JP4488868B2 - Waveform equalization method, waveform equalizer, radio apparatus and radio communication system - Google Patents
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Description
本発明は、デジタル携帯電話などの無線通信システムにおいて発生する無線伝搬路のマルチパスフェージングを補償する波形等化器の波形等化方法に関する。また、この波形等化方法が適用された波形等化器、無線装置及び無線通信システムに関する。 The present invention relates to a waveform equalization method for a waveform equalizer that compensates for multipath fading of a radio propagation path that occurs in a radio communication system such as a digital cellular phone. The present invention also relates to a waveform equalizer, a radio apparatus, and a radio communication system to which this waveform equalization method is applied.
デジタル無線通信システムでは、信号の伝送レートが高速である場合や、1つの基地局がカバーする通信のサービスエリアが広い場合、シンボル間干渉によって特定の周波数成分が受信困難となるようなマルチパスフェージング(周波数選択性フェージングとも呼ばれる)が発生する。このような場合、無線装置に波形等化器を搭載し、マルチパスフェージングを補償することが一般的に行われる。 In a digital wireless communication system, when a signal transmission rate is high or when a communication service area covered by one base station is wide, multipath fading that makes it difficult to receive a specific frequency component due to intersymbol interference. (Also called frequency selective fading) occurs. In such a case, it is common to mount a waveform equalizer in the wireless device to compensate for multipath fading.
波形等化器の代表的なものとして、トランスバーサル型、判定帰還型(DFE)、最尤推定型(MLSE)のものが挙げられる。これらの中で、ここではトランスバーサル型および判定帰還型の波形等化器を用いる場合を想定する。 Typical examples of waveform equalizers include transversal type, decision feedback type (DFE), and maximum likelihood estimation type (MLSE). Among these, the case where a transversal type and decision feedback type waveform equalizer is used is assumed here.
受信機では、一般にトランスバーサル型あるいは判定帰還型の波形等化器は、予め決められた既知信号を受信し、この既知信号が所望の信号に近づくようにフィルタのトレーニングを行い、無線伝搬路の周波数逆特性を有するフィルタが適応的に構成されるように、動作する。一般的には、受信する既知信号が多ければ多いほど、無線伝搬路のマルチパス状態を正確に推定でき、波形等化器のトレーニング性能及び等化性能は向上する。しかし、既知信号は本来送信したいデータ信号ではないので、既知信号を増やすことは、データ信号の伝送効率の低下に繋がる。このような理由から、無線フォーマットにおいては、既知信号はデータ信号と比較して短い場合が多く、このような短い既知信号で、いかにデータ信号を良好に等化するかという点が技術的な課題となっている。 In a receiver, a transversal type or decision feedback type waveform equalizer generally receives a predetermined known signal, performs filter training so that the known signal approaches a desired signal, and determines the radio propagation path. The filter operates so that a filter having a frequency inverse characteristic is adaptively configured. In general, the more known signals that are received, the more accurately the multipath state of the radio propagation path can be estimated, and the training performance and equalization performance of the waveform equalizer improves. However, since a known signal is not a data signal that is originally desired to be transmitted, increasing the number of known signals leads to a decrease in transmission efficiency of the data signal. For this reason, in wireless formats, known signals are often shorter than data signals, and the technical issue is how to properly equalize data signals with such short known signals. It has become.
ここで、従来技術として、判定帰還型の波形等化器およびその動作を簡単に説明し、無線フォーマットにおいて既知信号が短い場合の等化方法の一例を示す。図14は判定帰還型の波形等化器の基本的構成を示すブロック図である。判定帰還型の波形等化器は、等化フィルタ部1401、識別器1404、トレーニング信号生成器1405、スイッチ1406、等化誤差算出器1407、データ復号器1408およびタップ係数更新器1409から構成される。
Here, as a conventional technique, a decision feedback type waveform equalizer and its operation will be briefly described, and an example of an equalization method when a known signal is short in a wireless format will be shown. FIG. 14 is a block diagram showing a basic configuration of a decision feedback type waveform equalizer. The decision feedback type waveform equalizer includes an
等化フィルタ部1401は、フィードフォワードフィルタ(FFフィルタ)1402およびフィードバックフィルタ(FBフィルタ)1403から構成される。FFフィルタ1402およびFBフィルタ1403は、それぞれタップ付き遅延素子で構成されたフィルタである。遅延素子の遅延時間は、FFフィルタ1402で1/2シンボル時間、FBフィルタ1403で1シンボル時間となっている。
The
図15は判定帰還型の波形等化器における波形等化方法を示す図である。判定帰還型の波形等化器で受信されるバースト信号は既知信号およびデータ信号からなる。既知信号は、送信側および受信側の双方が予めわかっているパターンを有しており、判定帰還型の波形等化器のタップ係数のトレーニングに用いられる。また、データ信号は、復調すべきデータを含む信号である。判定帰還型の波形等化器では、まず既知信号を用いてトレーニングが行われる。つまり、図15の時刻T01〜T02の受信信号に対してトレーニングが行われる。始めに、このトレーニングモードの動作を示す。 FIG. 15 is a diagram showing a waveform equalization method in a decision feedback type waveform equalizer. The burst signal received by the decision feedback type waveform equalizer includes a known signal and a data signal. The known signal has a pattern that is known in advance on both the transmission side and the reception side, and is used for training the tap coefficient of the decision feedback type waveform equalizer. The data signal is a signal including data to be demodulated. In the decision feedback type waveform equalizer, training is first performed using a known signal. That is, training is performed on the received signals at times T01 to T02 in FIG. First, the operation of this training mode is shown.
等化フィルタ部1401のFFフィルタ1402には、IQサンプル信号がシンボルレートの1/2のサンプルレートで入力され、FBフィルタ1403には、スイッチ1406を介して得られた帰還データが入力される。等化フィルタ部1401では、遅延素子に蓄えられたデータがタップ係数込みで積和演算され、等化出力信号が得られる。等化出力信号は、等化誤差算出器1407に入力される。
The IQ sample signal is input to the
トレーニングモードでは、スイッチ1406はB側に接続され、トレーニング信号生成器1405から等化出力信号が収束すべき所望のトレーニングパターンで出力され、等化誤差算出器1407に入力される。等化誤差算出器1407では、等化フィルタ部1401からの等化出力信号と、トレーニング信号生成器1405からのトレーニングパターンが比較され、この差分が等化誤差信号としてタップ係数更新器1409に入力される。
In the training mode, the
タップ係数更新器1409は、次回の等化出力信号の等化誤差ができるだけ小さくなるように、FFフィルタ1402およびFBフィルタ1403の各タップ係数を更新する。このときの更新アルゴリズムとしては、LMSやRLSが良く知られている。他方、トレーニング信号生成器1405からのトレーニングパターンは、スイッチ1406を介してFBフィルタ1403に帰還して入力される。
The
このように、トレーニングモードでは、図15に示す時刻T01から時刻T02の方向に向かって等化が行われ、時刻T02の時点で等化フィルタのタップ係数が収束していると、以後に続くデータ信号の等化を良好に行うことができる。 As described above, in the training mode, equalization is performed from the time T01 to the time T02 shown in FIG. 15, and when the tap coefficients of the equalization filter converge at the time T02, the subsequent data Signal equalization can be performed satisfactorily.
つぎに、トラッキングモードの動作を示す。判定帰還型の波形等化器では、次のデータ信号に対してトラッキングが行われる。つまり、図15の時刻T02〜時刻T03の受信信号に対してトラッキングが行われる。トラッキングモードでは、スイッチ1406はA側に接続される。等化フィルタ部1401からの等化出力信号は、識別器1404に入力され、識別器1404からシンボル判定データが出力される。シンボル判定データは、スイッチ1406を介して等化誤差算出器1407に入力される。等化誤差算出器1407では、等化フィルタ部1401からの等化出力信号と、識別器1404からのシンボル判定データとが比較され、この差分が等化誤差信号としてタップ係数更新器1409に入力される。タップ係数更新器1409は、次回の等化出力信号の等化誤差ができるだけ小さくなるように、FFフィルタ1402およびFBフィルタ1403の各タップ係数を更新する。他方、識別器1404からのシンボル判定データは、スイッチ1406を介してFBフィルタ1403に帰還して入力される。また、シンボル判定データは、データ復号器1408に入力され、復号ビット列が出力される。
Next, the operation in the tracking mode is shown. In the decision feedback type waveform equalizer, tracking is performed on the next data signal. That is, tracking is performed on the received signals from time T02 to time T03 in FIG. In the tracking mode, the
以上説明したように、判定帰還型の波形等化器では、無線フォーマットにおいて、データ信号と比較して既知信号は短いことが多い。トレーニングモードにおいて、等化フィルタ部1401のタップ係数が十分に収束しない場合、トラッキングモードによるデータ信号の等化性能が劣化してしまうので、短い既知信号でいかにタップ係数を収束させるかという点が技術的な課題である。
As described above, in the decision feedback type waveform equalizer, the known signal is often shorter than the data signal in the wireless format. In the training mode, when the tap coefficient of the
この課題を解決するための波形等化方法が既に提案されている(特許文献1参照)。図16は従来の他の波形等化方法を示す図である。この波形等化方法では、同一の既知信号によってトレーニングを繰り返し行う。すなわち、トレーニングの1回目を時刻T01から時刻T02まで行い、時刻T02において、タップ係数をそのままにして、再度2回目のトレーニングを時刻T01から時刻T02まで行う。これを繰り返し、N回のトレーニングを行った後、時刻T02から時刻T03に向かってデータ信号のトラッキングを行うようにしている。 A waveform equalization method for solving this problem has already been proposed (see Patent Document 1). FIG. 16 is a diagram showing another conventional waveform equalization method. In this waveform equalization method, training is repeatedly performed using the same known signal. That is, the first training is performed from time T01 to time T02, and at time T02, the second training is performed again from time T01 to time T02 with the tap coefficient being left unchanged. This is repeated, and after N times of training, the data signal is tracked from time T02 to time T03.
このように、従来では、同一の既知信号を用いてトレーニングを繰り返すことによってトレーニング期間が長くなっているように見せかけ、トレーニングを1回だけ行う場合と比較してタップ係数が収束し、等化性能を向上させていた。 Thus, in the past, it seems that the training period has become longer by repeating training using the same known signal, and the tap coefficient converges compared to the case where training is performed only once, and equalization performance Had improved.
しかしながら、上記従来の波形等化方法では、同一の既知信号を用いて繰り返しトレーニングを行っているので、一定の繰り返し回数まで収束度は向上していくが、それ以上繰り返し回数を増やしても、タップ係数の収束度には限度があった。また、一般に波形等化器では、演算量が多いので、このように繰り返し回数を増やすと、単位時間当たりの演算量が増大して消費電流が増えたり、リアルタイム処理ができない等の問題があった。 However, in the above conventional waveform equalization method, the same known signal is used for repeated training, so the convergence improves up to a certain number of repetitions. There was a limit to the degree of convergence of the coefficients. In general, since the waveform equalizer has a large amount of calculation, if the number of repetitions is increased in this way, the amount of calculation per unit time increases, current consumption increases, and real-time processing cannot be performed. .
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、デジタル無線通信システムの無線伝搬路のマルチパスフェージングを補償する波形等化器において、無線フォーマット上の短い既知信号のみを用い、演算量を増加させることなく、タップ係数を正確に収束させて等化性能を向上できる波形等化方法、波形等化器、無線装置及び無線通信システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a waveform equalizer that compensates for multipath fading in a radio propagation path of a digital radio communication system, uses only a short known signal in the radio format and increases the amount of calculation. It is an object of the present invention to provide a waveform equalization method, a waveform equalizer, a wireless device, and a wireless communication system that can improve the equalization performance by accurately converging tap coefficients.
本発明の波形等化方法は、タップ付き遅延回路を有し、入力信号に対してタップ係数込みの演算を行って等化出力信号を出力する等化フィルタ部と、前記等化フィルタ部のタップ係数を設定するタップ係数制御手段と、前記タップ係数を記憶するタップ係数記憶手段と、等化性能を監視する等化性能監視手段とを備えた波形等化器の波形等化方法であって、前記タップ係数記憶手段に記憶されたタップ係数を初期値に設定し、第1の時間に受信される既知信号を用い、前記等化フィルタ部のタップ係数のトレーニングを行い、該トレーニング終了時に前記トレーニング結果のタップ係数を前記タップ係数記憶手段に記憶する第1のステップと、前記タップ係数記憶手段に記憶された、前記トレーニング結果のタップ係数を用い、前記第1の時間に続く第2の時間、受信されるデータ信号のトラッキングを行う第2のステップと、前記等化性能監視手段によって監視された等化性能が所定レベルに達しているか否かを判断する第3のステップとを有し、前記第1のステップでは、前記第3のステップにおける等化性能の判断に基づき、前記等化性能が所定レベルに達している場合には、前記タップ係数記憶手段に記憶された前回のタップ係数を初期値に設定し、また、前記等化性能が所定レベルに達していない場合には、前記タップ係数記憶手段に記憶された前回のタップ係数の代わりに、それ以前に前記タップ係数記憶手段に記憶された、前記等化性能が所定レベルに達しているそれ以前の最近のタップ係数を初期値に設定し、前記第1のステップおよび前記第2のステップを繰り返し行うものである。 The waveform equalization method of the present invention includes a delay circuit with a tap, performs an operation including a tap coefficient on an input signal and outputs an equalized output signal, and taps of the equalization filter unit A waveform equalizer method for a waveform equalizer , comprising: a tap coefficient control means for setting a coefficient; a tap coefficient storage means for storing the tap coefficient; and an equalization performance monitoring means for monitoring the equalization performance , The tap coefficient stored in the tap coefficient storage means is set to an initial value, the known signal received at the first time is used to train the tap coefficient of the equalization filter unit, and the training is performed at the end of the training. A first step of storing a tap coefficient of the result in the tap coefficient storage means, and using the tap coefficient of the training result stored in the tap coefficient storage means, the first time Second time following a second step of performing a tracking of the data signals received, the equalization performance is monitored by the equalization performance monitoring means third of determining whether reaches a predetermined level In the first step, when the equalization performance has reached a predetermined level based on the determination of the equalization performance in the third step, it is stored in the tap coefficient storage means. The previous tap coefficient is set to an initial value, and when the equalization performance has not reached a predetermined level, the previous tap coefficient stored in the tap coefficient storage means is replaced with the previous tap coefficient. stored in the tap coefficient storage unit, a recent tap coefficients earlier that the equalization performance has reached a predetermined level set to an initial value, repeat the first step and the second step One in which to perform.
これにより、無線フォーマット上の短い既知信号のみを用い、演算量を増加させることなく、タップ係数を正確に収束させて等化性能を向上できる。すなわち、トレーニングが複数の既知信号に亘って連続的に行われるので、等価的に無限長の既知信号でトレーニングを行っていることと等価になり、等化フィルタ部のタップ係数が十分に収束し、ひいては等化性能が良好になる。特に、伝搬路が静特性の場合、改善効果が顕著である。また、従来のように、同一の既知信号を用いたトレーニングでないので、タップ係数の収束値がより正確になり、かつ演算量を全く増大させることなく良好な等化性能を得ることができる。また、等化性能が所定レベルに達しない場合、トレーニング結果のタップ係数を初期値して設定することを回避でき、無線伝搬路にバースト的な劣化が存在する場合でも、等化性能が劣化しなくなる。 Thereby, only a short known signal on the radio format is used, and the tap coefficient can be accurately converged and the equalization performance can be improved without increasing the calculation amount. In other words, since training is performed continuously over a plurality of known signals, this is equivalent to training with known signals of an infinite length, and the tap coefficients of the equalization filter section are sufficiently converged. As a result, the equalization performance is improved. In particular, when the propagation path has a static characteristic, the improvement effect is remarkable. Further, since the training is not performed using the same known signal as in the prior art, the convergence value of the tap coefficient becomes more accurate, and good equalization performance can be obtained without increasing the amount of calculation at all. In addition, if the equalization performance does not reach a predetermined level, it is possible to avoid setting the tap coefficient of the training result as an initial value, and even if there is burst-like degradation in the radio propagation path, the equalization performance is degraded. Disappear.
また、本発明は、上記の波形等化方法であって、前記第3のステップでは、前記等化性能監視手段によって受信信号の受信レベルを閾値と比較した比較結果を用いることにより、等化性能を判断するものとする。
また、本発明は、上記の波形等化方法であって、前記第3のステップでは、前記等化性能監視手段によって前記データ信号のトラッキング中の等化誤差を閾値と比較した比較結果を用いることにより、等化性能を判断するものとする。
また、本発明は、上記の波形等化方法であって、前記第3のステップでは、前記等化性能監視手段によって復号結果のビット誤り率を閾値と比較した比較結果を用いることにより、等化性能を判断するものとする。
Further, the present invention is the above waveform equalization method, wherein in the third step, the equalization performance is obtained by using a comparison result obtained by comparing the reception level of the received signal with a threshold value by the equalization performance monitoring unit. Shall be judged.
Also, the present invention is the waveform equalization method described above, wherein, in the third step, a comparison result obtained by comparing an equalization error during tracking of the data signal with a threshold by the equalization performance monitoring unit is used. Based on this, the equalization performance is judged.
The present invention is the above waveform equalization method, wherein in the third step, equalization is performed by using a comparison result obtained by comparing the bit error rate of the decoding result with a threshold value by the equalization performance monitoring unit. The performance shall be judged.
また、本発明は、上記のいずれかの波形等化器の波形等化方法であって、受信信号の受信レベルを監視する受信レベル監視手段を用い、前記第1のステップでは、今回のトレーニング開始時のタップ係数の初期値として、前回のトレーニング結果のタップ係数を前記受信レベルに応じて逓倍したものを設定するものである。
これにより、受信レベルの変化に応じて、トレーニング開始時のタップ係数の大きさを調整することができ、受信信号レベルが一定しない場合でも、タップ係数が安定するので、等化性能が向上する。
The present invention is also the waveform equalization method of any one of the above waveform equalizers, wherein reception level monitoring means for monitoring the reception level of the reception signal is used, and in the first step, the current training is started. As an initial value of the tap coefficient at the time, a value obtained by multiplying the tap coefficient of the previous training result according to the reception level is set.
Thereby, the magnitude of the tap coefficient at the start of training can be adjusted in accordance with the change in the reception level, and the tap coefficient is stabilized even when the reception signal level is not constant, so that equalization performance is improved.
また、本発明は、上記のいずれかの波形等化器の波形等化方法であって、受信信号の受信レベルを監視する受信レベル監視手段と、前記波形等化器の入力信号のレベルを逓倍する逓倍手段とを用い、前記第1のステップでは、前記受信レベルに応じて、前記波形等化器の入力信号のレベルを逓倍するものである。
これにより、受信レベルの変化に応じて、波形等化器の入力信号のレベルを調整することで、受信信号のレベルが一定しない場合でも、タップ係数が安定するので、等化性能が向上する。
Further, the present invention provides a waveform equalization method for any of the above waveform equalizers, the reception level monitoring means for monitoring the reception level of the reception signal, and the level of the input signal of the waveform equalizer is multiplied. In the first step, the level of the input signal of the waveform equalizer is multiplied according to the reception level.
Thus, by adjusting the level of the input signal of the waveform equalizer according to the change in the reception level, the tap coefficient is stabilized even when the level of the reception signal is not constant, so that the equalization performance is improved.
また、本発明は、上記のいずれかの波形等化器の波形等化方法であって、受信信号の受信レベルを監視する受信レベル監視手段と、前記等化出力信号のシンボルを判定する識別器とを用い、前記第1のステップでは、前記受信レベルに応じて、前記識別器の参照レベルおよびトレーニング信号の出力レベルを変更するものである。
これにより、等化出力信号のレベルをそのままにして、識別器の参照レベルおよびトレーニング信号の出力レベルを変更することができ、受信信号レベルが一定しない場合でも、タップ係数が安定するので、等化性能が向上する。
The present invention is also the waveform equalization method of any of the above waveform equalizers, wherein the reception level monitoring means for monitoring the reception level of the reception signal, and the discriminator for determining the symbol of the equalization output signal In the first step, the reference level of the discriminator and the output level of the training signal are changed according to the reception level.
This makes it possible to change the reference level of the discriminator and the output level of the training signal while leaving the level of the equalized output signal as it is, and even if the received signal level is not constant, the tap coefficient is stable, so equalization Performance is improved.
本発明の波形等化器は、タップ付き遅延回路を有し、入力信号に対してタップ係数込みの演算を行って等化出力信号を出力する等化フィルタ部と、前記等化フィルタ部のタップ係数を設定するタップ係数制御手段と、前記タップ係数を記憶するタップ係数記憶手段と、等化性能を監視する等化性能監視手段とを備え、上記いずれかに記載の波形等化方法の手順を実行するものである。
これにより、無線フォーマット上の短い既知信号のみを用い、演算量を増加させることなく、タップ係数を正確に収束させて等化性能を向上できる。
The waveform equalizer of the present invention has a tapped delay circuit, performs an operation including tap coefficients on an input signal and outputs an equalized output signal, and a tap of the equalizing filter unit A tap coefficient control means for setting a coefficient; a tap coefficient storage means for storing the tap coefficient; and an equalization performance monitoring means for monitoring the equalization performance. It is something to execute.
Thereby, only a short known signal on the radio format is used, and the tap coefficient can be accurately converged and the equalization performance can be improved without increasing the calculation amount.
また、本発明は、上記波形等化器が搭載された無線装置を提供する。また、本発明は、上記無線装置を含む無線通信システムを提供する。 The present invention also provides a radio apparatus equipped with the waveform equalizer. The present invention also provides a wireless communication system including the wireless device.
本発明によれば、デジタル無線通信システムの無線伝搬路のマルチパスフェージングを補償する波形等化器において、無線フォーマット上の短い既知信号のみを用い、演算量を増加させることなく、タップ係数を正確に収束させて等化性能を向上できる。 According to the present invention, in a waveform equalizer that compensates for multipath fading in a radio propagation path of a digital radio communication system, only a short known signal on the radio format is used, and the tap coefficient is accurately determined without increasing the amount of calculation. It is possible to improve the equalization performance by converging.
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態における波形等化器の基本的構成を示すブロック図である。なお、本実施形態では、判定帰還型の波形等化器に適用された場合を示すが、既知信号によって等化フィルタ部のタップ係数をトレーニングするような波形等化器である限り、特にその種類は限定されない。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of a waveform equalizer according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a decision feedback type waveform equalizer is shown. Is not limited.
本実施形態の判定帰還型の波形等化器は、等化フィルタ部101、識別器104、トレーニング信号生成器105、スイッチ106、等化誤差算出器107、データ復号器108、タップ係数制御部109、タップ係数記憶部110および周波数オフセット量推定部111を備えて構成される。
The decision feedback type waveform equalizer of this embodiment includes an
等化フィルタ部101は、フィードフォワードフィルタ(FFフィルタ)102、フィードバックフィルタ(FBフィルタ)103などを備えて構成される。FFフィルタ102およびFBフィルタ103は、それぞれタップ付き遅延素子で構成されたフィルタである。遅延素子の遅延時間は、FFフィルタ102で1/2シンボル時間、FBフィルタ103で1シンボル時間となっている。
The
図15に示したように、判定帰還型の波形等化器で受信されるバースト信号は、既知信号およびデータ信号からなる。既知信号は、送信側および受信側の双方が予めわかっているパターンを有しており、判定帰還型の波形等化器のタップ係数のトレーニングに用いられる。また、データ信号は、復調すべきデータを含む信号である。判定帰還型の波形等化器では、まず既知信号を用いてトレーニングが行われる。つまり、図15の時刻T01〜T02の受信信号に対してトレーニングが行われる。始めに、このトレーニングモードの動作を示す。 As shown in FIG. 15, the burst signal received by the decision feedback type waveform equalizer includes a known signal and a data signal. The known signal has a pattern that is known in advance on both the transmission side and the reception side, and is used for training the tap coefficient of the decision feedback type waveform equalizer. The data signal is a signal including data to be demodulated. In the decision feedback type waveform equalizer, training is first performed using a known signal. That is, training is performed on the received signals at times T01 to T02 in FIG. First, the operation of this training mode is shown.
等化フィルタ部101のFFフィルタ102には、IQサンプル信号がシンボルレートの1/2のサンプルレートで入力され、FBフィルタ103には、スイッチ106を介して得られた帰還データが入力される。等化フィルタ部101では、遅延素子に蓄えられたデータがタップ係数込みで積和演算され、等化出力信号が得られる。等化出力信号は、等化誤差算出器107に入力される。
The IQ sample signal is input to the
トレーニングモードでは、スイッチ106はB側に接続され、トレーニング信号生成器105から等化出力信号が収束すべき所望のトレーニングパターンで出力され、等化誤差算出器107に入力される。等化誤差算出器107では、等化フィルタ部101からの等化出力信号と、トレーニング信号生成器105からのトレーニングパターンが比較され、この差分が等化誤差信号としてタップ係数制御部109に入力される。また、トレーニング信号生成器105からのトレーニングパターンは、スイッチ106を介してFBフィルタ103に帰還して入力される。
In the training mode, the
このように、トレーニングモードでは、図15に示す時刻T01から時刻T02の方向に向かって等化が行われ、時刻T02の時点で等化フィルタのタップ係数が収束していると、以後に続くデータ信号の等化を良好に行うことができる。 As described above, in the training mode, equalization is performed from the time T01 to the time T02 shown in FIG. 15, and when the tap coefficients of the equalization filter converge at the time T02, the subsequent data Signal equalization can be performed satisfactorily.
つぎに、トラッキングモードの動作を示す。判定帰還型の波形等化器では、次のデータ信号に対してトラッキングが行われる。つまり、図15の時刻T02〜時刻T03の受信信号に対してトラッキングが行われる。トラッキングモードでは、スイッチ106はA側に接続される。等化フィルタ部101からの等化出力信号は、識別器104に入力され、識別器104からシンボル判定データが出力される。シンボル判定データは、スイッチ106を介して等化誤差算出器107に入力される。等化誤差算出器107では、等化フィルタ部101からの等化出力信号と、識別器104からのシンボル判定データとが比較され、この差分が等化誤差信号としてタップ係数制御部109に入力される。また、識別器104からのシンボル判定データは、スイッチ106を介してFBフィルタ103に帰還して入力される。また、シンボル判定データは、データ復号器108に入力され、復号ビット列が出力される。
Next, the operation in the tracking mode is shown. In the decision feedback type waveform equalizer, tracking is performed on the next data signal. That is, tracking is performed on the received signals from time T02 to time T03 in FIG. In the tracking mode, the
以下に、本実施形態の特徴部分の構成を詳しく説明する。
タップ係数制御部109は、タップ係数制御手段の機能を有するもので、等化フィルタ部101のFFフィルタ102およびFBフィルタ103のタップ係数更新に関する制御を行う。具体的に、タップ係数制御部109は、トレーニング動作中およびトラッキング動作中、等化誤差算出器107から入力される等化誤差情報に基づき、次回の等化誤差ができるだけ小さくなるようにFFフィルタ102およびFBフィルタ103の各タップ係数を更新する。また、既知信号によるトレーニング開始時刻において、タップ係数記憶部110から前回のトレーニング終了時点のタップ係数を読み込み、必要に応じてこのタップ係数を修正し、FFフィルタ102およびFBフィルタ103にセットする。
Below, the structure of the characteristic part of this embodiment is demonstrated in detail.
The tap
タップ係数記憶部110は、タップ係数記憶手段の機能を有するもので、1回のトレーニングが終了する度、その時点におけるタップ係数をFFフィルタ102およびFBフィルタ103から読み込み、保存する。周波数オフセット量推定部111は、周波数オフセット量推定手段の機能を有するもので、送信側および受信側の無線装置間における周波数オフセット量を随時推定し、周波数オフセット量の推定値をタップ係数制御部109に入力する。周波数オフセット量の推定は、受信IQサンプル信号や等化フィルタ部101からの等化出力信号などを用いて行うことが可能である。
The tap
図2は判定帰還型の波形等化器における受信信号の無線フォーマットおよび波形等化方法を示す図である。既知信号およびデータ信号からなるスロットを連続して受信する場合の波形等化方法を示す。図2では、無線フォーマットは連続的であるが、既知信号が定期的に送信されている限り、バーストであっても、データ信号部分が空線であっても問題ない。 FIG. 2 is a diagram showing a radio format of a received signal and a waveform equalization method in a decision feedback type waveform equalizer. A waveform equalization method in the case of continuously receiving slots composed of known signals and data signals will be described. In FIG. 2, the radio format is continuous, but there is no problem even if it is a burst or a data signal portion is an empty line as long as a known signal is periodically transmitted.
始めに、周波数オフセット量推定部111を用いない場合の波形等化方法を示す。ステップS201において、波形等化器は、時間Taで受信した既知信号を用い、時刻T01から時刻T02に向けてトレーニングを行う。トレーニング終了時の時刻T02で、タップ係数記憶部110は、FFフィルタ102およびFBフィルタ103の各タップ係数を保存する。
First, a waveform equalization method when the frequency offset
ステップS202において、波形等化器は、時刻T02から時刻T03に向けてトラッキングを行う。トラッキング開始時(時刻T02)におけるタップ係数の初期値として、時間Taの既知信号によるトレーニング結果をそのまま用いる。 In step S202, the waveform equalizer performs tracking from time T02 to time T03. As an initial value of the tap coefficient at the start of tracking (time T02), the training result using the known signal at time Ta is used as it is.
ステップS203において、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110に保存されている時刻T02におけるタップ係数を読み込み、FFフィルタ102およびFBフィルタ103にセットする。その上で、波形等化器は、時間Tbで受信した既知信号を用いて時刻T03から時刻T04に向けてトレーニングを行う。トレーニング終了時の時刻T04で、タップ係数記憶部110は、FFフィルタ102およびFBフィルタ103の各タップ係数を保存する。
In step S <b> 203, the tap
ステップS204において、波形等化器は、時刻T04から時刻T05に向けてトラッキングを行う。トラッキング開始時(時刻T04)におけるタップ係数の初期値として、時間Tbの既知信号によるトレーニング結果をそのまま用いる。 In step S204, the waveform equalizer performs tracking from time T04 to time T05. As an initial value of the tap coefficient at the start of tracking (time T04), the training result based on the known signal at time Tb is used as it is.
ステップS205において、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110に保存されている時刻T04におけるタップ係数を読み込み、FFフィルタ102およびFBフィルタ103にセットする。その上で、波形等化器は、時間Tcで受信した既知信号を用いて時刻T05から時刻T06に向けてトレーニングを行う。トレーニング終了時の時刻T06で、タップ係数記憶部110は、FFフィルタ102およびFbフィルタ103の各タップ係数を保存する。
In step S <b> 205, the tap
ステップS206において、波形等化器は、時刻T06から時刻T07に向けてトラッキングを行う。トラッキング開始時(時刻T06)におけるタップ係数の初期値として、時間Tcの既知信号によるトレーニング結果をそのまま用いる。 In step S206, the waveform equalizer performs tracking from time T06 to time T07. As an initial value of the tap coefficient at the start of tracking (time T06), the training result based on the known signal at time Tc is used as it is.
このように、既知信号によるトレーニング結果をタップ係数記憶部110に保存し、次回の既知信号によるトレーニング開始時のタップ係数の初期値としてセットする動作を繰り返していくことで、無限長の既知信号によるトレーニングを行っていることと等価となる。
As described above, the training result based on the known signal is stored in the tap
したがって、本実施形態の波形等化方法によれば、等化フィルタ部101のタップ係数が十分に収束するので、データ信号の等化性能が良好になる。特に、伝搬路が静特性の場合、その改善効果が顕著である。また、従来のように、同一の既知信号を用いたトレーニングではないので、タップ係数の収束値がより正確になる。また、演算量を増大させることなく良好な等化性能を得ることができる。
Therefore, according to the waveform equalization method of the present embodiment, since the tap coefficients of the
つぎに、周波数オフセット量推定部111を用いる場合の波形等化方法を示す。図3はタップ係数制御部109の動作処理手順を示すフローチャートである。一般に、送信側および受信側の無線装置間には、周波数オフセットが存在する。このため、例えば、図2の時刻T03において、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110から読み込んだタップ係数を、そのままFFフィルタ102およびFBフィルタ103のタップ係数としてセットするのではなく、この周波数オフセット量を考慮した処理を行った後にセットする方が良い。このようにすることで、受信信号とタップ係数の位相関係を保つことができる。これ以外の動作は、周波数オフセット量推定部111を用いない場合と全く同様である。
Next, a waveform equalization method when the frequency offset
図2の時刻T03の処理では、周波数オフセット量推定部111で推定された周波数オフセット量がfoff[Hz]であり、信号のシンボル時間がTs[sec]、時刻T02から時刻T03までのデータ信号のシンボル数がM[シンボル]で場合を想定する。図3では、時刻T03の処理を示す。
In the process at time T03 in FIG. 2, the frequency offset amount estimated by the frequency offset
図2の時刻T02から時刻T03にかけてのデータ信号のトラッキングが終了すると、まず、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110からタップ係数を読み出す(ステップS301)。そして、タップ係数制御部109は、読み出した各タップ係数に対し、数式(1)に示す角度だけ位相を回転させる(ステップS302)。
When the tracking of the data signal from time T02 to time T03 in FIG. 2 ends, first, the tap
2π×foff×Ts×M[rad] ……(1)
タップ係数制御部109は、位相回転した各タップ係数を、FFフィルタ102およびFBフィルタ103のタップ係数にセットし、次のトレーニング開始時の初期値とする(ステップS303)。この後、波形等化器は、時刻T03から時刻T04の間(時間Tb)、受信した既知信号によるトレーニングを開始する。なお、ここでは、時刻T03における処理だけを示したが、時刻T05、時刻T07においても、同様の処理を繰り返す。
2π × foff × Ts × M [rad] (1)
The tap
このように、第1の実施形態の波形等化方法によれば、タップ係数制御部109は、周波数オフセット量推定部111で推定された周波数オフセット量に基づき、タップ係数記憶部110に保存されたタップ係数を位相回転させ、次回のトレーニング開始時におけるタップ係数の初期値とする。これにより、受信信号とタップ係数の位相関係を保つことができ、周波数オフセット量推定部111を用いない場合と比較して、さらにタップ係数の収束が良好となり、等化性能をより向上できる。
Thus, according to the waveform equalization method of the first embodiment, the tap
(第2の実施形態)
図4は本発明の第2の実施形態における波形等化器の基本的構成を示すブロック図である。第2の実施形態の波形等化器は、前記第1の実施形態の波形等化器に、等化性能監視手段の機能を有する等化性能監視部が追加された構成を有する。この等化性能監視部として、具体的に、等化誤差算出器107、RSSI算出器415、等化性能判定器416およびBER測定器417が設けられている。また、前記第1の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a block diagram showing a basic configuration of a waveform equalizer according to the second embodiment of the present invention. The waveform equalizer of the second embodiment has a configuration in which an equalization performance monitoring unit having a function of an equalization performance monitoring unit is added to the waveform equalizer of the first embodiment. Specifically, an
タップ係数制御部109は、等化フィルタ部101のFFフィルタ102およびFBフィルタ103のタップ係数更新に関する制御を行う。具体的に、タップ係数制御部109は、トレーニング動作中およびトラッキング動作中、等化誤差算出器107から入力される等化誤差情報に基づき、次回の等化誤差ができるだけ小さくなるようにFFフィルタ102およびFBフィルタ103の各タップ係数を更新する。また、既知信号によるトレーニング開始時刻では、等化性能判定器416の出力情報に応じて、タップ係数記憶部110から必要なタップ係数を読み込み、必要に応じてこのタップ係数を修正し、FFフィルタ102およびFBフィルタ103にセットする。
The tap
入力された中間周波数帯のIF信号は、直交復調器412によって直交復調され、A/D変換器413によってデジタルサンプリングされた後、ルートナイキストフィルタ414によってベースバンド帯域制限され、この出力であるIQサンプル信号は等化フィルタ部101に入力される。
The input IF signal in the intermediate frequency band is quadrature demodulated by the
一方、IF信号は、RSSI算出器415に入力され、RSSI算出器では受信信号レベル(RSSI:Received Signal Strength Indicator)が逐次算出され、算出された受信レベルは等化性能判定器416に入力される。また、等化誤差算出器107の出力である等化誤差信号は、等化性能判定器416に入力される。
On the other hand, the IF signal is input to the
また、データ復号器108の出力である復号ビット列は、BER測定器417に入力され、BER測定器417では、受信信号のビット誤り率(BER:Bit Error Rate)が逐次算出され、BER情報が等化性能判定器416に入力される。等化性能判定器416では、ある時間における等化性能の良否が判定される。等化性能判定器416は、等化性能の良否の判断を受信信号の受信レベルで行う場合、RSSI算出器415から入力された受信レベルがある閾値より大きいときに等化性能が良く、小さいときに等化性能が悪いと判断し、この判断結果を等化性能情報としてタップ係数制御部109に出力する。
The decoded bit string that is the output of the
また、等化性能の良否の判断をトラッキング中の等化誤差で行う場合、等化誤差算出器107から入力された等化誤差信号を用いて、例えば等化誤差信号レベルの合算値を算出し、この合算値(誤差レベル)が閾値よりも小さいときに等化性能が良く、大きいときに等化性能が悪いと判断し、この判断結果を等化性能情報としてタップ係数制御部109に出力する。また、等化性能の良否の判断をビット誤り率で判断する場合、BER測定器417から入力されたBER情報を用い、この値が閾値よりも小さいときに等化性能が良く、大きいときに等化性能が悪いと判断し、この判断結果を等化性能情報としてタップ係数制御部109に出力する。そして、タップ係数制御部109は、等化性能判定器416から入力された等化性能情報に基づき、FFフィルタ102およびFBフィルタ103のタップ係数を制御する。
In addition, when the equalization performance is judged based on the equalization error during tracking, for example, a total value of the equalization error signal level is calculated using the equalization error signal input from the
図5は受信信号の無線フォーマットおよび波形等化方法を示す図である。図5には、等化性能判定器416から得られた等化性能情報も示されている。まず、ステップS501において、波形等化器は、時間Taで受信した既知信号を用いて時刻T01から時刻T02に向けてトレーニングを行う。トレーニング中、必要に応じて、等化性能判定器416はタップ係数制御部109に等化性能情報を出力する。トレーニング終了時の時刻T02で、タップ係数記憶部110はFFフィルタ102およびFBフィルタ103の各タップ係数を保存する。
FIG. 5 is a diagram showing a radio format of a received signal and a waveform equalization method. FIG. 5 also shows equalization performance information obtained from the
ステップS502において、波形等化器は時刻T02から時刻T03に向けてトラッキングを行う。トラッキング開始時(時刻T02)におけるタップ係数の初期値は、時間Taの既知信号によるトレーニング結果をそのまま用いる。トラッキング中、必要に応じて、等化性能判定器416はタップ係数制御部109に等化性能情報を出力する。
In step S502, the waveform equalizer performs tracking from time T02 to time T03. As the initial value of the tap coefficient at the start of tracking (time T02), the training result of the known signal at time Ta is used as it is. During tracking, the
ステップS503において、タップ係数制御部109は、等化性能情報を参照する。時刻T01〜時刻T03の間、等化性能情報が“良い”であるので、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110から保存されている時刻T02におけるタップ係数を読み込み、FFフィルタ102およびFBフィルタ103にセットする。その上で、波形等化器は、時間Tbで受信した既知信号を用いて時刻T03から時刻T04に向けてトレーニングを行う。トレーニング中、必要に応じて、等化性能判定器416は、タップ係数制御部109に等化性能情報を出力する。トレーニング終了時の時刻T04で、タップ係数記憶部110は、FFフィルタ102およびFBフィルタ103の各タップ係数を保存する。
In step S503, the tap
ステップS504において、波形等化器は、時刻T04から時刻T05に向けてトラッキングを行う。トラッキング開始時(時刻T04)におけるタップ係数の初期値は、時間Tbの既知信号によるトレーニング結果をそのまま用いる。トラッキング中、必要に応じて、等化性能判定器416はタップ係数制御部109に等化性能情報を出力する。
In step S504, the waveform equalizer performs tracking from time T04 to time T05. As the initial value of the tap coefficient at the start of tracking (time T04), the training result based on the known signal at time Tb is used as it is. During tracking, the
ステップS505において、タップ係数制御部109は、等化性能情報を参照する。時刻T03〜時刻T05の間、等化性能情報が“悪い”であるので、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110から保存されている時刻T04におけるタップ係数を読み込まない。その代わり、タップ係数制御部109は、それ以前の最近で等化性能情報が“良い”であったスロットのトレーニング終了時のタップ係数を読み込む。すなわち、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110に保存されている時刻T02におけるタップ係数を読み込み、FFフィルタ102およびFBフィルタ103にセットする。その上で、波形等化器は、時間Tcで受信した既知信号を用いて時刻T05から時刻T06に向けてトレーニングを行う。トレーニング中、必要に応じて、等化性能判定器416はタップ係数制御部109に等化性能情報を出力する。トレーニング終了時の時刻T06では、タップ係数記憶部110はFFフィルタ102およびFBフィルタ103の各タップ係数を保存する。
In step S505, the tap
ステップS506において、波形等化器は、時刻T06から時刻T07に向けてトラッキングを行う。トラッキング開始時(時刻T06)におけるタップ係数の初期値は、時間Tcの既知信号によるトレーニング結果をそのまま用いる。トラッキング中、必要に応じて、等化性能判定器416は、タップ係数制御部109に等化性能情報を出力する。
In step S506, the waveform equalizer performs tracking from time T06 to time T07. As the initial value of the tap coefficient at the start of tracking (time T06), the training result based on the known signal at time Tc is used as it is. During tracking, the equalization
ここで、定期的に送出される既知信号を連続的に用いることにより、トレーニング長を等価的に長くしているが、バースト的な受信劣化が存在する場合、その劣化時に受信した既知信号を使ってトレーニングを行うべきでない。劣化した既知信号をトレーニングに用いることで、これまで収束してきたタップ係数が発散してしまい、この結果は次回以降のトレーニングにも影響してしまい、等化性能の劣化に繋がる。 Here, the training length is equivalently increased by continuously using known signals that are transmitted periodically, but if there is bursty reception degradation, the known signal received at the time of degradation is used. Training should not be performed. By using the degraded known signal for training, the tap coefficients that have converged until now diverge, and this result also affects training from the next time on, leading to degradation of equalization performance.
そこで、第2の実施形態では、等化性能情報に基づいてトレーニング開始時のタップ係数の初期値を制御する。つまり、既知信号による新たなトレーニングの開始の際、それ以前の最近で等化性能情報が“良い”であったスロットのトレーニング結果であるタップ係数をセットすることにした。これにより、等化性能情報が“悪い”スロットのトレーニング結果のセットを回避することができ、無線伝搬路にバースト的な劣化が存在する場合においても、等化性能が劣化することがなくなり、前記第1の実施形態に比べ、さらに良好な等化性能を得ることができる。なお、第2の実施形態では、等化性能監視部として、RSSI算出器415、等化誤差算出器107およびBER測定器417を排他的に用いる場合を示したが、これらを組み合わせて用いてもよい。
Therefore, in the second embodiment, the initial value of the tap coefficient at the start of training is controlled based on the equalization performance information. That is, at the start of a new training with a known signal, a tap coefficient which is a training result of a slot whose equalization performance information was “good” recently before that is set. As a result, it is possible to avoid a set of training results for slots where the equalization performance information is “bad”, and even when there is a burst-like degradation in the radio propagation path, the equalization performance is not degraded. Compared to the first embodiment, better equalization performance can be obtained. In the second embodiment, the case where the
(第3の実施形態)
図6は本発明の第3の実施形態における波形等化器の基本的構成を示すブロック図である。第3の実施形態の波形等化器は、前記第2の実施形態の波形等化器と比べ、等化性能判定器416およびBER測定器417を削除し、代わりに逓倍手段の機能を有する逓倍器616が追加された構成を有する。前記第1、第2の実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。第3の実施形態では、RSSI算出器415は受信レベル監視手段の機能を有する。また、逓倍器616の逓倍率は、特に言及しない限り値1とする。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a block diagram showing a basic configuration of a waveform equalizer according to the third embodiment of the present invention. Compared with the waveform equalizer of the second embodiment, the waveform equalizer of the third embodiment deletes the equalization
図7は受信信号の無線フォーマットおよび波形等化方法を示す図である。図7には、RSSI算出器415が算出した受信信号レベル(RSSI)も示されている。図7の動作は図2とほぼ同様である。異なる動作は、時刻T03、時刻T05において、各トレーニングを開始前のタップ係数制御部109が行う動作だけである。ここでは、時刻T03における3つの処理方法で示す。
FIG. 7 is a diagram showing a radio format of received signals and a waveform equalization method. FIG. 7 also shows the received signal level (RSSI) calculated by the
まず、第1の波形等化方法を示す。図8は第1の波形等化方法におけるタップ係数制御部109の動作処理手順を示すフローチャートである。このとき、逓倍器616の逓倍率を値1に固定しておく。時刻T02から時刻T03にかけてのデータ信号のトラッキングが終了すると、まず、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110からタップ係数を読み出す(ステップS801)。このタップ係数の算出に用いたトレーニング用既知信号(図7の時間Taの受信信号)のRSSI値は、RSSI=Pa(真数)であったとする。
First, a first waveform equalization method is shown. FIG. 8 is a flowchart showing an operation processing procedure of the tap
タップ係数制御部109は、今回のトレーニングに用いる既知信号(図7の時間Tbの受信信号)のRSSI値をRSSI算出器415から取得する(ステップS802)。取得したRSSI値は、RSSI=Pb(真数)であったとする。
The tap
タップ係数制御部109は、得られたRSSI値に基づき、これからセットするタップ係数の逓倍率を決定する。等化フィルタ部101の等化出力信号のレベルを一定にするためには、受信信号のRSSI値が大きくなるほどフィルタのタップ係数を小さく、受信信号のRSSI値が小さいほどフィルタのタップ係数を大きくすればよい。タップ係数にI成分およびQ成分があることを考慮すると、逓倍率は(Pa/Pb)の1/2乗となる。そこで、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110から読み出した各タップ係数(I成分およびQ成分)に(Pa/Pb)の1/2乗を乗算する(ステップS803)。
The tap
タップ係数制御部109は、逓倍した各タップ係数を、FFフィルタ102およびFBフィルタ103のタップ係数にセットし、次のトレーニング開始時の初期値とする(ステップS804)。その後、波形等化器は、時刻T03から時刻T04(時間Tb)で受信した既知信号によるトレーニングを開始する。これにより、等化出力信号のレベルを一定に保つことができ、受信信号レベルが一定しない場合、タップ係数が安定するので、等化性能が向上する。
The tap
つぎに、第2の波形等化方法を示す。図9は第2の波形等化方法におけるタップ係数制御部109の動作処理手順を示すフローチャートである。時刻T02から時刻T03にかけてのデータ信号のトラッキングが終了すると、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110からタップ係数を読み出す(ステップS901)。このタップ係数の算出に用いたトレーニング用既知信号(図7の時間Taの受信信号)のRSSI値は、RSSI=Pa(真数)であったとする。
Next, a second waveform equalization method is shown. FIG. 9 is a flowchart showing an operation processing procedure of the tap
タップ係数制御部109は、今回のトレーニングに用いる既知信号(図7の時間Tbの受信信号)のRSSI値をRSSI算出器415から取得する(ステップS902)。RSSI=Pb(真数)であったとする。
The tap
タップ係数制御部109は、得られたRSSI値に基づき、FFフィルタ102へのIQサンプル列の受信入力レベルを調整する。つまり、逓倍器616の逓倍率を決定する。等化フィルタ部101の等化出力信号のレベルを一定とするためには、受信信号のRSSI値が大きくなるとFFフィルタの受信入力レベルを小さく、受信信号のRSSI値が小さくなるとFFフィルタの受信入力レベルを大きくすればよい。受信信号にI成分およびQ成分があることを考慮すると、逓倍率は(Pa/Pb)の1/2乗となる。そこで、タップ係数制御部109は、逓倍器616の逓倍率を(Pa/Pb)の1/2乗倍にセットする(ステップS903)。
The tap
タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110から読み込んだタップ係数を、FFフィルタ102およびFBフィルタ103のタップ係数にセットし、次のトレーニング開始時の初期値とする(ステップS904)。その後、波形等化器は、時刻T03から時刻T04(時間Tb)で受信した既知信号によるトレーニングを開始する。これにより、等化出力信号のレベルを一定に保つことができ、受信信号レベルが一定しない場合でも、タップ係数が安定するので、等化性能が向上する。
The tap
つぎに、第3の波形等化方法を示す。図10は第3の波形等化方法におけるタップ係数制御部109の動作処理手順を示すフローチャートである。このとき、逓倍器616の逓倍率を値1に固定しておく。時刻T02から時刻T03にかけてのデータ信号のトラッキングが終了すると、まず、タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110からタップ係数を読み出す(ステップS1001)。このタップ係数の算出に用いたトレーニング既知信号(図7の時間Taの受信信号)のRSSI値をRSSI算出器415から取得する(ステップS1002)。RSSI=Pb(真数)であったとする。
Next, a third waveform equalization method will be described. FIG. 10 is a flowchart showing an operation processing procedure of the tap
タップ係数制御部109は、得られたRSSI値に基づき、識別器104の参照レベルおよびトレーニング信号生成器105の出力レベルを変更する。等化フィルタ部101の等化出力信号のレベルは、受信信号のRSSI値が大きくなるほど大きく、受信信号のRSSI値が小さくなるほど小さくなる。したがって、タップ係数制御部109は、等化出力信号にI成分およびQ成分があることを考慮し、識別器104の参照レベルおよびトレーニング信号生成器105の出力レベルを、元のレベルの(Pa/Pb)の1/2乗倍とする(ステップS1003)。例として、16QAM変調の場合を示す。図11は16QAM変調における、識別器104の参照レベルおよびトレーニング信号生成器105の出力レベルの変更を示す図である。
The tap
タップ係数制御部109は、タップ係数記憶部110から読み込んだタップ係数を、FFフィルタ102およびFBフィルタ103のタップ係数にセットし、次のトレーニング開始時の初期値とする(ステップS1004)。その後、波形等化器は、時刻T03から時刻T04(時間Tb)で受信した既知信号によるトレーニングを開始する。これにより、受信信号レベルが一定しない場合でも、タップ係数が安定するので、等化性能が向上する。以上が時刻T03における3つの処理方法である。
The tap
ここで、時間的に離れた既知信号を波形等化器のトレーニングに使用するが、受信信号レベルに変動がある場合、収束すべきタップ係数レベルがスロット毎に異なってくるので、タップ係数が十分に収束しない可能性がある。前記第1の実施形態や前記第2の実施形態では、静特性の条件によっては等化性能が向上して効果が大きいが、受信レベルに変動があるような場合、等化性能の改善は小さくなる。 Here, known signals that are separated in time are used for training of the waveform equalizer. However, if the received signal level varies, the tap coefficient level to be converged differs from slot to slot, so the tap coefficient is sufficient. May not converge. In the first embodiment and the second embodiment, the equalization performance is improved and the effect is great depending on the condition of static characteristics, but when the reception level varies, the improvement of the equalization performance is small. Become.
そこで、第3の実施形態では、このような問題を解決するため、受信レベルを監視する受信レベル監視手段としてRSSI算出器415を設けた。これにより、タップ係数制御部109は、受信レベルの変化に応じて、トレーニング開始時のタップ係数の大きさを調整したり、FFフィルタ102への受信入力レベルを調整することが可能となる。時間的に離れた既知信号によるトレーニングにおいても、等化出力信号のレベルを一定に保つことができ、受信信号レベルが一定しない場合でも、タップ係数が安定するので、等化性能が向上する。あるいは、等化出力信号のレベルをそのままにし、識別器104の参照レベルおよびトレーニング信号生成器105の出力レベルを変更することによって、受信信号レベルが一定しない場合でも、タップ係数が安定するので、等化性能が向上する。
Therefore, in the third embodiment, in order to solve such a problem, the
したがって、第3の実施形態の波形等化方法は、無線伝搬路が静特性の場合だけに限らず、フェージングが存在する動特性に対しても、等化特性が良好となる優れた波形等化方法である。なお、第3の実施形態では、前記第1の実施形態に対して受信レベル監視手段を設けた場合を示したが、前記第2の実施形態に対して受信レベル監視手段を設けることでも同様の効果があり、バースト的な受信劣化がある場合、良好な等化性能を得ることができる。 Therefore, the waveform equalization method of the third embodiment is not limited to the case where the radio propagation path has a static characteristic, but also an excellent waveform equalization that provides good equalization characteristics even for dynamic characteristics in which fading exists. Is the method. In the third embodiment, the case where reception level monitoring means is provided for the first embodiment is shown. However, the same thing can be said by providing reception level monitoring means for the second embodiment. If there is an effect and there is bursty reception degradation, good equalization performance can be obtained.
(第4の実施形態)
図12は本発明の第4の実施形態における無線装置の構成を示すブロック図である。この無線装置は、波形成形器1201、ルートナイキストフィルタ1202、D/A変換器1203、直交変調器1204、ミキサ1205、増幅器1206、共用器1207、アンテナ1208、ミキサ1209、直交復調器1210、A/D変換器1211、ルートナイキストフィルタ1212、同期部1213および波形等化器1214を有して構成される。
(Fourth embodiment)
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a wireless device according to the fourth embodiment of the present invention. This radio apparatus includes a
ここで、送信系は波形生成器1201〜アンテナ1208に相当する。送信系では、送信ビット列Uは、波形生成器1201に入力されると、制御データが付加され、変調データが生成される。変調データは、ルートナイキストフィルタ1202によってベースバンド帯域が制限された後、D/A変換器1203に入力され、デジタル信号からアナログ信号に変換される。さらに、直交変調器1204では、変換されたアナログ信号が直交変調される。直交変調器1204で直交変調された信号は、所定の送信周波数に変換するミキサ1205によってアップコンバートされ、アップコンバートされた信号は増幅器1206によって増幅される。増幅された信号は、送受信信号を分岐する共用器1207に入力されると、送受信共用アンテナ1208から無線信号として送信される。
Here, the transmission system corresponds to the
一方、受信系は、共用器1207〜波形等化器1214に相当する。受信系では、送受信共用アンテナ1208および共用器1207を通じて受信された受信信号は、ミキサ1209によってダウンコンバートされ、さらに直交復調器1210によって直交復調される。直交復調されたアナログ信号は、A/D変換器1211によってデジタル信号に変換され、ルートナイキストフィルタ1212によって帯域制限された後、同期部1213および波形等化器1214に入力される。波形等化器1214は、前記第1〜第3の実施形態のいずれかにおける波形等化器と同じ構成を有し、波形等化器1214には、前記第1〜第3の実施形態のいずれかの波形等化方法が適用される。同期部1213では、デジタル信号を用いて同期獲得が行われ、シンボルタイミング信号が波形等化器1214に入力される。波形等化器1214では、前述したデジタル信号とシンボルタイミング信号を用いて波形等化が行われ、受信ビット列Dが出力される。
On the other hand, the reception system corresponds to the
本実施形態の無線装置によれば、波形等化器1214に前記第1乃至第3の実施形態のいずれかの波形等化方法が適用されているので、無線伝搬路にマルチパスフェージングが存在する場合、前述した等化性能が改善され、良好な受信性能を有する装置が得られる。また、波形等化器1214に適用された波形等化方法では、従来のように繰り返し演算を行うこともないので、演算量が少なく、消費電流が少ない装置が得られる。
According to the radio apparatus of this embodiment, since the waveform equalization method of any of the first to third embodiments is applied to the
図13は本実施形態の無線装置を備える無線通信システムの構成を示す図である。この無線通信システムは、移動局あるいは固定局の無線装置RS1、RS2、…RSm、および基地局無線装置BSから構成される。移動局あるいは固定局の無線装置RS1、RS2、…RSmのうち、少なくとも1つは図12に示す無線装置で構成されている。したがって、システム全体として、受信性能の良好なシステムを構築できる。また、消費電流を低減したシステムを構築できる。 FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a wireless communication system including the wireless device according to the present embodiment. This radio communication system is composed of mobile station or fixed station radio apparatuses RS1, RS2,... RSm and a base station radio apparatus BS. Among the radio devices RS1, RS2,... RSm of mobile stations or fixed stations, at least one is composed of the radio devices shown in FIG. Therefore, a system having good reception performance can be constructed as the entire system. In addition, a system with reduced current consumption can be constructed.
上述した本実施形態の構成は、定期的に既知信号(同期シンボルやパイロットシンボル)を送出するデジタル無線通信システムにおいて、マルチパスフェージングを等化する波形等化器を搭載する装置に適用可能である。 The configuration of the present embodiment described above can be applied to an apparatus equipped with a waveform equalizer that equalizes multipath fading in a digital radio communication system that periodically transmits known signals (synchronization symbols and pilot symbols). .
本発明は、無線フォーマット上の短い既知信号のみを用い、演算量を増加させることなく、タップ係数を正確に収束させて等化性能を向上できるという効果を有し、デジタル携帯電話などの無線通信システムにおいて発生する無線伝搬路のマルチパスフェージングを補償する波形等化器、及びこの波形等化方法が適用された波形等化器、無線装置及び無線通信システム等に有用である。 The present invention has the effect of using only a short known signal on a wireless format and improving the equalization performance by accurately converging tap coefficients without increasing the amount of calculation. The present invention is useful for a waveform equalizer that compensates for multipath fading of a radio propagation path that occurs in a system, a waveform equalizer to which this waveform equalization method is applied, a wireless device, a wireless communication system, and the like.
101 等化フィルタ部
102 フィードフォワードフィルタ(FFフィルタ)
103 フィードバックフィルタ(FBフィルタ)
104 識別器
105 トレーニング信号生成器
106 スイッチ
107 等化誤差算出器
108 データ復号器
109 タップ係数制御部
110 タップ係数記憶部
111 周波数オフセット量推定部
415 RSSI算出器
416 等化性能判定器
417 BER算出器
101
103 Feedback filter (FB filter)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記タップ係数記憶手段に記憶されたタップ係数を初期値に設定し、第1の時間に受信される既知信号を用い、前記等化フィルタ部のタップ係数のトレーニングを行い、該トレーニング終了時に前記トレーニング結果のタップ係数を前記タップ係数記憶手段に記憶する第1のステップと、
前記タップ係数記憶手段に記憶された、前記トレーニング結果のタップ係数を用い、前記第1の時間に続く第2の時間、受信されるデータ信号のトラッキングを行う第2のステップと、
前記等化性能監視手段によって監視された等化性能が所定レベルに達しているか否かを判断する第3のステップとを有し、
前記第1のステップでは、前記第3のステップにおける等化性能の判断に基づき、前記等化性能が所定レベルに達している場合には、前記タップ係数記憶手段に記憶された前回のタップ係数を初期値に設定し、また、前記等化性能が所定レベルに達していない場合には、前記タップ係数記憶手段に記憶された前回のタップ係数の代わりに、それ以前に前記タップ係数記憶手段に記憶された、前記等化性能が所定レベルに達しているそれ以前の最近のタップ係数を初期値に設定し、
前記第1のステップおよび前記第2のステップを繰り返し行う波形等化方法。 An equalizing filter unit having a tapped delay circuit, performing an operation including a tap coefficient on an input signal and outputting an equalized output signal, and a tap coefficient control means for setting a tap coefficient of the equalizing filter unit; A waveform equalizer method of a waveform equalizer comprising a tap coefficient storage means for storing the tap coefficient and an equalization performance monitoring means for monitoring the equalization performance ,
The tap coefficient stored in the tap coefficient storage means is set to an initial value, the known signal received at the first time is used to train the tap coefficient of the equalization filter unit, and the training is performed at the end of the training. A first step of storing the resulting tap coefficient in the tap coefficient storage means;
A second step of tracking a received data signal for a second time following the first time, using the tap coefficient of the training result stored in the tap coefficient storage means ;
A third step of determining whether the equalization performance monitored by the equalization performance monitoring means has reached a predetermined level ;
In the first step, when the equalization performance has reached a predetermined level based on the determination of the equalization performance in the third step, the previous tap coefficient stored in the tap coefficient storage means is determined. If the equalization performance does not reach a predetermined level, the initial value is stored in the tap coefficient storage means before that instead of the previous tap coefficient stored in the tap coefficient storage means. The previous tap coefficient before the equalization performance has reached a predetermined level is set to an initial value,
A waveform equalization method for repeatedly performing the first step and the second step.
受信信号の受信レベルを監視する受信レベル監視手段を用い、前記第1のステップでは、今回のトレーニング開始時のタップ係数の初期値として、前回のトレーニング結果のタップ係数を前記受信レベルに応じて逓倍したものを設定する波形等化方法。 A waveform equalizer method for a waveform equalizer according to claim 1 ,
Using the reception level monitoring means for monitoring the reception level of the reception signal, in the first step, the tap coefficient of the previous training result is multiplied according to the reception level as the initial value of the tap coefficient at the start of the current training. Waveform equalization method to set what is done.
受信信号の受信レベルを監視する受信レベル監視手段と、前記波形等化器の入力信号のレベルを逓倍する逓倍手段とを用い、前記第1のステップでは、前記受信レベルに応じて、前記波形等化器の入力信号のレベルを逓倍する波形等化方法。 A waveform equalizer method for a waveform equalizer according to claim 1 ,
The reception level monitoring means for monitoring the reception level of the reception signal and the multiplication means for multiplying the level of the input signal of the waveform equalizer are used. In the first step, the waveform etc. Waveform equalization method that multiplies the level of the input signal of the equalizer.
受信信号の受信レベルを監視する受信レベル監視手段と、前記等化出力信号のシンボルを判定する識別器とを用い、前記第1のステップでは、前記受信レベルに応じて、前記識別器の参照レベルおよびトレーニング信号の出力レベルを変更する波形等化方法。 A waveform equalizer method for a waveform equalizer according to claim 1 ,
The reception level monitoring means for monitoring the reception level of the reception signal and the discriminator for determining the symbol of the equalized output signal are used. In the first step, the reference level of the discriminator is determined according to the reception level. And a waveform equalization method for changing the output level of the training signal.
請求項1乃至7のいずれかに記載の波形等化方法の手順を実行する波形等化器。 An equalizing filter unit having a tapped delay circuit, performing an operation including a tap coefficient on an input signal and outputting an equalized output signal, and a tap coefficient control means for setting a tap coefficient of the equalizing filter unit; A tap coefficient storage means for storing the tap coefficient, and an equalization performance monitoring means for monitoring the equalization performance ,
The waveform equalizer which performs the procedure of the waveform equalization method in any one of Claims 1 thru | or 7 .
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