岐メトリックを決定する手段と、
前記分岐メトリックを決定する手段に応答して、前記候補シンボル系列に含まれる前記付加シンボル仮説に対して決定された前記分岐メトリックを前記関連する残存シンボル系列に対する前記パス・メトリックに加えて、前記候補シンボル系列に対するパス・メトリックを計算する手段と、
各候補シンボル系列に対してパス・メトリックを決定する該手段に応答して、前記候補シンボル系列の前記パス・メトリックに従って前記候補シンボル系列から少なくとも１つの新しい残存シンボル系列を選択する手段と、を含む、
請求項６記載の装置。 - 前記白色化逐次最尤推定手段に応答して、シンボル系列の推定値から前記チャネル・インパルス応答を推定するチャネル・インパルス応答推定手段（５６０）をさらに含む、請求項７記載の装置。
- 前記候補シンボル系列に対するパス・メトリックを計算する前記手段が、各候補シンボル系列に対するパス・メトリックを決定する手段であって、各パス・メトリックがそれに関連する大きさを有する、手段を含み、
少なくとも１つの残存シンボル系列を選択する前記手段が、大きさのより小さいパス・メトリックを有する少なくとも１つの候補シンボル系列を選択する手段を含む、
請求項７記載の装置。 - 前記付加シンボル仮説に対応する分岐メトリックを決定する前記手段が、
前記候補シンボル系列と前記チャネル・インパルス応答とを畳み込む手段と、
前記畳み込む手段に応答して、前記候補シンボル系列と前記チャネル・インパルス応答との畳み込みを前記受信通信信号の系列から減じて、エラー系列を作り出す手段と、
前記エラー系列を作り出す手段に応答して、前記エラー系列の重み付けされた和を計算する手段であって、該重み付けされた和が前記白色化フィルタ・インパルス応答に従って重み付けされる、手段と、
重み付けされた和を計算する該手段に応答して、前記重み付けされた和の大きさを決定して、前記付加シンボル仮説に対応する分岐メトリックを計算する手段と、を含む、
請求項７記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/777,823 US5905743A (en) | 1996-12-31 | 1996-12-31 | Apparatus, methods and computer program products for sequential maximum likelihood estimating communications signals using whitening path metrics |
| US08/777,823 | 1996-12-31 | ||
| PCT/US1997/023698 WO1998029995A1 (en) | 1996-12-31 | 1997-12-19 | Apparatus, methods and computer program products for sequential maximum likelihood estimating communications signals using whitening path metrics |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001507888A JP2001507888A (ja) | 2001-06-12 |
| JP4430136B2 true JP4430136B2 (ja) | 2010-03-10 |
Family
ID=25111403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53014298A Expired - Lifetime JP4430136B2 (ja) | 1996-12-31 | 1997-12-19 | 白色化パス・メトリックを用いた通信信号の逐次最尤推定装置、および方法 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5905743A (ja) |
| EP (1) | EP0950305B1 (ja) |
| JP (1) | JP4430136B2 (ja) |
| CN (1) | CN1166140C (ja) |
| AU (1) | AU5616598A (ja) |
| BR (1) | BR9713797A (ja) |
| CA (1) | CA2276255A1 (ja) |
| DE (1) | DE69730990T2 (ja) |
| TW (1) | TW416034B (ja) |
| WO (1) | WO1998029995A1 (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6026121A (en) * | 1997-07-25 | 2000-02-15 | At&T Corp | Adaptive per-survivor processor |
| US6269131B1 (en) * | 1998-05-28 | 2001-07-31 | Glenayre Electronics, Inc. | Physical channel estimator |
| DE19824408A1 (de) * | 1998-05-30 | 1999-12-02 | Philips Patentverwaltung | Empfänger für ein digitales Übertragungssystem |
| US6618451B1 (en) * | 1999-02-13 | 2003-09-09 | Altocom Inc | Efficient reduced state maximum likelihood sequence estimator |
| US6507628B1 (en) | 1999-09-07 | 2003-01-14 | Sicom, Inc. | Distortion-compensated digital communications receiver and method therefor |
| US6590932B1 (en) * | 1999-11-24 | 2003-07-08 | Ericsson Inc. | Methods, receiver devices and systems for whitening a signal disturbance in a communication signal |
| US6674820B1 (en) | 2000-02-15 | 2004-01-06 | Ericsson Inc. | Receiver devices, systems and methods for receiving communication signals subject to colored noise |
| US6460150B1 (en) * | 2000-03-02 | 2002-10-01 | International Business Machines Corporation | Noise-predictive post-processing for PRML data channel |
| US6990061B2 (en) * | 2000-05-31 | 2006-01-24 | Interuniversitair Micro-Elektronica Centrum | Method and apparatus for channel estimation |
| GB0107113D0 (en) * | 2001-03-21 | 2001-05-09 | Nokia Networks Oy | Interference rejection in a receiver |
| US6778619B2 (en) | 2001-05-11 | 2004-08-17 | Ericsson Inc. | Methods for receiving diversity transmissions including prefiltering to provide minimum phase channel characteristics and related receivers |
| US7319846B2 (en) * | 2002-05-27 | 2008-01-15 | Telafonaktiebolaget Lm Ericsson(Publ) | Colored interference identification |
| US6768441B2 (en) | 2002-08-20 | 2004-07-27 | Telefonaktiebolaget L.M. Ericsson | Methods of receiving communications signals including a plurality of digital filters having different bandwidths and related receivers |
| US7497279B2 (en) * | 2005-11-21 | 2009-03-03 | Hall David R | Jack element adapted to rotate independent of a drill bit |
| US20080010671A1 (en) * | 2006-06-09 | 2008-01-10 | John Mates | Whitening functional unit and method |
| US8457254B2 (en) * | 2009-08-27 | 2013-06-04 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Equalization and residual self-interference suppression using serial localization with indecision |
