JP4527079B2 - Equalizer - Google Patents
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Description
本発明は等化器(イコライザ)に関し、特に、マルチパスの影響を抑制する等化器に関する。 The present invention relates to an equalizer, and more particularly to an equalizer that suppresses the influence of multipath.
従来の等化器は、ディジタル・データ信号を含む受信信号に応答して動作し、各々がタップ係数および時間的変位に応答する複数のタップを備え、マルチパス補正されたディジタル出力信号を出力するスパース・ディジタル・フィルタ(sparse digital filter) を含む。そして、当該フィルタをコントロールするコントローラは、前記受信信号に応答して動作し、当該受信信号の自己相関に基づいてマルチパス信号を検出し、タップ係数と時間的変位を複数のタップの1つに与えることにより、その検出されたマルチパス信号をキャンセルする(例えば、特許文献1)。 A conventional equalizer operates in response to a received signal including a digital data signal, and includes a plurality of taps each responsive to tap coefficients and temporal displacement, and outputs a multipath corrected digital output signal. Includes sparse digital filter. The controller that controls the filter operates in response to the received signal, detects a multipath signal based on the autocorrelation of the received signal, and sets the tap coefficient and the temporal displacement to one of a plurality of taps. By giving, the detected multipath signal is canceled (for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来の等化器のように自己相関に基づいてマルチパス信号を検出する場合には、マルチパスの時間変化に追従することが困難であった。なぜなら、マルチパスの変化する時間に比べて前記自己相関を算出するための時間が長くなってしまうためである。したがって、従来の等化器においては、シンボル間干渉等のマルチパスの影響を十分に抑制することが困難であった。 However, when detecting a multipath signal based on autocorrelation as in a conventional equalizer, it is difficult to follow the time change of the multipath. This is because the time for calculating the autocorrelation becomes longer than the time for multipath change. Therefore, it has been difficult for conventional equalizers to sufficiently suppress the effects of multipath such as intersymbol interference.
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであって、マルチパスを従来の等化器に比べて短時間で検出し、前記マルチパスの影響を抑制することができる等化器を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can detect a multipath in a shorter time than a conventional equalizer and suppress the influence of the multipath. The purpose is to obtain a generator.
本発明に係る等化器は、入力データを等化して第1の等化データを出力する第1のフィルタと、前記入力データに含まれる遅延データの振幅値および遅延時間に応じてフィルタ係数が更新される第2のフィルタとを備える等化器であって、前記第1のフィルタから出力された前記第1の等化データに対して、フーリエ変換を行なって周波数領域のデータを出力するフーリエ変換手段と、該フーリエ変換手段によるフーリエ変換の結果における前記周波数領域の周波数ゼロから正側または負側のデータの複数の振幅値にそれぞれ所定の係数を乗算し、その乗算結果を時間軸方向に積算することにより積分を行う積分手段と、該積分手段における積分の結果に対して逆フーリエ変換を行なう逆フーリエ変換手段と、該逆フーリエ変換手段における逆フーリエ変換の結果に応じて、前記入力データに含まれる遅延データの振幅値および遅延時間を演算する第1の演算手段と、前記振幅値および前記遅延時間に応じて前記第2のフィルタの当該フィルタ係数を演算する第2の演算手段と、前記第1のフィルタから出力された前記第1の等化データと前記第2のフィルタから出力された第2の等化データとを加算する加算器と、前記加算器の出力に対して所定の変調方式に対応したデマップを行うスライサと、を備え、前記第2のフィルタは、前記スライサの出力を等化して前記第2の等化データを出力する。 The equalizer according to the present invention includes a first filter that equalizes input data and outputs first equalized data, and a filter coefficient corresponding to an amplitude value and a delay time of delay data included in the input data. An equalizer including a second filter to be updated, and performing Fourier transform on the first equalized data output from the first filter to output frequency domain data A plurality of amplitude values of positive-side or negative-side data from frequency zero in the frequency domain in the result of Fourier transformation by the Fourier transforming means by the transforming means , respectively, and multiplying the multiplication results in the time axis direction and integrating means for performing an integration by integrating the inverse Fourier transform means for performing inverse Fourier transform on the result of the integration in the integrating means, the inverse Fourier transform unit Depending on the result of the Fourier transform, a first calculating means for calculating the amplitude value and the delay time of the delay data included in the input data, the filter of the second filter in accordance with the amplitude value and the delay time A second calculating means for calculating a coefficient; an adder for adding the first equalized data output from the first filter and the second equalized data output from the second filter; A slicer that demaps the output of the adder in accordance with a predetermined modulation method, and the second filter equalizes the output of the slicer and outputs the second equalized data. The
本発明に係る等化器によれば、マルチパスを従来の等化器に比べて短時間で検出し、前記マルチパスの影響を抑制することができる。 According to the equalizer according to the present invention, multipath can be detected in a shorter time than a conventional equalizer, and the influence of the multipath can be suppressed.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1における等化器の構成を示すブロック図である。図1において、入力データはFF(Feed Forward)フィルタによって等化される。前記FFフィルタによって等化されたデータ(以下、第1の等化データともいう)は加算器2に出力される。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an equalizer in the first embodiment. In FIG. 1, input data is equalized by an FF (Feed Forward) filter. Data equalized by the FF filter (hereinafter also referred to as first equalized data) is output to the adder 2.
なお、前記入力データは、放送局等から送信された放送データが図示しないアンテナによって受信された後に、当該等化器の前段に設ける復調装置(図示せず)よって復調されることによって得られるデータ(復調データ)である。また、前記FFフィルタのタップ数は、当該等化器の仕様に応じて任意に設定する。 The input data is data obtained by demodulating a broadcast data transmitted from a broadcast station or the like by a demodulator (not shown) provided in the preceding stage of the equalizer after the broadcast data is received by an antenna (not shown). (Demodulated data). The number of taps of the FF filter is arbitrarily set according to the specification of the equalizer.
加算器2は、前記FFフィルタから入力された第1の等化データと、後述するスパースフィルタブロック11のフィルタブロック13から出力されたデータ(以下、第2の等化データともいう)とを加算してスライサ4に出力する。スライサ4は、所定の変調方式に対応したデマップを加算器2から出力されたデータに対して行ない、第2のメモリ5に出力する。また、スライサ4から出力されるデータは、当該等化器の出力として、当該等化器の後段に配置される機器(デコーダ等)に出力される。なお、以下、スライサ4から出力されたデータを出力データともいう。また、前記所定の変調方式は、前記放送局において前記放送信号を生成する際に使用する変調方式である。例えば、QPSK、BPSK、多値QAM、多値VSB等が前記変調方式として使用される。
The adder 2 adds the first equalized data input from the FF filter and the data output from the
第2のメモリ5は、スライサ4から入力された出力データを記憶する。また、後述するメモリ制御手段9から入力される信号(以下、メモリ制御信号ともいう)に応じて、記憶したデータをフィルタブロック13に出力する。なお、前記第2のメモリ5に記憶するデータ数は2n個(シンボル)とする。また、nは、当該等化器の仕様に応じて決定する。具体的には当該等化器において除去するマルチパスの影響(例えば、シンボル間干渉の範囲(遅延時間の範囲))に応じて設定する。例えば、n=10とすれば、1024シンボル分のデータが第2のメモリ5に記憶される。
The
フィルタブロック13は、第2のメモリ5から入力されたデータを等化して第2の等化データを加算器2に出力する。図2は、フィルタブロック13の構成を示すブロック図である。図2において、第2のメモリ5から出力された前記出力データは、第1のスイッチ14に入力される。第1のスイッチ14は、メモリ制御手段9から入力される制御信号(以下、メモリ制御手段9から第1のスイッチ14または第2のスイッチ15に入力される制御信号をスイッチ制御信号ともいう)に応じて、当該出力データを入力するスモールフィルタ10を選択する。そうすると、第1のスイッチによって選択されたスモールフィルタ10に前記出力データが入力される。
The
具体的に説明すると、スイッチ制御信号は、等化器のシステムクロックに応じて第1のスイッチ14に入力される。第1のスイッチ14は、スイッチ制御信号が入力されると、前記出力データを入力するスモールフィルタ10を順次切り替える。
More specifically, the switch control signal is input to the
スモールフィルタ10は、フィルタ制御手段12から入力されるフィルタ制御信号によって、当該スモールフィルタのフィルタ係数が更新される(詳細は後述)。そして、当該スモールフィルタ10は、前記フィルタ係数を使用して前記出力データを等化する。
In the
第2のスイッチ15は、前記第1のスイッチ14と同様に、前記スイッチ制御信号に応じて接続するスモールフィルタを切り替えて、前記スモールフィルタによって等化された出力データを加算器2に出力する。
Similar to the
図3は、スモールフィルタ10の構成を示すブロック図である。図3において、第1のスイッチ14から出力された前記出力データは、DDF(Delay Flip−Flop)ブロック18に入力される。DDFブロック18における各DDF101は、前記システムクロックに応じて、前記出力データを遅延させ、当該遅延させた出力データを各DDF101の後段のDDF101および乗算器102に出力する。乗算ブロック19における各乗算器102は、当該乗算器102に設定されるフィルタ係数と、DDFから入力された出力データとを乗算して加算器103に出力する。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the
なお、前記フィルタ係数は、フィルタ制御手段12から出力されるフィルタ制御信号に応じて更新される。また、当該フィルタ係数の更新は、LMS(Least Mean Square)アルゴリズム、サインLMSアルゴリズム、CMA(Constant Modulus Algorithm)、DD(Decision Direct)アルゴリズム等を使用すればよい。また、前記フィルタ係数の初期値は、予め当該乗算器102に設定してもよいし、後述するフィルタ制御手段12に記憶させておき、当該等化器の電源投入時に、前記フィルタ制御手段12から乗算器102に入力するようにしてもよい。
The filter coefficient is updated according to the filter control signal output from the filter control means 12. The filter coefficient may be updated by using a LMS (Least Mean Square) algorithm, a sine LMS algorithm, a CMA (Constant Modulus Algorithm), a DD (Decision Direct) algorithm, or the like. The initial value of the filter coefficient may be set in the
加算ブロック20における各加算器103は、前記加算器103から入力されたデータを加算して後段の加算器103に出力する。なお、最後段の加算器103(図3における左端の加算器103)の出力は前記第2のスイッチ15に出力される。
Each
前記図1において、前記FFフィルタから出力された第1の等化データは第1のメモリ3にも出力される。第1のメモリ3は、FFフィルタ1から入力された第1の等化データを記憶する。なお、前記第1のメモリ3に記憶するデータ数は、前記第2のメモリ5と同様に2n個とする。また、nは、当該等化器の仕様に応じて決定する。具体的には当該等化器において除去するシンボル間干渉の範囲に応じて設定する。また、前記第2のメモリ5におけるnと当該第1のメモリ3におけるnとは、当該等化器の仕様に応じて、同じ値としてもよいし、異なる値としてもよい。
In FIG. 1, the first equalized data output from the FF filter is also output to the first memory 3. The first memory 3 stores the first equalized data input from the
FFT(Fast Fourier Transform)手段6は、第1のメモリ3に記憶されたデータを所定のシンボル数毎に読み出す。そして、読み出したデータに対してFFTを行なって、積分手段7に出力する。 An FFT (Fast Fourier Transform) means 6 reads data stored in the first memory 3 every predetermined number of symbols. Then, the read data is subjected to FFT and output to the integration means 7.
積分手段7は、前記FFTの結果に対して積分を行なう。図4は、当該積分手段7における演算(積分)を説明するための説明図である。図4に示すように、当該等化器に入力される入力データがマルチパスの影響を受けている場合(すなわち、入力データが遅延データ(遅延波)を含んでいる場合)、FFTの結果に、遅延時間Tの逆数の周波数間隔で振幅の落ち込みが生じる。なお、図4における破線部41は、入力データが全くマルチパスの影響を受けていない場合の(すなわち、理想的な条件下での)FFTの結果である。
The integrating means 7 performs integration on the result of the FFT. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining calculation (integration) in the integration means 7. As shown in FIG. 4, when the input data input to the equalizer is affected by multipath (that is, when the input data includes delay data (delayed wave)), the FFT result A drop in amplitude occurs at a frequency interval that is the reciprocal of the delay time T. Note that the
積分手段7は、図4に示すようなFFTの結果における落ち込みの間の最大振幅値(A1〜An)のうち、周波数0(ゼロ)から正側または負側のいずれかの最大振幅値に所定の係数(以下、積分係数ともいう)を乗算し、乗算結果を積算することによって積分を行なう。すなわち、FFT結果の半分に対して、上述のような処理を行なう。そして、積分の結果をIFFT手段8に出力する。 The integrating means 7 is the maximum amplitude value from the frequency 0 (zero) to either the positive side or the negative side among the maximum amplitude values (A 1 to A n ) during the drop in the FFT result as shown in FIG. Is multiplied by a predetermined coefficient (hereinafter also referred to as an integration coefficient), and integration is performed by integrating the multiplication results. That is, the above-described processing is performed on half of the FFT result. Then, the result of integration is output to the IFFT means 8.
通常、FFTの結果は、周波数0(ゼロ)(すなわち、振幅軸)に対して正側と負側とで対称の波形となる。そこで、演算負荷を軽減するべく、当該対称性を利用してFFT結果の半分(FFT結果の片側の周波数領域)に対して、上述のような処理を行なう。なお、前記積分係数は、当該等化器の仕様等に応じて任意に設定する。例えば、シミュレーションまたは実験を行なって適切な値を設定する。 Usually, the result of FFT is a symmetric waveform on the positive side and the negative side with respect to the frequency 0 (ie, the amplitude axis). Therefore, in order to reduce the calculation load, the above-described processing is performed on half of the FFT result (frequency region on one side of the FFT result) using the symmetry. The integration coefficient is arbitrarily set according to the specifications of the equalizer. For example, an appropriate value is set through simulation or experiment.
IFFT手段8は、積分手段7から入力された積分結果に対してIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆フーリエ変換)を行ない、IFFTの結果をメモリ制御手段9に出力する。なお、前記積分結果に対してIFFTを行なうと、入力データに含まれる希望波(遅延データでないデータ)および遅延データに対応するピーク(振幅値)が時間軸上に現れる。すなわち、当該IFFTを行なうことによって、遅延データの時間軸上の位置(遅延時間)および振幅値を検出することができる。
The IFFT unit 8 performs an IFFT (Inverse Fast Fourier Transform) on the integration result input from the integration unit 7 and outputs the IFFT result to the
メモリ制御手段9は、IFFT手段8から入力されたIFFTの結果に基づいて、希望波のデータの振幅値ならびに遅延時間、および遅延データの振幅値ならびに遅延時間(以下、前記振幅値および前記遅延時間を含む情報をマルチパス情報ともいう。)を演算する。そして、演算の結果、マルチパス情報が変化したか否かを判断する。すなわち、演算の結果得られたマルチパス情報が、直前に演算されたマルチパス情報と一致するか否かを判断する。
Based on the IFFT result input from the IFFT unit 8, the
そして、マルチパス情報が変化した場合には、当該マルチパス情報をフィルタ制御手段12に出力する。フィルタ制御手段12は、前記メモリ制御手段9から入力されたマルチパス情報に応じて、上述したアルゴリズムにより、前記乗算器102のフィルタ係数を演算し、当該フィルタ係数に対応する信号を前記フィルタ制御信号として乗算ブロック19に出力する。また、演算したフィルタ係数を図示しない記憶手段に記憶させる。演算したフィルタ係数を記憶手段に記憶させることで、前記メモリ制御手段から、過去に入力されたマルチパス情報の内容と同一の内容のマルチパス情報が入力された際、当該マルチパス情報に対応するフィルタ係数を再度演算せずに、記憶手段に記憶されたフィルタ係数を出力することが可能となる。
When the multipath information changes, the multipath information is output to the filter control means 12. The filter control means 12 calculates the filter coefficient of the
なお、メモリ制御手段9は、前記システムクロックに基づいてスイッチ制御信号を生成して、前記第1のスイッチ手段14および第2のスイッチ手段15に出力する。なお、前記新たなマルチパスを検出するに際し、前記マルチパス情報に含まれる振幅値を値の大きい順または小さい順に並び替えるようにしても良い。 The memory control means 9 generates a switch control signal based on the system clock and outputs it to the first switch means 14 and the second switch means 15. When detecting the new multipath, the amplitude values included in the multipath information may be rearranged in order of increasing or decreasing value.
以上の説明のように、実施の形態1における等化器によれば、自己相関を使用せずにFFTを使用してマルチパスの検出を行なうため、従来の等化器に比べて、高速にマルチパスの検出を行なうことができる。よって、時間的な変化の激しいマルチパスの変動に良好に追従することができる。したがって、マルチパスの影響(シンボル間干渉等)を抑制することができる。 As described above, according to the equalizer in the first embodiment, multipath detection is performed using FFT without using autocorrelation, so that it is faster than conventional equalizers. Multipath detection can be performed. Therefore, it is possible to satisfactorily follow multipath fluctuations that change rapidly over time. Therefore, the influence of multipath (intersymbol interference, etc.) can be suppressed.
また、実施の形態1における等化器においては、FFT結果における周波数領域の片側についてのみ、積分等の処理を行なうことで演算負荷を軽減し、演算速度を拘束にすることができる。したがって、時間的な変化の激しいマルチパスの変動に良好に追従し、マルチパスの影響を効果的に抑制することができる。 Further, in the equalizer according to the first embodiment, the calculation load can be reduced and the calculation speed can be constrained by performing processing such as integration only on one side of the frequency domain in the FFT result. Therefore, it is possible to satisfactorily follow multipath fluctuations with a large temporal change, and to effectively suppress the influence of multipath.
1 FFフィルタ、2 加算器、3 第1のメモリ、4 スライサ、5 第2のメモリ、6 FFT手段、7 積分手段、8 IFFT手段、9 メモリ制御手段、11 スパースフィルタブロック、12 フィルタ制御手段、13 フィルタ部ロック。 1 FF filter, 2 adder, 3 first memory, 4 slicer, 5 second memory, 6 FFT means, 7 integration means, 8 IFFT means, 9 memory control means, 11 sparse filter block, 12 filter control means, 13 Filter section lock.
Claims (4)
前記第1のフィルタから出力された前記第1の等化データに対して、フーリエ変換を行なって周波数領域のデータを出力するフーリエ変換手段と、
該フーリエ変換手段によるフーリエ変換の結果における前記周波数領域の周波数ゼロから正側または負側のデータの複数の振幅値にそれぞれ所定の係数を乗算し、その乗算結果を時間軸方向に積算することにより積分を行う積分手段と、
該積分手段における積分の結果に対して逆フーリエ変換を行なう逆フーリエ変換手段と、
該逆フーリエ変換手段における逆フーリエ変換の結果に応じて、前記入力データに含まれる遅延データの振幅値および遅延時間を演算する第1の演算手段と、
前記振幅値および前記遅延時間に応じて前記第2のフィルタの当該フィルタ係数を演算する第2の演算手段と、
前記第1のフィルタから出力された前記第1の等化データと前記第2のフィルタから出力された第2の等化データとを加算する加算器と、
前記加算器の出力に対して所定の変調方式に対応したデマップを行うスライサと、
を備え、
前記第2のフィルタは、前記スライサの出力を等化して前記第2の等化データを出力する
ことを特徴とする等化器。 A first filter that equalizes input data and outputs first equalized data; and a second filter whose filter coefficient is updated according to the amplitude value and delay time of delay data included in the input data. An equalizer comprising:
Fourier transform means for performing Fourier transform on the first equalized data output from the first filter and outputting frequency domain data ;
By multiplying a plurality of amplitude values of positive or negative side data from frequency zero in the frequency domain in the result of Fourier transform by the Fourier transform means by respective predetermined coefficients, and integrating the multiplication results in the time axis direction Integration means for performing integration;
Inverse Fourier transform means for performing inverse Fourier transform on the result of integration in the integration means;
First computing means for computing an amplitude value and a delay time of the delay data included in the input data according to the result of the inverse Fourier transform in the inverse Fourier transform means;
Second calculating means for calculating the filter coefficients of the second filter in accordance with the amplitude value and the delay time,
An adder for adding the first equalized data output from the first filter and the second equalized data output from the second filter;
A slicer that performs demapping corresponding to a predetermined modulation method on the output of the adder;
Equipped with a,
The second filter equalizes the output of the slicer and outputs the second equalized data.
Equalizer you wherein a.
前記第1のフィルタから出力された前記第1の等化データに対して、フーリエ変換を行なって周波数領域のデータを出力し、
前記フーリエ変換の結果における前記周波数領域の周波数ゼロから正側または負側のデータの複数の振幅値にそれぞれ所定の係数を乗算し、その乗算結果を時間軸方向に積算することにより積分を行い、
該積分の結果に対して逆フーリエ変換を行ない、
該逆フーリエ変換の結果に応じて、前記入力データに含まれる遅延データの振幅値および遅延時間を演算し、
前記振幅値および前記遅延時間に応じて前記第2のフィルタのフィルタ係数を演算し、
前記第1のフィルタから出力された前記第1の等化データと前記第2のフィルタから出力された第2の等化データとを加算し、
その加算結果に対して所定の変調方式に対応したデマップを行う
ことを含み、
前記第2のフィルタは、前記デマップを行うことで得られたデータを等化して前記第2の等化データを出力する
ことを特徴とする等化方法。 A first filter that equalizes input data and outputs first equalized data; and a second filter whose filter coefficient is updated according to the amplitude value and delay time of delay data included in the input data Using an equalization method,
For the first of the output from the filter first equalized data, the Fourier transform output data lines Do I frequency domain,
Wherein each from zero frequency of the frequency region in the result of the Fourier transform to a plurality of amplitude values of the data of the positive side or the negative side is multiplied by a predetermined coefficient, it performs integral by integrating the multiplication result in the time axis direction,
Inverse Fourier transform is performed on the result of the integration,
According to the result of the inverse Fourier transform, the amplitude value and the delay time of the delay data included in the input data are calculated,
Calculating a filter coefficient of the second filter according to the amplitude value and the delay time ;
Adding the first equalized data output from the first filter and the second equalized data output from the second filter;
Look including the <br/> to perform demapping corresponding to a predetermined modulation scheme for the addition result
The second filter equalizes data obtained by performing the demapping and outputs the second equalized data.
An equalization method characterized by that .
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