| US8798215B2 (en) * | 2011-11-29 | 2014-08-05 | Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) | Metric corrections for demodulators using serial localization with indecision |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4571734A (en) * | 1983-08-05 | 1986-02-18 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for decoding the output signal of a partial-response class-IV communication or recording-device channel |
| US5031195A (en) * | 1989-06-05 | 1991-07-09 | International Business Machines Corporation | Fully adaptive modem receiver using whitening matched filtering |
| US5537443A (en) * | 1993-01-19 | 1996-07-16 | Ntt Mobile Communications Network Inc. | Interference signal cancelling method, receiver and communication system using the same |
| US5742694A (en) * | 1996-07-12 | 1998-04-21 | Eatwell; Graham P. | Noise reduction filter |
-
1996
- 1996-12-31 US US08/777,823 patent/US5905743A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-12-19 CN CNB971819645A patent/CN1166140C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-19 EP EP97952590A patent/EP0950305B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-19 JP JP53014298A patent/JP4430136B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-19 WO PCT/US1997/023698 patent/WO1998029995A1/en active IP Right Grant
- 1997-12-19 AU AU56165/98A patent/AU5616598A/en not_active Abandoned
- 1997-12-19 DE DE69730990T patent/DE69730990T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-19 CA CA002276255A patent/CA2276255A1/en not_active Abandoned
- 1997-12-19 BR BR9713797-9A patent/BR9713797A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-12-31 TW TW086120072A patent/TW416034B/zh not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW416034B (en) | 2000-12-21 |
| BR9713797A (pt) | 2000-02-01 |
| DE69730990T2 (de) | 2006-02-16 |
| CN1247660A (zh) | 2000-03-15 |
| WO1998029995A1 (en) | 1998-07-09 |
| EP0950305A1 (en) | 1999-10-20 |
| JP2001507888A (ja) | 2001-06-12 |
| DE69730990D1 (de) | 2004-11-04 |
| EP0950305B1 (en) | 2004-09-29 |
| US5905743A (en) | 1999-05-18 |
| AU5616598A (en) | 1998-07-31 |
| CN1166140C (zh) | 2004-09-08 |
| CA2276255A1 (en) | 1998-07-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4430136B2 (ja) | 白色化パス・メトリックを用いた通信信号の逐次最尤推定装置、および方法 | |
| JP2637222B2 (ja) | 等化器 | |
| US5579344A (en) | Adaptive maximum likelihood sequence estimation apparatus and adaptive maximum likelihood sequence estimation method | |
| JP4621683B2 (ja) | ノイズ白色化フィルタリング方法および装置 | |
| US6459728B1 (en) | Iterative channel estimation | |
| JP4694750B2 (ja) | 通信信号内の信号外乱を白色化する方法と受信装置とシステム | |
| EP1042889B1 (en) | Computationally efficient sequence estimation | |
| EP0975125B1 (en) | Sequence estimation method and sequence estimator | |
| Cirpan et al. | Stochastic maximum likelihood methods for semi-blind channel estimation | |
| CA2274101A1 (en) | Method and apparatus for bidirectional demodulation of digitally modulated signals | |
| JP2001522197A (ja) | 多重ユーザ信号の複合的等化および検出方法 | |
| JP3164309B2 (ja) | 最尤復号同期検波方法 | |
| KR101013282B1 (ko) | 간섭 삭제 장치 및 방법 | |
| US6026121A (en) | Adaptive per-survivor processor | |
| US6954507B2 (en) | Method for estimating the bit error rate in a radio receiver and corresponding radio receiver | |
| JP3424723B2 (ja) | 適応等化器 | |
| JP2003506912A (ja) | 無線受信器におけるチャネル復号用信頼度情報生成方法及び対応する無線受信器 | |
| US6219388B1 (en) | Digital data demodulating device for estimating channel impulse response | |
| US6904088B1 (en) | Efficient equalization for detection of symbols in digital burst transmissions | |
| JP2966673B2 (ja) | ダイバーシチ形同期検波回路 | |
| JPH1075201A (ja) | 最尤系列推定回路 | |
| JPH0758672A (ja) | ディジタル適応等化器 | |
| Perreau et al. | Channel estimation and symbol detection for multiuser CDMA receivers using HMMs | |
| JPH07221804A (ja) | 最尤系列推定器 | |
| JP2004228712A (ja) | 受信機 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041126 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20060214 |
|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20060627 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080108 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071218 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080408 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090428 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090721 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091124 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091217 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121225 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131225 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |